成果報告書詳細
管理番号20110000001697
タイトル平成18年度成果報告書 国際エネルギー使用合理化等対策事業 国際エネルギー消費効率化等モデル事業 給配電ロス削減モデル事業実施可能性調査
公開日2012/2/17
報告書年度2006 - 2006
委託先名三井造船株式会社
プロジェクト番号P93050
部署名エネルギー対策推進部
和文要約3相4線配電方式を採用している発展途上国では、配電網の負荷のアンバランスによる中性線抵抗損失が大きい。本事業は、新型の電流型省エネバランサ(以後「バランサ」という)を配電ネットワークの末端近くに設置することにより、低圧線路ロスの削減、3相電圧の平衡を目的とするものである。
3相4線式はある程度の不平衡は避けられないが、負荷の不平衡がはなはだしくなるほど電圧降下、線路損失が増加する。不平衡に伴って電圧のアンバランス、線路損失の増加が大きくなる。これらは中性線に流れる零相電流によって引き起こされる。従って、バランサを設置して零相分を除去すれば、不均衡を取り除くことができる。
本事業では3相4線式のバランサはジグザグスター結線(千鳥結線)変圧器を使用し、零相電流による起磁力を変圧器鉄心各脚で打ち消しあわせ、零相磁束を生ぜず零相インピーダンスを非常に小さくする。また各相に相等しい零相電流を還流してバランサとして作用する。
このことを確認するために、理論計算・模擬回路による省エネ量の測定を実施した結果、理論通りの省エネ効果の検証に加えて、末端集中負荷回路の場合がもっとも不平衡の改善なること、回路損失が最小となる最適位置の検証ができた。しかし、同時に次の課題が残された。
(a) 実際の配電現場における負荷状況下での作動確認
(b) 実際の配電系統における最適取り付け位置の確認
このため、本事業では可能性調査だけに留まらず、バランサ実機を現地に持ち込み、3週間場所を替えて取り付けし実測を行い性能の確認を行なった。
コルカタ郊外のBaguiati 地区において実際にバランサを設置して運転した実測データの分析および同地区における55箇所のFeedersの電流、電圧測定値の解析の結果、省エネ効果として、55箇所全部の平均0.1%、上位10Feeders の平均0.26%、最大で1%という結果を得た。
予想より省エネ効果が低かった原因は、配電系統の負荷パターンが末端集中型ではなく、平等分布型であったこと、線路長が一般に短かったこと、トランス容量が100KVAと小さく中性線電流値の絶対値が比較的小さかったことなど挙げられる。
このようにこの地区ではでは3相4線のアンバランス負荷に伴う中性線電流をバランサで吸収して線路抵抗損失を削減することによる顕著なロス削減効果はできなかったが、末端集中負荷で配電線長の長い回路であればもう少しの効果が上がることが予想された。
英文要約This project is aimed for reducing power loss on a distribution network and
compensating the imbalance among three phase line by installing new type of
power saving electric current balancer (" the balancer"), because neutral line loss under unbalanced load is enormous in the developing countries adopting 3-phase 4-wire power distribution system.
Though 3-phase 4-wire power distribution system can’t avoid the unbalanced
condition to a certain extent, the bigger the unbalanced condition under load is, the more voltage descents and line loss occur. These phenomena is caused by zero-phase current running through in neutral line. Therefore, it is possible to remove most of such unbalanced loss by setting the balancer and removing the zero-phase.
In this project, a zigzag star connection is adopted for the balancer of 3-phase 4-wire system. Excitation force which is made from zero- phase current is offset by the each leg of the metal core of transformer, it makes no zero-phase excitation force and a little zero-phase impedance. And electric current is flowed back into each phase equally, which can be worked as the balancer.
As a result of the theoretical calculation and measurement of the energy
saving by the simulation circuit, we could confirm the best effects in a
distribution network with end intensive load type and the optimum position
in which the circuit loss is minimum, in addition to the examination of energy saving effect.
However, the following tasks were left unpracticed at this stage.
(a) Confirmation of operation of the balancer under power load in a real
distribution network
(b) Confirmation of the most suitable installation position in a real
distribution system
Therefore, in addition to the feasibility study, we installed actual balancers in the sites at the aim of collecting the data and confirming the performance for three weeks, selecting and changing several measurement spots.
As a result of analysis of the survey data of the balancers which were
installed in Baguiati district of the Kolkata suburbs and measurement value
of electric current and voltage at 55 sites of Feeders in the same district, we acquired 0.1% energy saving effects at an average of total 55 sites, 0.26% at an average of top 10 Feeders and 1% at a maximum.
The following reasons are considered why energy saving effects were lower
than our expectation.
(1) The load type of the distribution system is equal distribution type not end intensive type.
(2) The distribution lines are short in general.
(3) Transformer capacity is 100KVA, very small and absolute value of neutral current line is relatively small.
In this site survey, we could not confirm the remarkable loss reduction
effects which are estimated by our theoretical calculation and measurement
by the simulation circuit. However we could expect higher effects in case of setting the balancer in a distribution network which has longer distribution line and end intensive load type.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る