電験の勉強において、三相送電の電力計算方法には三相3線式と三相4線式があり、それぞれの式における係数の違いに関して混乱することがあります。特に、線間電圧と相電圧の関係に基づいた式の違いを理解することは重要です。この記事では、三相3線式と三相4線式の送電電力計算における違いとその理由について解説します。
三相送電の基礎
三相送電は、三つの電力線を使って電力を効率よく送る方法です。三相3線式と三相4線式の主な違いは、使用する電力線の数とそれに関連する電圧の種類です。三相3線式では、三本の線間で電力を送りますが、三相4線式では、三本の線に加えて中性線が使用されます。
これにより、三相4線式では相電圧と線間電圧の関係が異なり、それが送電電力計算における式の係数に影響を与えるのです。
三相3線式と三相4線式の電力計算式
三相送電の電力計算式には、三相3線式と三相4線式で異なる係数が使われます。三相3線式では、電力計算において次の式が使用されます。
p = √3 × V × I × cosθ ÷ 3
一方、三相4線式では、式が次のようになります。
p = 3 × V × I × cosθ ÷ 4
これらの式における「V」は線間電圧を表し、係数の違いが現れます。
係数の違いの理由
三相3線式と三相4線式で係数が異なる理由は、相電圧と線間電圧の関係にあります。三相3線式では、3本の電力線で電力を送るため、計算式において√3が掛けられ、線間電圧と相電圧の比を考慮した係数が使われます。
一方、三相4線式では、電力が4本の線（中性線を含む）で送られるため、相電圧が直接使用され、そのため計算式には4で割る必要が生じ、係数が異なります。これにより、線間電圧と相電圧の違いが計算結果に影響を与えるのです。
相電圧と線間電圧の関係
相電圧と線間電圧の関係は、三相システムにおいて重要な要素です。相電圧は、各相と中性線間の電圧であり、線間電圧は、異なる2つの相の間の電圧です。三相3線式と三相4線式の違いを理解するためには、この関係をしっかりと把握することが必要です。
線間電圧は、相電圧に√3を掛けた値に相当します。この関係が、三相3線式と三相4線式で異なる電力計算式を使う理由です。
まとめ
三相3線式と三相4線式の送電電力計算式の違いは、相電圧と線間電圧の関係に基づいています。三相3線式では、線間電圧を使い、係数に√3を掛けますが、三相4線式では、相電圧を使い、係数は4で割る必要があります。これらの違いを理解することで、より正確に電力を計算することができます。
コメント