「 調相設備による設備余裕、電圧変動および損失低減 」

　(1)　電力用コンデンサによる設備余裕$$\Delta W〔\mathrm{V・A}〕$$（図参照）

　　$$\dfrac{\Delta W}{W}=\dfrac{Q_c}{W}\sqrt{1-\cos^{2}\theta}-1+\sqrt{1-\left( \dfrac{Q_c}{W} \right)^{2} \cos^{2} \theta}$$

　ただし、

　$$W$$ ： 定格容量$$〔\mathrm{V \cdot A}〕$$

　$$\cos \theta$$：改善前の負荷力率（小数）

　$$Q_C$$： コンデンサ容量$$〔\mathrm{V \cdot A}〕$$

　(2)　無効電力調整（電圧改善）と電圧変動率$$\epsilon〔\mathrm{％}〕$$

\begin{eqnarray}
　\epsilon &\simeq& \dfrac{\sqrt{3} I(R\cos\theta+X\sin\theta)}{V_n}\times 100〔\mathrm{％}〕\\
　&=&\dfrac{RP+XQ}{V_{n}^{2}}\times 100 \\
　&=&\dfrac{％RP+％XQ}{P_n}\\
　&\fallingdotseq&\dfrac{％XQ}{P_n} 〔\mathrm{％}〕
\end{eqnarray}

　ただし、

　$$I$$: 線路電流$$〔\mathrm{A}〕$$

　$$V_n$$: 受電端の基準電圧$$〔\mathrm{V}〕$$

　$$R,X$$: 線路の抵抗およびリアクタンス $$〔\mathrm{\Omega}〕(R \ll X)$$

　$$P,Q$$: 有効電力$$〔\mathrm{W}〕$$および無効電力$$〔\mathrm{var}〕$$

　$$P= \sqrt{3}V_n I \cos\theta$$

　$$Q= \sqrt{3}V_n I \sin\theta$$

　$$\theta$$: 負荷の力率角 $$〔\mathrm{rad}〕$$

　$$％R,％X$$: 線路の％抵抗および％リアクタンス$$〔\mathrm{％}〕$$

　$$ ％R=\dfrac{R P_n}{V_{n}^{2}}\times 100$$

　$$ ％X=\dfrac{X P_n}{V_{n}}\times 100$$

　$$P_n$$:$$％R,％X$$の基準容量$$〔\mathrm{V \cdot A}〕$$

　(3)　変圧器の電力損失下低減$$\Delta P_l〔\mathrm{W}〕$$

　$$\Delta P_l=\left( \dfrac{100}{\eta}-1 \right)\left(\dfrac{P_{cN}}{P_i + P_{cN}}\right)\dfrac{P^2}{P_N \cos \theta}\times\left\{ 1-\left( \dfrac{\cos \theta}{\cos \phi} \right)^2 \right\}$$

　ただし、

　$$R_l、P_{cN}$$： 変圧器の鉄損および全負荷銅損$$〔\mathrm{W}〕$$

　$$P$$: 負荷容量$$〔\mathrm{W}〕$$

　$$P_N$$: 変圧器の定格容量$$〔\mathrm{V・A}〕$$

　$$\eta$$: 力率改善前の変圧器全負荷時の規約効率$$〔\mathrm{％}〕$$

　　$$\eta=\dfrac{P_N \cos\theta}{P_N \cos\theta+P_i+P_{cN}}\times 100〔\mathrm{％}〕 $$

　$$\theta$$: 力率改善前の力率角$$〔\mathrm{rad}〕$$

　$$\phi$$: 力率改善後の力率角$$〔\mathrm{rad}〕$$

　　$$\Delta P_l = P_{c1}-P_{c2} = \left( \dfrac{P}{P_N \cos \theta} \right)^2 P_{cN}-\left( \dfrac{P}{P_N \cos \phi} \right)^2 P_{cN}$$

　$$P_{c1}、P_{c2}$$ ： 力率改善前後の変圧器銅損$$〔\mathrm{W}〕$$