よくある質問｜フリッカ抑制装置（アクティブフィルタ）｜変圧器のレンタル・販売なら淀川変圧器

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１.フリッカはなぜ発生するのですか？

電力は電力会社の変電所から配電線を通じて地域の需要家に供給されています。
一般に配電線を電流が流れると、配電線のインピーダンスによって電圧降下が発生するので、
電力会社はその地域の電力使用量に応じて、電圧降下を生じない太さの電線を配電線に使用しています。

しかし、一時的な工事などによって、同じ配電線から受電して大容量の負荷機器を動かすことで、
配電線に流れる電流が増大し、大きな電圧降下が発生します。負荷が頻繁に稼動停止を繰り返すようであれば、
それに合わせて電圧変動が近隣の需要家にまで波及し、フリッカ現象を引き起こすということになります。
実際に問題となる電力系統は、変電所から遠く配電線が細い山間部に多く、都市部では比較的問題とされません。

２．フリッカが発生した場合は、必ず対策する必要があるのでしょうか？

フリッカなどの対策が必要だと判断された場合は、
電力会社より対策のお願いをされることがあります(電気供給条件にもとづく要請)。

参考　関西電力電気供給条件「29 電気の使用の伴うお客さまの協力」より抜粋

３．フリッカ対策が必要かどうかは、どのようにしたら判るのでしょうか？

当社または電気設備専門の会社にご相談ください。
お客さまの需要場所における電源環境及び負荷機器の使用状況について調査し、
フリッカ・電圧変動の計算書作成ならびに対策のご提案をいたします。

４．フリッカ対策はどのような手順で行うのでしょうか？

フリッカ現象については、電力会社の電気供給条件にて、
問題の発生源である需要家側で対策することとなっていますので、受電開始前の検討が必要です。

主な手順は以下のようになります。
（1） フリッカ・電圧変動の計算書をもとに発生量を予測し、対策の要否を判断します
（2） 対策方法と対策に必要な容量を検討します
（3） 電力使用状況を盛り込んだ工事計画書を策定します
（4） 電力会社に受電を申請します
（5） 電力会社による電気供給方法の検討がなされフリッカなどの問題がないか検討します
（6） 問題の発生が予想される場合は、問題の解決をお願いされます
（7） 問題に対し必要な対策が施されていれば受電することができます
（8） 対策機器を導入し施設します
（9） 負荷機器の稼動を開始します

５．フリッカの影響は？

電力会社の変電所より、比較的遠距離にある家庭の照明がちらつくことがあります。
これは家庭への給電電圧が瞬間的に変化しているためです。このような現象をフリッカと呼び、電圧変動の中に含まれます。
実際にフリッカ・電圧変動の障害を受ける機器とその影響の種類を表に示します。

６．フリッカの発生源は？

短時間に大きな負荷変動があるもの、また容量が大きくて起動と停止を繰り返すものがフリッカ・電圧変動の発生源となります。
この種の負荷設備の代表例を、トンネル工事・ダム建設工事に分けて下記に挙げます。

トンネル工事

ロードヘッダ、ブームヘッダ、ドリルジャンボ、コンクリート吹付機、コントラファン
ＴＢＭ（トンネルボーリングマシン）、シールドマシンなど。

ダム建設工事

ケーブルクレーン、クラッシャ、ジョークラッシャ、ロッドミル、電気炉、溶接機、コンプレッサなど。

７．フリッカを検討するために必要な資料は？

フリッカの検討には次のような資料が必要です。

Ａ 電力会社を通じて得られる資料

１ 受電点における10MVA基準での％インピーダンス(％Ｒ、％Ｘ)

電力会社に問い合わせ、変電所から受電点までの％インピーダンス(10MVAベース)を教えてもらいます。
フリッカ対策のために必要である旨を伝えることにより提供してもらえます。
％インピーダンスは、変電所からの距離が遠いほどまた配電線が細いほど大きくなり、その値は受電点により大きく異なります。

２ 受電点での、電圧変動率(ΔＶ)・フリッカ値(ΔＶ10)の許容値

対策では、フリッカ値・電圧変動を許容値以下に抑えることが必要ですが、
この許容値は受電点における配電線の状況などにより異なりますので、電力会社に問い合わせます。

３ 電力会社からの対策依頼文書

既に電力会社にてフリッカの検討がなされ、対策が必要と判断された場合は、
対策のお願いの文書とフリッカの予測または実測資料が提出されます。

Ｂ お客さまより提出いただく資料

１ 負荷設備に関する資料

作業所に設備するすべての負荷を対象とします(電灯負荷を含む)。
主要な機器がフリッカの原因となることが予想される時は、メーカに問い合わせて、詳細な資料を取り寄せてください。
特に始動電流などの実測値があれば正確な予測計算ができますのでご提供ください。

２ 負荷設備の運転方法

作業所の負荷はすべてが同時に起動するわけではなく、各作業によって起動する負荷やその順番が工程として計画されています。
こうした細かな作業工程があれば、それに応じたフリッカ対策を行うことにより、より小容量で効果的な対策が可能となります。

３ 単線結線図

対策機器の容量及び接続場所を検討するために、受電点から各負荷機器までの配電設備を表した結線図が必要です。

８．フリッカの主な対策方式について

主な対策方式としては、コンデンサ制御方式、リアクトル制御方式、アクティブフィルタ方式があります。
下表にそれぞれの特徴をまとめています。

９．固定コンデンサによるフリッカ対策効果について

多くの受変電設備では、力率改善のために高圧進相コンデンサ設備を導入しています。
下図のように、確かにコンデンサの発生する進相無効電力によって力率及び電圧降下を改善する事が可能ですが、
実際の電圧変動ΔVやフリッカ値ΔV10に対してはまったく効果はありません。
また、基準以上の電圧上昇を生じさせても電力会社の電圧維持装置によって基準電圧以下に調整されてしまいます。

１０．力率改善とフリッカ対策の違いについて

大規模な設備では多数のコンデンサバンクを持ち、自動力率調整装置によって力率を常に1にするよう制御している事があります。
こうした自動力率調整装置は、フリッカの対策方法には有効ではないのでしょうか。
こちらも、答えは、残念ながら「有効ではない」です。

確かにフリッカ対策の本質は、進相無効電力を供給し受電点での力率を改善することによって系統の電圧降下を抑えることであり、
この点だけは上記の自動力率調整装置も当てはまっています。
しかしながら、自動力率調整装置の入切制御タイミングは、装置の性質上、速くても数分単位の制御であることから、
電圧変動･フリッカの電圧変動タイミングに追随して抑制することはできませんので、電圧変動・フリッカ対策機器とはなりません。

１１．SVR（自動電圧調整器）によるフリッカ対策について

配電線に設置されるSVR（Step Voltage Regulator 自動電圧調整器）にて
フリッカ対策が可能か？というと、答えは「できない」ということになります。

表のように、SVRは機械的な接点を切り替えることで電圧を調整するため、
接点の寿命を考慮して応答時間を数十秒以上に設定しており、電圧変動に対する応答時間が遅く、数十～数百秒（図1を参照のこと）かかってしまいます。
更に、図2のように、大容量のモータ負荷の始動時や運転時の電圧変動は、数百ミリ秒～数秒の短時間の変動となります。
従って、SVRは定常的な負荷による緩やかな電圧変動に対しては効果を発揮し電圧調整を行うものの、
急峻な電圧変動（フリッカ）については効果がみられず、負荷起動時等のフリッカについては、
応答時間の速いフリッカ抑制装置でなければ抑制することができません。

１２.視感度係数のうち、東北電力や中部電力で用いられているαＡやαＢとは？

矩形波状電圧変動等価換算係数といい、これらの係数を用いて対策必要、対策考慮、対策不要の判定を行います。
αＡを用いて計算し、許容値を超過した場合はフリッカ対策を考慮、
αＢを用いて対策要となった場合は、フリッカ対策が必要ということになります。

１３.配電線インピーダンスの調べ方を教えてください

受電柱番号を調べ、所轄の電力会社にお問い合わせください。

１４．モータにはどのような種類の起動方法があるのでしょうか？

直入、Y-Δ、リアクトル、コンドルファ、インバータ、二次抵抗、直流サイリスタがあります。
詳細は下記の資料をご覧ください。

モーターの始動方式

※１．始動電流は、直入れ始動電流Isを基準として比較
※２．商用電源運転とインバータ運転とではモータの特性が異なりますので、始動回路選定の際には御検討願います。