排水機場自家発電設備容量検討書

○ ○ ○ 排水機場
自家発電設備容量検討書
平成
年
月
１．自家発電設備容量検討
自家発電設備容量計算は、国土交通省「揚排水ポンプ設備設計指針（案）同解説」（社団法人河川
ポンプ施設技術協会）に基づき必要容量の検討を行なう。
２．自家発電設備負荷リスト
出力
No
設備
運転
効率
力率
負荷名称
入力
合計入力
(kVA)
(kVA)
負荷率
(kW)
台数
台数
η
Pf
備
考
1
清水揚水ポンプ
1.5
2
1
0.808
0.90
0.90
1.86
1.86
直入始動
2
屋内排水ポンプ
0.75
2
1
0.759
0.90
0.90
0.99
0.99
直入始動
3
減速機潤滑ポンプ
1.5
4
4
0.808
0.90
0.90
1.86
7.44
直入始動
4
機関潤滑ポンプ
1.5
4
4
0.808
0.90
0.90
1.86
7.44
直入始動
5
空気圧縮機
5.5
2
1
0.876
0.90
0.90
6.28
6.28
直入始動
6
燃料移送ポンプ
1.5
2
1
0.808
0.90
0.90
1.86
1.86
直入始動
7
電動バタフライ弁
1.5
4
4
0.808
0.90
0.90
1.86
7.44
直入始動
8
換気設備
15
2
2
0.903
0.90
0.90
16.61
33.22
ｸﾛｰｽﾞＹ-△始動
9
除塵機
3.7
4
4
0.854
0.90
0.90
4.33
17.32
直入始動
10 水平コンベア
2.2
1
1
0.828
0.90
0.90
2.66
2.66
直入始動
11 傾斜コンベア
2.2
1
1
0.828
0.90
0.90
2.66
2.66
直入始動
12 直流電源装置
8.66
1
1
1.000
1.00
1.00
8.66
8.66
√3×5kVA
13 建築照明
17.3
1
1
1.000
1.00
1.00
17.30
17.30
√3×10kVA
合計（ ΣＰｉ）
（注）１．電動機の力率は、力率改善後の負荷力率 ≒ 90％とする。
２．電動機の負荷率は、実軸動力／電動機定格出力 ≒ 90％とする。
115.13
３．発電機容量
（１）定常時負荷容量による出力（ＰＧ１）
定常時負荷運転に必要とする容量は、負荷入力の総和ΣＰｉに等しく、負荷リストより
ＰＧ１＝
ΣＰｉ
＝ 115.13 kVA
（２）過渡時最大電圧降下による出力（ＰＧ２）
始動容量の大きな負荷を投入した場合の電圧降下を考慮した容量は次式で表わされる。
1
ＰＧ２＝
Ｐｓ×
− 1 × Ｘ'ｄ
Ｖｄ
ここに、Ｐｓ：始動容量最大の電動機の始動容量（kVA）
Ｖｄ：許容電圧降下率
Ｘ'ｄ：発電機の過渡リアクタンスと初期過渡リアクタンスの平均値
（一般的にＶｄ＝ 0.2
，Ｘ'ｄ＝ 0.25 を用いる）
ここで、Ｐｓは次式にて算出する。
Ｐｓ＝始動係数（下表による）× 電動機容量（kW）／（効率 × 力率）
[ 始動容量最大の負荷：空気圧縮機（直入始動）]
＝ 6.00 × 5.5 ／（ 0.876 × 0.90 ）＝ 41.86 kVA
従って、ＰＧ２は下記で算出できる。
1
ＰＧ２＝ 41.86 ×
− 1
× 0.25 ＝
41.86
kVA
0.2
< 始動方式による始動係数 >
始動方式
直入始動
始動係数
6.00
ｵｰﾌﾟﾝＹ-△始動ｸﾛｰｽﾞＹ-△始動リアクトル始動コンドルファ始動
4.00
2.00
3.90
2.54
但し、リアクトル始動，コンドルファ始動は、タップ65％
（３）過渡時最大短時間耐量による出力（ＰＧ３）
最大始動容量の負荷を投入したときの最大時間耐量による出力は次式で表わされる。
(ＰＢ＋Ｐms)2 ＋ (ＱＢ＋Ｑms)2
ＰＧ３＝
ＫＧ
ここに、ＰＢ
ＱＢ
：ベース負荷の有効電力（kW）
：ベース負荷の無効電力（kVar）
Ｐms ：最大の始動容量をもつ負荷の始動有効電力（kW）
Ｑms ：最大の始動容量をもつ負荷の始動無効電力（kVar）
ＫＧ
：発電機の短時間耐量（過負荷耐力から短時間を考慮して 1.5 とする）
ここで、ＰＢ，ＱＢ，Ｐms 及びＱms は次式にて算出する。
ＰＢ
＝（ΣＰｉ−Ｐim）×ＰＦ
ＱＢ
＝（ΣＰｉ−Ｐim）×
Ｐms ＝
Ｐｓ × Ｐfs
Ｑms ＝
Ｐｓ ×
1−ＰＦ 2
1−Ｐfs 2
ここに、 ΣＰi ：負荷入力の総和（kVA）
ΣＰi ＝ 115.13 kVA（負荷リストより）
空気圧縮機の入力容量
Ｐim ：最大の始動容量をもつ負荷の入力容量（kVA）‥‥
Ｐim ＝
ＰＦ
6.28 kVA（負荷リストより）
：（ΣＰi−Ｐim）の総合力率
ＰＦ
＝
0.90
空気圧縮機の始動容量
Ｐｓ：始動容量最大の電動機の始動容量（kVA）‥‥‥‥
Ｐｓ＝ 41.86 kVA
Ｐfs ：始動容量最大の電動機の始動力率
Ｐfs ＝
故に、
0.40
ＰＢ
＝（ 115.13 −
6.28
）×
ＱＢ
＝（ 115.13 −
6.28
）×
Ｐms ＝
41.86 ×
Ｑms ＝
41.86 ×
0.90
1 − 0.90
0.40
1 − 0.40
2
2
＝
97.97
kW
＝
47.45
kVar
＝
16.74
kW
＝
38.37
kVar
従って、ＰＧ３は下記で算出できる。
（ 97.97 ＋ 16.74 ）2 ＋（ 47.45 ＋ 38.37 ）2
ＰＧ３＝
＝
1.5
（４）発電機容量の決定
ＰＧ１ ∼ ＰＧ３の容量計算結果はそれぞれ下記となる。
ＰＧ１＝
115.13 kVA
ＰＧ２＝
41.86
kVA
ＰＧ３＝
95.51
kVA
以上により発電機容量は 125 kVA とする。
95.51
kVA
４．原動機出力
（１）定常時負荷容量による出力（ＰＥ１）
定常時負荷運転に必要とする原動機出力は次式で表わされる。
ＰＧ１ × ＰｆＴ
ＰＥ１＝
ηＧ
ここに、ＰＧ１：発電機出力（kVA）［但し、ＰＧ１ ∼ ＰＧ３の内の最大値とする］
ＰＧ１＝ｍａｘ（ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３）＝
115.13 kVA
ＰｆＴ：負荷総合力率
ＰｆＴ＝
ηＧ
0.90
：発電機効率（発電機容量 125 kVA の規約効率）
＝ 0.876 （ＪＥＭ−1354 による）
ηＧ
従って、ＰＥ１は下記で算出できる。
115.13
×
0.90
ＰＥ１＝
＝
118.28 kW
0.876
（２）過渡時最大電圧降下による出力（ＰＥ２）
負荷投入時に原動機が失速しないための出力は次式で表わされる。
Ｐms
ＰＥ２＝
ηＧ × Ｋ１
ここに、Ｋ１
：原動機の瞬時負荷投入率（下表による）
Ｋ１
＝
0.7
Ｐms ＝ 16.74 kW ，ηＧ
＝ 0.876
従って、ＰＥ２は下記で算出できる。
16.74
ＰＥ２＝
＝
0.876
×
27.30
kW
0.7
< 原動機の瞬時負荷投入率 >
内燃機関の区分平均有効圧力Ｐme (MPa) Ｋ１の値
無過給
ディーゼル機関
過給器付き
ディーゼル機関
一軸式
ガスタービン
また、平均有効圧力が不明で発電機
Ｐme ≦ 0.79
1.0
容量より求める場合は下表による。
0.79 ＜Ｐme ≦ 1.08
0.7
1.08 ＜Ｐme ≦ 1.47
0.5
ディーゼル機関と組合せる
Ｋ１の値
発電機容量 (kVA)
1.47 ＜Ｐme ≦ 1.77
0.4
発電機容量 ≦ 100
1.0
1.77 ＜Ｐme
0.3
100 ＜発電機容量 ≦ 300
0.7
1.0
300 ＜発電機容量
0.5
（３）過渡時最大短時間耐量による出力（ＰＥ３）
過負荷を考慮した短時間耐量による出力は次式で表わされる。
ＰＢ＋Ｐms
ＰＥ３＝
ηＧ × Ｋ２
ここに、Ｋ２
：原動機の短時間過負荷耐量（不明の場合、下表による）
＝
Ｋ２
ＰＢ
1.1
＝ 97.97 kW ，Ｐms ＝ 16.74 kW ，ηＧ
従って、ＰＥ３は下記で算出できる。
97.97
＋ 16.74
0.876
×
ＰＥ３＝
＝
119.04 kW
1.1
< 原動機の短時間過負荷耐量 >
内燃機関の区分
Ｋ２の値
ディーゼル機関
1.1
一軸式ガスタービン
1.3
（４）原動機出力の決定
ＰＥ１ ∼ ＰＥ３の出力計算結果はそれぞれ下記となる。
ＰＥ１＝
118.28 kW
ＰＥ２＝
27.30
ＰＥ３＝
119.04 kW
kW
以上により原動機出力は 120 kW 以上とする。
＝ 0.876

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