フェランチ効果 ベクトル実験室
負荷を軽くし、分路リアクトルを接続して、電圧と電流のベクトルを観察する。
電圧ベクトル図
送電端 VS を 0° に固定各電圧は相電圧で表示。VR + R I + jX I = VS です。
電流ベクトル図
受電端 VR を 0° に固定受電端の電流の和 I = IL + IC + Ir が直列インピーダンスに流れます。
いま回路で起きていること
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試してみる：①「重負荷」→ ②「軽負荷」→ ③「無負荷」の順に押してください。受電端の電圧が 500 kV を超えたら、分路リアクトルを接続して Xr を 2,000 Ω 付近にしてください。さらに 800 Ω に下げると、補償のしすぎも観察できます。
計算式・モデルの仮定を見る
三相平衡交流を一相分のπ形等価回路で扱い、送電端の線間電圧を 500 kV に固定しています。線路の直列インピーダンスは Z = 6 + j100 Ω/相、線路全体の充電サセプタンスは B = 0.001 S/相、周波数は 50 Hz です。各端の充電サセプタンスは B/2 です。
リアクトルが未接続なら 1/Xr = 0、負荷開放なら Yload = 0 とします。負荷のインピーダンス角は cos⁻¹(0.95) で一定です。電圧ベクトル図は相電圧、上部の数値は線間電圧であり、√3 倍の関係があります。
受電端が無負荷なら、リアクトルを 2,000 Ω にしたとき 1/Xr = B/2 = 0.0005 S となり、受電端の充電電流とリアクトル電流が相殺されます。この理想モデルでは VR = VS です。送電端側の充電電流は残ります。
実送電線の正確な挙動は分布定数、線路長、損失、負荷特性、送電端の電源インピーダンス、接続位置に依存します。このシミュレータは原理学習用であり、実設備の設計計算には使用できません。
オフライン動作・外部通信なし。操作すると全てのベクトルと計算値が即時に更新されます。電圧を一定とする理想送電端を仮定しています。