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設備のマニアどっとこむ

設備、電子工作、DIYのブログ!

05/04

Mon

2015

保護協調について

電気設備を増設、改造する際には必ず気をつけなければいけない保護協調だが、なぜかあまり広く知られていない。電気を専門としている人も「保護協調はちょっと・・」と敬遠することもある。文献は多少あるものの、ネットでの情報はあまりないので今回簡単にまとめてみた。

例えば下記のような系統があったとする。


一般的に緑のVCB、赤の主MCCB、黄色のMCCBの保護協調曲線は下記のようになる。


なぜこのようなカーブになるかというと基本的に遮断器は

①大きい電流を短い時間で遮断  瞬時特性という
②少ない電流を長い時間で遮断  限時特性という

するように設計されている。

①の瞬時特性は短絡電流といった数kAといった大きい事故電流を即座に遮断するのが目的で、下記の図のような短絡電流が青のモータ近辺で流れた際、最初に黄色のMCCBを遮断し系統を保護することができる。


短絡電流は系統の事故点によって電流値が変わるが、どの場所で起きても上位の遮断器で遮断できる様、定格遮断容量を選定しなければならない。(遮断容量>短絡電流)

続いて②の限時特性だが、モーター、変圧器、ケーブル、その他盤母線などは過負荷耐量という特性がありこれを超過すると加熱して燃えてしまう。

これをふまえて青のモーターの上位のMCCB(黄色)は

 

×の過負荷耐量より早く遮断する様にする。そして定格電流保護のサーマルリレーよりも遅くしモーター始動時の突入電流をかわす。

なかなか面倒だが、設定が変更できるMCCBもあるのでモーターの特性カーブなどが手に入れば簡単に保護協調曲線が作れたりもする。

しかし、問題なのは①の瞬時特性で、短絡電流を求める事が現場によっては非常に難しいことがある。それは度重なる増設や更新の後、インピーダンスマップ(短絡電流を求めるのに必要)を見直すことを実施していないため、どこの系統でどのくらいの短絡電流が流れるかわからなくなっているためである。これでは現行の遮断容量が足りなくなるおそれがあり事故につながる。


地味で手がかかる保護協調だが、電気火災や停電事故を起こさないためにも、一度現場の保護協調を見直してみては???















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04/19

Sun

2015

【DIY】新しい分煙化工事についての提案

うちの奥さんはとてもタバコが嫌い。

居酒屋や喫茶店などタバコくさいところへは極力入らないようにしている。

独身のころは気にしていなかったが、煙がこない様に設計している気合のはいった店もあれば、のれんで区切ったぐらいの店もあり分煙化のグレードはかなりまちまちだ。

分煙化工事ははたしてお店にとってメリットがあるのかどうか分からない。しかしパーテーション工事や換気扇、ダクトなどを付けるとかなりの金額になってしまうだろう。

ということで安くできる副流煙が来ないような灰皿を作ってみた。エアーの力で煙を吸い込み、ペットボトルに突っ込む。ニコチンは水溶性なので水に溶けるハズなのだが・・


↓ぼこぼこぼこぼこぼこ・・・・



撮影協力
↓若手俳優の清水新太郎氏










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04/11

Sat

2015

PID制御について

以前シーケンス制御について述べたが、ON、OFFのみの制御のため温度や流量制御にはむかない。設定値にうまく収束させるためにはフィードバック制御が用いられるのだが、いまいち簡単に理解できる資料が見つからない。今回ゆるめのグラフでPID制御をまとめてみた。


まずはP(比例)制御

たとえば水色のラインが温度だとすると目標値を上下するように操作量(バルブが動いたりする量)が働く。しばらくすると目標値とすこしずれ(オフセット)収束していく。

P制御の操作量は目標値との差(偏差)に比例した値なのだがオフセットを減らそうと傾きを増やすと温度が収束せずに振動していってしまい、目標値と同じにはならない。

P制御のみで使われることはないがこの弱点を補うのがPI制御


オフセット部分を積分し操作量とすることで目標値との差をなくすことができる。

積分時間を短くすればするほど操作量への影響は大きくなっていく。ほとんどこのPI制御で目標値へ制御できるが外乱(外からの作用)があると収束に時間がかかってしまう。

収束のスピードを上げるために偏差を微分し傾きを求め素早く操作量を加えるのがPID制御。

操作量の式はこちら↓↓

温度、流量などの調節計のバランスをとるのにP(%)、I(積分時間)、D(微分時間)をベストな値にする・・・
と言葉でいうのは簡単ですが理論通りにはいかないなかなかめんどくさい制御なのです・・・。

















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03/29

Sun

2015

コンセント定格について

最近、コンセントはいったい何アンペアまでつかえるのか、といった質問をされることが多い。
家庭用の100Vふたくちコンセントはあわせて15Aまで、というのが結論なのだが定格15Aという表現をするとなかなか理解してもらえない。


という事で今回わかりやすい記事になるように頑張ってみた。

電流計をヤフオクで落札し、コンセントふたくち合計の電流が測定できる様に回路を組んだ。(電材はホームセンターで買えるが危険なので真似しないこと!!)
コンセントの限界である15Aのところに赤い針が来る様にしてある。タコ足配線でこれを超えてしまうと焼損などの危険があるため絶対に流してはいけない。しかも上位ブレーカーは15Aを超えた20Aだったりするので自動で落ちたりはしない。

ちなみに定格とは
コンセントの場合、それ以上流せない電流(A)乗せられない負荷(W)、限界の電圧(V)などをいい、近くでよく見ると”15A、125V”などと小さく書いてある。(学習デスクなどは照明と一緒になってる場合は10Aだったりする)商用電源は100V±10%なので125V以上になることはないが、電流のほうはコンセントに差し込んだ分だけ流れるので注意しなければならない。


ではためしにドライヤーを使ってみる。

1200Wを使うと100Vで12A流れる。(電力W=電圧V×電流A)

これで、もうひとつのコンセントは300W(3A)しか使えない。電子レンジなどの大きい家電は動かすことはできない。が、しかし人は空いているコンセントにプラグを挿してしまう生き物なのだ。(しかもOAタップだったりする。)

今回DIYまでして当たり前の話を書いたが、この記事を読んで少しでも定格電流について気にしてもらえば・・・と思う。

ちなみに自作しなくてもこんなものが世の中にはすでにある。
参考にどうぞ
↓↓↓↓































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03/14

Sat

2015

【DIY】スマホで家電を遠隔操作する方法

最近スマート家電とかいうスマホで遠隔操作できる機器がはやってるらしい、遠隔操作ができて何かいいことがあるのかわからないが、100V電源のON、OFFぐらいはできそうなのでDIYしてみた。

①家のPCからデジタル出力をだせる環境にする。


インターフェースはUSBをつかった。PCからの5VのON、OFF出力でSSR(ソリッドステートリレー)をたたく。写真のSSRは2A定格なのでちょっとした家電の負荷なら動作させても問題ない。


↑SSRの写真、入力は5Vで出力は定格240Vまでいける。隣の青い基板はUSB-IO2.0という電子工作キットで制御のアプリケーションつきで簡単にPCからデジタル出力がだせる。


②100V回路をつくる。


左のプラグから100V電源をとりSSRの接点を途中に入れON、OFFできるコンセントを作成する。※100V電源は非常に危険なので取扱いには十分注意すること。

③PCを遠隔操作する。

100Vを動作させる環境は整ったのであとはそのPCをスマホから遠隔操作するだけ。やり方はいろいろあるが今回はVNC Viewerというアプリを使った。※OSによっては遠隔操作に対応していないので注意が必要。自分のPCではできなかったので奥さんのmacを借りることに…とほほ。



↑動画はこちら、ちなみに費用は基板やら電材やらで4,000円くらい。ただPCが常につけっぱなしなのでスマートといえるかどうかは疑問。

ArduinoをつかったガチのIoTはこちら




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プロフィール

HN:
アルティメット雅史
性別:
男性
自己紹介:
製油所、データセンター、化学工場を渡り歩いた設備のマニア
最近はarduinoあたりの電子工作にハマる。
取得資格は電験3種、消防設備士甲4、2級ボイラー技士、危険物乙4、電工2種、技術士一次試験合格(電気・電子)、エネ電合格、フォークリフトほか

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