電力潮流計算 (Power Flow) ETAP

概要

● Newton-Raphson法、Fast-Decoupled法 および Gauss-Seidel

法による収束計算で精度の高い計算

● 商用電源の運転モード設定（スイング、電圧制御、Mvar制御、

力率制御）

● 発電機の運転モード設定 （同上）

● 発電機性能曲線の設定

● 発電機出力電力の設定

● 同期電動機、誘導電動機、コンデンサ、一括負荷、静的負荷な

ど多様な負荷の入力電力

● 負荷率、需要率、不等率の自由な設定

● 変圧器巻線比電圧、無電圧タップ切換器、負荷時タップ切換器

の設定

● インピーダンス値の温度補正

主な入力

使用例

単線系統図 (入力データと結果）

主な出力

● 単線系統図

● 母線の定格電圧

● 機器の定格データ

● 計算条件の設定

● 各線路を流れる電力

● 各母線の電圧

● 各線路の送電損失

● 各線路の力率

● 機器定格の評価

● 結果を単線系統図上に表示

電力系統は、需要家が必要とする電力を、発電機により作り出し、

過不足なく配分するために構成されたシステムです。発電所の出

力、負荷の消費電力を決めた時に、系統内のおのおのの送電線

や配電線に流れる電力、および各母線の電圧分布を計算するの

が電力潮流計算です。

これは、電力系統の設備計画、運用計画を行うために無くてはな

らない も基本的な計算です。

機能・特徴

レポート （Load Flow & Branch Losses)

データ入力画面の例

電力系統設備は、高い信頼性と安全性が要求されます。特に、３相

短絡故障は系統、および各電力機器に重大な被害を与える恐れが

ありますので、その対策は充分に講じなくてはなりません。そのた

めには、故障時に流れる短絡電流値を把握する必要があります。

本プログラムは、遮断器、あるいはヒューズの選定、リレーの整定、

電力機器の機械的および熱的強度の検討を行うため、IECおよび

ANSI/IEEEで規定された短絡電流値を計算します。

短絡電流計算 (Short Circuit Current) ETAP

概要

● IEC 60909 / 61363 および ANSI/IEEE C37 に完全準拠

● 3相短絡、1線地絡、線間短絡、2線地絡事故を同時に計算

● IECによる計算では、初期対称値(I”k）、ピーク値(ip)、遮断時の

値（Ib)、直流分（Idc)を求め、永久短絡電流（Ik)、機器の熱的

強度および機械的強度の評価を行う

● ANSIによる計算では、1/2、1.5－4、30サイクルの計算を行い、

2、3、5および8サイクルの遮断器の評価を行う

● 隣接地点からの短絡電流、および系統内の任意の地点の残留

電圧

● １線地絡故障計算のための故障点インピーダンス

● 電動機の寄与電流を考慮して計算

● インピーダンス値の温度補正

● 保護協調プログラムに結果を転送

機能・特徴

使用例

単線系統図 (入力データと結果）

主な出力

● 電力潮流計算に必要なデータに加え、下記のデータが必要で

す。

(1) 寄与電流を生じる機器（電動機等）の短絡インピーダンス

(2) 故障点（何点でも無制限に設定可、同時計算）

● 故障点に流れる短絡電流

（IEC : I”k、ip、Ib sym、Ib asym、Idc、Ik)

● 故障点に流れる短絡電流

(ANSI/IEEE : 1/2サイクル、1.5－4サイクル、30サイクル)

● 対称・非対称短絡電流、短絡容量、系統等価インピーダンス

● 負荷端子における短絡事故のレポート

● 機器評価レポート

● 結果を単線系統図上に表示

レポート (Short Circuit & Summary - Device Duty)

IEC 61363 による過渡短絡電流計算

主な入力

主な入力

高調波計算 (Harmonics) ETAP

電力系統内のサイリスタ応用機器、アーク炉等の負荷は高調波発

生源となります。この高調波は、変圧器、発電機等の系統機器に

流入し、電気機器の過熱、エレクトロニクス機器や保護継電器の

誤動作、通信機器への誘導障害などの悪影響を与えます。

高調波計算プログラムは、高調波発生源、系統構成等の条件か

ら、系統内の各機器を流れる高調波電流、各母線の高調波電圧を

計算します。高調波を限衰させるための高調波フィルタの設計も行

います。

概要

● 各高調波次数に対するインピーダンス・マップを、プログラム内

で自動的に作成

● IEEE 519 に完全準拠

● Newton-Raphson法 あるいは Accelerated Gauss-Seidel法に

基づく、基本波ロードフロー

● 高調波ロードフロー

● 高調波周波数スキャン

● 総合高調波歪(THD)、個別周波数高調波歪（IHD)、Root Mean

Square (RMS)－ Total、Arithematic Sum (ASUM)、Telephone

Interference Factor (TIF)、I*T Product (I*T) を同時計算

● 高調波限界の自動評価

● 高調波発生源モデル（電流源および電圧源）の適用

● 登録可能な高調波発生源ライブラリ

● 71次高調波までのモデル化

● 高調波フィルタ（Single Tune、High Pass、By-Passなど）の設計

● 変圧器相シフトモデル

● インピーダンス値の温度補正

● 解析結果を豊富なプロットで出力

機能・特徴

使用例

主な出力

● 電力潮流計算に必要なデータに加え、下記データが必要

です。

(1) 高調波発生源

(2) 波形プロットを作成する機器のID

(3) 高調波フィルタのデータ（フィルタの設計を行う場合）

● 基本波ロードフロー

● 各次高調波電流歪、および電圧歪

● 総合高調波電流歪、および電圧歪

● 波形プロット（時間領域）

● スペクトラムプロット（周波数領域）

● 結果を単線系統図上に表示

高調波波形とスペクトラム レポート （計算結果の詳細と各高調波成分）

● 初期ロードフロー（画面上およびレポート）

● 発電機、電動機、MOV、母線などの波形プロット

電動機の始動時間の計算、瞬低後に電動機やMOV(電動弁)が順

序始動する場合の系統内の各母線の電圧プロフィールの計算を行

います。過渡安定度解析と較べて、発電機の制御系モデルの入力

が必要ありませんので、簡便に結果を求めることができます。

主な入力

電動機加速計算 (Motor Acceleration) ETAP

概要

● 初期状態を、Newton-Raphson法、あるいはGauss-Seidel法に

よる潮流計算により決定

● 発電機の制御系は、AVRおよびガバナ無しの状態で計算

● パラメータ推定プログラムを用いて、誘導電動機ダイナミックモ

デル（等価回路定数）を自動推定

● 電動機や電動弁の運転/停止、静的負荷のスイッチ入/切等の

アクション設定が可能

● 電動機などの始動順序（瞬低後の順序始動）のモデリングが

可能

● 始動順序の設定； 電動機を１台ずつ始動、あるいは始動グ

ループ毎にまとめて始動が設定可能

● 静的始動解析あるいは動的始動解析を選択可能

● 電圧のプロフィールだけを求めたい場合は、静的始動解析を選

択； 電動機のダイナミックモデル、負荷トルク、慣性定数の入

力を省略 （代わりに始動時間を入力）

● 電動機の始動時間の計算およびダイナミックな電圧プロフィー

ルを求めたい場合は、動的始動解析を選択

● 解析結果を豊富なプロットで出力

機能・特徴

使用例

誘導電動機 モデルの頁

● 電力潮流計算に必要なデータに加え、下記データが必要で

す。

(1) 発電機の等価モデルあるいは過渡モデルパラメータ

(2) 必要に応じて電動機のダイナミックモデル（等価回路定

数）

(3) 負荷のトルク特性および慣性定数

(4) 電動機やMOVなどの始動・停止スケジュール

(5) 必要なプロットの種類

主な出力

電動機順序始動のプロット （電動機電流と母線電圧）

主な入力

過渡安定度解析 (Transient Stability) ETAP

電力系統に何らかの原因で外乱（例えば、負荷投入、回線遮断、

系統故障など）が加わった場合、電力、電圧、周波数などに動揺

が起こります。この動揺は時間と共に減衰し、安定状態に落ち着く

場合と、時間と共に増大し系統の安定運転が継続できなくなる場

合があります。これらの過渡現象を解析する問題が、電力系統の

過渡安定度解析です。

概要

● 初期状態を、Newton-Raphson法、あるいはGauss-Seidel法に

よる潮流計算により決定

● IEEE 1110 による突極型と円筒型発電機モデル

● 自動電圧調整器（AVR)、調速器（GOV)、電力系統安定化装置

（PSS)などの制御系モデルとして、ライブラリに登録されたIEEE

で規定されているモデル、および代表的なメーカーモデルの適

用

● ユーザー定義の動的モデル（UDM)プログラムを用いて、AVR、

GOV、PSS などの制御系をモデリング

● パラメータ推定プログラムを用いて、誘導電動機ダイナミックモ

デル（等価回路定数）を自動推定

● 母線（3相短絡、1線地絡、事故解除など）、発電機（始動、停

止、励磁喪失、ドループ、アイソクロナスなど）、電動機（加速、

停止など）、遮断器およびスイッチ（開、閉など）、ケーブルおよ

びインピーダンス（3相短絡、事故解除など）等々、あらゆる外乱

のモデリングが可能

● 過電流リレー、電圧リレー、周波数リレー等の動作による遮断

器の動作をモデリング

● 発電機始動プログラムにより、発電機が停止状態から始動完

了して電圧を確立し、負荷投入するまでの一連のプロセスを自

動解析

● 解析結果を豊富なプロットで出力

機能・特徴

使用例

制御ブロックの例 (AVR - IEEE Type 1 & Governor - GT)

主な出力

● 電力潮流計算に必要なデータに加え、下記データが必要で

す。

(1) 発電機の初期過渡モデルパラメータ

(2) AVR、GOV、PSSなど制御系モデルのデータ

(3) 必要に応じて電動機のダイナミックモデル（等価回路定

数）

(4) 負荷のトルク特性および慣性定数

(5) 外乱の種類および発生場所

(6) 必要なプロットの種類

● 初期ロードフロー（画面上およびレポート）

● 発電機、電動機、母線、分岐回路などの過渡波形のプロット

● アクションサマリー（画面上およびレポート）

Action Summary とプロット （励磁機電圧と発電機出力）

電力系統に回路故障や機器故障が発生した場合、保護継電器、

ヒューズ等の保護機器によって故障を除去し、その波及を防止しま

す。故障による被害を 小限に抑えるために、各保護機器間の保

護動作時間の協調が重要となります。

リレー保護協調曲線作図システムは、短絡電流計算に用いた単線

系統図や短絡電流計算結果と一体となって、リレーやヒューズなど

の保護装置のデータを基に、保護協調曲線を自動作図します。

主な入力

リレー保護協調曲線 (Relay Coordination) ETAP

概要

● ライブラリに登録されたリレーやヒューズなどの保護装置の

データを基に保護協調曲線を自動作図

● 登録可能な保護装置ライブラリ

● グラフィック上で保護装置の設定を自由に調整（曲線をドラッグ

して設定）

● 保護装置の動作順序を単線系統図上でアニメーション表示

● リレーおよび遮断器等の動作順序を一覧表で表示

● リレーの動作時間差を協調図上に表示

● 変圧器、ケーブル、電動機の熱的強度を協調図にプロット

● 変圧器の突入電流、電動機の始動電流を協調図にプロット

● 複数の電動機始動曲線（任意の電圧、電動加速計算結果）

● 3相短絡電流および地絡電流に対する協調曲線

● 電流軸および時間軸の自動スケール

● 複数の時間軸

● 短絡電流値（任意の値あるいは短絡電流計算結果）の表示

● 母線での短絡電流（ 大値および 小値）、保護装置に実際に

流れる短絡電流値（通過電流）に対して、保護装置が正しく動

作するかを検証

● 自由にカスタマイズできる協調曲線の様式

● リレー試験セットとインターフェイスして、測定データによる保護

協調（ARTTS)

機能・特徴

使用例 （保護協調曲線 ・ 保護装置の動作シミュレーション ・ リレー設定表 - Excel）

主な出力

● 短絡電流計算に必要なデータに加え、下記データが必要で

す。

(1) 保護装置（リレーやヒューズなど）のメーカー名、モデル

名、CT比

(2) 変圧器、電動機、ケーブルなどの過負荷耐量

(3) 保護協調作図範囲を単線系統図上で指定（系統図から

協調図にドラッグ）

● 保護協調曲線

● 保護装置設定一覧表

● 画面上で保護装置の動作シミュレーション表示

アークフラッシュ計算 (Arc Flash) ETAP

概要

● NFPA 70E および IEEE 1584に基づき、アーク電流値、事故除

去時間および作業距離から、事故エネルギーおよび保護境界

を計算

● 3相短絡電流計算結果（またはユーザーが規定した短絡電流

値）に基づきアーク電流を計算

● アーク電流の計算に1/2サイクルおよび1.5－4サイクルの短絡

電流値を適用

● 保護協調曲線より、保護装置を流れる短絡電流値（通過事故

電流）から事故除去時間をダイナミックに算出（またはユーザー

が規定した事故除去時間を適用）

● 算出した事故エネルギーからNFPA 70Eに基づき、防護服(PPE)

のグレードを自動分類

● アークフラッシュラベルを自動作成

● アークフラッシュラベルのカスタマイズ

主な入力

使用例

短絡電流計算・保護協調とのデータリンク

主な出力

● 短絡電流計算および保護協調図作成に必要なデータに加

え、下記のデータが必要です。

(1) 計算に適用する規格（NFPA 70EまたはIEEE 1584)

(2) 3相短絡電流値（ユーザーが規定したい場合）

(3) 事故除去時間（ユーザーが規定したい場合）

(4) 作業距離

● アーク電流

● 事故除去時間

● 事故エネルギー

● 保護境界

● 防護服（PPE）のグレード

● 事故エネルギー早見表

● アークフラッシュラベル

● 結果を単線系統図上に表示

活線作業時に完全3相短絡事故が生じた場合に発生するアークフ

ラッシュによる電撃からオペレータを保護するために必要な計算で

す。OSHA、NFPA 70E、IEEE 1584に基づき、事故エネルギーおよ

び保護境界を計算し、適切な防護服（PPE) のグレードを選定しま

す。配電盤等に貼り付けるラベルも作成します。

機能・特徴

レポート (Arc Flash & Summary)

アークフラッシュラベルの例

主な入力

接地グリッドシステム (Grounding Grid System) ETAP

変電所などで地絡事故が生じた場合に、オペレータを感電事故や

電撃から保護するために必要な接地グリッドシステムの設計を行

います。2次元、3次元および立面図などから可視的にデータの入

力および結果の判定を行います。

概要

● IEEE 80 および IEEE 665に基づく計算、および有限要素法に

基づく計算が可能

● 土壌の構成や条件を立体的な画面から可視的に入力

● 接地導体および接地棒の配置やサイズを2次元および3次元画

面から可視的に入力

● 短絡電流計算の結果を自動的に適用

● 入力した接地グリッドシステムの構成を基に、接地抵抗値、接

地電圧上昇値、接触電圧および歩幅電圧を同時計算

● 上記の計算結果をIEEEで規定された許容値と比較し、許容値

を超えている場合は、許容値を満たすために必要な接地導体

および接地棒の数量を計算

● 有限要素法の場合、接触電圧、歩幅電圧、接地電圧上昇値の

計算結果を3次元グラフィックで表示

機能・特徴

使用例

可視的なグリッド構成

主な出力

● 短絡電流計算に必要なデータに加え、下記のデータが必要

です。

(1) 計算方法の選択

(2) 土壌の構成（地表面、第1層および第2層の深さ）および

条件

(3) 接地導体および接地極の配置およびサイズ

(4) 地絡電流

(5) 事故継続時間

● 接地抵抗値

● 接地電圧上昇値

● 接触電圧

● 歩幅電圧

● 3次元プロット（有限要素法の場合）

レポート （接地グリッドシステム）

3次元グラフィック (有限要素法）

多彩な技術計算 (Various Analysis) ETAP

送配電系統における不平衡ロードフロー、 適潮流、信頼性評

価、 適キャパシタ配置などの計算を行います。

配電システム

送電線の構成や送電線のサイズから線路定数、線路許容電

流、線路弛みと張力、高圧直流送電リンク（DC リンク）などの計

算を行います。

送電線

変圧器容量、変圧器タップの 適化などの計算を行います。

変圧器

直流制御システム、シーケンスダイアグラムの動作などの検討

を行います。シーケンス動作から制御回路の電源容量を求め、

他のETAPプログラムに負荷データとしてリンクします。

GIS地図情報とETAP単線系統図とのリンクを行い、ETAP計算

プログラムによる解析を行います。

地理情報システム

直流ロードフロー、直流短絡計算、バッテリー放電、バッテリー

容量計算などを行います。

直流システム

制御システム

直埋やダクトバンクの可視的なケーブル布設データから埋設

ケーブルの温度解析、ケーブル許容電流、ケーブルサイジン

グ、ケーブル布設時の強度計算などを行います。

ケーブルシステム

従来のデータ管理システム （SCADA) を発展させた、運転員・

運転責任者・エンジニア・管理者のために開発された、ETAP と

一体となって動作する、知能を持った電力管理システム です。

● 適運転支援システム （PSMS)

－ アドバンスト モニタリング

－ エネルギー管理

－ リアルタイム シミュレーション

－ イベント再生

－ 負荷予測

● 適負荷選択遮断 (iLS)

－ 負荷保存

－ 負荷回復

－ 適負荷遮断容量

● 適エネルギー管理 (EMS)

－ 自動発電機制御

－ 適経済運転

－ 監視制御

－ 電源切替 適化

－ 余力電力管理

● 適変電所運転

管理システム (iSUB)

－ 変電所自動化

－ 電源切換管理

－ 負荷管理

適運転監視制御システム (ETAP Real - Time System)

DataX プログラムをベースに、MS Excel/Access データ、CAD

データ、e-DPP データ、SmartPlant Electrical (SPEL) データな

どとのデータ交換を行います。

データ交換

CT飽和現象を計算します。

その他