受変電の全貌〜単線結線図概要〜

1．単線結線図電気を受け取りそしてエネルギーとして使う場合、保護や計測，変圧というようなことをしなくてはなりません。しかしながら、ひとことで保護だ計測だと言っても、それらがどのようなつながりをもって各々機能しているのかはすぐに理解できるもの...

文字通り電力会社からの電気を受け取るポ イントです。ここに開閉器を設けることで電力会社との責任の境界線ができます。「 PAS (パス)」や「 PGS ( ピージーエス ) 」という器具がついていることが多くその場合そこが「 責任分界点 」となります。ここでは構内で「地絡」「短絡」が発生した場合に自らを電力系統から切り離す役目を担います。「 SOG (エスオージー) 」などの保護継電器(地絡方向継電器)で監視および異常時の遮断命令を出す機器と対になってはたらきます。

受電点にこれらがない場合というのは、いわゆる「最後の砦」が無い状態といえます。構内の電気的異常により電力会社が電路の開放と再閉路を試みるのは２回までで、その後は付近一帯の停電(エリア停電)として扱われます。

「 避雷器 」 はアレスタともよばれ、誘導雷や遮断器の開閉などによるサージを除去する働きを担います。雷によるものを雷サージ、遮断器によるものを開閉サージといいます。

「 OCR 」という異常電流検知により遮断命令を出すことが可能な機器と、「 VCB 」等とよばれる実際に電路遮断の能力をもつ機器の組み合わせにより計測している電流値の正常異常を見極めて保護をします。

OCRは「過電流継電器」、VCBは「真空遮断器」ともいわれます。実際遮断の能力をもつ機器としては他にも「 OCB (油入遮断器) 」などがありいずれも異常電流遮断時のアーク放電をいち早く消し去り( 消弧 といいます)遮断器自身がダメージを負うことなく電路を解放できるようにつくられています。

また、この遮断に関してもう一つ大事なことは「 電力会社よりはやく動作しなければならない 」ということです。

これを「 保護協調 」といいます。

ここでは受け取った電気エネルギー(以降「電力」)をより効率的に使用するために「 進相コンデンサ ( 電力用コンデンサ )」が組み込まれています。電力には「 皮相電力 」「 有効電力 」「 無効電力 」という種類の各電力が作用しあっています。その中でも実際に有効的に消費されるのが文字どおり有効電力です。

これらの各電力は単に差し引きでその有効活用率、すなわち「 力率 」というものが決まるわけではなく「 三平方の定理 」からなる比率の関係により決定します。

また、このコンデンサを電路に接続することで通常の極性の入れ替わり早さよりも早い「 高調波 」というものが生じるため、直前に「 直列リアクトル 」というものを挿入することでその除去をねらいます。ちなみに通常電力会社から送られてくる電力の周波数を「 商用周波数 」や「 商用周波 」といい西日本では60[Hz]、東日本では50[Hz]です。

受電設備から配電された電気を構内各負荷の手前で受け取る設備が変電設備です。変電設備はその姿から「 キュービクル 」とよばれるものもあります。種々の電気部品を金属の箱に収めたものをキュービクルといいます。

またここでも、先の受電設備における遮断同様に、その動作は親となる「 受電設備よりも早くなければならない 」です。保護協調の考え方はここでも有効ということです。やはりローカルで起きたことはローカルで処理できるようにすることが望ましいのです。

変電設備には文字通り「 変圧 」という働きがあります。これはここまで保護や計測などの工程を経て実際の機器の側まで送られてきた電気をやっと使用可能な電圧に変換するというものです。

利用される機器は「 変圧器 」や「 トランス 」とよばれる電気導体をぐるぐると巻いたものです。電磁気による現象を応用し高い電圧を低い利用可能な電圧に変換します。実は前述の受電設備での変圧も原理は全く同じです。

これまでの計測と大きく異なる点は受電から変電という電気取扱いの過程で「 電圧が下がった分電流の値が大きくなる傾向がみられる 」というところです。もちろんただの加算減算の関係ではないことはいうまでもありません。むしろ乗算除算の関係にあります。つまり比率ということです。

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