電力システムとは何か

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電力システムとは何ですか？

電力システムの定義

電力システムは、電力を効率的に発電し、送電し、配電して消費者に供給するためのネットワークです。

電力システムは、電力を供給、転送、消費するために使用される電気部品のネットワークとして定義されます。供給は発電所などの何らかの形での発電によって行われ、転送は送電線を介した送電および配電システムによって行われ、消費は家庭用の照明やエアコンの動作など、または大規模なモーターの動作のような産業用途を通じて行われます。

電力システムの一例は、広範囲の地域で家庭や産業に電力を供給する電力網です。電力網は、電力を供給する発電機、発電センターから負荷センターまで電力を運ぶ送電システム、そして近隣の家庭や産業に電力を供給する配電システムに大きく分けることができます。

産業、病院、商業ビル、住宅にも小さな電力システムが見られます。これらのシステムの多くは、三相交流電力（現代世界における大規模な電力送電と配電の標準）に依存しています。

航空機、電車、客船、潜水艦、自動車などには、常に三相交流電力に依存しない特殊な電力システムがあります。

発電所では、低電圧レベルで電気エネルギーを生成します。低電圧発電には特定の利点があるため、このレベルを維持します。低電圧発電は、発電機のアーマチュアに対するストレスを減らします。そのため、低電圧発電では、より薄くて軽い絶縁材を使用して小型の発電機を作ることができます。

エンジニアリングおよび設計の観点からは、小型の発電機の方が実用的です。しかし、この低電圧の電力を負荷センターに送ることはできません。

低電圧送電は銅損失を増加させ、電圧調整が悪くなり、送電システムの設置コストも高くなります。これらの3つの問題を避けるために、特定の高電圧レベルに昇圧する必要があります。

一定のポイントを超えてシステム電圧を上げることは、絶縁コストと接地クリアランスが必要となる支持構造の費用が大幅に増加するため非現実的です。

送電電圧は、送電する電力量によって決まります。送電エネルギーアマウントを決定するもう一つのパラメータは、スージインピーダンスローディングです。

システム電圧を上げるには、発電所で昇圧トランスフォーマーとその関連保護および操作装置を使用します。これを発電変電所と呼びます。送電線の末端では、二次送電または配電のために送電電圧を下げなければなりません。

ここで降圧トランスフォーマーとその関連保護および操作装置を使用します。これが送電変電所です。一次送電後、電気エネルギーは二次送電または一次配電を経て、再び電圧を低下させて、消費者施設に配電します。

これが電力システムの基本的な構造です。ただし、電力システムで使用される各機器の詳細については言及していません。発電機、変圧器、送電線という3つの主要なコンポーネント以外にも、多くの関連機器があります。

これらの機器には、遮断器、雷保護装置、隔離器、電流変換器、電圧変換器、キャパシタ電圧変換器、波トラップ、キャパシタバンク、リレー系、制御装置、線路および変電所設備の接地装置などが含まれます。