変電所、スイッチングステーション、配電室の違いは何ですか

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フィールド: 変圧器解析

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変電所、スイッチングステーション、配電室の違いは何ですか？

変電所は、電力システムにおける電圧レベルを変換し、電力を受電・分配し、電力の流れを制御し、電圧を調整する電力施設です。変圧器を通じて異なる電圧レベルの電力網を相互接続します。特定の用途、例えば海底ケーブルや長距離送電では、高電圧直流（HVDC）送電が使用されることがあります。HVDCは交流送電に固有の容量性リアクタンス損失を克服し、エネルギー節約の利点があります。

変電所は主に高電圧を中電圧または少し低い高電圧に降圧します。それらは相対的に広い面積を占め、必要となる土地の大きさは電圧レベルと容量によります。そのため、一部の人々はこれを「変圧所」とも呼びます。

機能：
変電所は発電所と最終ユーザーの間の中間施設として機能します。発電所はしばしば都市や工場から遠く離れて配置され、発電所で生成される電圧は比較的低いため、結果として生じる高い電流は送電線でのジュールの法則による大きな熱ロスを引き起こします。これは送電線を損傷させ、電気エネルギーが熱に変換されることによる大きな非効率となります。したがって、変電所は発電所からの電圧を昇圧して効率的な長距離送電を行い、都市や工業地域へと送ります。到着後、地元の変電所が電圧を必要なレベルに降圧し、さらに配電網を通じて日常使用の標準220Vを提供します。

位置：
経済的な観点からは、変電所は負荷中心に近い場所に配置されるべきです。運用上の観点からは、生産活動や施設内の輸送に影響を与えないようにし、設備の搬入が容易であることが求められます。安全上の理由から、変電所は可燃性または爆発性のあるエリアを避けるべきです。一般的には、変電所はサイトの上風側に配置され、塵や繊維が集まりやすい場所から離れた場所に置かれ、密集地域には配置すべきではありません。変電所の配置と建設においては、火災防止、腐食防止、汚染制御、防水、雨雪保護、耐震性、小動物の侵入防止なども考慮する必要があります。

配電変電所
定義：
配電変電所もまた電圧レベルを変更する施設です。それは電力システムにおいて電圧と電流が変換され、集中され、分配される場所です。電力品質と設備の安全性を確保するために、電圧調整、電流制御、送電・配電線路および主要な電気機器の保護もここで行われます。変電所は用途によって電力配電用変電所と牽引用変電所（電車や路面電車用）に分類されます。中国の国際規格GB50053-94「10kV以下の変電所設計規範」によれば、変電所は「10kV以下の交流電力をパワートランスフォーマーによって降圧し、電力負荷に供給する施設」と定義されています。この定義に適合する施設はすべて変電所とみなされます。

機能：
変電所の役割は発電所から通常1〜2kV以下の電圧で電力を受電することです。このような低電圧で直接長距離送電を行うと、非常に高い線路電流が生じ、過度の電力損失と低効率な送電になります。そのため、変圧器を使用して数十キロボルトまたは数百キロボルト（距離と電力需要によります）まで電圧を昇圧し、線路電流を減らします。異なる距離と容量の電力線を統一されたグリッドに接続し、全体的なシステムの信頼性を高めるために、複数の変電所が必要となり、異なる電圧レベルを一致させリンクします。同様に、高電圧の電力が目的地に到達すると、10.5kV、6.3kV、または400V（すなわち380/220V）などのレベルに降圧され、多様なユーザーのニーズに対応します。したがって、実際には多くの変電所が必要となります。通常、一次変電所とは主要な変電所を指し、二次変電所が下流にあります。一次変電所は高電圧の切り替えと分配を扱いますが、自体で電圧変換を行いません。

配電室（またはスイッチギア室）
定義：
配電室はまた配電変電所とも呼ばれます。国家規格によれば、配電室は「母線に主電力変圧器がない、回路を開閉し電力を分配するための高電圧スイッチギアのみを含む施設」と定義されています。配電室は35kV以下の電圧レベルで動作し、ブレーカー、計器変圧器、コンデンサー、関連する保護装置や計測装置などの設備を収容します。簡単に言えば、高電圧スイッチギアキャビネット、入出力線パネルなどを収容する建物が配電室（または室）です。大規模な施設では、複数の高電圧・低電圧スイッチギアキャビネットを備え、電圧変換と電力分配を行うこともあります。

「変電所」と「配電室」は住宅複合体や商業ビルの変電・配電室を指すことが多いです。配電室は建物の電力供給システムの重要な構成要素であり、専門の電気が24時間体制で監視を行います。許可を得た人以外は配電室に入ることを禁止しています。操作者は認定を受け、設備、操作手順、安全プロトコルに精通している必要があります。電圧計、電流計、電力係数計の読み取りを密接に監視し、空気遮断器が過負荷状態で動作することを決して許してはなりません。配電室内の床と設備表面は常に清潔で埃が付かないように保つ必要があります。切り替え操作は当直者が監督者の立ち会いのもとに行い、同時に2人が切り替え操作を行うことはエラーを避けるために避けなければなりません。

スイッチングステーション（またはスイッチギアステーション）

定義：
スイッチングステーションとは、電圧変換を行わないで開閉装置を使用して電気回路を開閉する配電サブステーションを指します。これは、電力システムにおいてサブステーションの下位に位置し、高圧電力を周囲の一つまたは複数の電力消費者に分配する電力施設です。その主な特徴は、入線と出線の電圧が同一であることです。地域のサブステーションもスイッチング機能を持つ場合がありますが、スイッチングステーションとサブステーションは異なるものであることが明確に示されるべきです。

Distribution Room (or Switchgear Room).jpg

スイッチングステーションはまた、電力を受電し分配するための供給・配電施設として定義されます。高圧送電網では一般的に「スイッチングステーション」または「スイッチヤード」と呼ばれます。中圧配電網では、スイッチングステーションは通常10kVの電力を受電し分配するために使用されます。このようなステーションは通常、2つの入線と複数の出線（一般的には4〜6）を持っています。具体的な要件に応じて、入線および出線上に遮断器または負荷開閉装置が設置されることがあります。設備は通常、屋外用で最大10kVまでの電圧レベルに対応した全金属密閉型のスイッチギアアセンブリです。典型的なスイッチングステーションは約8,000kWの転送容量を持ち、地区またはエリア内の局地的な変圧器または配電室に中圧電力を供給します。

機能：