電力供給システム：それとは何か

以前は電力需要が非常に少なかったため、小さな発電装置1つで地域の需要を満たすことができました。現在では、人間の生活様式が近代化するにつれて電力需要が著しく増加しています。この増加する電力負荷需要に対応するためには、大規模な発電所を多数設立する必要があります。

しかし、経済的な観点からは、負荷中心地に発電所を建設することは常に可能ではありません。負荷中心地とは、消費者や接続された負荷の密度が高い場所を指します。エネルギー源である石炭、ガス、水などの自然資源に近い場所に発電所を設置することが経済的です。そのため、他の多くの要因も考慮に入れると、発電所はしばしば負荷中心地から遠く離れた場所に建設されることが必要になります。

したがって、発電所で生成された電力を消費者まで運ぶために電力ネットワークシステムを設立する必要があります。発電所で生成された電力は、送電と配電という2つの主要部分に分けられるシステムを通じて消費者に届けられます。

電力源から消費者が電力を得るためのネットワークを電力供給システムと呼びます。電力供給システムには、発電所、送電線、および配電システムの3つの主要な構成要素があります。発電所では比較的低い電圧レベルで電力を生成します。低い電圧レベルでの電力生成は多くの面で経済的です。

送電線の始端に接続された昇圧トランスフォーマーは、電力の電圧レベルを上げます。電力送電システムは、その後、この高い電圧の電力を可能な限り近くの負荷中心地まで送ります。高い電圧で電力を送ることは多くの面で有利です。高電圧送電線は地上または地下の電気導体で構成されます。送電線の終端に接続された降圧トランスフォーマーは、配電のために必要な低電圧に電力の電圧を下げます。配電システムは、その後、各消費者の要求される電圧レベルに応じて電力を分配します。

通常、発電、送電、配電の目的でACシステムを採用しています。超高電圧送電にはDC送電システムがよく使用されます。送電と配電の両方のネットワークは地上または地下にすることができます。地下システムは地上システムよりもはるかに高価であるため、経済的な観点からは地上システムが好ましい場合が多いです。AC送電には3相3線システムを使用し、AC配電には3相4線システムを使用します。

送電と配電システムはそれぞれ、一次送電と二次送電、一次配電と二次配電に分けることができます。これは電力ネットワークの一般的な見方です。すべての送電・配電システムがこれらの4つの段階を持つわけではないことに注意してください。

システムの要件により、二次送電や二次配電を持たないネットワークも多く存在します。また、局所的な電力供給システムでは、送電システム全体が存在しない場合もあります。そのような局所的な電力供給システムでは、発電機が直接さまざまな消費ポイントに電力を分配します。

ここでは電力供給システムの実際の例について説明します。発電所では11KVで3相電力を生成します。その後、発電所に関連付けられた11/132KVの昇圧トランスフォーマーがこの電力を132KVに昇圧します。送電線はこの132KVの電力を町の郊外にある132/33KVの降圧変電所（132/33KV降圧トランスフォーマーを含む）に送ります。11/132KV昇圧トランスフォーマーから132/33KV降圧トランスフォーマーまでの電力供給システムの部分を一次送電と呼びます。一次送電は3相3線システムであり、各回路線で3つの導体が3相に使われます。

その後、132/33KVトランスフォーマーの二次側の電力は、3相3線送電システムによって町内の戦略的な位置にある異なる33/11KV下流変電所へ送られます。このネットワークの部分を二次送電と呼びます。

町の道路沿いを走る11KV 3相3線フィーダーは、二次送電変電所の33/11KVトランスフォーマーの二次側の電力を運びます。これらの11KVフィーダーは、電力供給システムの一次配電を構成します。

消費者地域の11/0.4KVトランスフォーマーは、一次配電の電力を0.4KVまたは400Vに降圧します。これらのトランスフォーマーは配電トランスフォーマーと呼ばれ、ポールマウント型トランスフォーマーです。配電トランスフォーマーから、3相4線システムによって電力が消費者に供給されます。3相4線システムでは、3つの導体が3相に使用され、第4の導体が中性線として中性接続に使用されます。

消費者は必要に応じて3相または単相の供給を選択できます。3相供給の場合、消費者は400V（ライン電圧）を得ますが、単相供給の場合、消費者は400 / √3または231V（フェーズ対中性線電圧）を得ます。供給メインは電力供給システムの終点です。配電トランスフォーマーの二次側から供給メインまでのシステムの部分を二次配電と呼びます。供給メインは、消費者が自宅で使用するために接続する端子です。

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