変電所の基本的な要件は何ですか？

変電所の基本要件

変電所は、電力システムにおいて重要な施設であり、送電電圧を配電またはさらに送電に適したレベルに変換する役割を担っています。変電所は電圧変換だけでなく、電力システムの保護、制御、監視も行います。変電所の安全、信頼性、効率的な運転を確保するためには、一連の基本的な要件を満たす必要があります。以下は、変電所の設計と運転における主な要件です。

1. 安全性

電気的安全性：

絶縁性能：変電所内のすべての設備は、電流漏れやショートサーキットを防ぐために優れた絶縁特性を持つ必要があります。絶縁材料はIECやIEEEなどの関連規格に準拠する必要があります。

• 接地システム：変電所には、故障電流が素早く大地に流れることで作業員や設備を保護するための信頼性のある接地システムが必要です。接地抵抗は通常1Ω未満とし、地域の基準を満たす必要があります。

• 雷保護：変電所には、雷による過電圧損傷を防ぐために避雷器、避雷針、その他の雷保護装置を装備する必要があります。避雷器は、トランスフォーマーや遮断機などの重要設備の近くに設置するべきです。

• セキュリティフェンスと警告標識：変電所の周囲には物理的なフェンスを設け、高電圧エリアから不正侵入者を遠ざけるための警告標識を明確な位置に設置する必要があります。

人的安全性：

• 保護措置：変電所では、作業やメンテナンス中に作業者の安全を確保するために、絶縁手袋、絶縁靴、安全帽などの必要な個人用保護具（PPE）を提供する必要があります。

• 非常照明と避難路：変電所には、緊急時に迅速な避難を可能にするために非常照明システムと明確に表示された避難路が必要です。

• 火災対策設備：変電所には、消火器、火災報知システム、その他の火災対策設備を備えて、潜在的な火災事故に対処する必要があります。

2. 信頼性

設備選定：

• 高品質の設備：トランスフォーマー、遮断機、隔離器、計器用トランスフォーマーなど、変電所の主要な設備は、長期的な安定運転を確保するために高品質で認証されたものである必要があります。

• 冗長設計：重要な変電所では、二重母線構造やバックアップ電源などの冗長設計を考慮することで、システムの信頼性を高める必要があります。一部のコンポーネントが故障しても、システムは継続して動作できます。

• 定期的なメンテナンス：設備の寿命を延ばすために、定期的な点検、清掃、メンテナンスを行う包括的なメンテナンスプログラムを確立する必要があります。これにより、潜在的な問題を早期に発見し、対処することができます。

自動化と監視：

• SCADAシステム：現代の変電所では、通常、SCADA（監視制御データ収集）システムが導入され、変電所の運転状態をリアルタイムで監視および制御します。リモート監視により、異常をタイムリーに検出し、即時対応することができます。

• 保護継電器：過電流保護、差動保護、距離保護などの様々な保護継電器を設置し、障害を検出して隔離し、障害の拡大を防ぐ必要があります。

• 通信システム：変電所には、制御センターと他の変電所との間で情報交換を円滑に行うための信頼性のある通信システムが必要です。

3. 経済的効率

コスト効果：

• 最適な設計：変電所の設計は、経済的かつ実用的な考慮事項をバランスさせ、過設計を避ける必要があります。機能要件を満たしながら、不要な投資を最小限に抑える努力をする必要があります。

• 省エネルギー設備：低損失トランスフォーマーや効率的なスイッチングデバイスを選択することで、運転中のエネルギー損失を減らし、運転コストを下げることができます。

• スマート運用・保守：オンライン監視や予知保全などの知能O&M技術を導入することで、設備の利用率を向上させ、停止時間とメンテナンスコストを削減することができます。

4. 環境保護

• 電磁波放射の低減：特に住宅地において、電磁波放射による周辺環境への影響を最小限に抑えるための措置を講じる必要があります。これは、最適なレイアウトとシールド材の使用によって達成できます。

• 騒音制御：トランスフォーマーや冷却設備など、変電所内のさまざまなコンポーネントは騒音を発生します。防音壁の設置や低騒音設備の使用などの防音措置を講じて、騒音レベルが環境基準を満たすようにすることが必要です。

• 廃棄物管理：使用済みバッテリーや油などの有害廃棄物を含む適切な廃棄物管理システムを確立する必要があります。廃棄物は環境規制に従って処理し、汚染を防止する必要があります。

5. 柔軟性

• 負荷増加への対応：変電所の設計は、将来の負荷増加を考慮し、十分な拡張スペースと容量を確保する必要があります。都市の発展や電力需要の増加に伴い、変電所は負荷の変化に柔軟に対応し、継続的な電力供給を確保できるようにする必要があります。

• 自然災害への耐性：変電所は、地震、風災、洪水などの自然災害に対して強い耐性を持つ必要があります。地震多発地域や台風多発地域では、建物構造と設備選定が対応する耐震基準や風圧基準を満たす必要があります。

6. 法規制の遵守

• 国家および地域の基準への準拠：変電所の設計、建設、運転は、「電力安全作業規程」や「変電所設計規程」などの国家および地域の法律、規則、基準に厳格に従う必要があります。

• 必要な許可の取得：建設前に、計画許可、環境影響評価、消防検査などの必要な許可を取得し、プロジェクトの合法性と準拠を確保する必要があります。

まとめ

変電所は、電力システムにおいて重要な部分であり、安全性、信頼性、経済的効率、環境保護、柔軟性、法規制の遵守という複数の要件を満たす必要があります。適切な計画、高品質な設備選定、先進的な自動化技術、および包括的なメンテナンス実践を通じて、変電所は安全、安定、効率的に運転し、社会に信頼性の高い電力供給を提供することができます。