移動変電所：包括的なガイド
モバイル変電所は、異なる場所に迅速かつ簡単に輸送および設置できる電力配電システムの一種です。これは、電力網が利用できないか損傷している建設現場、災害地帯、遠隔地、イベントなどに一時的または緊急の電力供給を提供するために使用されます。また、既存の変電所のテスト、メンテナンス、交換、または再生可能エネルギー源を電力網に統合する際にも使用されます。
モバイル変電所は、道路、鉄道、海路、空路で移動可能なトレーラー、スキッド、コンテナに様々なコンポーネントが搭載されています。主なコンポーネントは以下の通りです：
高電圧を低電圧に、またはその逆に変換するトランスフォーマー（用途により異なります）。
トランスフォーマーの温度を調整し、過熱を防ぐ冷却システム。
高電圧回路を制御・保護し、モバイル変電所を送電線または発電機に接続する高電圧スイッチギア。
低電圧回路を制御・保護し、負荷または電力網に電力を分配する低電圧スイッチギア。
電力流動の電気パラメータ（電圧、電流、電力、周波数など）を測定および記録する計測システム。
故障を検出し、設備や人員への損傷を防ぐ保護リレー装置。
モバイル変電所とそのアクセサリー（照明、ファン、ポンプなど）の動作に必要な電力を提供するACおよびDC補助電源。
落雷やその他の電圧スパイクからモバイル変電所を保護するサージ保護システム。
フレキシブルケーブルとコネクタを使用してモバイル変電所を電源と負荷に接続するケーブル接続システム。
モバイル変電所は、各顧客と用途の特定の要件を満たすように設計されています。異なる電圧レベル、出力、構成、機能、アクセサリーを持つことができます。また、州および連邦の道路規制、電力網コード、安全基準にも準拠しています。
モバイル変電所の利点
モバイル変電所は、従来の変電所よりもいくつかの利点を持っています。例えば：
移動性：モバイル変電所は、必要な場所へ容易かつ迅速に輸送および再配置することができます。特別な許可や土木工事は必要ありません。既存の電力線や設備に合わせて回転または再配置することもできます。
柔軟性：モバイル変電所は、顧客のニーズや好みに応じて異なる電圧レベル、出力、構成、機能、アクセサリーに適応することができます。また、異なる負荷またはサービスに対して同時に複数の電圧を提供することもできます。
信頼性：モバイル変電所は、高品質かつ高性能の電力供給を確保するための工場試験済みの即接続ユニットです。最先端の設備と高度な制御、保護、通信システムを装備しており、ローカルおよびリモートでの監視と制御が可能です。また、バックアップシステムと冗長性機能により、可用性と堅牢性が向上します。
経済性：モバイル変電所は、顧客にとって時間とコストを節約するコスト効率の高いソリューションです。永続的な建設コストや土地取得コストを回避することで資本支出（CAPEX）を削減します。また、維持管理コストとエネルギーロスを最小限に抑えることで運転費（OPEX）を削減します。さらに、余剰電力を電力網または他の顧客に販売することで収益を上げることもできます。
モバイル変電所の用途
モバイル変電所は、さまざまな分野で様々な目的に使用することができます。例えば：
ユーティリティソリューション：自然災害、事故、メンテナンス、既存の変電所のアップグレードや拡張による予定停電中に緊急時の電力供給を提供することができます。また、ピーク需要期間中や負荷制御イベント中に一時的な電力供給を提供することもできます。また、リアクティブ電力補償、電圧調整、周波数制御などの方法で電力網の安定性と信頼性をサポートすることもできます。
再生可能エネルギーの統合：風力発電所、太陽光発電所、水力発電所、バイオマス発電所など、再生可能エネルギー源を電力網に統合するための接続ポイントを提供することができます。また、電圧調整、周波数制御、電力品質改善などの電力網支援サービスを提供することもできます。
スマートグリッドおよび都市変電所：スマートグリッドの開発をサポートするために、分散型発電、マイクログリッド運用、需給管理、エネルギー貯蔵統合などを提供することができます。また、スペースが制限され環境問題が重要な都市地域では、コンパクトで低騒音のソリューションを提供することができます。
データセンターの電化：データセンターには高い可用性が必要であり、モバイル変電所は信頼性の高い安全な電力供給を提供することができます。
産業用電力供給システム：モバイル変電所は、産業プラントに高品質、高可用性、高効率の電力供給を提供することができます。また、石油・ガス生産、鉱山作業、化学プラントなどの重要なプロセスに対するバックアップ電力や負荷共有も提供することができます。さらに、建設や試運転段階での一時的な電力を提供することで、実現可能性調査から起動までのプラント電化プロジェクトをサポートすることができます。
岸壁から船舶への電力供給：モバイル変電所は、港や埠頭に係留された船舶に地元の電力網や再生可能エネルギー源からのグリーン電力供給を提供することができます。これにより、船舶エンジンや発電機からの排出物や騒音が減少し、港および近隣地域の空気質と環境が改善されます。
モバイル変電所の種類
モバイル変電所は、その設計、サイズ、機能に基づいて異なる種類に分類することができます。一般的な種類は以下の通りです：
コンパクトかつモジュラー型のモバイル変電所：これらのモバイル変電所は、コンパクトかつモジュラー型の設計になっており、特別な輸送許可なしに容易に移動および迅速に再配置することができます。トレーラーまたはスキッドに搭載されており、トラックやその他の車両によって牽引することができます。また、既存の電力線や設備に合わせて回転または再配置することもできます。緊急サービス、新規サービス、または一時的なサービスに必要な高い柔軟性と迅速な展開に適しています。
スキッド型の変電所：これらのモバイル変電所は、スキッド型の設計になっており、迅速かつ容易な展開が可能で、土木工事や現場でのインストールと試運転の努力を最小限に抑えます。スキッドに搭載されており、クレーンやフォークリフトで持ち上げて平らな表面に配置することができます。産業用電力供給システム、再生可能エネルギーの統合、スマートグリッドおよび都市変電所など、高い信頼性と低メンテナンスが必要な用途に適しています。
コンテナ型の変電所：これらのモバイル変電所は、コンテナ型の設計になっており、コンポーネントやアクセサリーにシェルターと保護を提供します。コンテナに搭載されており、道路、鉄道、海路、または航空便で輸送することができます。極端な温度、湿度、汚染などの挑戦的な環境条件下で高い耐久性と堅牢性が必要な用途に適しています。
鉄道車両型の変電所：これらのモバイル変電所は、鉄道車両型の設計になっており、鉄道で輸送することができます。鉄道車両に搭載されており、機関車や他の鉄道車両と連結することができます。遠隔地や困難な地形で高い移動性とアクセス性が必要な用途に適しています。
モバイル変電所の設計考慮事項
モバイル変電所は、その機能性、性能、安全性、環境適合性を確保するために、様々な設計考慮事項を満たす必要があります。主な設計考慮事項は以下の通りです：
トランスフォーマー：トランスフォーマーは、モバイル変電所の主要なコンポーネントであり、高電圧を低電圧に、またはその逆に変換します。トランスフォーマーは、輸送性と必要な電気パラメータを最適化するように設計する必要があります。トランスフォーマーには、高容量（＞20 MVA）の場合にはハイブリッドノメックス絶縁システム、低容量（＜20 MVA）の場合にはセルロース絶縁システムを使用する必要があります。トランスフォーマーは、サイズと重量を削減するために高インピーダンス（最大30％）を持つ必要がありますが、これは電圧調整と損失に影響を与える可能性があります。トランスフォーマーは、環境基準に準拠するための低い騒音レベル（＜65 dB）を持つ必要があります。トランスフォーマーは、異なる用途に柔軟性と多様性を提供するため、最大5つの電圧を持つ必要があります。トランスフォーマーは、スターデルタ再接続用の外部非励磁スイッチを持つ必要があります。
冷却システム：冷却システムは、トランスフォーマーの温度を調整し、過熱を防止するモバイル変電所のコンポーネントです。冷却システムは、トランスフォーマーの負荷損失と補助冷却損失によって生成される熱を放散するように設計する必要があります。冷却システムには、重量軽減のためにアルミニウム冷却システムを使用する必要があります。冷却システムには、高容量（＞20 MVA）の場合には強制空冷システム（ONAF）または強制油強制空冷システム（OFAF）、低容量（＜20 MVA）の場合には自然空冷システム（ONAN）または自然油自然空冷システム（ONAN）を使用する必要があります。
高電圧スイッチギア：高電圧スイッチギアは、高電圧回路を制御・保護し、モバイル変電所を送電線または発電機に接続するモバイル変電所のコンポーネントです。高電圧スイッチギアは、電圧クラス（最大420 kV）と遮断能力に準拠するように設計する必要があります。
低電圧スイッチギア：低電圧スイッチギアは、低電圧回路を制御・保護し、負荷または電力網に電力を分配するモバイル変電所のコンポーネントです。低電圧スイッチギアは、アプリケーションの電圧クラス（最大1 kV）と電流定格（最大2000 A）に準拠するように設計する必要があります。低電圧スイッチギアには、低電圧スイッチ、漏れ電流遮断器、HRCヒューズ、電気遮断器、エアブレーカ（ACB）、成型ケース遮断器（MCCB）、小型遮断器（MCB）などの様々なコンポーネントが必要です。低電圧スイッチギアには、シャーシ、DINレール、パネル、または19″ラックマウントなどの異なる取り付け方法があります。低電圧スイッチギアには、オープンフレーム、密閉型、またはIP評価付きの異なる筐体があります。
計測システム：計測システムは、電圧、電流、電力、周波数などの電力流動の電気パラメータを測定および記録するモバイル変電所のコンポーネントです。計測システムは、監視および請求の目的で正確で信頼性の高いデータを提供するように設計する必要があります。計測システムには、アナログメーター、デジタルメーター、スマートメーターなどの異なるタイプのメーターが必要です。計測システムには、有線または無線、ローカルまたはリモートなどの異なる通信モードがあります。
保護リレーシステム：保護リレーシステムは、故障を検出し、設備や人員への損傷を防ぐモバイル変電所のコンポーネントです。保護リレーシステムは、故障回路または設備の高速かつ選択的なトリップを提供するように設計する必要があります。保護リレーシステムには、電磁式リレー、固体リレー、マイクロプロセッサベースのリレーなどの異なるタイプのリレーが必要です。保護リレーシステムには、過電流保護、過電圧保護、差動保護、距離保護などの異なる保護機能があります。
ACおよびDC補助電源：ACおよびDC補助電源は、モバイル変電所とそのアクセサリー（照明、ファン、ポンプなど）の動作に必要な電力を提供するモバイル変電所のコンポーネントです。ACおよびDC補助電源は、必要な負荷に安定した十分な電力を提供するように設計する必要があります。ACおよびDC補助電源には、バッテリー、発電機、コンバータ、インバータなどの異なる電源があります。ACおよびDC補助電源には、アプリケーションに応じて異なる電圧と周波数があります。
