電力システムとは何か？（電力システムの基礎）

電力システムとは

電力システムは、電力を供給、送電、消費するための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（例：発電所）によって行われ、送電は送電線と配電システムを通じて行われ、消費は家庭用アプリケーション（例：自宅の照明やエアコンの動作）または工業用アプリケーション（例：大型モーターの動作）を介して行われます。

電力システムの一例は、広範囲にわたる家庭や産業に電力を提供する電力網です。電力網は、電力を供給する発電所、発電所から負荷中心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まかに分けられます。

小さな電力システムは、工業、病院、商業ビル、住宅でも見られます。これらのシステムの多くは三相交流電力に依存しています。これは現代世界で大規模な電力送電と配電の標準です。

常に三相交流電力に依存しない特殊な電力システムは、航空機、電車システム、豪華客船、潜水艦、自動車で見られます。

発電所は電気エネルギーを低電圧レベルで生成します。低電圧での発電にはいくつかの特定の利点があります。低電圧での発電は、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、低電圧での発電では、より薄くて軽い絶縁体を使用した小型の発電機を構築できます。

工学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中心に送ることはできません。

低電圧での送電は、銅損失が増加し、電圧規制が悪化し、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、電圧を特定の高電圧レベルに昇圧する必要があります。

ただし、電圧を一定のレベル以上に上げることはできません。なぜなら、電圧が一定の限界を超えると、絶縁コストが大幅に増加し、十分な接地クリアランスを確保するために線路支持構造の費用も急激に増加するからです。

送電電圧は、送電する電力量に依存します。サージインピーダンスロードは、ある量のエネルギーを送電するためのシステムの電圧レベルを決定する別のパラメータです。

システム電圧を昇圧するには、発電所で昇圧変圧器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。送電線の終端では、二次送電または配電の目的で送電電圧を低く降圧する必要があります。

ここで降圧変圧器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ます。二次送電または一次配電後、再度電圧を消費者の場所で使用するのに適した低電圧レベルに降圧します。

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つの主要な構成要素の他に、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あります。

なぜ電力システムが必要なのか

経済的な観点から、我々は資源が容易に利用できる場所に発電所を建設します。消費者は電気エネルギーを消費しますが、彼らは電力を生産するための資源が利用できない場所に住んでいるかもしれません。

それだけでなく、しばしば他の多くの制約により、密集した消費者地域や負荷中心に近い場所に発電所を建設することはできません。

そのため、外部に位置する発電源を使用し、この生成された電力を長距離送電線と配電システムを通じて負荷中心に送電します。

発電所から消費者までの全体の配列を、効率的かつ信頼性高く電気を供給するものとして電力システムと呼びます。

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.