電力供給システム

電力供給システムの定義

電力供給システムとは、発電所から消費者へ電力を送るネットワークであり、送電と配電を含みます。

過去には、電力需要が低く、小さな発電ユニット1つで地域の需要を満たすことができました。しかし、現代の生活スタイルにより需要は急激に増加しました。この増大する需要に対応するためには、多くの大規模な発電所が必要です。

 しかし、多くの消費者がいる負荷中心地に発電所を建設することは常に経済的ではありません。石炭、ガス、水などの自然エネルギー源の近くに建設するのが安価です。そのため、発電所はしばしば最も電力が必要な場所から遠く離れた場所に設置されます。

 したがって、発電所から消費者まで電力を送るための電力ネットワークシステムを確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つの主要な部分に分けることができるシステムを通じて消費者に届けられます。

 我々は、消費者が電源から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産します。低い電圧レベルでの電力生産は多くの面で経済的です。

 送電線の始点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、この高い電圧の電力を可能な限り近い負荷中心地まで送ります。高い電圧での電力送電は多くの面で有利です。高電圧送電線は、地上または/および地中の電気導体で構成されます。送電線の終点に接続された降圧トランスフォーマーは、配電の目的に必要な低い電圧値に電力の電圧を下げます。配電システムは、その後、消費者の必要な電圧レベルに応じて電力を分配します。

 通常、発電、送電、配電には交流（AC）システムを使用します。超高電圧送電では直流（DC）システムがよく使用されます。送電網と配電網はどちらも地上または地中にすることができます。地上のシステムの方が安価なので、可能であればそれが好まれます。交流送電には三相三線式を使用し、交流配電には三相四線式を使用します。

 送電と配電システムは、一次送電、二次送電、一次配電、二次配電という段階に分けられます。すべてのシステムがこれらの4つの段階を持つわけではありませんが、これは一般的な電力ネットワークの見方です。

 一部のネットワークには二次送電または配電段階がない場合もあります。いくつかの局所的なシステムでは、送電システムがまったく存在しないこともあります。代わりに、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。

ここで具体的な電力供給システムの例を考えてみましょう。ここでは発電所が11kVの三相電力を生産します。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の降圧変電所へ送ります。この変電所には132/33kVの降圧トランスフォーマーがあります。この電力供給システムの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部分を一次送電と呼びます。一次送電は三相三線式であり、各回路に三相の導体が3本あります。

 その次に、132/33kVトランスフォーマーの二次側の電力が三相三線式の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の三相三線式フィーダーが二次送電変電所の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が一次配電の電力を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、電力は三相四線式のシステムを通じて消費者へ届けられます。三相四線式では、3つの導体が3相用に使用され、4番目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三相または単相の供給を選択できます。三相供給の場合、消費者は400Vの相間電圧（ライン電圧）を受け取り、単相供給の場合、消費者は400 / √3または231Vの相-中性線電圧を受け取ります。供給主幹線は電力供給システムの終点です。このシステムの部分、つまり配電トランスフォーマーの二次側から供給主幹線までを二次配電と呼びます。供給主幹線は、消費者が使用するために接続するための端末です。