送電システムとは何か

電力送電システムとは何ですか？

電力送電システムの定義

電力送電システムは、発電所から消費される負荷中心へと電力を伝送します。

 電力送電システムは、発電源から様々な負荷中心（つまり、電力が使用されている場所）へと電力を伝送する手段です。発電所では電力が生成されます。これらの発電所は必ずしも大半の電力が消費されている場所（つまり、負荷中心）に位置しているわけではありません。

 距離だけが発電所の立地を決定する要素ではありません。しばしば、発電所は電力が使用される場所から遠く離れた場所にあります。高密度地域から離れた土地は安価であり、騒音や汚染を伴う発電所は住宅地から離した方が良いからです。これが電力送電システムが不可欠な理由です。

 電力供給システムは、火力発電所などの発電源から消費者へと電力を供給します。電力送電システムには短距離送電線、中距離送電線、長距離送電線があり、これらは電力を配電システムへと移動させます。これらのシステムはその後、家庭や事業所に電力を提供します。

 交流対直流伝送

基本的に、電気エネルギーを伝送する方法は2つあります：

• 高電圧直流電力伝送システム。

• 高電圧交流電力伝送システム。

直流伝送システムの利点

 直流伝送システムでは2つの導体のみが必要です。さらに、地球をシステムのリターンパスとして使用すれば、1つの導体だけで済むこともあります。

直流伝送システムの絶縁体への電位ストレスは、同様の電圧の交流伝送システムの約70%です。したがって、直流伝送システムは絶縁コストが低くなります。

 交流伝送システムの欠点

• 交流システムで必要な導体の量は直流システムよりもはるかに多いです。

• 線路のリアクタンスは電力伝送システムの電圧調整に影響を与えます。

• 皮膚効果や近接効果の問題は交流システムにのみ見られます。

• 交流伝送システムは直流伝送システムよりもコロナ放電の影響を受けやすいです。

• 交流電力伝送ネットワークの建設は直流システムよりも複雑です。

• 2つ以上の伝送線路を相互接続する前に適切な同期が必要ですが、直流伝送システムでは完全に省略できます。

交流伝送システムの利点

• 交流電圧は簡単に昇圧・降圧でき、これは直流伝送システムでは不可能です。

• 交流変電所のメンテナンスは直流よりも簡単で経済的です。

• 交流変電所での電力変換は、直流システムのモータジェネレータセットよりもはるかに容易です。

交流伝送システムの欠点

• 交流システムで必要な導体の量は直流システムよりもはるかに多いです。

• 線路のリアクタンスは電力伝送システムの電圧調整に影響を与えます。

• 皮膚効果や近接効果の問題は交流システムにのみ見られます。

• 交流伝送システムは直流伝送システムよりもコロナ放電の影響を受けやすいです。

• 交流電力伝送ネットワークの建設は直流システムよりも複雑です。

• 2つ以上の伝送線路を相互接続する前に適切な同期が必要ですが、直流伝送システムでは完全に省略できます。

発電所の建設

発電所の建設計画時に、以下の要因を考慮して経済的な電力生成を行う必要があります。

• 火力発電所向けの水の容易な入手可能性。

• 発電所の建設及びそのスタッフ町のために土地の容易な入手可能性。

• 水力発電所の場合、川にダムが必要です。そのため、ダムの建設が最も最適に行えるように川の適切な場所を選択する必要があります。

• 火力発電所の場合、燃料の容易な入手は最も重要な考慮事項の一つです。

• 発電所の貨物および従業員のための良好な通信手段も考慮に入れなければなりません。

• タービン、発電機などの大規模なスペアパーツの輸送には、広い道路、鉄道通信、そして深くて広い川が発電所近くを通っている必要があります。

• 原子力発電所の場合、核反応による健康への影響がないよう、一般的な場所から十分な距離を保たなければならない。

考慮すべき他の多くの要因もありますが、それらは私たちの議論の範囲を超えています。上記のすべての要因は負荷中心で利用できるものではありません。発電所または発電所は、すべての設備が容易に利用できる場所に設置されなければなりません。この場所は必ずしも負荷中心である必要はありません。先に述べたように、発電所で生成された電力は電力送電システムを使用して負荷中心へと伝送されます。

発電所で生成される電力は低電圧レベルです。低電圧での電力生成には経済的な価値があります。低電圧での電力生成は高電圧での電力生成よりも経済的（つまり、コストが低い）です。低電圧レベルでは、発電機の重量と絶縁が少ないので、これにより発電機のコストとサイズが直接的に減少します。しかし、この低電圧レベルの電力は直接消費者側に伝送することは経済的ではありません。したがって、低電圧での電力生成は経済的ですが、低電圧での電力伝送は経済的ではありません。

電力は電流と電圧の積に比例します。したがって、ある場所から別の場所へ一定の電力を伝送する場合、電力の電圧を上げれば関連する電流が減少します。電流が減少すると、システムのI2R損失が減少し、導体の断面積が小さくなるため資本投入が減少し、電流の減少により電力伝送システムの電圧調整が改善され、電圧調整の改善は質の高い電力を示します。これらの3つの理由により、主に高電圧レベルで電力が伝送されます。

また、伝送された電力を効率的に分配するためには、分配端で望まれる低電圧レベルに降圧されます。

したがって、まず電力は低電圧レベルで生成され、次に効率的な電力伝送のために高電圧に昇圧されます。最後に、異なる消費者への電力の分配のために、望まれる低電圧レベルに降圧されます。