変電
電力系統は，構成要素である送電線・変電機器などの設備が有機的に関係し合い，システム全体として，最適な機能を発揮するように設計する必要がある。 このような電力系統と設備との協調（「システムコーディネーション」と呼ばれている）に関して，説明する…
大容量変電機器の信頼性確保に関して大容量変圧器及び大容量 GIS を例にとり，説明する。 輸送及び現地据付け 大容量変電機器の品質を確保するために，輸送及び現地据付けに関して，設計時に配慮する事項を説明する。 大容量変圧器及び大容量 GIS に共通して…
変電所の接地設計を行う場合，設計基礎データとして建設予定地の面積，土壌固有抵抗と予想最大接地電流が明確にされると，それに伴って具体的に設計を進めることができる。 変電所の接地の目的 系統接地 避雷器（雷害防止用）接地 機器接地（金属製外箱等の…
変電所機器・装置の定期点検は，一般的には，おおむね 1 ～ 3 年を点検周期とする点検（本問において「普通点検」という。）及びおおむね 6 ～ 12 年を点検周期とする精密な点検（本稿において「精密点検」という。）に分けて行われている。 その場合の普通…
変電所母線（bus-bar）などの結線方式には，単母線方式，複母線方式（二重母線方式），ユニット方式などがあるが，結線方法の選定の一般的な考え方と特徴について述べる。 変電所の結線方式を決定する際に考慮すべきこと 送電線事故，母線事故時の系統への影…
ガス絶縁開閉装置（以下，GIS*1 という。）の診断技術に関する記述である。 GIS は遮断器，断路器，接地開閉器，母線，ケーブル接続部などから構成されたコンパクトな開閉装置で，高電圧部を金属容器内に収納し，主絶縁として圧力の高い SF6 ガスを充填した…
次の文章は，電気設備技術基準の解釈 第37条【避雷器等の施設】である。 図 避雷器の図記号 a. 高圧及び特別高圧の電路中，次に掲げる箇所又はこれに近接する箇所には，避雷器を施設すること。 発電所又は変電所若しくはこれに準ずる場所の架空電線の引込口…
次の文章は，変電所の保守の動向に関する記述である。 変電所の保守の目的は，変電所の電気工作物が常に法令で定める技術基準に適合するように，その性能を維持し，事故の未然防止を図ることである。そのため，変電所の設置者は，機器の構造や性能を熟知し，…
パワー半導体デバイスのスイッチングを利用して電力変換を行う電力変換装置の交流入力及び交流出力側には，種々の高調波が発生する。 交流入力側である電力系統では，コンデンサのような高い周波数でインピーダンスが低い機器に高調波電流が集中して加熱した…
図の破線内は，三相 6 600 [V]，60 [Hz] の高圧母線から給電されるサイリスタ変換装置用の交流フィルタ設備の例である。 変換装置は 12 パルスで，変換装置用変圧器の交流側の容量は 1 000 [kV・A] である。 図 高圧母線から給電されるサイリスタ変換装置用…
変電所の耐震設計については，現在，「JEAG5003-2019 JESCE0001(2019) 変電所等における電気設備の耐震設計指針」が標準的に採用されている。 変電所の耐震設計 動的設計手法が採用されている理由 屋外用がいし形機器の耐震設計に関する設計手法，設計地震力…
絶縁油は，油入変圧器や油入コンデンサなどの電気機器に広く使用されており，その主な役割は機器の絶縁と冷却である。 油入機器の内部で異常過熱や絶縁劣化が生じると，絶縁油から発生した分解ガスや絶縁物の劣化生成物が絶縁油に溶け込み，絶縁油の化学的特…
台風や地震による停電時に，避難所や病院等に電気を供給する高圧発電機車など，車載式や貨物自動車等で移設して使用する電気工作物を移動用電気工作物といい，移動用発電設備，非自航船用電気設備，移動用変電設備，移動用予備変圧器の四つに分類される。 こ…
分路リアクトル（shunt reactor）は，交流回路の分路に接続され，進相電流を補償する目的に使用されるリアクトルをいう。 分路リアクトルの設置目的 わが国の電力系統は 500 kV 基幹系統が拡大し，都市における超高圧ケーブル系統を始め高圧ケーブル系統が増…
本稿では，電力用コンデンサについて述べる。 電力用コンデンサの目的 力率改善 進相コンデンサによる力率制御の代表的な方式 電力用コンデンサの構成 フィルムコンデンサの歴史 電力用コンデンサの結線方式 コンデンサ本体（SC） 直列リアクトル（SR : Seri…
三相変圧器巻線の結線方式（three phase connection）には Y 結線（星形結線）と，Δ 結線（三角結線）の 2 種類がある。 結線 星形結線 三角結線 千鳥結線 スコット結線 Y-Y 結線（星形星形結線） Y-Δ 結線と Δ-Y 結線（星形三角結線と三角星形結線） Y-Δ 結…
発変電所などに使用される直流電源は，系統に事故が発生したときも含めて，開閉器や保護制御装置を動作させる電源であり，蓄電池が多く採用されている。 蓄電池としては，充・放電を繰り返すことができる鉛電池やアルカリ電池が使用されている。 蓄電池の容…
変電所で電気絶縁のため使われるがいし，ブッシングの表面には，台風や季節風などによる強い海風により運ばれる海塩が付着する。 この表面が湿潤を受けて導電性を有するようになり，漏れ電流が流れ，その発熱により電流が集中するところに乾燥帯が形成される…
電力系統に雷サージや開閉サージなどの過電圧が発生すると，大地に放電電流を流してこれを抑制し，その後に流れる商用周波数の電流（これを続流（follow current）と呼ぶ）を速やかに遮断して，電力系統を通常の状態に復帰させる装置を避雷器（surge arreste…
絶縁協調（Insulation co-ordination）*1に関して，GIS 変電所*2を気中絶縁変電所*3と比較した場合の相違点として，主に以下の点が挙げられる。 ガス絶縁機器の V-t 特性は気中絶縁機器よりも平たんであり，急しゅん波領域で協調がとりにくい。 ガス絶縁母線…
本稿では，火力発電所に設置される主変圧器と所内変圧器について述べる。 主変圧器 低圧側電圧を発電機端子電圧にほぼ等しくすることから，低圧部には大電流が流れる そのため，巻線漏れ磁束や巻線リードの磁界による構造部材の局部過熱への配慮が必要である…
変電機器は大容量，大型化を辿ってきた。 大都市の電力需要が増加していた時代においては，変電所も都市周辺，あるいは人口密集地帯に設置されることが多くなり，変電機器に対する低騒音化の要求が厳しくなってきている。 変電所の機器の中では連続音を発生…
油浸絶縁ケーブルの絶縁低下は，主にシースの腐食・外傷などによる絶縁体の吸湿，浸水やケーブルの熱伸縮などによる空げきの発生，長年月の使用による絶縁体の変質などの単独あるいは組み合わせにより発生する。 また，架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケー…
送電線や変電機器のがい管，がいしには，従来から磁器製のものが広く採用されているが，近年，これに加えて FRP 製の筒にシリコーンゴムを被覆した複合がい管・がいしが採用されてきている。 複合がい管・がいしの長所は，軽量であること，はっ水性があるた…
断路器（disconnector）は，主回路の接続変更や母線の区分および機器の点検修理等の場合の切り離しを電路が充電状態のままで行う装置。 断路器は，発変電所内の回路の保守作業を行う際に安全のために作業箇所を電圧のある回路から切り離すことなどに用いられ…
変圧器の負荷時タップ切換装置について解説しています。変圧器の負荷時にタップ切換を行えることで，重負荷・軽負荷に関わらず，一定の電圧で電気が使えます。
変圧器充電時における鉄心内の磁束は印加電圧の積分で表されるので，例えば電圧零の時点で電源が投入されると，最初の 1 サイクルの間に磁束は定常状態の磁束最大値の 2 倍に達し，飽和磁束密度を超えるので，過渡的に大きな電流が流入する*1。 この電流を励…
本稿では，電力用変圧器の損失と効率について述べる。 まず，電力用変圧器の損失は無負荷損と負荷損からなり，それらについて述べる。 次に，変圧器の効率について説明する。 無負荷損（no-load loss） ヒステリシス損 渦電流損 無負荷損の測定 無負荷電流 …
変電所の負荷の増大などに対応するため，複数台の変圧器を並行運転（parallel running，または並列運転）することが必要となる。 変圧器の並行運転に必要な条件は，以下のとおり。 一次，二次の定格電圧が等しく，巻線比（変圧比）が等しいこと（定格電圧と…
遮断器は，平常時の電力の送電および停止の際に負荷電流を開閉するために用いられており，送配電線や発変電所内の機器に短絡・地絡が発生した際は故障電流を遮断するために用いられる。 電気学会の用語では，次のように定義される。 遮断器（circuit-breaker…
