動く図解|受変電・高圧
動く図解のうち「受変電・高圧」の図解をまとめたページです。
08 キュービクルの中身 ― 電気が通る順番で覚える
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|---|---|---|
| ① PAS | 電柱から入ってすぐの門番 | 構内の事故を切り離し、街の停電に広げない |
| ② VCT | 使った電気を計るための機器 | 大きな電圧・電流を、メーターが読める大きさにする |
| ③ 断路器とVCB | VCBで電流を切り、断路器で縁切り | 断路器は電流が流れていない状態で切り離す専用。切る順番はVCB→断路器 |
| ④ 変圧器 | 6,600Vを210V・105Vへ | ここから低圧の幹線として建物へ配られる |
この図を使った解説記事【新人講座 第8回】引込・受変電のきほん ― キュービクルの中身と「50kWの分かれ目」 →
72 高圧受変電設備とは
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|---|---|---|
| STEP 1 受け取り方は3つ | 低圧受電・高圧受電・特別高圧受電のカードが並び、高圧受電が強調される | 高圧受電は契約50〜2,000kW未満が目安。中は自分の資産 |
| STEP 2 なぜ高圧で受ける | 同じ300kWで200Vは約960A、6,600Vは約29Aの電流が流れる | 電圧33倍で電流は約1/33、損失は約1/1,000 |
| STEP 3 6つの役割 | 受ける・測る・守る・変える・整える・備えるのカードに主な機器が入る | 機器の半分以上は「守る」ための機器 |
| STEP 4 6ブロックで読む | 引込部から低圧配電部まで6つの箱が上から順に並び、役割と結ばれる | 記号を覚える前に、6つの箱に区切って読む |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル① 高圧受変電設備とは何か →
73 設計図書の種類と役割
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|---|---|---|
| STEP 1 図面は4種類 | 4種類の図面カードに、それぞれが答える質問が入る | 図面は目的ごとに情報を捨てて描き分けている |
| STEP 2 同じ受電部を4つで | 単線・三線・展開・配置の4つの枠に、同じVCBまわりが描かれていく | 違うのは「何を残して、何を捨てたか」 |
| STEP 3 設備の顔 | 単線結線図から協議・届出・見積・引き合いへ線が伸びる | 決定事項が集まり、対外的な基準になる |
| STEP 4 図面の版 | 計画から竣工図まで5つの版が並び、竣工図が強調される | 設備を触る判断は必ず竣工図で。まず表題欄を見る |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル② 設計図書の種類と役割 →
74 記号は3種類ある
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|---|---|---|
| STEP 1 記号は3種類 | 図記号・VCB・52の3枚のカードが並ぶ | なにモノか・なんて呼ぶか・なにをするか |
| STEP 2 文字記号 | OCR・DGR・OVRが英語の頭文字に分かれていく | 末尾はR・B・S・T、頭はO・U・D・Z・V |
| STEP 3 制御器具番号 | 遮断器52が切から入になると、52aが閉じ52bが開いて表示灯が切り替わる | a接点は主機器と同じ動き、b接点は逆の動き |
| STEP 4 1つの機器を3方向から | 図記号・文字記号・器具番号から真空遮断器へ線が集まる | 図面の種類によって主役になる記号が変わる |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル③ 図記号・文字記号・器具番号の読み方 →
75 引込部と責任分界点
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|---|---|---|
| STEP 1 責任分界点 | 架空引込は第1号柱のPAS、地中引込は高圧キャビネット内のUGSに境界線が入る | 図面を渡されたら、まず分界点を指させるか |
| STEP 2 波及事故 | 区分開閉器がないと近隣一帯が停電し、PASがあれば自社だけで済む | 引込部の機器は波及事故を出さないためにある |
| STEP 3 SOG制御装置 | 地絡はすぐ開放、短絡は無電圧を待ってから開放する | PASは遮断器ではなく、切るタイミングを選ぶ |
| STEP 4 GR付とDGR付 | 長い構内ケーブルの対地静電容量と、GR付・DGR付の判断のちがい | もらい事故を防ぐため、現在はDGR付が基本 |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル④ 引込部 →
76 受電部① VCT・DS・LA
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|---|---|---|
| STEP 1 受電部の並び順 | 引込ケーブルからVCT・DS・LA・主遮断装置へ、上から順に並ぶ | 測るのは分岐前、避雷器は入口近く |
| STEP 2 VCT・Wh | 電力会社の支給・封印と、需要家の計器スペース・取付を左右に分ける | 支給と取付の分担を取り違えない |
| STEP 3 DSの操作順序 | VCBを切ってからDSを開き、DSを入れてからVCBを入れる | 停電=遮断器→DS、送電=DS→遮断器 |
| STEP 4 避雷器LA | 雷サージを制限電圧まで押さえ込み、定格と接地の2枚が並ぶ | 避雷器そのものより接地が性能を決める |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑤ 受電部① 計量装置・断路器・避雷器 →
77 主遮断装置
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|---|---|---|
| STEP 1 CB形とPF・S形 | DS・VCB・CT・OCRの列のあとに、PF・LBSの列が描かれる | CB形は4,000kVA以下、PF・S形は300kVA以下が目安 |
| STEP 2 VCBのしくみ | CT(検出)→OCR(判断)→52T(指令)→VCB(実行)とつながる | 定格遮断電流は受電点の短絡電流より大きく |
| STEP 3 PFの限流 | ピークの前に溶断する電流波形と、ストライカでLBSが3相同時に開く | 速くて安いが交換が必要。PFとLBSはセット |
| STEP 4 選定の順番 | 容量・増設・施設・協調・予算の5段が上から並ぶ | 300kVA超なら迷わずCB形 |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑥ 受電部② 主遮断装置 →
78 計器用変成器
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|---|---|---|
| STEP 1 変成器の目的 | VTが6,600Vを110Vに、CTが200Aを5Aに落とす | 測れる大きさに落とし、高圧から切り離す |
| STEP 2 4つの変成器 | VT・CT・ZCT・ZPDが、何を取り出してどこへつなぐかが1段ずつ並ぶ | V=電圧、C=電流、Z=零相(地絡) |
| STEP 3 CTとVTの禁止事項 | CTの二次を開くと数千V、VTの二次を短絡すると焼損する | CTは開けない、VTは短絡しない |
| STEP 4 ZCTのしくみ | 3線を一括で通し、地絡したときだけ零相電流 I0 がGR・DGRへ出る | 平常時は3線の和が0。漏れた分だけを見る |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑦ 計器用変成器と計器 →
79 保護継電器と保護協調
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|---|---|---|
| STEP 1 継電器だけでは切れない | 51の接点が閉じ、制御電源から52Tへ電流が流れてVCBが切れる | 判断は継電器、実行は52Tと制御電源 |
| STEP 2 OCRの動作特性 | 2倍・5倍・10倍の電流で、動作時間が短くなっていく | 小さな過電流は待ち、近くの短絡は即時 |
| STEP 3 器具番号と入力元 | CT→51、ZCT+ZPD→67、VT→27・59と1段ずつ並ぶ | 入力元の線を追えば、何を見ているか分かる |
| STEP 4 保護協調 | 分岐の事故で分岐MCCBだけが切れ、上位は動かない | 下位ほど速く、上位ほど遅く(時限差 約0.3秒) |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑧ 保護継電器と保護協調 →
80 変圧器部
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|---|---|---|
| STEP 1 電灯用と動力用 | 1台だと空調の起動で照明がちらつき、分けると照明はそのまま | 負荷の性格が違うから、電灯と動力を分ける |
| STEP 2 105V/210V | 変圧器で210V、幹線・分岐で下がって末端で約200V | 105V/210Vは電圧降下を見込んだ出口の電圧 |
| STEP 3 結線の読み方 | Δ-Δ・Δ-Y・V-Vが1枚ずつ並ぶ | 結線は欲しい二次側で決まる。V-Vの出力は3台の約57.7% |
| STEP 4 容量の決め方 | 90kW→需要率→54kW→力率→56.8kVA→標準75kVA | 設備容量をそのまま足さない |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑨ 変圧器部 →
81 低圧配電部
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|---|---|---|
| STEP 1 ツリー構造 | 主幹から4つの分岐が伸び、1本を切るとその盤だけが止まる | 分岐の1本が停電範囲の単位になる |
| STEP 2 MCCBの選び方 | 数直線上に負荷電流120A・AT 150A・許容電流190Aが並ぶ | 負荷電流<AT<電線の許容電流。ブレーカーは電線を守る |
| STEP 3 幹線サイズの3条件 | 許容電流・電圧降下・熱的強度の3枚にチェックが付く | こう長が長いと、電圧降下で太くなる |
| STEP 4 負荷名称の書き方 | 「照明」「動力」だけの名称と、盤名・記号入りの名称を並べる | このブレーカーを切ったらどこが止まるか、名前だけで言えるか |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑩ 低圧配電部 →
82 力率改善設備
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|---|---|---|
| STEP 1 力率の三角形 | P 200kWのまま、SCでQが減り、Sが250kVAから210kVAに縮む | Pはそのまま、Qを減らしてSを小さくする |
| STEP 2 力率が悪いと | 同じ100kWでも、力率0.80で1.25倍、0.60で1.67倍の電流 | 損失は電流の2乗。料金は力率85%を基準に割引・割増 |
| STEP 3 SRが必ず要る理由 | SRなしの突入電流と、6%(4.08)・3%(5.77)の共振次数 | 6%なら共振点が5次より下。SRはコンデンサとセット |
| STEP 4 群に分けて入り切り | 日中は2群、夕方は1群、夜間は0群と、負荷に合わせて投入が変わる | 入れっぱなしは進み力率で電圧が上がる。APFR(55)で自動制御 |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑪ 力率改善設備 →
83 接地
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|---|---|---|
| STEP 1 接地のあり・なし | 接地がないと漏電電流が人を通り、あると接地線を通る | 人体より接地線のほうが通りやすい |
| STEP 2 A〜D種 | A・B・C・D種が、施す場所と抵抗値つきで1段ずつ並ぶ | A・C・Dは人を守る。B種だけ目的が違う |
| STEP 3 混触とB種 | 混触で6,600Vが低圧側へ入り、B種接地があると電位が抑えられる | B種は混触を止める最後の砦 |
| STEP 4 B種の抵抗値 | Ig=5Aのとき、150・300・600÷Igで30・60・120Ω | 速く切れるほど緩めてよい(C・D種の500Ωと同じ考え方) |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑫ 接地 →
84 非常用発電設備と系統連系
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|---|---|---|
| STEP 1 予備電源の組み合わせ | 停電と同時に蓄電池がつなぎ、発電機は40秒以内に引き継ぐ | 立ち上がるまでは蓄電池、以降は発電機 |
| STEP 2 停電から給電まで | 商用停電→UVR(27)検出→52-1を切る→発電機始動→52-2投入 | 商用を切り離してから発電機をつなぐ |
| STEP 3 逆充電とインタロック | 両方入ると発電機の電気が配電線へ逆流し、インタロックで同時投入を防ぐ | 機械的+電気的の二重インタロック |
| STEP 4 単独運転と解列 | 系統が停電しても太陽光が送り続け、検出して52Gで解列する | 系統が止まったら、ただちに切り離す |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑬ 非常用発電設備と系統連系 →
85 単線結線図の作図手順
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|---|---|---|
| STEP 1 描く前に集める | 用途と規模・負荷リスト・受電方式・受電設備容量・電力協議・特殊条件の6枚 | ⑤電力協議が抜けたまま描くと、必ず描き直しになる |
| STEP 2 作図の8ステップ | 受電条件から引込・受電部・保護・母線・変圧器・低圧・接地へと図が育つ | 電気の流れる順に、上から下へ一度だけ通る |
| STEP 3 3周方式 | 1周目は記号と接続、2周目は定格、3周目は名称・注記・凡例が加わる | 骨→定格→注記の順なら、途中で手が止まらない |
| STEP 4 三線・展開へ | 単線・三線・展開接続図で同じVCBまわりを描き分ける | 器具番号(51・52T)が3つの図をつなぐ |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル⑭ 単線結線図の作図手順とセルフチェック →
86 機器別 目的早見表
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 記号の形 | 丸(計器・変成器)、四角に×(遮断器)、斜めの刃(開閉器)の3枚 | 凡例を見る前に、まず形の系統をつかむ |
| STEP 2 8つの役割 | 受ける・測る・切る・見つける・逃がす・変える・整える・配るの8タイル | 記号の暗記ではなく、役割で束ねる |
| STEP 3 位置から引く | 6ブロックのうち受電部・変圧器部を選ぶと、そこに並ぶ機器が出る | 6つの箱に区切って、位置から絞る |
| STEP 4 ないとどうなるか | PAS・UGS、DS、SR、インタロックがないときに起きること | 「ないとどうなるか」が設計の根拠になる |
この図を使った解説記事高圧受変電設備の設計マニュアル・資料編 機器別 目的早見表 →
147 油入変圧器とモールド変圧器
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|---|---|---|
| STEP 1 中身の違い | 油入は絶縁油の中にコイルがあり、熱を油へ渡す。モールドはコイルをエポキシ樹脂で固め、熱を空気へ渡す | 基本は油入(安い・納期が読める・熱容量が大きい)。地下・高層・避難経路の近くならモールド |
| STEP 2 規格と耐熱クラス | 油入はJIS C 4304、モールドはJIS C 4306(屋内用)。耐熱クラスは油入A種105℃、モールドB・F・H種 | 温度上昇限度は油入65K、モールドF種100K。熱に強い≠過負荷に強い |
| STEP 3 消火設備の扱い | 冷却・絶縁に油を使わない機器は消防法施行令13条の対象外 | 油入は設置部分の床面積200㎡以上が一次判定。「容量で決まる」は誤解 |
| STEP 4 保守 | 油入は絶縁破壊電圧30kV以上・全酸価0.1mg以下・水分30ppm以下を試験(正常なら3年ごと) | モールドは清掃と樹脂のひびの外観点検。更新推奨時期はどちらも20年 |
この図を使った解説記事受変電設備の設計|油入変圧器とモールド変圧器の違いと選定方法 →
148 直列リアクトルの6%・13%
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|---|---|---|
| STEP 1 何のために入れるか | 直列リアクトル(SR)は進相コンデンサ(SC)と必ずセット。母線からLBS→SR→SCの順に並ぶ | 役割は高調波の拡大防止・投入時の突入電流抑制(約5倍)・コンデンサ自身の保護 |
| STEP 2 L=〇%の意味 | コンデンサのリアクタンスXc=1/ωCを100%として、XL=ωLが何%か(K) | 合成リアクタンスはXc(1-K)。差が小さくなるぶん端子電圧が上がる |
| STEP 3 なぜ6%・13%か | 誘導性の条件はK>1/n²。第5次なら4%、第3次なら11.1%が境目 | 境目ちょうどだと5.00次・3.00次で共振する。6%は4.08次、13%は2.77次に共振点をずらす |
| STEP 4 6%と13%の使い分け | 一般の高圧受電の標準は6%(コンデンサ定格7,020V)。第3次は高圧側に出にくい | 13%は第3次まで誘導性にできるが、端子電圧が約15%上がり損失・寸法・価格も増える。「迷ったら13%」は誤り |
この図を使った解説記事受変電設備の設計|6%・13%の意味って何?リアクトルの根拠と選定方法 →
149 変圧器二次側の定格電流
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 定格電流の計算式 | 三相:I=容量×1000÷(√3×二次電圧)。100kVA・210Vなら約275A | 単相は√3を入れない(50kVA・210Vで238A)。単相3線210-105Vは210V側で計算 |
| STEP 2 容量別の早見表 | 三相210Vで20kVA→55A、100kVA→275A、300kVA→825A | 電流計・CTの定格は100A〜1200A。定格時の指示位置は55〜69% |
| STEP 3 電流計の目盛 | 定格電流が目盛の50〜70%に入る値を選ぶ。275Aなら400Aで69% | 直近上位の300Aにすると92%で、定格運転で針が端に寄る |
| STEP 4 電圧計と盤のつながり | 電圧計は二次210Vなら300V、420V・440Vなら500V、高圧はVT経由で7,500V | 電流計はCT・AS、電圧計はVSとセット。1つ落とすと現場で読めない |
この図を使った解説記事変圧器二次側の定格電流の計算式と容量別早見表|電流計・電圧計の選定 →
