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      5. 高圧と低圧の違い―電力使い分けの理由と必要な受電設備

      2020.10.16

      トレンド

      高圧と低圧の違い―電力使い分けの理由と必要な受電設備

      電力会社から供給される電気を受電するとき、高圧と低圧の2つの方法があります。この2つにはどのような違いがあり、なぜ使い分けられているのでしょうか。使い分けの理由と、必要となる受電設備の違いについて説明します。

      高圧と低圧

      高圧と低圧はそれぞれどのような特徴があり、どのように使い分けられているのでしょうか。

      高圧とは

      高圧電力は、柱上変圧器（トランス）を介さずに6,600Vの電気が各施設に設置された高圧受電設備へ届けられることから、そう呼ばれています。電気の使用量が50kW以上の場合が、高圧電力契約の対象となります。
      6,600Vの電気は受電設備において、200Vまたは100Vに変圧された後、施設内の各所へと分電されます。高圧電力は工場や大型商業施設で使われるほか、電気料金を安くするためマンションで一括受電する場合もあります。

      低圧とは

      低圧電力は、発電所でつくられた電気が、変電所を通り電圧を下げながら運ばれます。このとき、電柱に設置されているトランスによって200Vまたは100Vに変圧された後に、建物側で受電します。
      電気の使用量が原則50kW未満の場合のみ低圧電力の契約ができ、50kW以上になると高圧電力の契約が必要となります。一般家庭向けの従量電灯契約とは別形態の契約となり、基本料金が高く設定されている一方で、電力使用量の料金単価は安く設定されているという特徴があります。
      低圧電力と従量電灯契約を同時に利用する場合も、使用電力量が合計50kW未満にならなければならないと定められています。

      使い分けられている理由

      ではなぜ、高圧と低圧のように電気の使い方、または届けられ方が分かれているのでしょうか。

      一般的に、電気を運ぶ途中の送電施設や接続部、電線など、すべての場所で少しずつ送電損失が発生します。このとき、電圧の高い状態で運ぶほうが送電損失は少なく、効率的なのです。

      しかし、通常国内で使用される電気機器は100V用か200V用であるため、6,600Vのまま届けられても使うことができません。そこで変圧するためのトランスが必要になります。トランスは電気の使用量により、容量の大きなものが必要になりますが、容量が大きければそれだけ物理的なサイズも大きくなります。

      このとき、ある程度以下の使用量に適したトランスであれば、電柱の上に取り付け可能なサイズになります。しかしそれ以上のものとなると、サイズ的にも重量的にも、電柱に取り付けるのは難しくなるのです。

      そこで、50kWを目安として、高圧電力では大型のトランスを含めた受電設備を受電側で設置し、送電効率のよい6,600Vで受電します。一方で、すべての契約者に受電設備を準備し、トランスが小さくても対応できる低圧では、電力会社が電柱に設置しているものを利用します。

      このような理由から、高圧と低圧とに送電・受電方法が分かれているのです。

      制御盤製造4.0

      それぞれの受電設備

      では具体的に、高圧の場合と低圧の場合ではどのように必要な設備が異なるのかを見てみましょう。

      高圧の受電設備

      高圧電力を使用する際、受電側はスイッチギアまたはキュービクルと呼ばれる設備を設置し、これを通して電力を受電します。キュービクルは本来スイッチギアのひとつですが、屋外設置に適した機能を持ち、多くの高圧電力需要家に使われていることから、高圧の受電設備＝キュービクルと考えられていることもあります。スイッチギアやキュービクルにはトランスが含まれており、受電した高圧電力を使用する機器に適した電圧へと変換します。また内部に遮断器や断路器があり、分電盤としての機能も持つ一体型タイプが広く普及しています。

      低圧の受電設備

      低圧の場合は、電柱に設置されたトランスによって変圧された後に受電します。したがって、受電側ではトランスを含む設備を設置する必要がありません。低圧用の制御盤または分電盤で受電します。三相200Vを動力用制御盤へ、単相3線式200Vまたは単相100Vを電灯用の分電盤へと、分けて受電する仕組みが取られます。

      分電盤には大幹となる開閉器と、それぞれ分電された小幹の開閉器が取り付けられ、電力容量を超えた場合には遮断されるようになっています。また、分電盤により各所へ分電された電気は、制御盤やコンセントを通して機器へと供給されます。

      制御盤は電力を受電するだけではなく、機器の作動を制御・操作し、管理するための機能が収められています。このとき必要に応じて、200Vまたは100Vで受電した電気を、制御盤内で24Vまたは12Vなど、より小さな電圧へと変換して使うこともあります。

      また、高圧に使用するキュービクルと同様、低圧の分電盤・制御盤も堅牢でなければなりません。ちりやほこり、水分や油分の侵入を防ぎ、また通電部への接触を防ぎ、外部と絶縁する役割も持ちます。これらのことから、分電盤・制御盤には鉄製の丈夫なものや、絶縁性に優れ軽い樹脂製のものが使われています。

      まとめ

      高圧電力と低圧電力の違いについてご紹介しました。高圧・低圧それぞれに特徴があり、また使用する受電設備も異なります。高圧と低圧の特徴、受電設備の役割を理解し、いま一度使用する制御盤や電気機器の効率化を考えてみてはいかがでしょうか。

       

      規格の企画_海外向け制御盤製作に役立つIEC 61439とULの基礎知識
      海外向け制御盤製作に役立つIEC 61439とUL規格の情報を分かり易くまとめました。規格の企画(Rittal)

      参考：