目指せ！エネルギー管理士 電気分野

工場の受配電方式においては，電力供給信頼度の確保と電圧の適正化など，電力品質の確保が求められている。

1) 電圧の種類

我が国の電気設備技術基準では，電圧を低圧，高圧及び特別高圧に分け，その区分を次のように規定している。

1. 低圧：交流では 600 [V] 以下（直流では 750 V 以下）のもの
2. 高圧：低圧の限度を超えて 7 [kV] 以下のもの
3. 特別高圧：7 [kV] を超えるもの

2) 母線方式

受電した電力は，一般に母線を介して負荷に供給される。受電設備の母線は，停電など異常時の処理や運用形態により，受電変圧器の一次側で回路を構成するものと二次側で回路を構成するものがある。母線方式の主なものには，最も簡単な単一母線方式の他に，区分開閉器で単一母線を分割した分割母線方式や，必要に応じて異系統運転ができる信頼性の高い二重母線方式がある。

変圧器は，受電設備の中で高い信頼性が要求され，効率も高い機器であるが，更に省エネルギーを進めるためには，次のような損失低減対策を検討することが大切である。

1) 低損失変圧器の採用

新設や更新時には高効率の変圧器を導入する。変圧器は技術の進歩によって内部損失が大きく低減されており，特に，鉄心材料の進歩により無負荷損が低減されている。

2) 無負荷変圧器の停止

変圧器が電源に接続されているときは，負荷が無くても励磁電流が流れ，無負荷損が生じている。負荷が無いときは，無負荷損の削減のために一次側，二次側とも回路から切り離すことが望ましい。

3) 変圧器の台数制御

変圧器を台数分割し，並行運転するための条件や運用上の手順を決めて，負荷に応じて損失が最小となるように，稼働台数を調整する。なお，2 台以上の変圧器を並行運転する場合，事前に変圧器の一次及び二次の定格電圧が等しいこと，極性が等しいこと，さらに三相変圧器の並行運転では相回転，位相変位が等しいことなど，必要な条件を満たしておくことが重要である。

図に示すような結線で A，B 2 台の変圧器が，$P_1$ 及び $P_2$ なる負荷に電力を供給している。ここで，負荷 $P_1$ は 6 300 kW で力率 90 %（遅れ），負荷 $P_2$ は 4 800 kW で力率 80 %（遅れ）である。また，変圧器 A，B の諸元は表のとおりである。ここで，短絡インピーダンスは各変圧器の定格容量基準の値とする。

特性	定格容量 [kVA]	短絡インピーダンス [%]	無負荷損 [kW]	定格時の負荷損 [kW]
A	10 000	8.0	16	60
B	7 500	7.5	15	53

1) スイッチ SW を開いて変圧器 A，B をそれぞれ単独で運転したとき，変圧器 A の損失は 45.4 [kW] となる。また，変圧器 B の損失は 48.9 [kW] となる。

2) スイッチ SW を閉じて変圧器 A，B を並行運転したとき，合計損失は 93.2 [kW] となり，それぞれを単独運転したときの損失の合計よりも損失は小さくなる。

また，並行運転時の総合効率は 99.2 [%] となる。