電力配電網:インフラ、構成要素、電圧変換
電力配電網のインフラと構成要素を解説。送電線、変電所、変圧器、電力量計の役割と、段階的な電圧変換によって家庭や事業所へ安全で利用可能な電力を供給する仕組みを扱う。
電力配電とは、供給系統から住宅などの最終需要家やその他の建物へ電力を届けるネットワークである。通常は発電所の出力である発電側と、顧客が使用する回路および機器とを結び付ける。
主な構成要素
配電系統は、複数の種類の設備およびインフラから構成される。
- 街路を通り、変電所間で電力を送る電力線。
- 送電または地域での利用に適するよう電圧レベルを変更する変圧器。
- 電圧の開閉、計測、再配分が行われる変電所。
- 個々の顧客のエネルギー消費量を記録する電力量計。
電圧と運用
配電網は、機器や照明に適した中・低電圧で運用される。電力は損失を減らすため、一般にこれよりはるかに高い電圧で送電される。需要家に至る経路では、変圧器による段階的な電圧変換によって、家庭や事業所で安全かつ有用な水準まで電圧が下げられる。
歴史的事項
初期の電力系統では、供給に直流が用いられた。その後、電流戦争として知られる時期に交流が採用され、比較的簡単に電圧を変換でき、電力送電によって遠距離へ効率的に電力を移動できることから主流となった。顧客への供給前には電圧が降圧された。