今回は電気設備を勉強していきます。
電気はどのように送電され、家庭やビルなどに利用されているのか、全体の流れを把握することでイメージがしやすくなるので、しっかり理解していきましょう。
送電の流れ
発電所で発電される電気は通常50万ボルトに近い高圧で、さまざまな規模の変電所を通って電圧を下げながら需要家や消費者に届きます。
<送電の流れ>
高圧で送電する理由は電力損失を少なくするためですが、実際に電気を使う機器類は通常200Vや100Vなので、使える電圧に変圧する必要があります。
一般家庭向けには電柱の変圧器で200Vや100Vに電圧を落として各家庭に送電されます。
<変圧器>
受変電設備（配電盤）と分電盤の違い
工場やビルなど50kW以上の契約電力の場合は、6600Vの高圧で受電し、施設内で低圧に変圧して負荷となる機器類に送る必要があります。
そこで必要になってくるのが受変電設備です。詳しく見ていきましょう。
受変電設備は、以下で構成されます。
区分開閉器：電力供給側と受電側を区分する開閉装置。
断路器：保守や点検の際に電源と回路を切り離すために、回路を開閉する機器装置。
遮断器：故障や事故などで回路の電流が過大になった際に電流を遮断する、保護装置。
変圧器：交流電流の電圧を変える装置。
保護継電器：電圧や電流の急激な変化などの異常を検知し、遮断機に遮断指令を出力する装置。
制御装置：受変電設備を監視して制御する装置。
計測機器：電圧計、電流計、電力計、力率計などの機器。
低圧配電設備：電力を低圧に変圧して配電する機能をもつ部分。
分電盤は配電盤から送られる電気を、各フロアや各部屋のコンセントに分配するための機器です。配電盤よりも小さく、壁に取り付けたり埋め込んだりして使われます。急に多くの電流が流れた場合に電力供給を遮断するブレーカーや漏電遮断器など、末端で電気を安全に使うための装置が備えられています。
<家庭用>
<ビル用・EPS>
単相と三相の違い
最後に幹線を引き込むときの電気方式を見ていきましょう。
大きく分けると単相と三相の2種類に分けられます。
単相は主に一般家庭で利用される電気交流のことを言います。
配線の数が少ないため電圧が低く安全で、それほどの高電圧が必要ではない家庭の電気供給に適しています。
単相2線式100Vまたは単相3線式100V/200Vがあります。
下記の図は単相3線式100V/200Vになります。
N：Neutral(ニュートラル)・白色・0V
L：Live(ライブ)・黒色(単相３線式の場合は片方が黒色、片方が赤色)・100V
E：Earth(アース)・緑色・0V
100Vは照明やコンセント、200Vはエアコンなどに利用されます。
三相は単相と比べて少ない電流で同じ電力を得られるため、電気損失が少なく、多くの電気を使う工場などで利用されることが多いです。
デメリットとしては、設置時の配線が難しいことや安全性が単相交流よりも劣ることが挙げられます。
まとめ
家庭とビルでは必要な電圧や設備が異なります。どういった役割で使われているのかイメージすることが大切です。