開閉装置の紹介

開閉装置とは、特定の設計図に基づいて一次機器と二次機器を組み立てた、電力分配装置一式を指し、主に回路や機器の制御と保護に使用されます。開閉装置は、入力線と出力線の電圧レベルに応じて、高電圧開閉装置（固定式と手押し車式）と低電圧開閉装置（固定式と引き出し式）に分類されます。
高電圧開閉装置の構造は概ね同様で、主に母線室、遮断器室、二次制御室（計器室）、フィーダー室に分けられます。各室間は通常、鋼板で絶縁されています。低電圧開閉装置は、主に構成部品の設置方法によって分類されます。

KYN28A-12 装甲型中間設置高電圧開閉装置

GGD低電圧固定スイッチキャビネット

MNS低電圧引き出し式スイッチキャビネット

KYN61-40.5 装甲付き着脱式金属密閉型開閉装置

GCK低電圧引き出し式スイッチキャビネット

内部構成部品には、バス（バスバー）、回路ブレーカー、従来型リレー、統合リレー保護装置、計測器、絶縁ナイフ、表示灯、接地ナイフなどが含まれます。

1. 受電盤は、電力受入盤とも呼ばれます。これは、電力網（受電線から母線まで）から電気エネルギーを受け取るための装置です。一般的に、遮断器、変流器（CT）、計器用変圧器（PT）、絶縁ナイフなどの部品が備えられています。

2. 送電キャビネットは、フィーダーキャビネットまたは配電キャビネットとも呼ばれます。これらは、電気エネルギーを（母線から各送電線へ）分配するために使用される機器であり、一般的に遮断器、CT、PT、絶縁ナイフなどのコンポーネントを備えています。

3. バス接続
バスブレーカーキャビネットとも呼ばれます。これは、2つのバスセクション（バス間）を接続するために使用される装置です。バス接続は、単一バスセクションシステムと二重バスシステムでよく使用され、異なる動作モードを選択するためのユーザーの要件や保証を満たします。故障時には選択的な負荷遮断が可能です。

4. PTキャビネット電圧変成器キャビネットは、一般的に母線に直接設置され、母線電圧を検出して保護機能を実現します。内部には主に電圧変成器PT、絶縁ナイフ、ヒューズ、避雷器などが設置されます。

5. 絶縁キャビネットは、両端の母線を絶縁するため、または受電機器を電源供給機器から絶縁するために使用されます。これにより、作業者が保守・修理作業を容易に行えるよう、目視可能な終端点を提供できます。絶縁キャビネットは負荷電流の遮断および投入機能がないため、接続された遮断器が閉じている間は、絶縁キャビネットのハンドカートを押したり引いたりすることはできません。一般的な用途では、作業者の誤操作を防ぐため、遮断器の補助接点と絶縁ハンドカートの間にインターロックを設定する必要があります。

6. コンデンサキャビネットは補償キャビネットとも呼ばれ、電力系統の力率を改善したり、無効電力を補償したりするために使用されます。主な構成要素は、並列接続されたコンデンサバンク群、スイッチング制御ループ、およびヒューズです。電気機器を保護します。一般的に、入力キャビネットと並列に設置され、1つまたは複数のコンデンサキャビネットを並列に動作させることができます。コンデンサキャビネットが電力系統から切り離された後、コンデンサバンクの放電プロセスが完了するまでに時間がかかるため、キャビネット内のコンポーネント、特にコンデンサバンクに直接触れることはできません。電源がオフになった後、一定期間（コンデンサバンクの容量に応じて、例えば1分）は、コンデンサへの過電圧による損傷を避けるため、再投入は許可されません。自動制御機能を実行する際は、他のグループがほとんどオン/オフされない間に1つのグループのコンデンサが損傷しないように、各グループのコンデンサバンクのスイッチング時間の適切な割り当てに注意してください。

7. 計測キャビネット

主に電力エネルギー（kWh）の測定に使用され、高電圧と低電圧に分けられ、一般的に遮断スイッチ、ヒューズ、CT、PT、有効電力量計（従来型メーターまたはデジタルメーター）、無効電力量計、リレー、およびその他の補助二次機器（負荷モニターなど）が設置されます。
8. GIS キャビネットは、密閉型複合電気キャビネットとも呼ばれ、回路ブレーカー、遮断スイッチ、接地スイッチ、CT、PT、避雷器、バスバーなどを金属シェル内に密閉して組み合わせ、相間および接地間の絶縁対策として優れた絶縁性と消弧性能を持つガス (一般的には六フッ化硫黄 SF6 が使用される) を封入したもので、高電圧・大容量の電力系統に適しており、配電および制御に使用されます。
9. 回路遮断器が正常に動作しているときは、回路遮断器は閉状態（特殊な用途を除く）であり、回路は接続されています。自動制御または保護制御操作を実行する場合、回路遮断器は総合保護装置の制御下で動作し、回路を遮断または接続することができます。回路遮断器は、通常の負荷電流のオン/オフを切り替えるだけでなく、一定期間（通常の動作電流の数倍または数十倍）の短絡電流に耐え、短絡電流を遮断し、故障した回路や機器を遮断することもできます。したがって、回路遮断器の主な機能は、回路の遮断と投入（通常の電流の遮断と投入、短絡電流の遮断を含む）です。回路の遮断と投入の過程で、回路遮断器の可動接点と固定接点の間には必ずアークが発生します。接点を保護し、接点材料の損失を減らし、確実に回路を遮断するためには、アークをできるだけ早く消弧する対策を講じる必要があります。その一つは、異なる消弧媒体を使用して遮断器の動接点と静接点を満たすことです。異なる消弧媒体に応じて、遮断器は、油遮断器（油量が多い、油量が少ない）、六フッ化硫黄（SF6）遮断器、真空遮断器、空気遮断器などに分類できます。プロジェクトでよく接触する高電圧および低電圧開閉装置の主要な一次機器は遮断器です。遮断器の動接点と静接点は通常、消弧媒体で満たされた容器に包まれているため、遮断器の開閉状態を直接判断することはできません。通常は、遮断器の補助装置（開閉位置ポインタなど）を介して判断します。

10. 隔離ナイフ

絶縁ナイフ（または絶縁スイッチ）は、明らかな断線によって接続または切断を識別できます。主に高電圧電源を遮断して、ラインや機器の安全な保守を確保するために使用されます。遮断できる電流は非常に小さく（通常は数アンペアのみ）、特別なアーク消弧装置がないため、故障電流や通常動作電流を遮断するために使用することはできず、負荷がかかった状態での遮断操作も許可されていません。

11. ヒューズ

ヒューズは、シンプルな回路保護用電気器具です。その原理は、ヒューズを流れる電流が一定時間一定の値に達するかそれを超えると、ヒューズ自身の溶断物が溶けて回路を遮断するというものです。動作原理はシンプルで、取り付けも簡単で、通常は単独では使用されず、主に他の電気器具と組み合わせて使用​​されます。主な動作特性は次のとおりです。まず、電流が一定の値に達する必要があります。これはヒューズが工場を出る前に設定されており、変更できません。次に、電流が一定の値に達した後、一定時間が経過する必要があります。これもメーカーによって設定されており、変更できません。ただし、遅延動作、高速動作、超高速動作など、多くの種類があります。3つ目は、動作後に本体が損傷し、再利用できず、交換する必要があることです。ヒューズが溶断したかどうかは、ヒューズのインジケーターまたは溶断物の外観で判断できます。一般的に使用されるヒューズと保護管は、このカテゴリの電気器具に属します。

12. 負荷スイッチ
負荷スイッチには、単純なアーク消弧装置が備わっています。アーク消弧媒体は一般的に空気であり、特定の電流や過電流を遮断することはできますが、短絡電流を遮断することはできず、短絡故障を遮断するために使用することもできません。したがって、負荷スイッチを単に回路ブレーカーの代わりに使用することは絶対に許されません。負荷スイッチを使用する場合は、前述の高電圧ヒューズと組み合わせて使用​​する必要があります（実際には、プロジェクトコストを削減するために、単純な過負荷保護のためにヒューズと負荷スイッチが直列に使用されることがよくあります）。負荷スイッチは絶縁ナイフに似ており、明確な遮断ギャップがあるため、回路がオン状態かオフ状態かを容易に判断できます。

13. 変圧器

簡単に言うと、変圧器とは、交流電磁界を利用して異なる電圧レベル（実際には電気エネルギー）を変換する装置であり、変換前後の電圧の周波数は変化しません。用途に応じて、電力変圧器、整流変圧器、電圧調整器、絶縁変圧器、CT、PTなど、多くの種類に分類できます。プロジェクト現場でよく見かけるのは、電力変圧器です。
変圧器に関連する主な技術パラメータには、次のものがあります。①定格容量：定格動作条件での変圧器の定格出力容量を指します（U×I、KVA単位）。②定格電圧：無負荷、定格タップ、端子電圧。③無負荷損失：無負荷状態での変圧器の損失（鉄損とも呼ばれます）。④無負荷電流：無負荷状態で一次側コイルを流れる電流値。⑤短絡損失：一次側の定格電流と二次側短絡によって生じる損失（主にコイル抵抗によって生じます）。⑥タップの概念：電力系統の運用ニーズを満たすために、一般的な変圧器の高電圧側にはタップがあり、これらのタップの電圧値は定格電圧のパーセントで表され、いわゆるタップ電圧と呼ばれます。例えば、高電圧10KV変圧器には±5%のタップがあり、これは変圧器が10.5KV（+5%）、10KV（定格）、9.5KV（-5%）の3つの電圧レベルで動作できることを意味します。一般的に、負荷時タップ付き変圧器のタップ（タップポイント）の数は多く、例えば7タップ（±3×2.5%）や9タップ（±4×2%）などがあります。タップチェンジャーの同期スイッチングは完全に保証できないため、負荷時タップ付き変圧器は一般的に並列運転できません。⑦ 有効負荷：電力系統で機械エネルギーまたは熱エネルギーを生成する負荷。ただし、負荷内の純粋な抵抗負荷は有効電力のみを消費し、電気加熱、電気炉、照明などの電気負荷は完全に有効負荷です。非同期モータと同期モータの負荷は有効電力と無効電力の両方を消費します。その中で、仕事によって機械エネルギーを生成する部分は有効負荷です。有効負荷は発電機の有効電力によって供給されます。⑧無効電力負荷：仕事をしない電気負荷の部分。無効電力は誘導性負荷でのみ消費されます。例：変圧器、モーター、エアコン、冷蔵庫など。したがって、発電機は有効電力を出力すると同時に無効電力も供給する必要があります。無効電力が系統の要件を満たせない場合、系統の電圧が低下します。ユーザーのニーズを満たすために、無効電力のバランスを維持し、電圧レベルを維持できるように、変電所に無効電力補償装置を設置する必要があります。⑨事故予備：電力系統の予備容量の構成要素の1つ。発電設備は、電力供給に影響を与える一時的または恒久的な故障を起こす可能性があるため、電力設備の安全性を確保するために、系統には一定数の事故用バックアップ電源を装備する必要があります。 ⑩システム分解：システムの脱調や事故拡大を防ぐため、電力システム全体を複数の独立したシステムに分解し、同期運転を停止します。負荷除去後、一部のローカルシステムでは電力不足や周波数・電圧降下が発生する可能性があるため、システム全体の安定性が損なわれないように、負荷の一部を除去する必要があります。