結論：変電所は「電圧を変え、電力を配る」中継基地
発電所でつくった電気は、そのままでは使えません。変電所で電圧を変換し、保護装置で安全を守りながら需要家に届けます。ビルメンの現場にある受変電設備は、まさに小さな変電所です。
🔌 変圧器
電圧の昇降を行う
変電所の主役
⚡ 開閉装置
遮断器・断路器で
回路の開閉
🔄 調相設備
無効電力を調整して
電圧を安定化
変圧器の構造と原理
変圧器の基本原理
変圧器は相互誘導を利用して電圧を変換する装置です。鉄心に1次コイルと2次コイルを巻き、1次側に交流電圧をかけると2次側に電圧が誘導されます。
変圧器の電圧比・電流比
V1V2 = N1N2 = a（巻数比）
I1I2 = N2N1 = 1a
電圧を上げると電流は下がる（電力は保存される）。これが高圧送電の原理で、電圧を上げることで送電ロスを減らしています。
変圧器の損失
| 損失の種類 | 原因 | 負荷との関係 | 別名 |
|---|---|---|---|
| 鉄損 | ヒステリシス損＋うず電流損 | 負荷に無関係（一定） | 無負荷損 |
| 銅損 | コイルの抵抗による I²R 損 | 負荷の2乗に比例 | 負荷損 |
超重要：「鉄損は一定、銅損は負荷の2乗に比例」。変圧器の効率が最大になるのは鉄損 = 銅損のときです。これは試験の超定番問題です。
開閉装置
遮断器と断路器の違い
| 装置 | 負荷電流の遮断 | 事故電流の遮断 | 役割 |
|---|---|---|---|
| 遮断器（CB） | ○ | ○ | 通常の開閉＋事故時の保護遮断 |
| 断路器（DS） | ✕ | ✕ | 無負荷状態で回路を目に見える形で開放（点検時の安全確保） |
操作順序：切るとき → 遮断器を先に切ってから断路器を開く。入れるとき → 断路器を先に閉じてから遮断器を入れる。断路器で電流を切るとアーク（火花）が発生して危険です。
遮断器の種類
| 種類 | 消弧方法 |
|---|---|
| 油遮断器（OCB） | 絶縁油中でアークを消弧 |
| 真空遮断器（VCB） | 真空中でアークを消弧（中〜高圧で主流） |
| ガス遮断器（GCB） | SF6ガスで消弧（超高圧で主流） |
調相設備
| 設備 | 無効電力 | 電圧への効果 |
|---|---|---|
| 電力用コンデンサ | 進み無効電力を供給 | 電圧を上げる |
| 分路リアクトル | 遅れ無効電力を消費 | 電圧を下げる |
| 同期調相機 | 進みも遅れも調整可能 | 上げ下げ両方 |
まとめ
| テーマ | 最重要ポイント |
|---|---|
| 変圧器 | V比=巻数比、鉄損一定・銅損∝I²、効率最大は鉄損=銅損 |
| 開閉装置 | 遮断器=電流切れる、断路器=無負荷のみ。操作順序に注意 |
| 調相設備 | コンデンサ=電圧↑、リアクトル=電圧↓ |
学習アドバイス：変電所の設備はビルメンの受変電設備と直結する知識です。遮断器と断路器の操作順序、変圧器の損失の区別は試験でも実務でも頻出。「鉄損は一定、銅損は2乗」を体に染み込ませましょう。
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