電気エンジニア、プロジェクト マネージャー、または配電ソリューションを調達するグローバル バイヤーのいずれであっても、電力システム設計、一次/二次コンポーネント、および配線原理の基礎を理解することは、安全で信頼性が高く、効率的な電気設備を構築するために非常に重要です。このガイドでは、電力システム、一次/二次電気コンポーネント、回路方式、および配線の実践に関する中心的な知識を産業、商業、および公益用途に合わせて詳しく説明します。
1. 電力システムの基礎の概要
電力システムは、電気エネルギーを生成、伝送、分配、利用するように設計された電気コンポーネントのネットワークです。それは現代のインフラのバックボーンを形成し、工場から商業ビル、住宅コミュニティに至るまであらゆるものに電力を供給します。
コア機能: 発電（発電所）、高電圧送電（送電網）、中低電圧配電（変電所）、エンドユーザーの消費。{0}{1}
主要な設計原則：安全性、信頼性、効率性、国際規格（IEC、ANSI、NEC）への準拠、将来の拡張のための拡張性。
システムの分類: に分かれるプライマリシステム（高電圧送電/配電）および二次システム(制御、保護、監視、補助回路)。
2. 一次電気部品の紹介
一次電気部品は、配電システム内で高電圧、大電流の電力を直接処理する主な電力供給装置です。{0}{1}{2}{2}これらは、電力伝送、スイッチング、保護、電圧変換を担当します。
共通の主要コンポーネント:
電源変圧器: 送電および配電用の昇圧/降圧電圧（油入変圧器および乾式変圧器を含む）-。{1}}
高圧開閉装置-: 電力制御と障害保護のための回路ブレーカー、負荷遮断スイッチ、断路器、およびヒューズの組み合わせ。
バスバー: 開閉装置および変電所の集中配電用の導電性バー。
避雷器: 落雷やスイッチング過電圧から機器を保護します。
変流器/変圧器(CT/PT): 測定および保護のために大電流/電圧を降圧します。
ケーブルおよびバスダクト: 屋内/屋外配電用の絶縁送電線。
リアクトルとコンデンサ: 力率改善、高調波フィルタリング、故障電流制限用。
3. 一次電気スキームの概要
一次電気スキームは配電ネットワークの全体的な設計であり、負荷要件、安全基準、および運用上のニーズを満たすために主要コンポーネントがどのように接続されるかを定義します。
一般的なプライマリ スキーム タイプ:
放射状分布方式: シンプルでコスト効率が高く、商業用建物や住宅用建物で広く使用されています。-
リングメインユニット (RMU) スキーム：高信頼性、二重電源による重要な負荷に適しています。
デュアル電源方式: ミッションクリティカルな施設（データセンター、病院）に中断のない電力を確保します。{0}
変電所のメイン＆スタンバイ方式: 高い信頼性が要求される産業用変電所向け。
ジェネレーター並列スキーム: -現場での発電と送電網接続用。
主要な設計上の考慮事項:
耐荷重と将来の拡張性
障害保護の調整
電源の信頼性
地域の電気基準への準拠
メンテナンスのアクセシビリティ
4. 二次電気部品の紹介
二次電気部品は、一次電力システムを制御、監視、保護、測定する低電圧補助装置です。{0}これらは高電圧の主電源を直接供給しませんが、安全で自動化された操作には不可欠です。-
一般的な二次コンポーネント:
制御および保護リレー: 過電流リレー、差動リレー、電圧リレー、マイクロプロセッサ{0}}ベースの保護リレー。
計測および監視デバイス：電流計、電圧計、電力計、電力量計、SCADA遠隔監視ユニット。
コントロールスイッチとボタン：ブレーカーやスイッチの手動操作に。
インジケーターライトとアラーム: ステータス表示と障害警告用。
PLC およびオートメーション コントローラー: 電力システムの自動制御および遠隔操作用。
補助リレーとコンタクタ：信号増幅や回路制御用。
配線端子とジャンクションボックス: 二次回路の配線を整理する場合に使用します。
5. 二次回路の原理の紹介
二次回路は、一次電力システムと連携して動作する低電圧制御、保護、監視回路です。{0}その中心的な機能は、プライマリ システムの安全で信頼性の高い自動化された操作を保証することです。
二次回路のコア機能:
保護: 回路ブレーカーをトリガーして障害 (過電流、短絡、過電圧など) を分離します。
コントロール：主装置の手動・自動運転（切替、起動・停止）。
監視:-電圧、電流、電力、温度のリアルタイム測定。
アラームと表示: オペレーター向けの障害アラートとステータス表示。
連動: 誤操作を防止し、動作の安全性を確保します (例: 2 つの電源の同時投入を防止します)。
一般的な二次回路のタイプ:
保護回路、制御回路、計測回路、信号回路、インターロック回路、直流動作電源回路。
6. 二次回路の部品選択の概要
二次コンポーネントを適切に選択することは、電力システム全体の信頼性と安全性にとって非常に重要です。選択は次の基本原則に従って行われます。
主な選択基準:
規格への準拠: IEC、ANSI、または地域の電気規格に適合します。
プライマリ システム パラメータの一致：定格電圧、定格電流、使用環境。
機能的な互換性: コンポーネントが保護および制御スキームで動作することを確認します。
信頼性と耐久性：使用環境（温度、湿度、振動）に適しています。
保守性と拡張性：メンテナンスが容易で、将来のシステム拡張もサポートします。
費用対効果-: パフォーマンスと予算のバランスをとります。
一般的な選択方法:
一次システムの故障電流と保護要件に基づいて保護リレーを選択します。
適切な絶縁レベルと接点定格を持つ制御コンポーネントを選択してください。
計測デバイスを精度要件および通信プロトコル (Modbus、Profinet など) に適合させます。
適切なコイル電圧と接点構成を備えた補助リレーとコンタクタを選択してください。
7. 二次回路の設置と配線図の紹介
二次回路配線図は、すべての二次コンポーネントの接続モード、端子番号、および配線仕様を定義する詳細な図面です。これは、設置、試運転、メンテナンスの基礎となります。
配線図の主要な内容:
コンポーネントの位置と端子の番号付け
ワイヤの仕様（断面、絶縁グレード）と色分け
コンポーネント間の接続関係
端子台の配置と配線の取り回し
接地とシールドの要件
主な取り付けと配線の原則:
配線図に厳密に従ってください: 設計図との 100% の一致を保証します。
配線のルーティングと構成: 干渉を避けるために、電源、制御、および信号線を分離します。
端子接続: 圧着端子を使用し、確実な接触を確保し、線番号を明確にマークします。
接地とシールド: 電磁干渉を防ぐために、制御キャビネットを適切に接地し、信号線をシールドしてください。
検査と試験：配線後に導通試験、絶縁試験、機能試験を実施します。
設置基準への適合: IEC 60364、NEC、または地域の電気設備規定に従ってください。
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