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機械設備・電気設備

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はじめに

受変電設備

受変電設備は、電力会社から供給される電気を設備毎(照明、ポンプなど)に必要な電圧に調整し、電気を供給します。

自家発電設備

自家発電設備は、事故等により電力会社からの電気供給が停止したときに発電機を運転して、電気を供給します。

受変電設備の設計手順

負荷容量などの整理

電気の種別:高圧(6,600V)、低圧(400V、200V、100V)及び三相、単相に分類します。

負荷容量の算出:各機器の負荷容量(電気容量)を決定し、全体の負荷容量を整理します。

契約電力、契約容量の算出:電力会社の計算式に基づいて契約電力及び契約容量を算出します。容量により高圧受電、低圧受電が決定します。

受変電設備の検討

受変電設備:電力会社から特別高圧、高圧で受電し、変圧器で三相、単相に区分及び必要な電圧に変換して、電気を供給します。

低圧受電設備:電力会社から低圧で受電して、電気を供給します。

遮断機の選定:遮断機に流れる電流を計算し、遮断機容量を決定します。

配置検討:受変電設備(受電設備)の寸法、面数が決定しますので機器配置の検討及び電気を受電するための電柱位置を決定します。人が通るスペース、メンテナンス及び老朽化による機器更新時のスペース、安全上必要な離隔、機器の搬出搬入ルートが確保されているか、支障物等がないかを検討し配置図を作成します。

表1.負荷容量、契約電力、契約容量算出表(例)

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自家発電設備の設計手順

発電機出力の算出

発電機出力は次式により求めます。 G=RG×K
G:発電機出力(KVA)、RG:発電機出力係数、K:負荷出力合計(KW)

発電機出力係数の算出

発電機出力係数はPG1~PG4の計算による最大値を採用します。

PG1:発電機出力端における定常時負荷出力電流によって定まる係数
PG2:電動機等の始動によって生ずる発電機出力端電圧降下の許容値によって定まる係数
PG3:発電機出力端における過渡時負荷電流の最大値によって定まる係数
PG4:負荷の発生する逆相電流、高調波電流分の関係等によって定まる係数

原動機出力の算出

原動機出力は次式により求めます。 E=RE×K×C
E:原動機出力(KW)、RE:原動機出力係数、K:負荷出力合計(KW)、C:原動機出力補正 係数

RE1:定常時の負荷によって定まる係数
RE2:過渡的に生ずる負荷急変時に対する回転速度変動の許容値によって定まる係数
RE3:過渡的に生ずる最大値によって定まる係数
 

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原動機の選定

自家発電設備の原動機は、ディーゼル機関とガスタービン機関が一般的に使用されています。設置スペース、燃料消費量、経済性、製品の有無により選定します。

発電機の運転時間

発電機を設置する施設の重要度に応じて、運転時間を決定します。

燃料の選定

燃料は管理及び調達の容易性を考慮して、A重油、軽油、灯油から選定します。

燃料消費量の計算

燃料消費量は次式により算出します。Q=Le×b×α/1,000×ψ
Q:燃料消費量(L/h)、Le:機関出力(KW)、b:燃料消費率(g/KWh)、α:ラジエータ冷却の場合の係数、ψ:燃料の比重

燃料貯油量の計算

燃料消費量と運転時間で決定します。V=Q×H
V:燃料貯油量(L)、Q:燃料消費量(L/h)、H:運転時間(h)

換気量の算定

エンジンの燃焼に必要な空気量とラジエータファンによる換気量の合計(m3/min)により決定します。

配置検討

受変電設備と同様に配置検討を行い、配置図を作成します。

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