変電ってなに？　電気を変える？　何に？ | 電気工事の求人は神奈川県、平塚の東和電気株式会社 | ブログ

なぜ変電が必要かというと、それは電力を遠距離送電するには高電圧が有利だからです。

電力は P = V × I（電力＝電圧×電流）で表されるため、同じ電力を送るなら電圧を上げると電流を下げられます。送電線での電力損失は P_損失 = I² × R なので、電流を小さくすれば損失が激減します。

一方、需要家に高電圧のまま届けると危険なため、使用場所の手前で電圧を下げて（降圧、すなわち変電）送ることが必要になります。

日本での電圧の変化の流れ

発電所

  ↓ 昇圧（発電機出力は数万V程度）

超高圧送電線：275,000V〜500,000V（500kV）

  ↓ 降圧

一次変電所：154kV / 275kV

  ↓ 降圧

二次変電所（中間変電所）：66kV / 77kV

  ↓ 降圧

配電用変電所：6,600V

  ↓ 降圧（電柱上の柱上変圧器）

家庭・小規模施設：100V / 200V

大工場などは6,600Vや22,000Vを直接受電し、自前で変電する場合もあります。

変電に必要な主要機器

変圧器（トランス）：変電の中核。電磁誘導の原理で電圧を変換します。内部の２つのコイルの巻き数比によって、変換される電圧比が決まります（`V1/V2 = N1/N2`）。

遮断器（ブレーカー）：異常時に回路を遮断する装置。機械的に回路を開放しますが、大容量のものは不活性ガスであるSF₆ガスや真空を利用し、放電によるキレの悪さを消去します。

断路器：点検・保守時に回路を物理的に切り離す装置。遮断器と違い、電流が流れた状態では開閉できません。

避雷器（アレスタ）：落雷などの異常電圧（サージ）から機器を保護します。

計器用変成器（CT・VT）：大電流・高電圧を計測可能なレベルに変換してメーターや保護継電器に送ります。

保護継電器：電流・電圧の異常を検出して遮断器に動作信号を送ります。

交流と直流の変電

一般的な変電は交流（AC）で行われ、変圧器で効率よく電圧変換できます。

近年は直流送電（HVDC）も普及しつつあります。海底ケーブルや長距離送電で損失が少なく、異なる周波数の系統（日本では東西で50Hz/60Hzが異なる）を連系できる利点があります。この場合は変電所内に交直変換装置が設置されます。

変電は「高電圧で効率よく運び、低電圧で安全に使う」という電力システムの根幹を支える技術です。発電から家庭のコンセントまでの間に、実に数段階の変電が行われています。