都市部のビル群や重要施設では、電力供給の信頼性が極めて重要です。停電が発生すると、ビジネスや日常生活に多大な影響を与える可能性があります。そこで、多くの都市部で導入されているのが「スポットネットワーク（SNW）」です。本記事では、このスポットネットワークの仕組みや、どのように電力供給の信頼性を確保しているのかについて、具体的な例を交えて解説します。
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スポットネットワークとは？
スポットネットワーク（SNW）は、複数の電力回線から電力を供給し、都市部のビル群や重要施設に安定した電力供給を行うシステムです。一般的には、3つの電力回線が使用され、これにより一部の回線が故障した場合でも、他の回線から電力を供給し続けることが可能です。
例えば、大規模なオフィスビルやデータセンターなどでは、短時間の停電でも業務に大きな影響を与えるため、スポットネットワークが欠かせません。このシステムは、22 kVの受電電圧を用い、ネットワーク変圧器を介して最終的に負荷に適した電圧に変換されます。
低圧方式と高圧方式の違い
スポットネットワークには、低圧方式と高圧方式の2つの種類があります。一般的には、240/415 Vの低圧スポットネットワークが使用されますが、特定の条件下では6.6 kVの高圧方式が採用されることもあります。
たとえば、あるビルが後からネットワークに接続された場合、既存のインフラを活用するために、高圧方式が選ばれることがあります。低圧方式では断路器（DS）が設置されますが、高圧方式ではより高度な遮断器（VCB）が使用されます。この遮断器は、万が一の短絡時に、変圧器の二次側の電流を迅速に遮断する機能を持っています。
ネットワーク変圧器の役割
ネットワーク変圧器（NWT）は、スポットネットワークの中心的な役割を担う装置です。この変圧器は、受電した22 kVの高電圧を6.6 kVに降圧し、その後、ビル内の各フロアや設備に電力を供給します。
例えば、あるデータセンターでは、常に安定した電力供給が求められるため、3台のネットワーク変圧器が並列運転されています。これにより、1台が停止した場合でも、残りの2台が運転を続け、130%の過負荷運転を8時間まで継続できるよう設計されています。これにより、データセンターの運用が中断されることなく、顧客に対して信頼性の高いサービスが提供されます。
プロテクタ遮断器（ProCB）の役割
プロテクタ遮断器（ProCB）は、スポットネットワークにおける保護機構の要として機能します。この遮断器は、ネットワーク内で故障が発生した際に、その影響を局所的に封じ込め、ネットワーク全体に広がるのを防ぐために使用されます。
例えば、ネットワーク変圧器に接続された回線に異常が検出された場合、プロテクタ遮断器が迅速に動作し、その故障箇所をネットワークから切り離します。これにより、他の正常な回線や機器に対する影響を最小限に抑え、継続的な電力供給を維持します。この機能は、特に大規模な施設において、電力供給の信頼性を確保するために不可欠です。
並列運転と冗長性
スポットネットワークの最大の特徴は、複数のネットワーク変圧器が並列で運転されることです。各変圧器が負荷の1/3ずつを担当することで、システム全体の負荷分散が実現され、安定した電力供給が可能となります。
仮に、3本ある電力回線の1本が故障した場合でも、残りの2本の回線が並列運転される変圧器を通じて電力を供給し続けることができます。これにより、電力供給の連続性が確保され、重要な設備が停電による影響を受けるリスクが大幅に低減されます。
ネットワークリレー（NWrY）の役割
ネットワークリレー（NWrY）は、スポットネットワークの運転を最適化するために不可欠な装置です。このリレーは、変圧器と遮断器の動作を調整し、ネットワーク全体の同期を保ちます。ネットワークリレーには、主に以下の3つの重要な機能があります。
1. 逆電力遮断機能
逆電力遮断機能は、逆方向に電力が流れる異常状態を検出して遮断を行う機能です。通常、電力は変圧器から負荷へと一方向に流れますが、何らかの異常により負荷側から変圧器へ逆方向に電力が流れると、システム全体が不安定になる可能性があります。この逆電力が発生した際、ネットワークリレーが即座に異常を検知し、プロテクタ遮断器を作動させて回路を遮断します。これにより、他の機器や回線への影響を防ぎ、システムの安全性を保ちます。
2. 差電圧投入機能
差電圧投入機能は、スポットネットワーク内で電圧差が一定の範囲を超えた場合に、新たな電源を投入する機能です。この機能は、電力供給における電圧の安定性を保つために重要です。たとえば、システム内の一部で電圧が低下した場合、差電圧投入機能が作動し、別の電力回線から電力を供給して電圧を正常範囲に戻します。これにより、負荷に対する安定した電圧供給が維持され、設備の安全な運用が確保されます。
3. 無電圧投入機能
無電圧投入機能は、ネットワーク内で電圧が完全に失われた際に、新たな電源を即座に投入する機能です。停電や回線の断絶により一部の回線で電圧がゼロになった場合、この機能が自動的に作動し、他の正常な回線から電力を供給します。これにより、電力供給の途切れを防ぎ、重要な施設や設備が停電の影響を受けることなく運用を継続できるようにします。
まとめ
スポットネットワークは、都市部での電力供給信頼性を確保するための最先端技術です。複数の回線からの電力供給を統合し、並列運転と冗長性を持つことで、停電リスクを最小限に抑え、重要なビルや施設に継続的な電力供給を実現します。また、プロテクタ遮断器（ProCB）やネットワークリレー（NWrY）といった重要なコンポーネントが、システム全体の信頼性を高め、電力供給の安心を提供します。電力供給の信頼性が求められる場所では、スポットネットワークの導入がますます重要になっていくでしょう。
Q&A
Q1: スポットネットワーク（SNW）とは何ですか？その主な役割は何ですか？
A1: スポットネットワーク（SNW）は、都市部のビル群や重要施設に安定した電力供給を行うための電力システムです。複数の電力回線（通常は3回線）から電力を供給し、回線の一部が故障した場合でも他の回線から電力を供給し続けることで、電力供給の信頼性と継続性を確保します。このシステムは、22 kVの受電電圧を用いて、ネットワーク変圧器を介し、最終的に適切な電圧で負荷に供給します。
Q2: スポットネットワークで使用される「プロテクタ遮断器（ProCB）」とは何ですか？
A2: プロテクタ遮断器（ProCB）は、スポットネットワーク内での保護装置の一種です。ネットワーク内で故障や異常が発生した際に、問題のある部分を迅速に切り離し、他の正常な部分への影響を最小限に抑えるために使用されます。具体的には、逆電力が流れた場合や電圧異常が発生した際に、プロテクタ遮断器が作動し、ネットワーク全体の安全性と信頼性を維持します。
Q3: スポットネットワークのネットワークリレー（NWrY）にはどのような機能がありますか？
A3: ネットワークリレー（NWrY）は、スポットネットワークにおいて重要な保護と制御を行う装置です。主な機能としては、以下の3つが挙げられます:
- 逆電力遮断機能: 異常な逆電力の流れを検知し、問題を速やかに遮断します。
- 差電圧投入機能: 電圧差が一定の範囲を超えた場合に、新たな電源を投入して電圧を安定させます。
- 無電圧投入機能: 停電などにより電圧がゼロになった際に、新たな電源を即座に投入し、電力供給を継続させます。
