直流送電と交流送電の特徴やメリット・デメリット、違いについて

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電気を送る方法はさまざまです。送電の種類によって特徴が異なるため、電気の量や環境によって最適な方法を選ばなければなりません。そこで、直流送電と交流送電それぞれのメリット・デメリットについて説明していきましょう。

また、電気の仕組みについても詳しくチェックしていきたいと思います。電気を取り扱う仕事には必要な知識になるので、電気主任技術者試験を受ける予定の方はぜひ参考にしてください。

  1. 直流送電の特徴とメリット・デメリット
  2. 交流送電の特徴とメリット・デメリット
  3. 直流送電と交流送電の違い
  4. まとめ

1.直流送電の特徴とメリット・デメリット

送電方法の1つである直流送電は省略してDCと呼びます。詳しい特徴やメリット・デメリットについて説明していきましょう。直流送電は電気主任技術者試験にも出てくるので要チェックです。

1‐1.直流送電の特徴と用途

直流送電とは、名前のとおり電気を直流で送る方式になります。直流高電圧による送電方式なので、ケーブルや長距離送電に適しているでしょう。よって、大容量長距離架空送電や系統短絡電流の抑制などに使用します。日本では、海底ケーブルや異周波数の連系に役立てているのです。

また、直流送電は交流電力を直流に変換して送電する仕組みになっています。送電端から遮断器→変圧器→交直変換器→直流リアクトル→直流線路の順で流れていくでしょう。そして、再び直流リアクトル→交直変換器→変圧器→受電端という流れですすみます。

1‐2.直流送電のメリット

直流電流のメリットはたくさんあります。たとえば、「絶縁が簡単」なところです。実効電圧の交流よりも最高電圧が小さい特徴から、絶縁が簡単にできるようになっています。よって、絶縁設計においては大変有利になるでしょう。

また、「表皮効果がない」こともメリットの1つです。表皮効果とは、銅線に電流を流したとき周波数の上昇によって、線の表面にしか流れない現象を指しています。電流損失を防ぐためには表皮効果対策を徹底することが大切です。しかし、直流伝送には表皮効果がもともとないため、対策を立てなくても良いでしょう。ほかにも、誘導抵抗である「リアクタンスの影響がない」「静電容量の影響がない」といったメリットがあります。交流の電力系統を自由に分離できるため、潮流調整も簡単になるでしょう。

1‐3.直流送電のデメリット

直流送電にはたくさんのメリットがありますが、もちろんデメリットもあります。送電方式のデメリットを把握しなければ直流と交流送電の違いがわからないので、必ず確認してください。

直流送電のデメリットと言えば、「電流の遮断が難しい」ことです。電流の開閉が難しくなると、遮断するための細工が必要になります。直流送電は零点がありません。よって、大容量の遮断器では零点を作らなければならないのです。ほかで蓄えたエネルギーを逆電流として入れる、または、自励振動の電流を重ねる方法で零点をつくることになるでしょう。そして、もう1つのデメリットとしては、「交直変換の設備」が必要になります。交直変換の際に起きる高調波対策が大切です。以上のデメリットはきちんと把握してください。

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