電気設備の管理において、キュービクルとトランスという用語を耳にする機会があります。しかし、これらの違いを正確に理解している人は意外と少ないのではないでしょうか。本記事では、両者の違いから容量の考え方、さらには増設や減設の可能性まで、電気設備の基本知識を詳しく解説します。
キュービクルとトランスの違いとは
キュービクルとトランスは、電気設備において密接な関係にありながら、それぞれ異なる概念を指しています。まず、トランスとは変圧器のことで、電圧を変換する装置そのものを指します。一方、キュービクルは正式名称を「キュービクル式高圧受電設備」といい、高圧で受電した電力を低圧に変換して供給するための設備全体を収納した金属製の箱型構造物です。つまり、キュービクルの中にトランスが組み込まれているという関係性になります。
キュービクルには、トランス以外にも高圧遮断器、保護継電器、計器用変成器、低圧配電盤など、受電から配電までに必要な機器が一式収納されています。これにより、省スペースで効率的な電力供給が可能となるのです。
設置場所についても違いがあり、トランス単体では屋内外を問わず設置可能ですが、キュービクルは主に屋外や建物の屋上、地下などに設置されることが多くなっています。
また、メンテナンスの観点からも、キュービクルは各機器が集約されているため、点検や保守作業を効率的に行えるという利点があります。契約電力が50kW以上の需要家では、電力会社から6,600Vの高圧で受電することが一般的であり、この高圧電力を100Vや200Vといった低圧に変換する必要があります。
その際に活躍するのがキュービクル内のトランスというわけです。このように、トランスは電圧変換という機能を担う単体の機器であり、キュービクルはトランスを含む受電設備全体を指すという明確な違いがあることを理解しておくことが重要です。
キュービクルのトランス容量
キュービクルに搭載されるトランスの容量は、施設の電力需要に応じて適切に選定する必要があります。トランス容量は一般的にkVA（キロボルトアンペア）という単位で表され、50kVA、100kVA、200kVA、300kVA、500kVAといった標準的な容量が用意されています。容量の選定にあたっては、現在の電力使用量だけでなく、将来的な増設計画も考慮することが大切です。例えば、オフィスビルであれば1フロアあたり30～50kVA程度、工場であれば生産設備の規模により200～1,000kVA以上が必要になることもあります。
トランス容量の決定には、負荷率という考え方が重要です。負荷率とは、トランス容量に対する実際の使用電力の割合を示すもので、一般的には60～80%程度が適正とされています。
負荷率が高すぎると、トランスの寿命が短くなったり、効率が低下したりする恐れがあります。逆に負荷率が低すぎると、設備投資が過大となり、基本料金も高くなってしまうのです。
また、トランスには単相と三相の種類があり、用途に応じて使い分けられます。一般的な動力設備には三相トランスが使用され、照明やコンセント回路には単相トランスが使用されることが多いです。キュービクル内には複数のトランスを設置することも可能で、用途別に分けることで効率的な電力供給を実現できます。
さらに、省エネルギーの観点から、近年ではトップランナー変圧器と呼ばれる高効率トランスの採用も進んでいます。これらは従来型と比較して、無負荷損や負荷損が大幅に削減されており、長期的な運用コストの削減につながるでしょう。
トランス容量は増やせる？増設と減設について
施設の拡張や縮小に伴い、トランス容量の変更が必要になることがあります。トランス容量の増設は技術的には可能ですが、いくつかの条件をクリアする必要があります。まず、キュービクル内のスペースに余裕があるかどうかの確認が必要です。既存のキュービクルに収まらない場合は、キュービクル自体の交換や増設を検討することになります。また、受電容量の変更には電力会社への申請が必要となり、場合によっては引込線の変更工事も発生します。
増設工事の費用は、トランス本体の価格に加えて、設置工事費、試験調整費、申請手続き費用などを含めると、100kVAクラスで300万円から500万円程度かかることが一般的です。一方、減設についても同様に可能ですが、こちらも慎重な検討が必要となります。
電力使用量が減少した場合、トランス容量を小さくすることで基本料金の削減が期待できます。ただし、将来的な需要増加の可能性も考慮し、安易な減設は避けるべきでしょう。トランスの交換時期は一般的に20～30年とされていますが、この更新時期に合わせて容量の見直しを行うことが効率的です。
また、複数のトランスを設置している場合は、負荷の偏りを調整することで、増設せずに対応できることもあります。例えば、2台のトランスのうち1台に負荷が集中している場合、負荷を分散させることで全体の効率を向上させることが可能です。
さらに、デマンド監視装置を導入することで、ピーク電力を抑制し、トランス容量を有効活用する方法もあります。これらの対策を組み合わせることで、必要最小限の設備投資で最適な電力供給体制を構築することができます。
