使用前自己確認・使用前自主検査
いつまでに申請をして。ただし、管轄する電力保安部によってことなる。
使用前自己確認の適合区分の概念
【受変電設備がある場合】
・発電電力(交流)が10kW以上～50kW未満であっても高圧としての届出が必要。
・発電電力(交流)が10kW未満は使用前自己確認は不要(一般用電気工作物は適用外)
・検査項目はシステム構成で変わる。PCSがJET認定品、電路電圧が低圧(AC600V以下、DC750V以下)は免除項目あり。
【受変電設備がない場合】
・発電電力(交流)が10kW未満は届出が不要
・発電電力(交流)が10kW以上～50kW未満は基礎情報と合わせてWebでの届出が必要。
注意点
絶縁耐力試験などの発電停止時(夜間)に行う試験があるためその工程を考慮すること。
| 発電出力(交流) | 高圧受変電設備の有無 | 使用前自己確認 | 基礎情報 | PCSのJET認証 | 電路電圧が低圧 | 試験項目 |
| 10kW未満 | 無 | × | × | － | － | － |
| 有 | × | ● | － | － | － | |
| 10kW以上～50kW未満 | 無 | ○ | ○ | ○ | ○ | A |
| 有 | ○ | ● | ○ | ○ | B | |
| 有 | ○ | ● | × | △(DC：低圧) | C | |
| 有 | ○ | ● | × | × | D | |
| 50kW以上～2000kW未満 | 有 | ○ | ● | × | × | E |
| 2000kW以上 | 有 | 使用前自主検査 | ● | × | × | F |
- × 不要
- ○ 必要または該当
- ● 必要ただし保安規定の提出により免除
- ※ 例外として直流側に蓄電池が入る場合は発電電力を直流出力で区分する。
- ※ △の例としてHUAWEIの20kWPCSを使用し、接続するストリング電圧が750V以下の場合は直流側電路の耐圧試験が除外される。
| A | B | C | D | E | ||
| 1 | 外観検査 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 2 | 接地抵抗測定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 3 | 絶縁抵抗測定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 4 | 絶縁耐力試験 | △ | ○ | ○ | ||
| 5 | 保護装置試験 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 6 | 遮断器関係試験 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 7 | 総合インターロック試験 | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 8 | 制御電源喪失試験 | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| 9 | 負荷遮断試験 | ○ | ○ | ○ | ||
| 10 | 負荷試験(出力試験) | ○ | ○ | ○ | ||
| 11 | 遠隔監視制御試験 | ○ |
- 架台または金具の構造計算書及び架台基礎の強度計算書、地盤調査報告書は全ての区分に必要
- 遮断器関係試験は操作用駆動動源(圧縮空気・圧油等)の付属タンクを用いた遮断器または開閉器を使用している場合に行う。
キーワード
使用前自己確認、検査
キュービクル(高圧受電設備)
「キュービクル式高圧受電設備」といい、6,600ボルトの高圧電力を受電し、キュービクル内で100ボルトや200ボルトに変圧する機器を金属製の箱(筐体)に収めたもの。
なおキュービクルは厳密には機器の設置・収納方法の種類のひとつを指し、電気室などで金属のフレームに取り付ける形で設置されるものは「開放型」、金属製の箱の中に必要な機器を一括で収めたものは「閉鎖型」または「キュービクル式」と呼ばれる。
キュービクルの中には、発電所から送られてくる高電圧の電気を受け入れて、変圧し、各機器に配電するための重要な機器である、変圧器はもちろん、断路器・負荷開閉器・遮断機など回路の開閉などを行う機器、保護装置、電圧や電流などの測定・表示を行う計器類、コンデンサなどによって構成されている。
これらの機器が丈夫な箱に収容されているため、感電や停電といったトラブルを防止することにもつながっている。
キュービクル式高圧受電設備は、電力会社との電気供給契約が50kW以上、つまり電気をたくさん使う施設で受電するときに必要になる設備のひとつです。
キュービクルの耐用年数は15年前後と法律で決められている。
キュービクルを設置した場合、償却資産として申告の対象となります。耐用年数はどんな用途に使用されるかによって異なり、製造に使用される場合は「機械・装置」に分類され、その業種の製造業の耐用年数が適用されます。また事務所などの場合は「建物附属設備」の「電気設備（照明設備を含む）」「その他のもの」に該当となる。
また、劣化による事故を防ぐためには部品の交換や更新が必要となり、キュービクルの工事・維持・運用については電気事業法により定められている。設置者は自己責任において保安規程を作成すること、電気主任技術者を選任すること、電気の保安を確保することが義務付けられている。
キュービクル（高圧受電設備）とは？仕組みや導入のメリット、注意点について解説 – 省エネ対策のエネトク (enetoku-navi.com)
受電電力
特別高圧
受電電圧：20kV、30kV、60kV、70kV、140kV。170kVは超高圧。
契約電力：2000kW以上
電気料金単価：高圧や低圧の契約と比較して格安
特高受変電設備の構成：特高変圧器、高圧盤、GIS(ガス絶縁開閉装置)、SIS(固体絶縁スイッチギヤ)、VCB(真空遮断器)、LA(避雷器)、ES(地開閉器)、LS(断路器)
高圧
受電電圧：6600V
契約電力：50~2000kW
高圧受電設備の構成：キュービクル、変圧器(6600V→200V・100V)、LA(避雷器)、DS(断路器・ディスコン)、PAS(高圧気中開閉器)、VCB(高圧真空遮断器)、OCR(過電流継電器)、GR(高圧地絡継電器)、低圧開閉器ブレーカー、SC(高圧進相用コンデンサー)、LBS(高圧交流負荷開閉器)、PC(高圧カットアウト)、VCT(計器用変圧変流器)
高圧受変電設備の交換時期は、以下です。
キュービクル：15年
変圧器（T）：20年
避雷器（LA）：15年
断路器（DS）：15～20年
高圧気中開閉器（PAS）：10～15年
高圧真空遮断器（VCB）：20年
過電流継電器（OCR）：20年
高圧地絡継電器（GR）：15年
高圧ケーブル：15～20年
低圧開閉器ブレーカー：15年
高圧進相用コンデンサー（SC）：15年
高圧交流負荷開閉器（LBS）：10～15年
高圧カットアウト（PC）：15～20年
計器用変圧変流器（VCT）：15～20年
低圧
受電電圧：100V、200V
契約電力：50kW未満
電気料金単価：特高や高圧の契約と比較して割高
各機器
太陽光発電で売電を行う場合は、電力会社との間で電力需給契約を交わします。契約内容には力率一定制御について定められているものの、よくわからないという方も多いのではないでしょうか。力率一定制御は電力供給量に関する制御で、安定供給にもかかわる重要な内容です。そこで今回は、力率一定制御の意味や太陽光発電との関係性について詳しくご紹介します。太陽光発電の売電事業で力率一定制御について気になっている方や太陽光発電の売電を継続すべきか悩んでいる方などは、参考にしてみてください。
OVGR(地絡過電圧継電器)
OVGRとは、”Over Voltage Ground Replay “の略で、太陽光発電に設置される継電器です。日本語では「地絡過電圧継電器」と称されます。電力系統に異常が発生した際に、電路の地絡電圧を検出し、回路を保護する役割の「保護継電器」です。
「地絡」とは、地面に電気ケーブルなどが接触して電気が流れてしまうことで、太陽光発電などの電力設備で起こるトラブルのひとつです。
本記事では、OVGRの役割についてより深く掘り下げていきます。OVGRが地絡事故時の回路保護にどのように役立っているのか、需要家としての必要性、太陽光発電所における重要性、OVGRがない場合のリスクなどについて解説していきます。
地絡事故での回路保護
OVGRは、電気設備の中でも「太陽光発電」専用の保護継電器です。太陽光発電の設置にはさまざまな決まりがあり、そのなかでも、地絡過電圧継電器（OVGR）は高圧配線電線に連携する場合に設置が必要と、省庁などの刊行物に記載されています。
参照：経済産業省「電気設備の技術基準の解釈」／資源エネルギー庁「電力品質確保に係る系統連携技術要件ガイドライン」／日本電気技術企画委員会「系統連係規程」
OVGRの作動により、太陽光発電での地絡事故を防止するための回路保護を行ないます。仕組みとしては、電力線の接地接続部の電圧の監視中に地絡が発生すると、その電圧スパイクを検出して回路ブレーカーに信号を送って回路を開き、過負荷を防止します。これにより、偶発的な地絡や短絡からの回路保護を行ない、大規模な停電や感電事故、電気設備の故障や火災を回避することが可能となるのです。
低圧需要家は基本的には不要
一般家庭で太陽光発電を設置していて、契約電力が50kw未満の低圧需要家にとって、OVGRは必要ありません。基本的に地絡継電器は、高圧受電している需要家の設備に対して設置を求めています。高圧需要家とは、契約電力が50kw以上2000kw未満の商業施設や工場、オフィスビルなどを指します。また、契約電力が2000kw以上の「特別高圧需要家」もOVGRは必要です。
太陽光発電所には必須
近年では、太陽光発電所でのOVGR設置の重要性が高まっています。太陽光発電システムは、複数の部品が複雑に配線されていることが多く、適切に保護されていないと経年劣化で破損する可能性があるからです。地絡や電力の過負荷が発生した場合に、システムを検知して保護するのに役立ちます。OVGR設置によって、システム、システムを構成する部品、近くにいる人の安全を確保できます。
OVGRには保護継電器用のバックアップ電源が欠かせないため、多くのメーカーで標準搭載しています。バックアップ電源とは、停電や予期せぬ回路系統のトラブルに備えて内部にバッテリーを持つ装置のことです。OVGRは停電などのトラブル時に作動する必要があるため、内部バッテリーが必須となります。
また、日本電気技術規格委員会の承認規格である「系統連系規程」では、保護継電器の電源が交流電源（AC）だった場合、バックアップ電源の装備を義務付けています。
OVGRがない場合のリスク
OVGRがない太陽光発電のリスクを考察していきましょう。結論から言うと、大規模な停電や電力火災、最悪の場合地絡による感電などのリスクが挙げられます。また、発電所管轄地域での電力障害につながることもあるでしょう。
高電圧の太陽光発電では、OVGRを設置しない場合はシステムが損傷を受けやすくなります。地絡や電力サージが発生すると、大きな損傷もあり得るでしょう。
RPR(逆電力継電器)
一般家庭などに設置されている太陽光発電のうち、電力を自分で使用することを「自家消費型」と言います。自家消費型の太陽光発電を導入するにあたり、「RPR」の設置が義務づけられています。RPRは「逆電力継電器」と呼ばれ、太陽光発電には欠かせません。名前のとおり逆の方向へ流れる電流を検知し、電力を遮断する機能を備えています。
一般的に、電力の流れには「順潮流」と「逆潮流」のふたつが存在します。「順調流」とは、電力会社などの発電施設から企業や一般家庭へ電気を送電する流れのことです。「逆潮流」とは、企業や一般家庭などのいわゆる「需要家」から電力会社の送電網（系統側）へ電気を流すことを指します。
順潮流は一般的な電気の供給を、逆潮流は企業や家庭から「売電」という形で利用されています。自家用太陽光発電では、売電を目的にしていない場合は自家消費型で利用されます。しかし発電した電力を使い切れない場合に、電力会社の送電網へ電気が送られてしまう「逆潮流」が発生することがあります。
さらに、余った電力が過剰に変電所まで流れてしまうとパンク状態となり、配電線の劣化などのトラブルにつながります。このような事態が起こった場合、電力供給が足りなくなり、電力会社の管轄地域などで停電などのトラブルにつながります。
RPRは、この余剰電力による逆潮流を防止できるため、自家消費型の発電機において設置が義務となっているのです。
RPRが必要なパターン
前項までで、RPRが必要なのは一般家庭で利用される「自家消費型の太陽光発電」と申し上げました。しかし、一般のご家庭・住宅以外でも自家消費型の太陽光発電は設置されています。具体的には、太陽光発電で電力を賄うオフィスビルや工場、商業施設などです。
オフィスビルや工場、商業ビルは1年を通して稼働しているイメージがあります。しかし、年末年始などの休日が続く場合には、施設内の稼働も少なくなるため電力消費も減少します。すると自家発電で蓄えられた電力が消費されず、逆潮流が発生する可能性があります。
施設が大きいほど逆潮流によるトラブル発生時にかかるコストが比例するため、RPRの必要性はより高くなります。
RPRはなるべく作動しないほうが良い
RPRが発動した場合、パワーコンディショナーが停止します。このような状態になると自家消費型の発電は停止状態となり、電気を購入する必要が出てくるため、再開まで電気料金がかかることになります。なるべくなら、RPRは作動しないに越したことはありません。大切なのは、自家消費型の電力を使い続ける対策をしておくことです。具体的な対策として以下の2つが挙げられます。
出力制御機能付きパワーコンディショナーの設置
負荷追従制御オプションの利用
出力制御機能付きパワーコンディショナーとは、発電した電力を自家消費できる出力に変換するパワーコンディショナーの機能を活用したものです。特徴は、系統連系時に自動で発電量が調整できることです。そのため、自家消費の電力が過剰に蓄えられることもなく、RPRが作動する可能性も低くなります。
一方の「負荷追従制御オプション」は、電力会社からの供給電力（受電電力）を随時計測し、自家発電の量をコントロールすることができる方法です。パワーコンディショナーには、メーカーごとで安定して出力ができる電力量（定格出力）が設定されています。負荷追従制御オプションでは、パワーコンディショナーの定格出力と受電電力をリアルタイムで比較していくことで、パワーコンディショナーを停止することができます。
そのため、自家消費型発電での逆潮流を防ぎ、設備故障や発電の損失を回避できるでしょう。
ZCT(零相変流器)
ZCT：Zero Phase Current Transformer
系統：接地系
構成：三相をCTで一括で測定する。
原理：通常は行った電流と還ってくる電流が同じなのでCTは0A
地絡が発生すると、違うルートで電流が流れ行きと還りで違う。
電流値になり、CTで電流を検出する。
ZPD(零相変圧器)
ZPD：Zero Phase Potential Device
系統：非接地系
構成：三相に並列でコンデンサー（C)をつなげ、その出力にさらにコンデンサー(C0)をつなげ、接地する。
C0の電圧値をVTで検出する。
原理：非接地系では、地絡電流が小さく、ZCT等地絡電流による検出が難しい。
そこで、地絡時の零相電圧の変化で地絡を検出する
その零相電圧を測定するための装置
地絡方向継電器を動作させるための零相電圧を作りだします。
ZPDは零相電圧を検出する役割で設置されます。零相電圧は地絡方向継電器の検出要素の１つで、普通の高圧受電の需要家であればPASに内蔵されています。
地絡が発生すると、零相電圧が発生します。この零相電圧を検出するのがZPDの役割です。ZPDは検出した零相電圧を内蔵のコンデンサにより分圧し、また変圧器で扱いやすい電圧に変換します。変換した零相電圧は、保護継電器などに入力して利用します。
ZVTと呼ばれることもある。
EVT(接地変圧器)
EVT：Earthed Voltage Transfomer（GPT:Grounding Potential Transformerと呼ばれていた）
系統：非接地系
構成：一次側はスター結線で中性点接地、二次側は開放デルタ結線
原理：地絡発生時に、二次側の開放デルタ端に電圧が発生し、これを継電器で検知する
ブロークンデルタとか、オープンデルタとか呼ばれます。EVTはVTの一種なので、絶縁抵抗測定する場合は、回路から開放しないといけません。ヒューズを取り外す、もしくはEVTを引きぬいてから測定しましょう。
GPTと呼ばれることもある。主に特高変圧器の二次側(6600V)に設置されます。