ネットワークプロテクタ

ネットワークプロテクタの概要と役割

ネットワークプロテクタとは、信頼性の高い受電方式であるスポットネットワーク方式において、変圧器の二次側（低圧側）に設置される保護装置のことである。プロテクタ遮断器、プロテクタヒューズ、およびこれらを制御するプロテクタ継電器の3要素で構成され、一体化されたユニットとしてネットワーク変圧器に直接取り付けられることが多い。

スポットネットワーク方式は、通常3回線の特別高圧配電線から常時並列で電力の供給を受けるシステムである。万が一、ある1回線で地絡などの事故が発生したり、停電したりした場合、健全な他の2回線から受電した電力が、変圧器の二次側母線を通じて事故が発生した回線へ逆流してしまう恐れがある。ネットワークプロテクタは、この逆流現象を検知して自動的に事故回線のみを切り離し、構内への安定した電力供給を維持する役割を担っている。

プロテクタ継電器の3大特性

ネットワークプロテクタの動作は、プロテクタ継電器が持つ3つの主要な特性によって制御されている。

逆電力遮断特性は、配電線側の事故や停止により、変圧器一次側の電圧が二次側母線の電圧よりも低くなると、受電点から配電線側へ向かって電力が逆流しようとする。これを逆電力と呼び、プロテクタはこの逆流を検出し、即座に遮断器を開放して回線を切り離す。

無電圧投入特性は、定期点検や広域停電などで、受電側（ネットワーク母線）と供給側（配電線）の両方が無電圧の状態から、配電線が復旧して電圧が確立された際、自動的に遮断器を投入して受電を開始する機能である。

過電圧投入特性（差電圧投入特性）は、すでに他の回線によってネットワーク母線が充電されている状態で、停止していた回線が復旧した場合に働く機能である。配電線側の電圧がネットワーク母線側の電圧よりも高く、かつ位相が進んでいる（受電可能な状態である）ことを検出し、遮断器を投入して並列運転に復帰させる。

設備の簡素化とスペース効率

一般的な特別高圧受電設備では、一次側に遮断器や断路器、避雷器などを複雑に配置する必要があるが、スポットネットワーク方式ではこれらの保護機能を電力会社の変電所側遮断器と、需要家側のネットワークプロテクタとで協調して行う設計となっている。

そのため、需要家側の特別高圧設備は、簡易な断路器やモールドジスコンなどで済む場合が多く、受変電設備全体の設置スペースを大幅に縮小できる利点がある。また、複数の変圧器が常時並列運転されているため、1台が故障しても残りの変圧器で負荷を賄うことができ、変圧器の利用率を高く設定できる点も経済的なメリットとなる。

採用エリアの制限

この方式は、供給信頼性が高く、大規模ビルや都市開発に適している反面、電力会社側でネットワーク配電網が構築されているエリアでなければ導入できないという制約がある。そのため、採用は主に都心部の過密地域に限られ、それ以外の地域では、本線予備線方式など、22000Vや66000Vの簡易な受電方式が一般的である。