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550kV主母線三相一括形ガス絶縁開閉装置の実用化

  • 写真なし渡辺 孝俊
  • 写真なし桑原 宏
  • 写真なし中野 清蔵
  • 写真なし毛受 新一
避雷器設置位置による発生電圧の差

図1 避雷器設置位置による発生電圧の差

三相一括形母線の寸法

図2 三相一括形母線の寸法

550kVGISの断面図

図3 550kVGISの断面図

550kVガス絶縁開閉装置の概要

図4 550kVガス絶縁開閉装置の概要

主母線の三相一括化による効果

表1 主母線の三相一括化による効果

 昭和58年に運用開始した中部電力㈱新三河変電所では、550kVガス絶縁開閉装置(以下、GIS)としては我が国初となる三相一括形母線を採用している。

 この背景としては、当時、用地取得難などから、超高圧・超々高圧系統に使用される変電所開閉設備の縮小化を推進する必要性があり、550kVGISについては機器そのものが超高圧機器と比較して大型でコスト面でも高価となったため、その縮小化・低廉化に加えて、雷インパルス試験電圧(以下、LIWV)低減のためには機器の拡がりを縮減するための技術開発が求められたことによる。

 このため、計算機(EMTP解析)およびミニチュアモデル突き合せによるサージ解析と実規模試作器による検証を行い、次項の技術開発により、従来実用化されていた一相1タンクの550kV相分離形GISをさらに縮小化した550kV主母線三相一括形GISを開発し、実用化したものである。
 (1)LIWVの低減
   様々な解析の結果により、高性能酸化亜鉛形避雷器を適切な位置に配置し、従来の500kV変電所開閉設備のLIWV(LIWV=1,800kV)を我が国で初めて低減(LIWV=1,550kV)した。
 (2)三相一括形母線の採用
   LIWV低減によって、三相一括形母線の収納容器口径を、当時保有する製造技術・設備で製作できる寸法まで縮小することができたことから、三相一括形母線の実用化を可能とした。三相一括形母線では、従来の相分離形母線に比べ、据付面積が約80%に縮小するとともに、使用部品が約90%に減少するため、経済性や保守性等の面で優れたGISとすることができた。
 (3)大電流通電の実用化
   絶縁レベルを低減し三相一括形母線の外形寸法を縮小化したことにより、通電時の熱的設計条件が厳しくなるため、通電性能を確保することが課題のひとつであった。これを解決するため、大口径アルミニウム容器の採用や耐熱材料の使用等を行い、通電電流12,000Aの三相一括形母線を実用化した。

 これらにより実用化された各種の新技術は、それ以降の変電所設計に大きな影響を与えたものであり、開閉保護技術に関する信頼性や経済性、保守性を著しく向上させたものであった。

 本研究の成果に対して、電気学会は、1984年、渡辺 孝俊(中部電力㈱)、桑原 宏(三菱電機㈱)、中野 清蔵(㈱日立製作所)、毛受 新一(東京芝浦電気㈱)に電気学術振興賞(進歩賞)を贈った。

文献

[1] 稲村彰一、土江瑛、河津誉四男、山下直太、石田秋男、中部電力㈱新三河変電所用550kVガス絶縁開閉装置、1983年、昭和58年電気学会全国大会
[2] 神谷昌宏、菰田光治、新三河変電新設に伴う500kV三相一括形GIS等の新技術開発、1983年、OHM

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キーワード

変電、開閉保護装置、高電圧・大電流、信頼性、変電、開閉保護装置
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