JP5480773B2

JP5480773B2 - ガス絶縁開閉装置による母線構成

Info

Publication number: JP5480773B2
Application number: JP2010234865A
Authority: JP
Inventors: 直也滝沢; 一博土屋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: JP2012090430A

Description

本発明はガス絶縁開閉装置による母線構成に係り、特に従来の１・１／２遮断器方式と同数で信頼性をより向上できる４以上の偶数の入出力回線を有するガス絶縁開閉装置による母線構成に関する。

通常、発送配電に係わる変電所では、小型で経済的に製作できて据付面積を縮小でき、しかも長期間に亘って使用可能なガス絶縁開閉装置（以下、「ＧＩＳ」と略称する。）が用いられている。これらのＧＩＳは、遮断器や断路器や接地開閉器やその他の機器がそれぞれ容器内に収納されており、各容器の内部に六弗化硫黄（ＳＦ_６）ガスの如き絶縁ガスを封入して構成されている。

変電所では電源側に連なる回線（入力回線）と送電線側に連なる回線（出力回線）の多くの入出力回線があり、各入出力回線はそれぞれＧＩＳを介して接続されている。電力系統用では、例えば特許文献１に示すような１・１／２遮断器方式のＧＩＳを使用し、系統運用の信頼性を高めている。

特許文献１の１・１／２遮断器方式のＧＩＳは、図８に示す如く三組の遮断器ユニットＡ１、Ａ２、Ａ３を直列接続している。そして、母線１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄにより直列接続する遮断器ユニットＡ１、Ａ２、Ａ３は、これらの端部にそれぞれ入出力回線ユニットＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を設けて構成している。各入出力回線ユニットＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、それぞれブッシングやケーブルヘッド等の端子Ｂｇ１、Ｂｇ２、Ｂｇ３、Ｂｇ４及び引出母線Ｂｓ１、Ｂｓ２、Ｂｓ３、Ｂｓ４を備えている。

各遮断器ユニットＡ１、Ａ２、Ａ３は、ガス遮断器ＣＢを中心にして、この両端部にそれぞれ変流器ＣＴ１、ＣＴ２や断路器ＤＳ１、ＤＳ２、更には点検用の接地開閉器ＥＳ１、ＥＳ２を有して構成されている。

そして、例えば直列接続点の引出母線Ｂｓ２には、断路器ＤＳ２１を介在させる避雷器Ａｒ２と計器用変圧器ＶＴ２を設け、同様に引出母線Ｂｓ３には、断路器ＤＳ３１を介在させた避雷器Ａｒ３と計器用変圧器ＶＴ３を設けている。また、引出母線Ｂｓ１とＢｓ４には、接地開閉器ＥＳ１１と計器用変圧器ＶＴ１、及び接地開閉器ＥＳ１４と計器用変圧器ＶＴ４を設けている。

上記した構成の１・１／２遮断器方式のＧＩＳでは、発電所からの電力は入出力回線ユニットＢ２の端子Ｂｇ２とそれに接続された引出母線Ｂｓ２、又は入出力回線ユニットＢ３の端子Ｂｇ３とそれに接続された引出母線Ｂｓ３を介して遮断器ユニットＡ１、Ａ２、Ａ３のいずれかを経由するように構成される。その後、電力は引出母線Ｂｓ１とそれに接続された端子Ｂｇ１の入出力回線ユニットＢ１、又は引出母線Ｂｓ４とそれに接続された端子Ｂｇ４の入出力回線ユニットＢ４を経て主母線（図示せず）を通り、他回線のＧＩＳ（図示せず）に至る構成をしている。

特開平１１−６９５３２号公報

上記した特許文献１のＧＩＳは、電源側或いは送電側に連なる端子を備える四つ以上の偶数の入出力回線ユニットと、直線状に設置して接続する三組の遮断器ユニットとからなる従来の１・１／２遮断器方式のＧＩＳにおいて、任意の二つの遮断器ユニットがメンテナンスや故障により停止すると、各入出力回線ユニット間に電力を供給できなくなってしまう恐れがある。このため、１・１／２遮断器方式のＧＩＳを使用した発変電所では、信頼性が低下する問題がある。

本発明の目的は、ＧＩＳによる母線構成を、少なくとも四つの入出力回線ユニットと、複数の遮断器ユニットとで構成するとき、任意の二つの遮断器ユニットが停止した場合でも、入出力回線ユニット間には電力を供給することができるようにすることにある。

本発明のＧＩＳによる母線構成は、電源側或いは送電側に連なる四つの入出力回線ユニット（Ｂ１〜Ｂ４）と、前記各入出力回線ユニットにそれぞれ接続する複数のガス遮断器ユニット（Ａ１〜Ｂ６）を有するものであって、前記各ガス遮断器ユニットは四面体を想定したときの各辺に配置して接続すると共に、前記各入出力回線ユニットは四面体を想定したときの頂点からそれぞれ引き出すことにより、一つの前記入出力回線ユニットにそれぞれ三つのガス遮断器ユニットが接続されて別の入出力回線ユニットに至るように構成したことを特徴としている。

好ましくは、前記入出力回線ユニット（Ｂ１、Ｂ４）間を接続する一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ２）と二つの直列接続する前記ガス遮断器ユニット（Ａ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６）の三組を設置し、二つの直列接続する前記入出力回線ユニット間を接続する他の一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ４）は、三組の前記ガス遮断器ユニットと交差させて設置したことを特徴としている。

また好ましくは、二つの直列接続する前記各ガス遮断器ユニット（Ａ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６）間に、前記入出力回線ユニット間を接続する一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ４）を配置したことを特徴としている。

また、本発明のＧＩＳによる母線構成は、電源側或いは送電側に連なる少なくとも四つの入出力回線ユニット（Ｂ１〜Ｂ４）と、前記各入出力回線ユニット（Ａ１〜Ａ６）にそれぞれ接続する複数のガス遮断器ユニットを有するものであって、二つの前記ガス遮断器ユニットを直列接続する二組（Ａ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６）と一つの前記ガス遮断器ユニットの一組（Ａ２）との並列接続する三組と、前記ガス遮断器ユニットの三組と交差させかつ二組の前記ガス遮断器ユニットの直列接続部分と接続する一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ４）とを設置し、各接続部分に設けられてそれぞれ三つのガス遮断器ユニットが連なった四つの入出力回線ユニットを備える基本構成に、二つのガス遮断器ユニット（Ａ１２、Ａ１３）を直列接続する組とその間を接続する他の一つのガス遮断器ユニット（Ａ１１）の組と、前記並列接続側にそれぞれ設ける二つの入出力回線ユニット（Ｂ１１、Ｂ１２）を一単位として増設すると共に、前記並列接続する三組のうち一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ２）を有する組の一方の並列接続部分を解いて、増設した二つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ１２、Ａ１３）の直列接続側に接続変更し、かつ前記並列接続を解いた部分間には増設した前記ガス遮断器ユニット（Ａ１１）を接続し、基本構成及び増設する単位の前記各入出力回線ユニット（Ｂ１１、Ｂ１２）はそれぞれ三つのガス遮断器ユニット（Ａ５、Ａ１１、Ａ１２及びＡ２、Ａ１２、Ａ１３）を接続する側から引き出して構成したことを特徴としている。

本発明のＧＩＳによる母線構成のように構成すれば、一つの入出力回線ユニットはそれぞれ三つのガス遮断器ユニットが接続されて別の入出力回線ユニットに至るようになっているため、一つの入出力回線ユニットに接続する任意の二つの遮断器ユニットが停止したとしても他の全ての入出力回線ユニットに電力を供給することができる。しかも、本発明のＧＩＳは、従来の１・１／２方式のＧＩＳと同様ｎ回線に対しｎ×１．５台のガス遮断器ユニットを用いた構成であるため、経済的に製作できると共に、信頼性を一層向上させることができる。

本発明の一実施例であるＧＩＳによる母線構成を示す平面図である。図１のII−II線に沿って示す側面図である。図１のIII−III線に沿って示す側面図である。図１のＧＩＳによる母線構成を簡略化して示す３相結線図である。図４を簡略化した単線結線図である。（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図５の２箇所のガス遮断器ユニットが停止したときの異なる例を示す単線結線図である。増設する回線のＧＩＳによる母線構成の例を簡略化して示す単線結線図である。従来のＧＩＳを示す単線結線図である。

本発明のＧＩＳによる母線構成は、電源側或いは送電側に連なる四つの入出力回線ユニットを有し、各入出力回線ユニットにはそれぞれガス遮断器ユニットを接続する構造である。そして、各ガス遮断器ユニットは四面体を想定したときの各辺に配置して接続すると共に、各入出力回線ユニットは四面体を想定したときの頂点からそれぞれ引き出している。この接続構成により、一つの前記入出力回線ユニットがそれぞれ三つのガス遮断器ユニットに接続されて別の入出力回線ユニットに至るようにしている。

以下、本発明のＧＩＳによる母線構成を、従来と同一または相当部分に同符号を付した図１から図７を用いて説明する。このＧＩＳによる母線構成は、各相を独立させた相分離型で示しており、電源側或いは送電側に連なる四つの入出力回線ユニットＢ１からＢ４と、これらの入出力回線ユニットＢ１からＢ４にそれぞれ接続される従来と同様な構造の各ガス遮断器ユニットＡ１〜Ａ６を有している。

図１から図３に示す如く、左右両側に並置する直線状の三相分の母線１０Ａ、１０Ｃが設けられ、各母線１０Ａ、１０Ｃの一端に端子Ｂｇ１、Ｂｇ４及び引出母線Ｂｓ１、Ｂｓ４を備える入出力回線ユニットＢ１とＢ４を設けている。そして、母線１０Ａ、１０Ｃ間は、ガス遮断器ユニットＡ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６の二組とガス遮断器ユニットＡ２の三組を後述するように設置して電気的に並列接続している。

母線１０Ｂにより直列接続するガス遮断器ユニットＡ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６の二組とガス遮断器ユニットＡ２の三組は、図１の例では左右の母線１０Ａ、１０Ｃ間に並設し、それぞれ接続している。しかも、ガス遮断器ユニットＡ１、Ａ５とＡ３、Ａ６の二組の間に、ガス遮断器ユニットＡ２を設置させると共に、ガス遮断器ユニットＡ２を一方の母線１０Ａ又は１０Ｃ側に寄せて設置している。これによって、下記するガス遮断器ユニットＡ４や母線１０Ｄの設置や接続を、据付面積を増大せずにガス遮断器ユニットＡ４を配置することができる。

また、ガス遮断器ユニットＡ４は、この両端に接続する母線１０Ｄの端部に、端子Ｂｇ２、Ｂｇ３及び引出母線Ｂｓ２、Ｂｓ３を備える入出力回線ユニットＢ２とＢ３が設けられている。しかも、ガス遮断器ユニットＡ４及び母線１０Ｄは、上記した並べて設置する三組の遮断器ユニットＡ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６、Ａ２とは、電気的な接続も問題なくできる据付構造としている。つまり、このガス遮断器ユニットＡ４と母線１０Ｄは、上方に配置した母線１０Ｂに対して、図１の示すように下方にずらし、かつこれらが上方から見て直交するように交差させて配置し、これによって支障がなく据付及び接続が行える構造にしている。

そして、図１及び図４に示すように、遮断器ユニットＡ１、Ａ５間を接続する母線１０Ｂとガス遮断器ユニットＡ４の母線１０Ｄとは、双方が交差する部分の接続部Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３で電気的な接続を行い、また遮断器ユニットＡ３、Ａ６間を接続する母線１０Ｂとガス遮断器ユニットＡ４の母線１０Ｄとは、双方が交差する部分の接続部Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３で電気的な接続を行っている。

上記したＧＩＳによる母線構成では、ガス遮断器ユニットＡ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６とＡ４を設置して電気的な接続を行い、端子Ｂｇ１からＢｇ４を備える各入出力回線ユニットＢ１からＢ４を引き出した接続構成とすることができる。このＧＩＳによる母線構成を言い換えると、各ガス遮断器ユニットＡ１〜Ａ６は、四面体を想定したときの各辺に配置して接続され、また各入出力回線ユニットＢ１〜Ｂ４は、四面体を想定したときの頂点からそれぞれ引き出した構成となる。

つまり、本発明のＧＩＳによる母線構成は、図５の単線結線図から明らかなように、例えば一つの各入出力回線ユニットＢ１は、三つの遮断器ユニットＡ１、Ａ２、Ａ３が接続されて、他の入出力回線ユニットＢ２、Ｂ３、Ｂ４に至るような接続構成になる。また、他の各入出力回線ユニットＢ２、Ｂ３、Ｂ４もそれぞれ同様に、三つのガス遮断器ユニットＡ１、Ａ４、Ａ５やＡ３、Ａ４、Ａ６やＡ２、Ａ５、Ａ６が接続されて、他の入出力回線ユニットに至るような接続構成にできる。

上記のようにＧＩＳによる母線構成とすると、任意の二つの遮断器ユニット、例えば図６（ａ）に示すように二つの遮断器ユニットＡ３、Ａ５が停止した場合には、入出力回線ユニットＢ１で受電した電力は、ガス遮断器ユニットＡ１を介して入出力回線ユニットＢ２に、また別のガス遮断器ユニットＡ１とＡ４を介して入出力回線ユニットＢ３に、更にガス遮断器ユニットＡ２を介して入出力回線ユニットＢ４に供給できるから、ＧＩＳを支障なく運用することができる。

また、例えば図６（ｂ）に示すようにガス遮断器ユニットＡ１とＡ２が停止した場合には、入出力回線ユニットＢ１で受電した電力は，ガス遮断器ユニットＡ３を介して入出力回線ユニットトＢ３に、またガス遮断器ユニットＡ３、Ａ４を介して入出力回線ユニットトＢ２に、更にガス遮断器ユニットＡ３、Ａ６を介して入出力回線ユニットトＢ４に供給できるから、同様にＧＩＳを支障なく運用することができる。

なお、上記のガス遮断器ユニットＡ２は、図１の如く設置するばかりでなく、ガス遮断器ユニットＡ１、Ａ５とＡ３、Ａ６のいずれかの側に設置し、母線１０Ａ、１０Ｃ間の上記と同様な位置への電気的接続を行って構成することもできる。

上記したＧＩＳによる母線構成は、ガス遮断器ユニットＡ１からＡ６を用い、四つの入出力回線ユニットＢ１からＢ４を引き出した例であるが、本発明のＧＩＳによる母線構成は、更に二つの回線ずつ増加させることができる。

二回線ずつ増加させるＧＩＳによる母線構成の例を図７に示しており、実線で示す部分が例えば図１から図３に示す如く配置するガス遮断器ユニットＡ１からＡ６を用い、これらを上記したように四面体を想定したときの各辺に配置して接続し、また入出力回線ユニットＢ１からＢ４は、四面体を想定したときの頂点からそれぞれ引き出した基本構成を表している。

上記した実線の基本構成に、従来の１・１／２方式のＧＩＳと同様な破線で示す第１の増設や、同様に更に一点鎖線で示す第２の増設を順に行って、六回線や八回線等のような偶数の多回線の入出力回線ユニットを有するＧＩＳによる母線構成とすることができる。

破線に示す第１の増設及び一点鎖線で示す第２の増設の場合は、いずれも三つのガス遮断器ユニットＡ１１からＡ１３及びＡ２１からＡ２３を用い、これらを二つの前記ガス遮断器ユニットＡ１２、Ａ１３やＡ２２、Ａ２３の直列接続する組と、一つの前記ガス遮断器ユニットＡ１１やＡ２１の組とからなっている並列接続する二組と、並列接続側にそれぞれ設ける二つの入出力回線ユニットＢ１１、Ｂ１２やＢ２１、Ｂ２２とを一単位として順に設置し、増設した例を示している。つまり、多回線とするときには、図１における二つの前記ガス遮断器ユニットを直列接続する組と一つの前記ガス遮断器ユニットの組からなっている並べて設置する二組と、二つの入出力回線ユニットとを一つの単位として増設するものである。

第１の増設時は、三つのガス遮断器ユニットＡ１１からＡ１３を設置する。そして、図７の結線図に示すようにガス遮断器ユニットＡ２の接続の変更、即ちガス遮断器ユニットＡ２は黒点の並列接続を解いて白点に接続する変更を行い、ガス遮断器ユニットＡ２をガス遮断器ユニットＡ１２、Ａ１３間に接続している。また、ガス遮断器ユニットＡ２の並列接続を解いたガス遮断器ユニットＡ５とＡ６の部分間には、増設した二つの前記ガス遮断器ユニットＡ１２、Ａ１３の直列接続する組と一つの前記ガス遮断器ユニットＡ１１の組とを接続している。

これにより、入出力回線ユニットＢ４にはガス遮断器ユニットＡ６、Ａ１１、Ａ１３が接続、入出力回線ユニットＢ１１にはガス遮断器ユニットＡ５、Ａ１１、Ａ１２が接続、入出力回線ユニットＢ１２にはガス遮断器ユニットＡ２、Ａ１２、Ａ１３が接続される結線にしている。この結果、各入出力回線ユニットＢ１からＢ４、Ｂ１１とＢ１２は、それぞれ三つのガス遮断器ユニットが接続される点から引き出される構造にできる。

また、第２の増設時においても、三つのガス遮断器ユニットＡ２１からＡ２３と、入出力回線ユニットＢ２１、Ｂ２２との一単位分を同様に設置する。そして、図７の結線図に示すようにガス遮断器ユニットＡ２の白点の並列接続を解いて、図７の右側の白点に接続する変更、つまりガス遮断器ユニットＡ２２、Ａ２３間に接続を行い、ガス遮断器ユニットＡ２の並列接続を解いたガス遮断器ユニットＡ１２とＡ１３間に、増設した二つの前記ガス遮断器ユニットＡ２２、Ａ２３の直列接続する組と一つの前記ガス遮断器ユニットＡ２１の組とを接続している。

これにより、入出力回線ユニットＢ２１にはガス遮断器ユニットＡ１２、Ａ２１、Ａ２２が接続、入出力回線ユニットＢ２２にはガス遮断器ユニットＡ２、Ａ２２、Ａ２３が接続される結線にしている。この結果、各入出力回線ユニットＢ２１、Ｂ２２は、上記と同様に三つのガス遮断器ユニットが接続される点から引き出される構造にできる。

このように、三つのガス遮断器ユニット及び二つの入出力回線ユニットを増設する場合も、各入出力回線ユニットに対し三つのガス遮断器ユニットが接続される構成にできるから、容易に多回線のＧＩＳによる母線構成とすることができる。

上記した本発明のＧＩＳによる母線構成では、相分離型のＧＩＳに適用した例で説明したが、三相一括型でのＧＩＳによる母線構成にも適用できることは明らかであり、この場合でも上記実施例と同様な効果を達成できる。

1０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…母線、Ａｌ、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａｌ１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３…ガス遮断器ユニット、Ｂｌ、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ１ｌ、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２…入出力回線ユニット、Ｂｇｌ、Ｂｇ２、Ｂｇ３、Ｂｇ４…端子、Ｂｓｌ、Ｂｓ２、Ｂｓ２、Ｂｓ４…引出母線、ＣＢ…ガス遮断器、ＣＴ１、ＣＴ２…変流器、ＤＳ１、ＤＳ２…断路器、ＥＳ１、ＥＳ２…接地開閉器。

Claims

電源側或いは送電側に連なる四つの入出力回線ユニット（Ｂ１〜Ｂ４）と、前記各入出力回線ユニットにそれぞれ接続する複数のガス遮断器ユニット（Ａ１〜Ａ６）を有したガス絶縁開閉装置による母線構成において、前記各ガス遮断器ユニットは四面体を想定したときの各辺に配置して接続すると共に、前記各入出力回線ユニットは四面体を想定したときの頂点からそれぞれ引き出すことにより、一つの前記入出力回線ユニットにそれぞれ三つのガス遮断器ユニットが接続されて別の入出力回線ユニットに至るように構成したことを特徴とするガス絶縁開閉装置による母線構成。
請求項１において、前記入出力回線ユニット（Ｂ１、Ｂ４）間を接続する一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ２）と二つの直列接続する前記ガス遮断器ユニット（Ａ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６）の三組を設置し、二つの直列接続する前記入出力回線ユニット（Ｂ２、Ｂ３）間を接続する他の一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ４）は、三組の前記ガス遮断器ユニットと交差させて設置したことを特徴とするガス絶縁開閉装置による母線構成。
請求項２において、二つの直列接続する前記各ガス遮断器ユニット（Ａ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６）間に、前記入出力回線ユニット間を接続する一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ４）を配置したことを特徴とするガス絶縁開閉装置による母線構成。
電源側或いは送電側に連なる少なくとも四つの入出力回線ユニット（Ｂ１〜Ｂ４）と、前記各入出力回線ユニットにそれぞれ接続する複数のガス遮断器ユニット（Ａ１〜Ａ６）を有したガス絶縁開閉装置による母線構成において、二つの前記ガス遮断器ユニットを直列接続する二組（Ａ１、Ａ５及びＡ３、Ａ６）と一つの前記ガス遮断器ユニットの一組（Ａ２）との並列接続する三組と、前記ガス遮断器ユニットの三組と交差させかつ二組の前記ガス遮断器ユニットの直列接続部分と接続する一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ４）とを設置し、各接続部分に設けられてそれぞれ三つのガス遮断器ユニットが連なった四つの入出力回線ユニットを備える基本構成に、二つのガス遮断器ユニット（Ａ１２、Ａ１３）を直列接続する組とその間を接続する他の一つのガス遮断器ユニット（Ａ１１）の組と、前記並列接続側にそれぞれ設ける二つの入出力回線ユニット（Ｂ１１、Ｂ１２）とを一単位として増設すると共に、前記並列接続する三組のうち一つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ２）を有する組の一方の並列接続部分を解いて、増設した二つの前記ガス遮断器ユニット（Ａ１２、Ａ１３）の直列接続側に接続変更し、かつ前記並列接続を解いた部分間には増設した前記ガス遮断器ユニット（Ａ１１）を接続し、基本構成及び増設する単位の前記各入出力回線ユニット（Ｂ１１、Ｂ１２）はそれぞれ三つのガス遮断器ユニット（Ａ５、Ａ１１、Ａ１２及びＡ２、Ａ１２、Ａ１３）を接続する側から引き出して構成したことを特徴とするガス絶縁開閉装置による母線構成。