JP7170604B2 - 発電主回路接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、発電機と主変圧器との間に設置される発電主回路接続装置に関する。

発電所において発電機によって発電された電力は、送電損失を抑えるために主変圧器で昇圧されてから送電される。発電機と主変圧器とを接続する母線には、母線を流れる電流を遮断する遮断器が接続される場合がある。発電主回路接続装置は、遮断器の投入と引き外しとにより主変圧器より先の主回路に電流を流すか否かを切り換えるスイッチの機能を持つ装置である。また、発電主回路接続装置は、サージ電流を吸収するサージアブソーバを備えている。また、発電主回路接続装置は、母線の電力の電圧を測定する計器用変圧器を備えている。

計器用変圧器及びサージアブソーバは、主母線である相分離母線から分岐する分岐母線を介して主母線に接続され、閉鎖型配電盤に収納されて発電所の床面に設置されていた。

特許文献１には、サージアブソーバ及び計器用変圧器を収容した閉鎖型配電盤を外被で支持した発電主回路接続装置が開示されている。

特開平２－４６１１０号公報

特許文献１に開示される技術は、主母線から分岐させた分岐母線の端部に閉鎖型配電盤が設置されているため、分岐母線の端部に設置した鎖型配電盤が他の機器の設置の妨げとなったり、通路といった空間を確保する妨げとなってしまうことがある。すなわち、特許文献１に開示される発明は、計器用変圧器及びサージアブソーバの設置部分の配置の自由度が低かった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、計器用変圧器及びサージアブソーバの設置部分の配置の自由度を高めた発電主回路接続装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、導体及び導体を囲む外被を備え、発電機と主変圧器とを接続する主母線と、主母線に設置された遮断器とを有する。主母線は、電気計器を接続可能な電圧に主母線の電圧を変圧する計器用変圧器と、導体を流れるサージ電流を吸収するサージアブソーバとを備える。計器用変圧器及びサージアブソーバは、主母線の導体と外被との間の空洞に配置される。

本発明によれば、計器用変圧器及びサージアブソーバの設置部分の配置の自由度を高めた発電主回路接続装置を得ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る発電主回路接続装置の断面図 実施の形態１に係る発電主回路接続装置の変圧保護部の断面図 実施の形態１に係る発電主回路接続装置の母線部の断面図 本発明の実施の形態２に係る発電主回路接続装置の変圧保護部の断面図 本発明の実施の形態３に係る発電主回路接続装置の変圧保護部の断面図

以下に、本発明の実施の形態に係る発電主回路接続装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る発電主回路接続装置の断面図である。発電主回路接続装置５０は、Ｗ，Ｖ，Ｕの三相交流電流を発生させる発電機１と、発電機１で発生した電流を昇圧する主変圧器２との間に設置される。発電主回路接続装置５０は、発電機１と主変圧器２とを接続する主母線３と、主母線３を流れる電流を遮断する遮断器２１とを有する。主母線３は、変圧保護部４及び母線部５を有する。

図２は、実施の形態１に係る発電主回路接続装置の変圧保護部の断面図である。図２は、図１中のII-II線に沿った断面を示している。図３は、実施の形態１に係る発電主回路接続装置の母線部の断面図である。図３は、図１中のIII-III線に沿った断面を示している。変圧保護部４は、発電機１で発電された各相の電流が流れる導体６と、導体６を覆う筒状の外被７と、電気計器を接続可能な電圧に電流の電圧を変圧する計器用変圧器９と、導体６を流れるサージ電流を吸収するサージアブソーバ８とを有する。導体６は、中空の円筒状である。母線部５は、導体６及び外被７のみで構成される。導体６と外被７との間は、空洞になっている。

導体６及び外被７は、Ｗ，Ｖ，Ｕの各相が独立しており、Ｕ，Ｖ，Ｗの相ごとに、導体６及び外被７が設けられている。すなわち、主母線３は相分離母線となっている。Ｗ，Ｖ，Ｕの各相が独立した主母線３は、全長にわたって電気的に結合され、発電機１側の端部と主変圧器２側の端部とにおいて外被７が他相と連結されている。すなわち、主母線３は、両端において、外被７が他相と連結されている。両端で他相と連結された外被７には、導体６を流れる電流による磁束を打ち消す電流が誘起されるため、主母線３の外部への漏洩磁束が小さくなる。また、外被７が両端で他相と連結されているため、短絡発生時に発生する電磁力が小さくなるとともに、機械的強度も向上する。

母線部５では、外被７は、筒体１１である。筒体１１の材料の例には、電気伝導性が高い純アルミニウムを挙げることができる。導体６は、筒体１１の中心に配置されている。したがって、母線部５において、導体６の中心軸は、筒体１１の中心軸と同一である。

変圧保護部４において、外被７は、筒体１１及び箱体１２によって構成されている。変圧保護部４では、筒体１１には下方に開いた開口１１ａが形成されており、開口１１ａの縁１１ｂには、箱体１２が直接接合されている。導体６は、筒体１１の中心に配置されている。したがって、変圧保護部４においても、導体６の中心軸は、筒体１１の中心軸と同軸である。箱体１２が設置された側では、導体６と外被７との最大距離は、母線部５における導体６と外被７との距離よりも大きくなっている。したがって、変圧保護部４における導体６と外被７との間の空洞は、母線部５における導体６と外被７との間の空洞よりも拡大されている。

箱体１２の材料の例には、純アルミニウムよりも高強度である６０００番台のアルミニウム合金を挙げることができる。箱体１２の底面１２ｂには、サージ電流を吸収するサージアブソーバ８が固定されている。サージアブソーバ８の一例には、避雷器及びコンデンサを挙げることができる。また、箱体１２の底面１２ｂには、主母線３の電圧を、電気計器を接続可能な電圧に変圧する計器用変圧器９が固定されている。すなわち、実施の形態１に係る発電主回路接続装置５０では、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９は、外被７の内部に設置されている。計器用変圧器９からは、不図示の配線が外被７の外に引き出され、外被７の外に設置された不図示の電気計器に接続されている。計器用変圧器９に接続される電気計器の例には、電流計、電圧計及び電力量計を挙げることができる。なお、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９の点検口を箱体１２に設けても良い。

サージアブソーバ８及び計器用変圧器９は、外被７の内部に設置されており、分岐母線導体を介することなく導体６に直に接続されている。したがって、実施の形態１に係る発電主回路接続装置５０は、分岐母線を設置するためのスペースを確保する必要がなく、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９の設置位置の自由度が高い。また、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９と他の機器との干渉を避けたり、主母線３の下方の空間を空けるために長く複雑に屈曲させた分岐母線を設ける必要がないため、発電主回路接続装置５０の製造コスト及び設置コストを抑制できる。

なお、分岐母線外被を介して閉鎖型配電盤を吊り下げる発電主回路接続装置は、筒体と分岐母線外被との接合部に閉鎖型配電盤の荷重が集中し、筒体が変形してしまう可能性がある。これに対し、実施の形態１に係る発電主回路接続装置５０は、筒体１１と箱体１２とが、分岐母線外被を介することなく直に接合されているため、分岐母線外被を介して筒体１１と箱体１２とを接合する場合と比較して、筒体１１における接合部分の面積を大きくし、機械的な強度を高めることができる。したがって、実施の形態１に係る発電主回路接続装置５０は、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９が固定された箱体１２の重量を、筒体１１で支えることができる。実施の形態１に係る発電主回路接続装置５０は、箱体１２を支える架台が不要であり、箱体１２の下方の空間を箱体１２の支持以外の用途に利用することができる。

実施の形態１に係る発電主回路接続装置５０は、計器用変圧器９及びサージアブソーバ８の設置部分である変圧保護部４において、主母線３の下方に分岐母線を設置する必要がない。したがって、変圧保護部４の下方に他の機器を設置したり、変圧保護部４の下方の空間を通路に利用したりすることができる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る発電主回路接続装置の変圧保護部の断面図である。実施の形態２に係る発電主回路接続装置５０において、変圧保護部４では、筒体１１に上方に開いた開口１１ａが形成されており、開口１１ａの縁１１ｂには、箱体１２が接合されている。したがって、変圧保護部４においては、筒体１１及び箱体１２によって外被７が形成されている。箱体１２には、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９が設置されている。サージアブソーバ８及び計器用変圧器９は、箱体１２の天面１２ａに下向きに固定されている。

実施の形態２に係る発電主回路接続装置５０は、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９の設置位置の自由度が高いことに加え、箱体１２が筒体１１の上方に配置されるため、主母線３の下方に確保できるスペースは、箱体１２を筒体１１の下方に配置する場合よりも大きくなる。したがって、主母線３の下方に箱体１２を接合する実施の形態１に係る発電主回路接続装置５０と比較すると、主母線３の下方により広い空間を確保することができる。

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る発電主回路接続装置の変圧保護部の断面図である。実施の形態３に係る発電主回路接続装置５０において、変圧保護部４には、筒体１１よりも太い太筒体１３が配置されている。したがって、実施の形態３に係る発電主回路接続装置５０の変圧保護部４では、太筒体１３によって外被７が形成されている。導体６は、太筒体１３の中心に配置されている。したがって、導体６の中心軸は、太筒体１３の中心軸と同軸である。

太筒体１３の中心軸に垂直な断面は、矩形の四隅を面取りした八角形である。サージアブソーバ８及び計器用変圧器９は、互いに垂直な面である側面１３ａと天面１３ｂとを繋ぐ連結面１３ｃに設置されている。したがって、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９の各々の自重は、互いに垂直な二つの面である側面１３ａと天面１３ｂとに分散される。したがって、側面１３ａと天面１３ｂとを繋ぐ連結面１３ｃにサージアブソーバ８及び計器用変圧器９を設置することにより、変圧保護部４の機械的な強度を高めることができる。

実施の形態３に係る発電主回路接続装置５０は、互いに垂直な二つの面である側面１３ａと天面１３ｂとを繋ぐ連結面１３ｃにサージアブソーバ８及び計器用変圧器９を設置するため、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９を側面１３ａと平行に配置する場合と比較して、サージアブソーバ８及び計器用変圧器９が側面１３ａと平行な方向における長さを短くできる。すなわち、実施の形態３に係る発電主回路接続装置５０においてサージアブソーバ８及び計器用変圧器９の鉛直方向における長さＢは、サージアブソーバ８又は計器用変圧器９の長さＡよりも短くなる。したがって、側面１３ａと平行な方向に関して変圧保護部４の寸法が大きくなることを抑制できる。

なお、上記の説明においては、太筒体１３の断面形状は矩形の四隅が面取りされた八角形であったが、筒体１１の断面よりも大きければ、多角形又は円形であってもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 発電機、２ 主変圧器、３ 主母線、４ 変圧保護部、５ 母線部、６ 導体、７ 外被、８ サージアブソーバ、９ 計器用変圧器、１１ 筒体、１１ａ 開口、１１ｂ 縁、１２ 箱体、１２ａ，１３ｂ 天面、１２ｂ 底面、１３ 太筒体、１３ａ 側面、１３ｃ 連結面、２１ 遮断器、５０ 発電主回路接続装置。

Claims (4)

1. 導体及び前記導体を囲む外被を備え、発電機と主変圧器とを接続する主母線と、前記主母線に設置された遮断器とを有し、
   前記主母線は、電気計器を接続可能な電圧に前記主母線の電圧を変圧する計器用変圧器と、前記導体を流れるサージ電流を吸収するサージアブソーバとを備え、前記計器用変圧器及び前記サージアブソーバは、前記主母線の前記導体と前記外被との間の空洞に配置されており、
   前記主母線は、前記導体を覆う筒体が前記外被をなす母線部と、
   前記計器用変圧器及び前記サージアブソーバが設置される変圧保護部とを有し、
   前記変圧保護部における前記外被は、開口が形成された前記筒体と、前記開口に直に接合された箱体とで構成されており、
   前記計器用変圧器及び前記サージアブソーバは、前記箱体の前記開口に接合された面と対向する面に固定されていることを特徴とする発電主回路接続装置。
2. 導体及び前記導体を囲む外被を備え、発電機と主変圧器とを接続する主母線と、前記主母線に設置された遮断器とを有し、
   前記主母線は、電気計器を接続可能な電圧に前記主母線の電圧を変圧する計器用変圧器と、前記導体を流れるサージ電流を吸収するサージアブソーバとを備え、前記計器用変圧器及び前記サージアブソーバは、前記主母線の前記導体と前記外被との間の空洞に配置されており、
   前記主母線は、前記導体を覆う筒体が前記外被をなす母線部と、
   前記計器用変圧器及び前記サージアブソーバが設置される変圧保護部とを有し、
   前記変圧保護部における前記外被は、前記筒体よりも太い筒状の太筒体で構成されており、
   前記計器用変圧器及び前記サージアブソーバは、前記太筒体の内面に固定されていることを特徴とする発電主回路接続装置。
3. 前記太筒体は、互いに垂直な二つの面と、前記互いに垂直な二つの面を繋ぐ連結面とを有し、前記計器用変圧器及び前記サージアブソーバは、前記連結面に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の発電主回路接続装置。
4. 前記主母線は、複数の相ごとに分離された相分離母線であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発電主回路接続装置。

Images