(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電所の受電所と６６ｋＶ又は７７ｋＶクラスの送電系統との間に設置されて両者間の連系及び切り離しを行う開閉所において、該開閉所の各種電気機器の動作電源を含む１００〜２００Ｖ系の所内電源を生成する電源設備であって、
開閉所母線に対して設置され計器として用いられる変圧器と、前記開閉所母線に対してさらに設置される計器用変圧器と、該計器用変圧器の出力に基づいて前記所内電源を生成する所内電源装置とを含んで構成され、
前記計器用変圧器は、１〜３０ｋＶＡクラスの計器用変圧器にて構成され、前記計器として用いられる変圧器とは異なり前記動作電源を含む前記所内電源を生成すべく用いられることを特徴とする開閉所の電源設備。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉所の電源設備において、
開閉所は、再生可能エネルギーによる発電を行う発電所に対して設置されるものであることを特徴とする開閉所の電源設備。
【請求項３】
発電所の受電所と６６ｋＶ又は７７ｋＶクラスの送電系統との間に設置されて両者間の連系及び切り離しを行う開閉所において、該開閉所の各種電気機器の動作電源を含む１００〜２００Ｖ系の所内電源を生成するその所内電源生成方法であって、
計器として用いられる変圧器を設置した開閉所母線に対してさらに設置した計器用変圧器を、１〜３０ｋＶＡクラスの計器用変圧器にて構成し、前記計器として用いられる変圧器とは異なり前記動作電源を含む前記所内電源を生成すべく用いて、該計器用変圧器の出力に基づいて所内電源装置にて前記所内電源を生成するようにしたことを特徴とする開閉所における所内電源生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉所の所内電源を生成する開閉所の電源設備、及び開閉所におけるその所内電源生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光や風力等の再生可能エネルギーを用いるメガソーラやウインドファームといった大規模な発電所の建設が進んできている。このような大規模発電所は、既設の６６ｋＶ又は７７ｋＶクラスの送電系統と連系することが多い状況である。
【０００３】
また、上記の発電所の設置者は、分界点の関係等から、発電所から系統連系点までの連系線とガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）等の開閉所とを設置する必要があり、この開閉所は連系点付近に設置することとなる。
【０００４】
因みに、従来からある大規模発電所としての例えば水力発電所と開閉所と送電系統との接続構成が特許文献１等にて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１３５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＧＩＳ等の開閉所に備えられる各種電気機器は、その動作電源として１００〜２００Ｖ系の低圧電源が必要である。
上記のメガソーラ等の発電所においては、１００〜２００Ｖ系電源の生成は比較的容易である。しかしながら、このメガソーラ等の発電所は僻地に建設されることが多く、発電所の受電所から系統連系点（系統送電線との接続点）までは数十ｋｍの距離を有することが多いため、発電所で得られた１００〜２００Ｖ系電源を数十ｋｍ離れた連系点付近に設置する開閉所まで送電するのは現実的でない。
【０００７】
そこで、開閉所内で１００〜２００Ｖ系電源を生成する電源設備を設置することになるが、開閉所で扱う電圧は６６ｋＶ又は７７ｋＶであり、該電圧から１００〜２００Ｖ系電源を生成するには、例えば６６ｋＶ／６．６ｋＶの特別高圧変圧器を一段目に、６．６ｋＶ／２１０Ｖの高圧変圧器を２段目に設置し、所望電圧まで段階的に降圧させることになる。
【０００８】
しかしながら、特別高圧変圧器や高圧変圧器は重量が非常に重いため、開閉所（開閉所の電源設備）の設置施工時の搬入や据付が大変で時間（工期）を要し、また特別高圧変圧器等はその後のメンテナンスが大変でもあり、これらのことから開閉所（開閉所の電源設備）の建設費やその後の維持費が高価となることが懸念される。また、特別高圧変圧器や高圧変圧器の常時損失も省エネの観点から気になるところである。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、設備の簡素化を図ることができる開閉所の電源設備、及び開閉所における所内電源生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する開閉所の電源設備は、発電所の受電所と６６ｋＶ又は７７ｋＶクラスの送電系統との間に設置されて両者間の連系及び切り離しを行う開閉所において、該開閉所の各種電気機器の動作電源を含む１００〜２００Ｖ系の所内電源を生成する電源設備であって、開閉所母線に対して設置され計器として用いられる変圧器と、前記開閉所母線に対してさらに設置される計器用変圧器と、該計器用変圧器の出力に基づいて前記所内電源を生成する所内電源装置とを含んで構成され、前記計器用変圧器は、１〜３０ｋＶＡクラスの計器用変圧器にて構成され、前記計器として用いられる変圧器とは異なり前記動作電源を含む前記所内電源を生成すべく用いられる。
【００１１】
この構成によれば、開閉所の電源設備は、開閉所母線に対して設置される計器用変圧器の出力から、所内電源装置にて開閉所の各種電気機器の動作電源を含む所内電源を生成するように構成される。つまり、所内電源装置の前段設備として特別高圧変圧器や高圧変圧器と比べて十分に軽量な計器用変圧器を用いて構成することで、開閉所の電源設備を簡素に構成することが可能となる。
【００１２】
この構成によれば、所内電源装置の前段設備として用いる１〜３０ｋＶＡクラスの計器用変圧器の出力は所内電源装置での電源生成に好適なため、開閉所の電源設備において高効率な電源生成が可能となる。
【００１３】
また上記の開閉所の電源設備において、開閉所は、再生可能エネルギーによる発電を行う発電所に対して設置されるものである。
この構成によれば、太陽光等の再生可能エネルギーを用いる発電所と対で設置される開閉所の電源設備を簡素に構成することが可能となる。
【００１４】
また上記課題を解決する開閉所における所内電源生成方法としては、発電所の受電所と６６ｋＶ又は７７ｋＶクラスの送電系統との間に設置されて両者間の連系及び切り離しを行う開閉所において、該開閉所の各種電気機器の動作電源を含む１００〜２００Ｖ系の所内電源を生成するその所内電源生成方法であって、計器として用いられる変圧器を設置した開閉所母線に対してさらに設置した計器用変圧器を、１〜３０ｋＶＡクラスの計器用変圧器にて構成し、前記計器として用いられる変圧器とは異なり前記動作電源を含む前記所内電源を生成すべく用いて、該計器用変圧器の出力に基づいて所内電源装置にて前記所内電源が生成される。
【００１５】
この構成によれば、上記と同様に、所内電源装置の前段設備に軽量な計器用変圧器を用いることで、開閉所の電源設備を簡素に構成することが可能となる。また、所内電源装置の前段設備として用いる１〜３０ｋＶＡクラスの計器用変圧器の出力は所内電源装置での電源生成に好適なため、開閉所の電源設備において高効率な電源生成が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の開閉所の電源設備及び開閉所における所内電源生成方法によれば、設備の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態における開閉所の電源設備を含む開閉所と発電所の受電所との接続構成図である。
【図２】比較例における開閉所の電源設備を含む開閉所と発電所の受電所との接続構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて一実施形態について説明する。
図１に示すように、メガソーラ等の発電所１０の受電所１１において、複数のソーラパネル群にて発電した直流の発電電力が直交変換され交流電力として受電所母線１２に供給される。受電所母線１２上には、主要機器として、ガス遮断器（ＧＣＢ）１３、Ｒ６６／６．６ｋＶの特別高圧変圧器（ＴＲ）１４、ガス遮断器１５及び断路器（ＤＳ）１６がこの順で設置されている。また、受電所母線１２には、ガス遮断器１３と特別高圧変圧器１４との間に計器用変圧器（ＶＴ）１７が接続され、断路器１６と受電所１１の出力端１１ａとの間に接地形計器用変圧器（ＥＶＴ）１８が接続されている。受電所１１の出力端１１ａは、連系線１９を介して開閉所２０の入力端２０ａと接続されている。
【００１９】
因みに、メガソーラ等の発電所１０は僻地に建設されることが多く、また開閉所２０は分界点の関係等から送電系統Ｌとの連系点Ｐ付近に設置されるため、発電所１０の受電所１１から連系点Ｐ付近に設置の開閉所２０までを繋ぐ連系線１９は数十ｋｍの長さとなることがある。
【００２０】
開閉所２０において、入力端２０ａに接続される開閉所母線２１上には、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）２２が設置されている。ガス絶縁開閉装置２２は、主要機器として、開閉所２０の入力端２０ａ側からガス遮断器２３及び断路器２４がこの順で設置され、開閉所２０の出力端、即ち送電系統Ｌとの連系点Ｐと接続されている。送電系統Ｌは、既設の例えば６６ｋＶ又は７７ｋＶクラスの系統である。
【００２１】
また、ガス絶縁開閉装置２２においては、ガス遮断器２３の前段に計器用変圧変流器（ＶＣＴ）２５が設置され、断路器２４の後段に計器用変流器（ＣＴ）２６が設置されている。また、計器用変圧変流器２５の更に前段の母線２１には、接地形計器用変圧器２７が接続されている。更に、計器用変流器２６と接地形計器用変圧器２７の二次側との間には、保護継電器（保護Ｒｙ）２８が接続されている。
【００２２】
また、ガス絶縁開閉装置２２の前段の母線２１には、計器用変圧器３０が接続されている。この計器用変圧器３０は、コンデンサ形計器用変圧器（ＣＶＴ）や、計器用出力及び電圧出力の各出力が可能な計器用変圧器等であり、３ｋＶＡ、２５ｋＶＡ等、１〜３０ｋＶＡクラスの計器用変圧器にて構成されている。計器用変圧器３０の出力側には、それぞれブレーカ３１，３２を介して所内電源装置３３とバッテリ装置（ＢＡＴＴ）３４とが接続されている。
【００２３】
所内電源装置３３は、計器用変圧器３０の出力電圧に基づいて１００〜２００Ｖ系の低圧電源を生成する。所内電源装置３３は、自身で生成した１００〜２００Ｖ系電源を開閉所２０内の各種機器、例えば保護継電器２８等に動作電源として供給する。このように本実施形態の開閉所２０の電源設備は、計器用変圧器３０と所内電源装置３３とを含んで構成されている。
【００２４】
このような電源設備を含む開閉所２０の動作について、直流の発電電力が変換されて三相交流電力として受電所１１に入力されると、該受電所１１は特別高圧変圧器１４にてその交流電力を系統Ｌと同等の電圧まで昇圧し、昇圧した交流電力を連系線１９を介して開閉所２０に送出する。そして、開閉所２０は、通常時では系統Ｌと連系（接続）し、受電所１１からの交流電力を系統Ｌに送出する。
【００２５】
一方、落雷や地絡事故等により系統Ｌに異常電流が生じると、開閉所２０の計器用変流器２６がその異常電流を検出し、該検出に基づいて保護継電器２８が作動する。保護継電器２８は、所内電源装置３３からの動作電源の供給に基づいてガス遮断器２３を作動させ、発電所１０側と系統Ｌ側とを切り離すようになっている。
【００２６】
ここで、図２に比較例を示す。比較例における開閉所５０の電源設備は、開閉所母線２１の系統電圧から特別高圧変圧器５１と高圧変圧器５２との２段階で降圧した電圧を受けて所内電源装置３３は１００〜２００Ｖ系電源を生成する構成である。ガス絶縁開閉装置２２と特別高圧変圧器５１とは断路器５３を介した直結構造となっている。このような開閉所５０の電源設備では、先ず特別高圧変圧器５１や高圧変圧器５２が非常に重量物であるため、その設置施工時の搬入や据付が大変で時間（工期）を要する。また、特別高圧変圧器５１等は、その後のメンテナンスが大変である。従って、これらのことから、開閉所５０（開閉所５０の電源設備）の建設費やその後の維持費が高価となってしまうことが懸念される。また、特別高圧変圧器５１や高圧変圧器５２の常時損失が生じるため、省エネの観点からも避けたいところである。
【００２７】
これに対し、本実施形態の開閉所２０の電源設備は、計器用変圧器３０の出力から所内電源装置３３にて１００〜２００Ｖ系電源を生成する構成としている。つまり、比較例で用いられる特別高圧変圧器５１や高圧変圧器５２と比べて本実施形態の開閉所２０の電源設備に用いる計器用変圧器３０は十分に軽量であるため、その設置施工時の搬入や据付を短時間（短工期）で行うことが可能である。また、計器用変圧器３０は、その後のメンテナンスも容易である。これらのことから、本実施形態の開閉所２０（開閉所２０の電源設備）は、建設費やその後の維持費を抑えることが可能である。また、計器用変圧器３０は常時損失も小さいことから、省エネ化に貢献できる。
【００２８】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）開閉所２０の電源設備は、開閉所母線２１に対して設置される計器用変圧器３０の出力から、所内電源装置３３にて開閉所２０の各種電気機器（保護継電器２８等）の動作電源を含む１００〜２００Ｖ系の所内電源を生成するように構成されている。つまり、所内電源装置３３の前段設備として、比較例にある特別高圧変圧器５１や高圧変圧器５２と比べて十分に軽量な計器用変圧器３０を用いて構成することで、開閉所２０の電源設備を簡素に、ひいては開閉所２０そのものも簡素に構成することができる。これにより、開閉所２０（開閉所２０の電源設備）の設置施工時の搬入や据付を短時間（短工期）で行うことができ、コスト抑制に貢献することができる。また、計器用変圧器３０はその後のメンテナンスも容易であることからも、コスト抑制に貢献できる。また、計器用変圧器３０は常時損失も小さいことから、省エネ化にも貢献できる。
【００２９】
（２）所内電源装置３３の前段設備として用いる１〜３０ｋＶＡクラスの計器用変圧器３０の出力は所内電源装置３３での電源生成に好適なため、開閉所２０の電源設備において高効率な電源生成を行うことができる。
【００３０】
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・所内電源装置３３の前段設備として用いる計器用変成器として、コンデンサ形計器用変圧器（ＣＶＴ）や、計器用出力及び電圧出力の各出力が可能な計器用変圧器等の計器用変圧器３０を用いたが、これ以外の計器用変成器を用いて構成してもよい。
【００３１】
・所内電源装置３３にて生成した所内電源を保護継電器２８の動作電源として用いたが、開閉所２０内のその他の電気機器に用いてもよい。また、所内電源装置３３にて生成した所内電源は１００〜２００Ｖ系電源であったが、用途に合わせてその他の電圧の所内電源を生成してもよい。
【００３２】
・発電所１０は太陽光発電所であり、これと対で設置される開閉所２０の電源設備に適用したが、その他の発電所と対で設置される開閉所の電源設備に適用してもよい。
・開閉所２０及び受電所１１の構成は一例であり、その構成を適宜変更してもよい。例えばガス絶縁開閉装置２２を用いた開閉所２０であったが、これ以外の開閉装置を用いる構成としてもよい。
【００３３】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）  １〜３０ｋＶＡクラスの計器用変成器の出力に基づいて所内電源が生成されるものであることを特徴とする。
【００３４】
（ロ）  請求項４又は上記（イ）に記載の開閉所における所内電源生成方法において、
再生可能エネルギーによる発電を行う発電所に対して設置される開閉所の所内電源が生成されるものであることを特徴とする開閉所における所内電源生成方法。
【００３５】
（ハ）  発電所の受電所と送電系統との間に設置されて両者間の連系及び切り離しを行う開閉所であって、
開閉所母線に対して設置される計器用変成器と、該計器用変成器の出力に基づいて、開閉所の各種電気機器の動作電源を含む所内電源を生成する所内電源装置とを含んで構成された電源設備を備えたことを特徴とする開閉所。
【符号の説明】
【００３６】
Ｌ…送電系統、１０…発電所、１１…受電所、２０…開閉所、２１…開閉所母線、３０…計器用変圧器（計器用変成器）、３３…所内電源装置。
【要約】
【課題】設備の簡素化を図ることができる開閉所の電源設備を提供する。
【解決手段】開閉所２０の電源設備は、開閉所母線２１に対して設置される計器用変圧器３０の出力から、所内電源装置３３にて開閉所２０の各種電気機器（保護継電器２８等）の動作電源を含む例えば１００〜２００Ｖ系の所内電源を生成するように構成される。
【選択図】図１【図１】
0005500285.tif 000002
【図２】
0005500285.tif 000003