(57)【要約】【課題】揚水式水力発電所の主回路機器の据付面積を縮小する。【解決手段】発電機と発電機遮断器1a間には、相分離母線10のエンクロージャー内に電気ブレーキ断路器3aの接点開閉部、相分離母線11のエンクロージャー内に起動用断路器4bの接点開閉部がそれぞれ収納、配置される。同様に、起動用断路器4bの接点開閉部が相分離母線12のエンクロージャー内に収納される。さらに、相分離母線13は、両端の相を曲げることによって３相同一の高さとし、接地開閉器5aの接点開閉部が相分離母線13のエンクロージャー内に収納される。【選択図】図２
2006109560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揚水時に発電機を電動機に切替える揚水式水力発電所に使用され、発電機遮断器と発電機主回路の相順変換切替を行う相反転断路器を備えた発電機主回路機器において、
発電機主回路機器の接点開閉部を相分離母線導体に直付けし、母線エンクロージャー内に収納したことを特徴とする発電機主回路機器。
【請求項２】
請求項１において、前記発電機主回路機器は電気ブレーキ用断路器、起動用断路器及び接地開閉器を含み、その接点開閉部を相分離母線導体に直付けしたことを特徴とする発電機主回路機器。
【請求項３】
請求項１において、前記発電機主回路機器の一部は電気ブレーキ用断路器及び起動用断路器であり、前記相分離母線のほぼ同位置で、前記電気ブレーキ用断路器を前記相分離母線の下側に、前記起動用断路器を前記相分離母線の上側に配置し、またはその上側下側を逆にして配置したことを特徴とする発電機主回路機器。
【請求項４】
請求項１において、前記発電機主回路機器の一部は接地開閉器であり、主変圧器側と前記相反転断路器間に接続している相分離母線の両端を曲げて３相同一の高さとし、該相分離母線のエンクロージャー内に前記接地開閉器の接点開閉部を収納したことを特徴とする発電機主回路機器。
【請求項５】
揚水時に発電機を電動機に切替える揚水式水力発電所に使用され、発電機遮断器と発電機主回路の相順変換切替を行う相反転断路器を備えた発電機主回路機器において、
前記発電機主回路機器の一部は電気ブレーキ用断路器及び起動用断路器であり、前記電気ブレーキ用断路器の接点開閉部を相分離母線導体に直付けして母線エンクロージャー内に収納し、また、前記起動用断路器の接点開閉部を相分離母線導体に直付けし、該相分離母線導体を発電機遮断器のエンクロージャー内に収納したことを特徴とする発電機主回路機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揚水時に発電機を電動機に切替える揚水式水力発電所に使用される発電機主回路機器に係り、その配置構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力の需要は増大する傾向にあり、発電所には効率的な運用が求められている。そのため、優れた効率を発揮する発電所として揚水式の水力発電所が普及している。
【０００３】
一方、発電所建設は環境調和を重視し、その建屋は周囲の風美や環境を害さない設計が要求され、発電所の構造をトンネル構造や地下式構造とする場合が多い。このような構造を持つ発電所は、据付面積の小さい方が建設時のコストが低くて望ましい。
【０００４】
従来、発電機主回路を構成する発電機主回路機器は単独で設置されるため、据付スペースが大きかった。しかし、据付面積の縮小が望まれるなかで、特許文献１に記載のように切替え用断路器の配置スペースを縮小する提案がある。
【０００５】
【特許文献１】特開Ｈ１０−１１２９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の発電機主回路機器は各々の機器が単体として設置されるため据付面積が大きく、トンネル構造の発電所では建設費の増大を招いていた。また、上記特許文献１においても、断路器以外の主回路機器のスペースについては考慮がなされていない。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、揚水式の水力発電所において、最適な配置構成をすることにより、据付面積が小さく、かつ経済性が優れた発電機主回路機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、揚水時に発電機を電動機に切替える揚水式水力発電所に使用され、発電機遮断器と発電機主回路の相順変換切替を行う相反転断路器を備えた発電機主回路機器において、発電機主回路機器の接点開閉部を相分離母線導のエンクロージャー内に収納したことを特徴とする。接点開閉部は相分離母線導体に直付けしている。
【０００９】
前記発電機主回路機器の一部は電気ブレーキ用断路器及び起動用断路器であり、前記相分離母線のほぼ同位置で、前記電気ブレーキ用断路器を前記相分離母線の下側に、前記起動用断路器を前記相分離母線の上側に配置し、またはその上側下側を逆にして配置したことを特徴とする。
【００１０】
または、前記発電機主回路機器の一部は接地開閉器であり、主変圧器側と前記相反転断路器間に接続している相分離母線の両端を曲げて３相同一の高さとし、該相分離母線のエンクロージャー内に前記接地開閉器の接点開閉部を収納したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記発電機主回路機器の一部は電気ブレーキ用断路器及び起動用断路器であり、前記電気ブレーキ用断路器の接点開閉部を相分離母線導体に直付けして母線エンクロージャー内に収納し、また、前記起動用断路器の接点開閉部を相分離母線導体に直付けし、該相分離母線導体を発電機遮断器のエンクロージャー内に収納したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、揚水式水力発電所に採用される発電機主回路機器は設置面積の少ない配置構成となるので、据付面積が小さく、経済性に優れる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、揚水式水力発電所の運用方式を説明する。図1.は、一般的な揚水式水力発電所の主回路母線の単線接続図である。発電機として運転する場合は、遮断器１が「開」、相反転断路器２が「閉」で、水車を回し発電機を起動させ、系統電圧と発電機電圧の大きさと位相が同期した状態で遮断器１を投入し、系統に併入する。発電機を停止する場合は、遮断器１を切った後で、電気ブレーキ断路器３を投入し、強制的に３相を短絡することで、電気エネルギーを熱エネルギーに変換しブレーキをかける。
【００１４】
揚水用電動機として運転する場合は、遮断器１が「開」、相反転断路器２が相順変換切替を行い投入した状態で、発電機側起動用断路器４を投入し、サイリスタ起動用電源より２相相順を逆にした電源を受け、発電機を電動機として徐々に回転させる。必要回転数に達したとき、サイリスタ起動用電源を停止して起動用断路器４を切り、遮断器1を投入するサイリスタ起動方式がある。また、発電機が２機ある場合に、発電機とする側の主変圧器側の起動用断路器４を投入し、その起動用断路器から揚水用電動機とする側の発電機側起動用断路器４を通って電源を受け、電動機起動を行う同期起動方式がある。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図２は、本発明の実施形態の一例を示す、発電機主回路機器の配置構成図である。発電機遮断器1aは相分離母線11，12と接続されている。発電機と発電機遮断器1a間には、相分離母線10のエンクロージャー内に電気ブレーキ断路器3aの接点開閉部、相分離母線11のエンクロージャー内に起動用断路器4bの接点開閉部がそれぞれ収納、配置されている。
【００１６】
図３、図４は、図２のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図を示し、電気ブレーキ断路器接点開閉部3a’および起動用断路器接点開閉部4a’の内部構造である。（ａ）は閉路状態、（ｂ）は開路状態を示す。
【００１７】
固定接触子台9，9aは相分離母線導体21，22と一体構造となっており、固定接触子6，6aが固定接触子台9，9aに取付けられている。また、集電子7，7aは相分離母線エンクロージャー31，32に取付けられた支持碍子8，8aにより固定されている。これにより、電気ブレーキ断路器接点開閉部3a’および起動用断路器接点開閉部4a’を相分離母線導体21，22に直付けし、その母線エンクロージャー31，32内に収納可能となる。
【００１８】
発電機遮断器1aと発電機主回路の相順変換切替を1台の機器で行う相反転断路器2aは相分離母線12により接続される。起動用断路器4bの接点開閉部が図４と同様に相分離母線12のエンクロージャー内に収納され、発電機遮断器1aと相反転断路器2a間に設置されている。
【００１９】
主変圧器側と相反転断路器2a間に接続している相分離母線13は、両端の相を曲げることによって３相同一の高さとしている。これにより、接地開閉器5aの接点開閉部が相分離母線13のエンクロージャー内に収納され、主変圧器側と相反転断路器2a間に配置される。
【００２０】
図５は図２のＣ−Ｃ断面図で、接地開閉器接点開閉部5a’の内部構造図である。固定接触子台9bは相分離母線導体23と一体構造となっており、固定接触子6bは固定接触子台9bに取付けられている。また、集電子7bは接地されている相分離母線エンクロージャー33により固定され、電気的に接続されている。これにより接地開閉器接点開閉部5a’は相分離母線導体23に直付けし、その母線エンクロージャー33内に収納可能となる。
【００２１】
本実施例の配置構成により、発電機主回路機器の据付面積を縮小化することが可能となる。なお、水力発電所の構成により、電気ブレーキ断路器3a、起動用断路器4a、接地開閉器5aの位置をそれぞれ上下反転することも可能である。
【実施例２】
【００２２】
図6は、他の実施形態を示す、発電機主回路機器の配置構成図である。発電機遮断器1bは相分離母線14，15と接続されている。発電機遮断器1bに接続されている相分離母線14のエンクロージャー内の上下同位置に、電気ブレーキ断路器3bの接点開閉部を下側に、起動用断路器4cの接点開閉部を上側に配置、収納している。
【００２３】
図７は図６のＤ−Ｄ断面図で、電気ブレーキ断路器接点開閉部3b’および起動用断路器接点開閉部4c’の内部構造図である。相分離母線導体24に対し、電気ブレーキ断路器固定接触子台9c が下側に、起動用断路器固定接触子台9dが上側に一体化されている。固定接触子6c，6dはそれぞれの固定接触子台9c，9dに取付けられる。集電子7c、7dは、相分離母線エンクロージャー34に取付けられている支持碍子8b，8cによって固定されている。
【００２４】
これにより、電気ブレーキ用断路器接点開閉部3b’および起動用断路器接点開閉部4c’を相分離母線導体24に直付けし、その母線エンクロージャー34内に収納し、かつ上下同位置での配置を可能とする。なお、電気ブレーキ用断路器3bおよび起動用断路器4cは、発電所の構成によりその上下位置の変更が可能である。
【００２５】
発電機遮断器1bと発電機主回路の相順変換切替を1台の機器で行う相反転断路器2bは、相分離母線15に接続されている。起動用断路器4dの接点開閉部は、相分離母線15のエンクロージャー内に収納され、発電機遮断器1bと相反転断路器2b間に配置される。
【００２６】
主変圧器側と相反転断路器2b間に接続されている相分離母線16は、両端の相を曲げることによって３相同一の高さとしている。これにより、接地開閉器5ｂの接点開閉部が相分離母線16のエンクロージャー内に収納され、主変圧器側と相反転断路器2ｂ間に配置される。
【００２７】
本実施例のような配置構成をすることにより、発電機主回路機器の据付面積を実施例１よりさらに縮小化できる。
【実施例３】
【００２８】
図８は、さらに他の実施例による発電機主回路機器の配置構成図である。発電機遮断器1cは相分離母線17，18と接続されている。電気ブレーキ断路器3cの接点開閉部は相分離母線17のエンクロージャー内に収納され、発電機と発電機遮断器1c間に配置されている。起動用断路器4e，4fの接点開閉部は発電機遮断器1cのエンクロージャー内に収納されている。
【００２９】
図９は起動用断路器接点開閉部の内部構造図で、（ａ）は発電機遮断器のエンクロージャー内、（ｂ）は起動用断路器接点開閉部拡大図を示している。相分離母線主回路導体25，26に固定接触子6e，6fが取付けてある。集電子7e，7fは発電機遮断器エンクロージャー51に取付けられた支持碍子8d，8eにより固定される。これにより、起動用断路器接点開閉部4e’，4f’を相分離母線25，26に直付けし、その母線を発電機遮断器のエンクロージャー51内に収納可能とする。
【００３０】
図10は、起動用断路器接点開閉部4e’4f’の別例である。相分離母線主回路導体27，28に固定接触子6g，6hが取付けられている。また、支持碍子8g，8fが発電機遮断器エンクロージャー52に取付けられ、集電子7g，7fを支持している。これにより、起動用断路器接点開閉部4e’，4f’を相分離母線に直付けし、その母線を発電機遮断器のエンクロージャー52内に収納可能とする。この場合、起動用断路器の操作器は、発電機遮断器制御箱内に収納され、発電機遮断器前面での一括操作が可能となる。
【００３１】
発電機遮断器1cと発電機主回路の相順変換切替を1台の機器で行う相反転断路器2cは、相分離母線18に接続されている。主変圧器と相反転断路器2c間に接続している相分離母線19は両端の相を曲げることによって3相同一の高さとする。これにより、接地開閉器5cの接点開閉部が相分離母線19のエンクロージャー内に収納され、主変圧器と相反転断路器2c間に配置される。
【００３２】
本実施例の配置構成をすることにより、発電機主回路機器の据付面積を実施例２よりさらに縮小化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】揚水式水力発電所の主回路母線の接続図。
【図２】本発明の実施例１による発電機主回路機器の配置構成図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図による電気ブレーキ断路器の内部構造図。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図による起動用断路器の内部構造図。
【図５】図２のＣ−Ｃ断面図による接地開閉器の内部構造図。
【図６】本発明の実施例２による発電機主回路機器の配置構成図。
【図７】図６のＤ−Ｄ断面図による電気ブレーキ断路器及び起動用断路器の内部構造図。
【図８】本発明の実施例３による発電機主回路機器の配置構成図。
【図９】図８の発電機遮断器で、起動用断路器を収納した内部構造図。
【図１０】図９の変形例を示す起動用断路器を収納した発電機遮断器の内部構造図。
【符号の説明】
【００３４】
1，1a，1b，1c…発電機遮断器、2，2a，2b，2c…相反転断路器、3，3a，3b，3c…電気ブレーキ用断路器、3’，3a’，3b’…電気ブレーキ用断路器接点開閉部、4，4a，4b，4c，4d，4e，4f…起動用断路器、4’，4a’，4b’，4c’，4d’，4e’，4f’…起動用断路器接点開閉部、5，5a，5b，5c…接地開閉器、5a’…接地開閉器接点開閉部、6，6a，6b，6c，6d，6e，6f，6g，6h…固定接触子、7，7a，7b，7c，7d，7e，7f，7g，7h…集電子、8，8a，8b，8c，8d，8e，8f，8g…支持碍子、9，9a，9b，9c，9d…固定接触子台、10，11，12，13，14，15，16，17，18，19…相分離母線、21，22，23，24，25，26，27，28…相分離母線導体、31，32，33，34…相分離母線エンクロージャー、51，52…発電機遮断器エンクロージャー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006109560.tif 000009
【図８】
2006109560.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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