(57)【要約】【課題】二次冷却器が停止してしまった場合に応急処置的に必要最低限度の変圧器の運用を継続的に可能にする技術を提供する。【解決手段】第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは、変圧器１１の発生熱を冷却水ポンプ２１から供給される冷却水で冷却する一次冷却器２２と、一次冷却器通過後の温水を冷却する二次冷却器２３とを備え、緊急冷却水供給系統１４の流路と、貯水槽３３から水を送る先を切り替える第１の流路切替手段４１と、一次冷却器からの温水を送る先を切り替える第２の流路切替手段４２と、冷却水ポンプへ供給する水の供給元を切り替える第３の流路切替手段４３とをさらに設けて構成され、二次冷却器の冷却機能が喪失した場合に、補給水の流路を切り替え、貯水槽に貯水される補給水を冷却水として一次冷却器へ循環的に供給可能に構成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下変電所に設置される変圧器の冷却システムにおいて、
前記変圧器の発生熱を冷却水で冷却する一次冷却器と、前記一次冷却器とは離れた位置に設置され、前記一次冷却器を通過した後の冷却水である温水を冷却する二次冷却器とを備え、
前記一次冷却器と前記二次冷却器とを冷却する、又蒸発などで一部失われる前記冷却水を補給する冷却用補給水を貯水し、前記冷却用補給水を補給する補給水槽と、前記補給水槽に補給する前記冷却用補給水を貯水するとともに補給水ポンプを備える貯水槽とを接続し、前記貯水槽から前記補給水槽に前記冷却用補給水を送る流路を有する補給水系統と、通常運用時に前記一次冷却器および前記二次冷却器に冷却水を供給する流路として、前記一次冷却器の入力端と前記一次冷却器の入力端へ冷却水を供給する冷却水ポンプの出力端とが接続され、前記一次冷却器の出力端と前記二次冷却器の入力端とが接続され、前記二次冷却器の出力端と前記冷却水ポンプの入力端とが接続されることによって、前記冷却水が循環可能に形成される流路を有する冷却水供給系統とを接続し、前記貯水槽の水を前記補給水系統および冷却水供給系統の流路を介して前記一次冷却器側に供給する流路を有する緊急冷却水供給系統と、
前記貯水槽と接続される１個の入力端と、前記補給水槽と接続される開閉自在な第１の出力端と、前記一次冷却器の入力端と接続される開閉自在な第２の出力端とを含む複数個の出力端とを備え、前記貯水槽から導入される前記冷却用補給水の供給先を選択的に切り替える第１の流路切替手段と、
前記一次冷却器の出力端と接続される１個の入力端と、前記二次冷却器の入力端と接続される開閉自在な第３の出力端と、前記第３の出力端とは異なる開閉自在な第４の出力端とを含む複数個の出力端とを備え、前記一次冷却器から導入される前記温水の供給先を選択的に切り替える第２の流路切替手段と、をさらに設けて構成されており、
前記二次冷却器の冷却機能が停止した状態となった場合、前記冷却水ポンプと前記補給水ポンプを停止させた状態で、前記第１の出力端と前記第３の出力端とを閉じ、一端から放出される流体が前記貯水槽へ流入するように配設される仮設管の他端を前記第４の出力端に取り付け、前記第２の出力端と前記第４の出力端とを開いて、前記補給水ポンプを起動させることによって、前記貯水槽に貯水される前記冷却用補給水を、前記第２の出力端、前記一次冷却器、前記第４の出力端、および前記仮設管を経由させて前記貯水槽へ戻して循環させながら前記冷却水として前記一次冷却器へ供給可能に構成されることを特徴とする地下変電所の緊急時変圧器冷却システム。
【請求項２】
前記二次冷却器の出力端と開閉自在に接続される第１の入力端と、前記第１の入力端とは異なる開閉自在な第２の入力端と、前記冷却水ポンプの入力端と開閉自在に接続される出力端とを備え、前記第１の入力端、および前記第２の入力端の何れか一方から導入される流体を前記冷却水ポンプの入力端と開閉自在に接続される前記出力端へ案内する第３の流路切替手段と、をさらに設けて構成されることを特徴とする請求項１に記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却システム。
【請求項３】
前記第２の出力端と前記一次冷却器の入力端との間にあって、前記冷却水ポンプの出力端と前記一次冷却器の入力端とを接続する流路よりも前記第２の出力端に近い個所に第１の弁をさらに設け、
前記緊急冷却水供給系統の流路は、前記第２の出力端と前記第１の弁とに着脱自在な仮設管で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却システム。
【請求項４】
前記第１の流路切替手段は、前記貯水槽と接続される入力端と、前記第１の出力端と、前記第２の出力端とを備えるヘッダー、および前記貯水槽と接続される入力端と、前記第１の出力端と、前記第２の出力端とを備え、少なくとも、前記第１の出力端が閉じていて前記第２の出力端が開いている状態と前記第１の出力端が開いていて前記第２の出力端が閉じている状態とを切り替え可能な三方弁の何れか一方で構成されることを特徴とする請求項３に記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却システム。
【請求項５】
前記第２の流路切替手段は、前記第３の出力端および前記第４の出力端とは異なる開閉自在な出力端であって、前記二次冷却器の冷却機能が停止した状態となった後に前記二次冷却器の役割を果たす非常用冷却設備をさらに設けて、導入される前記一次冷却器を通過した後の冷却水である前記温水を前記非常用冷却設備で冷却した後に前記貯水槽へ戻す流路へ切り替える場合に、前記非常用冷却設備の出力端に一端が取り付けられる仮設管の他端からの水が前記貯水槽へ流入するように配設されるとともに、前記非常用冷却設備の入力端に一端が取り付けられる仮設管の他端を取り付け可能な第７の出力端を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却システム。
【請求項６】
前記二次冷却器の冷却機能が停止した状態となった後に前記二次冷却器の役割を果たす非常用冷却設備をさらに設けて、導入される前記一次冷却器を通過した後の冷却水である前記温水を前記非常用冷却設備で冷却した後に前記貯水槽へ戻す流路へ切り替える場合、
前記第４の出力端に取り付けられている前記仮設管の他端を取り外して代わりに前記第４の出力端に取り付け可能な仮設管を前記第４の出力端と前記非常用冷却設備の入力端に取り付け、前記非常用冷却設備の出力端に仮設管の一端を取り付け、取り付けた仮設管を通して前記非常用冷却設備からの水が前記貯水槽へ流入するように前記仮設管の他端を配設することによって、前記温水を前記非常用冷却設備で冷却した後に前記貯水槽へ戻す流路への切り替えが可能に構成されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却システム。
【請求項７】
前記第２の出力端と前記一次冷却器の入力端との間にあって、前記冷却水ポンプの出力端と前記一次冷却器の入力端とを接続する流路よりも前記第２の出力端に近い個所に第１の弁をさらに設け、前記緊急冷却水供給系統の流路が、前記第２の出力端と前記第１の弁とに着脱自在な仮設管で構成されており、
前記二次冷却器の冷却機能が停止した状態となった後に、前記貯水槽から前記第２の出力端を経由して前記冷却用補給水水を前記非常用冷却設備へ供給する系統と、前記冷却水ポンプの出力端から、前記一次冷却器、前記第４の出力端、前記非常用冷却設備、および前記第２の入力端を経由して前記冷却水ポンプの入力端へ戻る系統との２個の独立した系統を確保して前記冷却水ポンプの運転を再開する場合、
前記第２の入力端と前記非常用冷却設備を接続する仮設管を取り付け、前記非常用冷却設備に前記冷却用補給水を供給する補給水入力端と前記第２の出力端とを接続する仮設管を取り付け、前記第１の弁を閉じることによって、前記２個の独立した系統の確保が可能に構成されることを特徴とする請求項６に記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却システム。
【請求項８】
地下変電所に設置される変圧器の発生熱を冷却水で冷却する一次冷却器と、前記一次冷却器とは離れた位置に設置され、前記一次冷却器を通過した後の冷却水である温水を冷却する二次冷却器とを備え、前記一次冷却器と前記二次冷却器とを冷却する、又蒸発などで一部失われる前記冷却水を補給する冷却用補給水を貯水し、前記冷却用補給水を補給する補給水槽と、前記補給水槽に補給する前記冷却用補給水を貯水するとともに補給水ポンプを備える貯水槽とを接続し、前記貯水槽から前記補給水槽に前記冷却用補給水を送る流路を有する補給水系統と、通常運用時に前記一次冷却器および前記二次冷却器に冷却水を供給する流路として、前記一次冷却器の入力端と前記一次冷却器の入力端へ冷却水を供給する冷却水ポンプの出力端とが接続され、前記一次冷却器の出力端と前記二次冷却器の入力端とが接続され、前記二次冷却器の出力端と前記冷却水ポンプの入力端とが接続されることによって、前記冷却水が循環可能に形成される流路を有する冷却水供給系統とを接続し、前記貯水槽の水を前記補給水系統および冷却水供給系統の流路を介して前記一次冷却器側に供給する流路を有する緊急冷却水供給系統と、前記貯水槽と接続される１個の入力端と、前記補給水槽と接続される開閉自在な第１の出力端と、前記一次冷却器の入力端と接続される開閉自在な第２の出力端とを含む複数個の出力端とを備え、前記貯水槽から導入される前記冷却用補給水の供給先を選択的に切り替える第１の流路切替手段と、前記一次冷却器の出力端と接続される１個の入力端と、前記二次冷却器の入力端と接続される開閉自在な第３の出力端と、前記第３の出力端とは異なる開閉自在な第４の出力端とを含む複数個の出力端とを備え、前記一次冷却器から導入される前記温水の供給先を選択的に切り替える第２の流路切替手段と、前記二次冷却器の出力端と開閉自在に接続される第１の入力端と、前記第１の入力端とは異なる開閉自在な第２の入力端と、前記冷却水ポンプの入力端と開閉自在に接続される出力端とを備え、前記第１の入力端、および前記第２の入力端の何れか一方から導入される流体を前記冷却水ポンプの入力端と開閉自在に接続される前記出力端へ案内する第３の流路切替手段と、をさらに設けて構成される冷却システムを用いた地下変電所の緊急時変圧器冷却方法であり、
前記二次冷却器の冷却機能が停止した状態となった場合に、前記冷却水ポンプと前記補給水ポンプとを停止させ、前記冷却水ポンプと前記補給水ポンプとが停止した状態で、前記第１の出力端と前記第３の出力端とを閉じ、一端から放出される流体が前記貯水槽へ流入するように配設される仮設管の他端を前記第４の出力端に取り付けてから前記第２の出力端と前記第４の出力端とを開いて、前記補給水ポンプを起動させることによって、前記貯水槽に貯水される前記冷却用補給水を、前記第２の出力端、前記一次冷却器、前記第４の出力端、および前記仮設管を経由させて前記貯水槽へ戻し、前記一次冷却器と前記貯水槽とを循環させながら前記冷却水として前記一次冷却器へ供給し、前記冷却用補給水を消費しながら前記一次冷却器を冷却する第１次段階のステップと、
前記冷却システムに対して、前記一次冷却器からの温水を熱交換した後に前記貯水槽へ戻す非常用冷却設備がさらに設けられた後に、前記第２の流路切替手段が前記貯水槽と前記一次冷却器と前記非常用冷却設備との間に前記冷却用補給水が循環する循環流路に切り替えることによって、前記非常用冷却設備が前記貯水槽と前記一次冷却器と前記非常用冷却設備との間で循環する前記冷却用補給水を冷却する第２次段階のステップと、を備えることを特徴とする地下変電所の緊急時変圧器冷却方法。
【請求項９】
前記貯水槽が複数の水槽を直列に連通して構成され、前記非常用冷却設備が冷却塔である場合、
前記貯水槽の複数の水槽のうち、前記補給水ポンプが設置される水槽とは別の水槽に設置される非常用冷却水ポンプと、熱交換器が前記第４の出力端から前記冷却塔へ向かう温水と、前記非常用冷却水ポンプが汲み上げた水との間で熱交換し、前記温水と熱交換した後の水を前記非常用冷却水ポンプが設置される水槽から最も遠くに位置する水槽へ流入させる熱交換器とをさらに設けることによって、前記第４の出力端から前記非常用冷却設備へ向かう温水を、前記熱交換器と前記冷却塔とが冷却するステップをさらに備えることを特徴とする請求項８記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却方法。
【請求項１０】
前記貯水槽が連通する連通管を塞いで前記補給水ポンプが設置される水槽と連通する水槽群と前記非常用冷却水ポンプが設置される水槽と連通する水槽群とを隔離している場合、
前記第４の出力端から前記非常用冷却設備へ向かう温水を、前記熱交換器と前記冷却塔とが冷却するステップで、前記温水と熱交換した後の水が流入する前記水槽は、前記補給水ポンプが設置される水槽と連通する水槽群のうち、前記補給水ポンプが設置される水槽から最も遠くに位置する水槽であることを特徴とする請求項９記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却方法。
【請求項１１】
前記冷却システムが、前記第２の出力端と前記一次冷却器の入力端との間に設けられる第１の弁をさらに設けられており、前記第２の出力端と前記第１の弁とを接続する流路が前記第２の出力端と前記第１の弁とに着脱自在な仮設管で構成されている場合、
前記第２の入力端と前記非常用冷却設備を接続する配管を取り付け、前記非常用冷却設備に補給水を供給する補給水入力端と前記第２の出力端とを接続する仮設管を取り付け、前記第１の弁を閉じることによって、前記貯水槽から前記第２の出力端を経由して前記補給水を前記非常用冷却設備へ供給する系統と、前記冷却水ポンプの出力端から、前記一次冷却器、前記第４の出力端、前記非常用冷却設備、および前記第２の入力端を経由して前記冷却水ポンプの入力端へ戻る系統とを確保し、前記非常用冷却設備を前記貯水槽に貯水される前記補給水の供給無しで稼働させ、前記貯水槽に貯水される前記補給水を前記非常用冷却設備の前記補給水として使用する第３次段階へ移行するステップをさらに備えることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却方法。
【請求項１２】
前記第１の流路切替手段が、前記第１の出力端と、前記２の出力端と、第５の出力端との３個の出力端を備えて構成される場合、
前記第２の入力端と前記非常用冷却設備を接続する配管を取り付け、前記非常用冷却設備に補給水を供給する補給水入力端と前記第５の出力端とを接続する仮設管を取り付け、前記第２の出力端を閉じることによって、前記貯水槽から前記第５の出力端を経由して前記補給水を前記非常用冷却設備へ供給する系統と、前記冷却水ポンプの出力端から、前記一次冷却器、前記第４の出力端、前記非常用冷却設備、および前記第２の入力端を経由して前記冷却水ポンプの入力端へ戻る系統とを確保し、前記非常用冷却設備を前記貯水槽に貯水される前記補給水の供給無しで稼働させ、前記貯水槽に貯水される前記補給水を前記非常用冷却設備の前記補給水として使用する第３次段階へ移行するステップをさらに備えることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載の地下変電所の緊急時変圧器冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変電設備の冷却設備に係り、特に、地下変電所が被災した際に必要最低限度の変圧器の運用を可能にする地下変電所の緊急時変圧器冷却システムを用いてより長く地下変電所の変圧器の運用を継続する地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよび緊急時変圧器冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部の市街地に設置される変電所は、一般に、建物の地下部分に設置されることが多く、地下変電所と呼ばれている。この地下変電所は、都市部の送配電において重要な設備であって、最大のものでは５００ｋＶ級の設備もある。このような地下変電所は、都市部の主要機関に電力を供給している関係から、設備停止は都市部の混乱を招く等の社会問題としてクローズアップされる傾向がある。従って、地下変電所の信頼性向上は大きな命題である。
【０００３】
上述した事情から、地下変電所を構成する機器（例えば、変圧器）について、高い信頼性が求められるのはもちろんのこと、その補機（例えば、変圧器の冷却システム）についても同様に高い信頼性が求められる。例えば、地下変電所を構成する変圧器の冷却システムは、冷却システムの停止が、変圧器の停止（熱による自損）に直結するため、やはり、高い信頼性が求められる。
【０００４】
また、地下変電所は、電力需要の大きな都市部に設置されるのに加えて、建物の地下階に設置されていることから、変圧器等で大量に発生した熱が放散しにくく、発生した熱を地下階から屋外（地上）へ強制的に放出することが必要であり、地下変電所の冷却設備は屋外に設置される変電所に比べて、大型化・複雑化する傾向がある。
【０００５】
一般的な地下変電所の冷却設備システムは、変圧器で発生した熱を、変圧器に設置される一次冷却器において冷水が温水となる過程で熱交換し、一次冷却器からの温水（一次冷却器で熱交換された後の冷却水）をポンプによって二次冷却器へ送り、二次冷却器で温水が冷水となる過程で熱交換することによって放熱する仕組である。
【０００６】
この様な冷却設備を有する変電設備では、例えば、想定規模以上の地震や火事等に地下変電所が被災した場合、一次冷却器から二次冷却器（冷却塔又は乾式冷却器）への水路が破断する等によって、二次冷却器が機能しない停止状態となってしまう事態も起こり得る。特に、地震によって建物が倒壊してしまった場合には二次冷却器への水路が破断する可能性が高く、この場合の二次冷却器の機能停止が危惧されている。この様な場合であっても、変電所の切り替えや供給側で生じる問題を解決できるだけの対策時間を確保する時間（最低限半日程度、好ましくはそれ以上）は、応急処置的な運用状態となったとしても運用を停止させないようにすることは必要不可欠である。
【０００７】
上述した事情を考慮して、例えば、特許第５３２０１４７号公報に記載されるように、二次冷却器が停止してしまった場合に、応急処置的な運用状態であっても、なんとか変圧器本体が損傷に至る温度上昇の時定数分の時間（通常、１，２時間程度）以上の運用時間を確保する地下変電所の緊急時変圧器冷却システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５３２０１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した引用文献１に記載される地下変電所の緊急時変圧器冷却システムでは、運用条件によっても異なるが、変圧器本体が損傷に至る温度上昇を回避できる応急処置的な必要最低限度の変圧器の運用を最大で数日程度は継続することができる。
【００１０】
しかしながら、数日程度という期間は、実際に大地震に被災した場合に地下変電所を停止させない対策を講じるまでの期間としては、決して十分とはいえない。２０１１年３月に発生した東日本大震災の状況に鑑みると、最低限のインフラが復旧するまでに数日程度を要しており、同程度の規模の大地震が発生した場合、最低限のインフラが復旧するまでに数日以上かかることも想定しておく必要がある。従って、地下変電所の停止を確実に回避する観点からすれば、応急処置的な必要最低限度の変圧器の運用が可能な期間をさらに延ばしておいた方がより確実である。
【００１１】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、地震や火事等の災害に見舞われて二次冷却器が停止してしまった場合に応急処置的に必要最低限度の変圧器の運用を継続的に可能にする地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムは、上述した課題を解決するため、地下変電所に設置される変圧器の冷却システムにおいて、前記変圧器の発生熱を冷却水で冷却する一次冷却器と、前記一次冷却器とは離れた位置に設置され、前記一次冷却器を通過した後の冷却水である温水を冷却する二次冷却器とを備え、前記一次冷却器と前記二次冷却器とを冷却する、又蒸発などで一部失われる前記冷却水を補給する冷却用補給水を貯水し、前記冷却用補給水を補給する補給水槽と、前記補給水槽に補給する冷却用補給水を貯水するとともに補給水ポンプを備える貯水槽とを接続し、前記貯水槽から前記補給水槽に冷却用補給水を送る流路を有する補給水系統と、通常運用時に前記一次冷却器および前記二次冷却器に冷却水を供給する流路として、前記一次冷却器の入力端と前記一次冷却器の入力端へ冷却水を供給する冷却水ポンプの出力端とが接続され、前記一次冷却器の出力端と前記二次冷却器の入力端とが接続され、前記二次冷却器の出力端と前記冷却水ポンプの入力端とが接続されることによって、前記冷却水が循環可能に形成される流路を有する冷却水供給系統とを接続し、前記貯水槽の水を前記補給水系統および冷却水供給系統の流路を介して前記一次冷却器側に供給する流路を有する緊急冷却水供給系統と、前記貯水槽と接続される１個の入力端と、前記補給水槽と接続される開閉自在な第１の出力端と、前記一次冷却器の入力端と接続される開閉自在な第２の出力端とを含む複数個の出力端とを備え、前記貯水槽から導入される冷却用補給水の供給先を選択的に切り替える第１の流路切替手段と、前記一次冷却器の出力端と接続される１個の入力端と、前記二次冷却器の入力端と接続される開閉自在な第３の出力端と、前記第３の出力端とは異なる開閉自在な第４の出力端とを含む複数個の出力端とを備え、前記一次冷却器から導入される前記温水の供給先を選択的に切り替える第２の流路切替手段と、をさらに設けて構成されており、前記二次冷却器の冷却機能が停止した状態となった場合、前記冷却水ポンプと前記補給水ポンプを停止させた状態で、前記第１の出力端と前記第３の出力端とを閉じ、一端から放出される流体が前記貯水槽へ流入するように配設される仮設管の他端を前記第４の出力端に取り付け、前記第２の出力端と前記第４の出力端とを開いて、前記補給水ポンプを起動させることによって、前記貯水槽に貯水される前記冷却用補給水を、前記第２の出力端、前記一次冷却器、前記第４の出力端、および前記仮設管を経由させて前記貯水槽へ戻して循環させながら前記冷却水として前記一次冷却器へ供給可能に構成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却方法は、上述した課題を解決するため、地下変電所に設置される変圧器の発生熱を冷却水で冷却する一次冷却器と、前記一次冷却器とは離れた位置に設置され、前記一次冷却器を通過した後の冷却水である温水を冷却する二次冷却器とを備え、前記一次冷却器と前記二次冷却器とを冷却する、又蒸発などで一部失われる前記冷却水を補給する冷却用補給水を貯水する前記冷却用補給水を補給する補給水槽と、前記補給水槽に補給する前記冷却用補給水を貯水するとともに補給水ポンプを備える貯水槽とを接続し、前記貯水槽から前記補給水槽に前記冷却用補給水を送る流路を有する補給水系統と、通常運用時に前記一次冷却器および前記二次冷却器に冷却水を供給する流路として、前記一次冷却器の入力端と前記一次冷却器の入力端へ冷却水を供給する冷却水ポンプの出力端とが接続され、前記一次冷却器の出力端と前記二次冷却器の入力端とが接続され、前記二次冷却器の出力端と前記冷却水ポンプの入力端とが接続されることによって、前記冷却水が循環可能に形成される流路を有する冷却水供給系統とを接続し、前記貯水槽の水を前記補給水系統および冷却水供給系統の流路を介して前記一次冷却器側に供給する流路を有する緊急冷却水供給系統と、前記貯水槽と接続される１個の入力端と、前記補給水槽と接続される開閉自在な第１の出力端と、前記一次冷却器の入力端と接続される開閉自在な第２の出力端とを含む複数個の出力端とを備え、前記貯水槽から導入される前記冷却用補給水の供給先を選択的に切り替える第１の流路切替手段と、前記一次冷却器の出力端と接続される１個の入力端と、前記二次冷却器の入力端と接続される開閉自在な第３の出力端と、前記第３の出力端とは異なる開閉自在な第４の出力端とを含む複数個の出力端とを備え、前記一次冷却器から導入される前記温水の供給先を選択的に切り替える第２の流路切替手段と、前記二次冷却器の出力端と開閉自在に接続される第１の入力端と、前記第１の入力端とは異なる開閉自在な第２の入力端と、前記冷却水ポンプの入力端と開閉自在に接続される出力端とを備え、前記第１の入力端、および前記第２の入力端の何れか一方から導入される流体を前記冷却水ポンプの入力端と開閉自在に接続される前記出力端へ案内する第３の流路切替手段と、をさらに設けて構成される冷却システムを用いた地下変電所の緊急時変圧器冷却方法であり、前記二次冷却器の冷却機能が停止した状態となった場合に、前記冷却水ポンプと前記補給水ポンプとを停止させ、前記冷却水ポンプと前記補給水ポンプとが停止した状態で、前記第１の出力端と前記第３の出力端とを閉じ、一端から放出される流体が前記貯水槽へ流入するように配設される仮設管の他端を前記第４の出力端に取り付けてから前記第２の出力端と前記第４の出力端とを開いて、前記補給水ポンプを起動させることによって、前記貯水槽に貯水される前記冷却用補給水を、前記第２の出力端、前記一次冷却器、前記第４の出力端、および前記仮設管を経由させて前記貯水槽へ戻し、前記一次冷却器と前記貯水槽とを循環させながら前記冷却水として前記一次冷却器へ供給し、前記冷却用補給水を消費しながら前記一次冷却器を冷却する第１次段階のステップと、前記冷却システムに対して、前記一次冷却器からの温水を熱交換した後に前記貯水槽へ戻す非常用冷却設備がさらに設けられた後に、前記第２の流路切替手段が前記貯水槽と前記一次冷却器と前記非常用冷却設備との間で前記冷却用補給水が循環する循環流路に切り替えることによって、前記非常用冷却設備が前記貯水槽と前記一次冷却器と前記非常用冷却設備との間で循環する前記冷却用補給水を冷却する第２次段階のステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、地震や火事等の災害に見舞われて二次冷却器が停止してしまった場合に必要最低限度の運用を継続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図（通常運用時）。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図（緊急運用時の第１次段階）。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図（緊急運用時の第２次段階）。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図（緊急運用時の第３次段階）。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統の第１の流路切替手段の変形例を示す概略図であり、（Ａ）は２個の三方弁を直列に接続して第１の流路切替手段を構成した例を示す図、（Ｂ）は３個のポートを備える１個のヘッダーと１個の三方弁とを直列に接続して第１の流路切替手段を構成した例を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムの貯水槽を二系統化して構成した構成例を示した概略図。
【図７】地下変電所の変圧器冷却システムの基本構成の一例であり、二次冷却器が屋外に設置される構成例を示した説明図。
【図８】地下変電所の変圧器冷却システムの基本構成の一例であり、二次冷却器が屋内に設置される構成例を示した説明図。
【図９】第２次段階に移行している本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統の第１変形例を概略的に示したシステム概略図。
【図１０】第２次段階に移行している本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統の第２変形例を概略的に示したシステム概略図。
【図１１】第３次段階に移行している本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統の変形例を概略的に示したシステム概略図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図（通常運用時）。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図（緊急運用時の第１次段階）。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図（緊急運用時の第２次段階）。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図（緊急運用時の第３次段階）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システム（以下、「地下変電所緊急時変圧器冷却システム」と称する）および緊急時変圧器冷却方法について、図面を参照して説明する。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１〜４は、本発明の第１の実施形態に係る地下変電所緊急時変圧器冷却システムの一実施例である地下変電所緊急時変圧器冷却システム（以下、「第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム」と称する）１０Ａおよびその冷却系統を運用状態毎に概略的に示したシステム概略図である。
【００１８】
より具体的には、図１が通常運用時（緊急運用時以外）、図２が緊急運用時の第１次段階（以下、単に「第１次段階」と称する）、図３が緊急運用時の第２次段階（以下、単に「第２次段階」と称する）、図４が緊急運用時の第３次段階（以下、単に「第３次段階」と称する）における第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよびその冷却系統を示している。
【００１９】
通常運用時の第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（図１）は、大別すると、地下変電所の変圧器１１を冷却する役割を担う冷却水供給系統１２と、冷却水が減少した場合に冷却水を適宜補給する役割を担う補給水系統１３と、冷却水供給系統１２と補給水系統１３とを接続し、補給水系統１３側から冷却水供給系統１２側への冷却水の供給を可能とする緊急冷却水供給系統１４と、三つの系統を備えて構成される。
【００２０】
第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａの各系統１２，１３，１４について説明する。冷却水供給系統１２では、冷却水ポンプ２１によって冷却水が一次冷却器２２に運ばれ、変圧器１１を熱交換によって冷却する。続いて、一次冷却器２２で変圧器１１の発生熱を吸収した冷却水（以下、「温水」と称する）はさらに二次冷却器２３に運ばれ、二次冷却器２３で温水を熱交換して冷却する。すなわち、二次冷却器２３は、温水を熱交換する過程で温水に吸収された変圧器１１の熱を外部へ放熱し、温水を冷水とする。続いて、二次冷却器２３で冷水となった冷却水は冷却水ポンプ２１に戻される。
【００２１】
補給水系統１３は、冷却水が冷却水供給系統１２を循環する過程で蒸発等により減少するため、適宜、補給水槽３１に貯えた冷却用補給水を補給水槽３１と冷却水供給系統１２とを連結した膨張配管３２を介して冷却水供給系統１２へ供給する。補給水槽３１の冷却用補給水は、予め水道等の水源から水を引いて貯水しておいた貯水槽３３の水を補給水ポンプ３４によって適宜送出することによって補充される。補給水槽３１の冷却用補給水がオーバーフローした時は、オーバーフロー管３５から排水される。
【００２２】
貯水槽３３は、例えば、四つの水槽３３−１〜３３−４等の複数の水槽を連通管３７で連結して構成される。尚、貯水槽３３は、必ずしも、複数の水槽を連通管３７で連結した構成である必要はなく、１個の水槽であっても良いが、複数の水槽で構成されることが好ましい。１個の水槽の場合、実施する形態によっては、緊急時において仕切（パーテション）を追設する等の必要が生じる場合もあるためである。
【００２３】
緊急冷却水供給系統１４は、通常運用時に使用されない冷水の供給系統であり、被災したことによって二次冷却器２３の機能が停止してしまった等の緊急時に使用される。緊急冷却水供給系統１４は、冷却水供給系統１２と補給水系統１３とを連結する流路を有し、緊急時に貯水槽３３に貯水してある補給水を補給水系統１３から冷却水供給系統１２へ導く役割を担う。
【００２４】
また、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、通常運用時、および緊急時の運用段階に応じて、流路を自在に切り替えることが必要となる。そこで、流路を切り替えるための構成要素として、例えば、第１，２，３の流路切替手段４１Ａ，４２，４３が設けられている。
【００２５】
第１の流路切替手段４１Ａは、例えば、４個のポート（入力端と出力端）を備える流路切替手段である。第１の流路切替手段４１Ａの４個のポートのうち３個は、それぞれ、補給水槽３１、冷却水ポンプ２１の出力端、および貯水槽３３と接続される。また、残りの１個のポートは、後述する第３次段階で非常用冷却設備４７（図４）へ冷却用補給水を供給するための仮設管４５（図４）が接続される。第１の流路切替手段４１Ａのポートのうち、少なくとも、出力端となるポート、すなわち、補給水槽３１と接続されるポート、冷却水ポンプ２１の出力端と接続されるポート、および後述する第３次段階で仮設管４５が接続されるポートは、何れも開閉可能に構成される。
【００２６】
第１の流路切替手段４１Ａは、例えば、少なくとも３個のポートが開閉自在に構成された４個のポートを備えるヘッダー４１１であり、弁４１２，４１３，４１４を開閉することによって、貯水槽３３の補給水の供給先を、補給水槽３１（通常運用時）、一次冷却器２２（第１，２次段階）、および非常用冷却設備４７（第３次段階）の何れかに切り替える。
【００２７】
第２の流路切替手段４２は、例えば、３個のポート（入力端と出力端）を備える流路切替手段である。第２の流路切替手段４２の３個のポートのうち２個は、それぞれ、一次冷却器２２の出力端、および二次冷却器２３の入力端に接続される。残る１個のポートは、通常運用時には予備として閉止されており、緊急運用時に仮設管４５（図２〜４）を取り付けて使用される。第２の流路切替手段４２のポートのうち、少なくとも、出力端となるポート、すなわち、二次冷却器２３の入力端と接続されるポート、および通常運用時には予備として閉止されるポートは、何れも開閉可能に構成される。
【００２８】
第２の流路切替手段４２は、例えば、少なくとも２個のポートが開閉自在に構成された３個のポートを備えるヘッダー４２１であり、弁４２２，４２３を開閉することによって、一次冷却器２２からの温水の供給先を二次冷却器２３（通常運用時）と弁４２３（緊急運用時）とに切り替える。なお、第２次段階への移行をより速く行えるようにするため、図１〜４に示される第２の流路切替手段４２では、通常運用時には予備として閉止される弁４２３が設置される流路を、弁４２３とヘッダー４２１との間で分岐させ、分岐させた流路にさらに弁４２４を設けている。
【００２９】
第３の流路切替手段４３は、例えば、３個のポート（入力端と出力端）を備える流路切替手段である。第３の流路切替手段４３の３個のポートのうち２個は、それぞれ、二次冷却器２３の出力端、および冷却水ポンプ２１の入力端に接続される。残る１個のポートは、第３次段階以外の状況下では予備として閉止されており、第３次段階に仮設管４５（図４）を取り付けて使用される。第３の流路切替手段４３のポートのうち、少なくとも、入力端となるポート、すなわち、二次冷却器２３の出力端と接続されるポート、および通常運用時等では予備として閉止されるポートは、何れも開閉可能に構成される。
【００３０】
第３の流路切替手段４３は、例えば、少なくとも２個のポートが開閉自在に構成された３個のポートを備えるヘッダー４３１であり、弁４３２，４３３を開閉することによって、冷却水ポンプ２１へ戻す冷却水の供給元を二次冷却器２３（通常運用時）と弁４３３（第３次段階）とに切り替える。
【００３１】
仮設管４５（図２，３，４）は、緊急運用時に取り付けられる着脱自在な可撓性の管であり、例えば、樹脂繊維を筒状に製織して構成される円筒織物の両面に熱可塑性樹脂等の被覆材によって被覆したホース等である。このホースとしては、例えば、芦森工業株式会社のパルジェット（登録商標）、またはこれと同様の製品を採用することができる。このような円筒織物によって構成されるホースは、通常運用時にはコンパクトに収納でき、保管中の劣化が少ない等の利点がある。
【００３２】
非常用冷却設備４７は、第１次段階から第２次段階への移行時において追設される仮設の冷却設備であり、二次冷却器２３と同等の役割を果たす。非常用冷却設備４７は、いわば、仮設の二次冷却器２３であり、例えば、乾式冷却塔や開放型冷却塔４７１等の仮設冷却塔を備える。仮設冷却塔としての開放型冷却塔４７１は、例えば、地上面等の安定した場所に設置される。
【００３３】
乾式冷却塔や開放型冷却塔４７１は、密閉型冷却塔４７３（図１１）等の他の冷却塔を採用する場合と比較して、コスト、搬入および組立の作業、保管、並びに汎用性の面で他の冷却塔よりも優位である。具体的には、比較的安価である点、比較的軽量で搬入、搬出、および組立が容易である点、重量および大きさの観点からトレーラーやヘリコプター等の輸送機器による搬入が可能である点、部品単位で保管可能である点、並びに他の設備等で使用している冷却塔の流用が可能である点が利点となる。
【００３４】
尚、図１〜４に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは一実施例であって、図示される構成に限定されない。例えば、図１に示される一次冷却器２２の台数が異なる場合、図１では多重化されていない流路が多重化されている場合、または、弁４１２〜４１４，４２２〜４２４，４３２，４３３以外の弁が適宜追加されている場合等であっても良い。また、弁４１２〜４１４，４２２〜４２４，４３２，４３３は手動弁であるか電動弁であるかを問わず任意に選択できる。
【００３５】
続いて、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（通常運用時：図１）の幾つかの変形例について説明する。
【００３６】
図５（図５（Ａ）および図５（Ｂ））は第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａに設けられる第１の流路切替手段４１Ａの変形例を示す概略図であり、図６は本発明の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却システムの貯水槽を二系統化して構成した構成例である貯水槽３３ｘ，３３ｙの構成を示した概略図である。なお、図５に示される第１の流路切替手段４１Ａの各ポートの開閉状態は、通常運用時の状態である。
【００３７】
第１の流路切替手段４１Ａは、図１〜４に例示される構成の他、例えば、２個の三方弁４１５，４１６を直列に接続して構成したり（図５（Ａ））、弁４１２と、１個のポートが弁４１２と接続されるＴ字継手４１８と、Ｔ字継手４１８の弁４１２によって開閉されない２個のポートうち、何れか一方のポートと三方弁４１６の１個のポートとを直列にして構成したりすることができる（図５（Ｂ））。
【００３８】
尚、図５は第１の流路切替手段４１Ａの変形例を示したものであるが、他の流路切替手段である第２，３の流路切替手段４２，４３についても、第１の流路切替手段４１Ａと同様にして図１〜４に例示される構成の以外の構成（例えば、１個の三方弁や１個のＴ字継手と２個の弁（二方弁）とを接続した構成等）を採用することができる。
【００３９】
一方、貯水槽３３の構成についても、図１〜４に示される例に限定されない。すなわち、図１〜４に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａにおける貯水槽３３は、１系統であるが、図６に例示されるように、２系統等の複数系統化（多重化）された貯水槽３３ｘ，３３ｙであっても良い。
【００４０】
複数系統化（多重化）された貯水槽３３ｘ，３３ｙが設置されている第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、補給水ポンプ３４の一方を第１系統側の貯水槽３３ｘへ配置しつつ、補給水ポンプ３４の他方を第２系統側の貯水槽の３３ｙへ配置することによって、貯水槽３３ｘの水の温度が上昇して冷却水として使用できない状況となっても、貯水槽３３ｘとは異なる系統である貯水槽３３ｙの水を使って変圧器１１の冷却をすることができ、その間に貯水槽３３ｘの水を自然冷却することができる。
【００４１】
続いて、本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却方法として、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａを用いた地下変電所の変圧器１１の冷却方法（以下、単に「第１の変圧器冷却方法」と称する）について説明する。
【００４２】
第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは、通常運用時（緊急運用時以外）の場合（図１）、緊急冷却水供給系統１４の流路は閉じており、補給水槽３１に補給水を供給する補給水系統１３の流路が開いている。すなわち、第１の流路切替手段４１Ａの弁４１２は開いており、弁４１３は閉じている。なお、通常運用時には弁４１４も閉じている。
【００４３】
また、冷却水供給系統１２では、冷却水ポンプ２１、一次冷却器２２、第２の流路切替手段４２、二次冷却器２３、第３の流路切替手段４３、および冷却水ポンプ２１がループ状に接続され、冷却水が通水する流路が形成される。通常運用時の場合、第２の流路切替手段４２では、弁４２２が開いており、弁４２３および弁４２４が閉じている。また、第３の流路切替手段４３では、弁４３２が開いており、弁４３３が閉じている。
【００４４】
この状況下において、冷却水供給系統１２では、冷却水ポンプ２１が動作し、変圧器１１を冷却する冷却水が冷却水ポンプ２１から供給される。冷却水ポンプ２１から供給された冷却水は、冷却水ポンプ２１から一次冷却器２２、第２の流路切替手段４２（ヘッダー４２１および弁４２２）、二次冷却器２３、および第３の流路切替手段４３（弁４３２およびヘッダー４３１）を経由して冷却水ポンプ２１へ戻る流路を循環する。
【００４５】
また、冷却水の循環過程で、冷却水が不足してきた場合には補給水槽３１から膨張配管３２を経由して適宜冷却水を冷却水供給系統１２へ補給する。補給水槽３１の補給水が不足してきた場合には、間欠的に補給水ポンプ３４を稼動させて、貯水槽３３の水を補給水系統１３の流路を経由して補給水槽３１へ適宜送り出すことによって補充する。
【００４６】
一方、地震や火事等の災害に見舞われる等の事態が発生して二次冷却器２３の機能が停止（喪失）してしまった場合（緊急運用時の場合：図２，３，４）、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、まず、初期対応として緊急運用時の第１次段階へ移行して変圧器１１を冷却する。その後、順次、変圧器１１をより安定的（長期間に亘って）冷却可能な第２次段階、および第３次段階へと移行して変圧器１１を冷却する。
【００４７】
通常運用時から第１次段階への移行は、第１のステップとして、冷却水ポンプ２１と補給水ポンプ３４を停止させる。続く第２のステップとして、貯水槽３３に貯水される補給水の供給先が一次冷却器２２となるように流路の切り替えを行うべく、通常運用時には開いている弁４１２と弁４２２を閉じる。さらに、続く第３のステップとして、仮設管４５（図２）の一端を弁４２３に取り付け、仮設管４５の他端を弁４２３を通水する水が貯水槽３３へ流入するように配設する。
【００４８】
仮設管４５の他端が配設される位置は、温度上昇を少しでも遅らせる観点から、補給水ポンプ３４が設置される水槽３３−１と異なる水槽（図２に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、水槽３３−２，３３−３，３３−４）であることが好ましい。仮設管４５の他端が配設されるより好ましい位置は、水槽３３−１から離れている水槽（図２に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、水槽３３−３，３３−４）であり、最も好ましい位置は、第１の水槽３３−１から最も遠くに位置する水槽（図２に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、水槽３３−４）である。
【００４９】
続く第４のステップとして、閉じている第１の流路切替手段４１Ａの弁４１３と第２の流路切替手段４２の弁４２３とを開く。すなわち、補給水系統１３の流路のうち弁４１２から補給水槽３１側の流路と冷却水供給系統１２の流路のうち弁４２２から二次冷却器２３側の流路とを閉じ、緊急冷却水供給系統１４の流路と弁４２３を開くことで、貯水槽３３の水を一次冷却器２２に通水させて貯水槽３３へ戻す循環流路に切り替える。
【００５０】
続く第５のステップとして、補給水ポンプ３４を起動する。これによって、貯水槽３３の水は、第１の流路切替手段４１Ａ（ヘッダー４１１および弁４１３）を経由して緊急冷却水供給系統１４の流路へ流入し、緊急冷却水供給系統１４の流路から一次冷却器２２に流入し、一次冷却器２２から第２の流路切替手段４２（ヘッダー４２１および弁４２３）を経由して貯水槽３３へ流入する循環流路を循環する。第１〜５のステップが完了すると、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは第１次段階（図２）への移行する工程を完了する。
【００５１】
第１次段階へ移行している第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（図２）では、二次冷却器２３の機能が喪失してしまった場合にも、貯水槽３３の水を一次冷却器２２に供給することができるので、変圧器１１の熱を貯水槽３３から供給される水に吸収させて放熱することができる。また、変圧器１１の熱を回収した後の温水は、貯水槽３３へ戻されるため、変圧器１１の冷却に要する水を循環させて再利用することができ、半日から数日程度は変圧器１１を冷却することができる。
【００５２】
ここで、第１次段階へ移行可能な第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａの作用について補足する。
【００５３】
第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、通常運用時には変圧器１１の一次冷却器２２の入口側（冷却前）の水温は約５０℃であり、出口側（冷却後）の水温は約６０℃となるのに対し、第１，２次段階において一次冷却器２２へ供給される貯水槽３３の水は地下に貯水している関係から約２０℃と水温が低く通常運用時よりも大きな冷却効果が得られるため、一次冷却器２２へ供給する冷却水の水量を通常運用時よりも少なく済ませることができる。
【００５４】
例えば、通常運用時と同じ負荷で運転をする場合であっても、温度差が約１０℃から約４０℃に拡大するので、通常運用時と同等の冷却効果を得るためには約１／４の水量で済ませることができる。このことは、通常運用時に使用される冷却水供給系統１２の流路の断面積に対して、第１，２次段階において使用される緊急冷却水供給系統１４の流路の断面積を約１／４とすることができることを意味する。
【００５５】
仮に補給水ポンプ３４の送水能力が冷却水ポンプ２１の送水能力に対して１／４未満の場合であっても、補給水ポンプ３４は通常、冗長化（多重化）されており、図１等に示されるように最低二台設置されているはずなので、二台を稼動させることで冷却水ポンプ２１の送水能力に対する１／４の送水能力を確保することが可能となる。
【００５６】
尚、緊急時における負荷は通常運用時の負荷に対して１００％となることは稀であり、例えば、８０％である場合には発生する熱量は６４％の負荷損（理論値）と僅かの無負荷損になるから冷却水の水量はさらに少なくて済み、大抵の場合、補給水ポンプ３４を二台稼動させるまでもなく、通常のプラント設計仕様であれば、この要件を十分に満足することができる。
【００５７】
しかしながら、上述する第１次段階の状態では、変圧器１１の熱を回収するにつれて、貯水槽３３内の水の温度が上昇するため、数日程度で変圧器１１を冷却することができなくなってしまう。従って、第１次段階よりも長い期間に亘って継続的に冷却可能な段階（以下に説明する第２，３次段階）へ移行する方が好ましい。
【００５８】
このような事情を考慮して、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよびその冷却方法では、準備が整い次第、既存配管の切断、新規の配管や弁の追設等のプラントの大幅な改修を行うことなく、仮設管４５の取り付けおよび取り外し（繋ぎ変え）や弁４１２，４１３，４２２〜４２４等の開閉程度の簡単な操作によって、より長い期間に亘って継続的に冷却可能な第２，３次段階へ移行することができる。
【００５９】
第１次段階から第２次段階への移行は、少なくとも非常用冷却設備４７を調達して設置する準備作業が必要となる。また、非常用冷却設備４７を設置する際には、第１次段階から第２次段階へ移行する作業時間、すなわち、補給水ポンプ３４を停止させる時間をより短くする観点から、予め保管される仮設管４５（４５−１，４５−２）を用意し、非常用冷却設備４７としての仮設冷却塔（図３，４に示される例は開放型冷却塔４７１）に、第２の流路切替手段４２の弁４２３（または弁４２４）へ取り付け可能な仮設管４５−１と、開放型冷却塔４７１で冷却後の水を貯水槽３３へ戻す（流入させる）仮設管４５−２との２本の仮設管４５（４５−１，４５−２）の一端を取り付ける作業を行っておく方が良い。この準備作業が完了したら、第１次段階から第２次段階へ移行することができる。
【００６０】
第１次段階から第２次段階への移行は、第１のステップとして、補給水ポンプ３４を停止させる。続く第２のステップとして、弁４２３に取り付けられている仮設管４５（図２）を取り外し、開放型冷却塔４７１の入力端と取り付けられている仮設管４５−１の他端を弁４２３に取り付ける（繋ぎ変える）とともに、開放型冷却塔４７１の出力端と取り付けられている仮設管４５−２の他端を貯水槽３３に流入するように配設する（仮設管４５の切り替え）。続く第３のステップとして、補給水ポンプ３４を起動する。第１〜３のステップが完了すると、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは第１次段階（図２）から第２次段階（図３）への移行が完了する。
【００６１】
尚、弁４２４が設けられている場合（図１〜４）には、弁４２３に取り付けられている仮設管４５（図２）を取り外すことなく、そのまま、開放型冷却塔４７１の入力端と取り付けられている仮設管４５−１の他端（弁４２４に取り付け可能に構成される）を弁４２４に取り付け、その後に弁４２３と弁４２４の開閉状態を切り替えることによって、第２のステップを行うことができる。この場合、弁４２３に取り付けられている仮設管４５（図２）を繋ぎ変える必要がないので、更に素早く第１次段階から第２次段階への移行することができる。
【００６２】
第２次段階へ移行している第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（図３）では、補給水ポンプ３４を起動することによって、貯水槽３３の水は、補給水ポンプ３４で汲み上げられて第１の流路切替手段４１Ａ（ヘッダー４１１および弁４１３）を経由して緊急冷却水供給系統１４の流路へ流入し、緊急冷却水供給系統１４の流路から一次冷却器２２に流入し、一次冷却器２２から第２の流路切替手段４２（ヘッダー４２１および弁４２４）を経由して開放型冷却塔４７１へ流入し、開放型冷却塔４７１から貯水槽３３へ流入する循環流路を循環する。
【００６３】
このように、第２次段階へ移行している第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、一次冷却器２２を通水した後の温水を開放型冷却塔４７１によって冷却（熱交換）した後に貯水槽３３へ戻すことができるので、変圧器１１の熱を放熱することができるだけでなく、第１次段階よりも低い温度で水が貯水槽３３へ戻る結果、気化による減少分を少なく抑えることができる。従って、同じ条件での変圧器１１の運転環境下においては、貯水槽３３の水の加熱を防ぐことができ、蒸発による少しずつの消費を考慮しても、変圧器１１の冷却を第１次段階よりも長期間に亘って継続できる。
【００６４】
尚、通常運用時から第１次段階へ移行する工程、および第１次段階から第２次段階へ移行する工程では、弁４２３と弁４２４とが逆に使用されて良い。すなわち、通常運用時から第１次段階へ移行する工程では、仮設管４５（図２）の一端を弁４２３に取り付けているが、弁４２３の代わりに弁４２４に取り付けることができる。この場合、第１次段階から第２次段階へ移行する工程では、開放型冷却塔４７１の入力端と取り付けられている仮設管４５−１の他端（弁４２３に取り付け可能に構成される）は、弁４２４の代わりに弁４２３に取り付けられる。
【００６５】
続いて、第２次段階から第３次段階への移行は、移行する作業時間、すなわち、補給水ポンプ３４を停止させる時間をより短くする観点から、非常用冷却設備４７としての開放型冷却塔４７１に補給水を供給する補給水入力端に仮設管４５−３の一端を取り付けておく事前準備を行っておく方が好ましい。
【００６６】
第２次段階から第３次段階への移行は、第１のステップとして、補給水ポンプ３４を停止させる。続く第２のステップとして、一端が開放型冷却塔４７１の補給水入力端に取り付けられる仮設管４５−３の他端を第１の流路切替手段４１Ａの弁４１４に取り付けるとともに、仮設管４５−２の他端（貯水槽３３側の端）を第３の流路切替手段４３の弁４３３に取り付ける。続く第３のステップとして、弁４１３を閉じるとともに弁４１４と弁４３３とを開く。
【００６７】
これにより、通常運用時と同様に、貯水槽３３から弁４１４を経由して補給水を非常用冷却設備４７（開放型冷却塔４７１）へ供給する系統と、冷却水ポンプ２１の出力端から、一次冷却器２２、第２の流路切替手段４２の弁４２４、非常用冷却設備４７（開放型冷却塔４７１）、および第３の流路切替手段４３の弁４３３を経由して冷却水ポンプ２１の入力端へ戻る系統とがそれぞれ確保される。
【００６８】
続く第４のステップとして冷却水ポンプ２１を起動する。冷却水ポンプ２１を起動すると、冷却水ポンプ２１から送り出された冷却水は、一次冷却器２２、第２の流路切替手段４２の弁４２４、非常用冷却設備４７（開放型冷却塔４７１）、および第３の流路切替手段４３の弁４３３を経由して冷却水ポンプ２１へ戻る循環流路を循環する。第１〜４のステップが完了すると、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは第２次段階（図３）から第３次段階（図４）への移行が完了する。
【００６９】
第３次段階へ移行している第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（図４）では、弁４１３を閉じるとともに弁４１４を開くことによって、貯水槽３３の水は、緊急冷却水供給系統１４の流路へ流入せずに、弁４１４および仮設管４５−３を通って開放型冷却塔４７１へ導入される。尚、補給水ポンプ３４は、補給水の補給が必要な場合に起動される。
【００７０】
また、冷却水ポンプ２１を起動することによって、冷却水ポンプ２１から送水される冷却水は、緊急冷却水供給系統１４の流路へ流入せずに一次冷却器２２へ流入し、一次冷却器２２から第２の流路切替手段４２（ヘッダー４２１および弁４２４）を経由して開放型冷却塔４７１へ流入し、開放型冷却塔４７１から第３の流路切替手段４３（弁４３３およびヘッダー４３１）を経由して冷却水ポンプ２１へ流入する循環流路を循環する。
【００７１】
このように、第３次段階へ移行している第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、通常運用時と同様に冷却水ポンプ２１による変圧器１１の冷却が可能となるので、補給水ポンプ３４から送水される水を用いる第１，２次段階では採り得ない、例えば、１００％負荷等の高負荷による変圧器１１の運転が可能となる。さらに、他の水源（例えば、防火水槽等の貯水施設、湖沼、ダム、池、河川、水を積載したタンクローリーなどの給水車両等）から貯水槽３３への給水が可能な状態になれば、貯水槽３３に水を補給することによって、更に長期の運用が可能になる。
【００７２】
尚、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは、地下変電所の変圧器冷却システムを新設する場合のみならず、既存の地下変電所の変圧器冷却システムに対して、大幅なシステム変更や多くの機器の追加をすることなく適用することができる。続いて、従来適用される地下変電所の変圧器冷却システムに対して、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａを適用する例について説明する。
【００７３】
図７は地下変電所の変圧器冷却システムの基本構成の一例として二次冷却器２３が屋外（屋上）に設置される構成例を示す説明図であり、図８は地下変電所の変圧器冷却システムの基本構成の一例として二次冷却器２３が屋内に設置される構成例を示した説明図である。
【００７４】
従来適用される地下変電所の変圧器冷却システムは、二次冷却器２３が設置される場所によって図７，８に示されるような二つの方式に大別されるが、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは、上記何れの方式についても大幅なシステム変更や大幅な機器の追加をすることなく適応可能である。尚、図７，８においては一部構成が省略されているが、地下階には図１に示される貯水槽３３および補給水ポンプ３４が存在しているものとする。また、図８においては、図１に示される補給水槽３１が屋内に設置されているものとする。
【００７５】
図７に示されるような従来の地下変電所の変圧器冷却システムに対して、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａを構成するには、緊急冷却水供給系統１４の流路と、第１〜３の流路切替手段４１Ａ，４２，４３を追加する必要があるものの、緊急冷却水供給系統１４の流路は変電設備の規模が大きいものでも十数メートル［ｍ］程度で済み、第１〜３の流路切替手段４１Ａ，４２，４３は、ヘッダー４１１，４２１，４３１と弁４１２〜４１４，４２２〜４２４，４３２，４３３とで構成されるので、システム変更が軽微、かつ、追加する機器も調達の容易な基本的部品が少数（１０点程度）で済む。
【００７６】
一方、図８に示されるような従来の地下変電所の変圧器冷却システムは、二次冷却器２３が屋内に設置されているため、二次冷却器２３を介して放熱される変圧器１１の熱を強制的に屋外へ排出する必要がある。そこで、吸気ダクトから取り込んだ冷たい空気を二次冷却器２３に通し、二次冷却器２３を介して変圧器１１の熱を吸収した空気を送風機４９で強制的に排気している。
【００７７】
図８に示される地下変電所の変圧器冷却システムに対して、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａを構成する場合であっても、基本的には図７に示される場合と同様にシステムを構築でき、貯水槽３３から供給される水に吸収させた変圧器１１の熱を屋外へ放熱することができる。
【００７８】
図８に示される地下変電所の変圧器冷却システムの場合、図７に示される地下変電所の変圧器冷却システムよりも、一次冷却器２２と二次冷却器２３との距離が短い分だけ建物の倒壊に対して強く、二次冷却器２３の機能が停止してしまうような事態は想定し難いようにも思われる。しかし、図８に示される地下変電所の変圧器冷却システムの場合、火災時等の発生によって吸気ダクトおよび排気ダクトを含むフロア内の全ての通気口が閉じてしまうことがある。このような事態に陥ると、二次冷却器２３の熱を放熱できず、二次冷却器２３の機能が停止してしまうと考えられるため、図８に示される地下変電所の変圧器冷却システムに対しても第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは有益なシステムといえる。
【００７９】
このように、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよび第１の変圧器冷却方法では、地震や火事等の災害に見舞われて二次冷却器２３の機能が停止してしまった緊急時の場合においても、通常、補給水槽３１へ補給水を送る補給水ポンプ３４を使って地下に貯えられた貯水槽３３の水を冷却水として一次冷却器２２に直接供給することができるので、非常用冷却設備４７が無い場合でも、数日程度の期間であれば、貯水槽３３への水の補給無しに変圧器１１の冷却を継続できるので、応急処置的な必要最低限度の変圧器１１の運用が可能となる（第１次段階）。
【００８０】
仮に数日程度の期間内に非常用冷却設備４７ができない場合であっても、貯水槽３３へ水を補給することができれば、さらに長い期間に亘って変圧器１１の冷却を継続することができる。従って、第１次段階へ移行した後は、貯水槽３３への水補給を定期的に継続することによって、必要最低限度の変圧器１１の運用をより長期間に亘って継続することができる。
【００８１】
また、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよび第１の変圧器冷却方法では、非常用冷却設備４７を調達できれば、仮設の流路となる仮設管４５（４５−１，４５−２）を非常用冷却設備４７に取り付け、既に弁４２３に取り付けられている仮設管４５と仮設管４５−１との繋ぎ変え、または仮設管４５−１を弁４２４へ取り付け、その後、弁４２３を閉止して弁４２４を開放する等のシステムの改修を伴わない簡単な作業によって、一次冷却器２２を通水した後の温水を開放型冷却塔４７１によって冷却（熱交換）した後に貯水槽３３へ戻すことができる（第２次段階）。
【００８２】
第２次段階は、同じ条件で変圧器１１を運転した場合に第１次段階よりも貯水槽３３の水の減少量を少なく抑えることができ、変圧器１１の冷却を第１次段階よりも長期間に亘って継続できる利点がある。第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよび第１の変圧器冷却方法を適用すれば、システムの改修を伴わない簡単な作業によって、第１次段階よりも貯水槽３３への水を補給することなく変圧器１１の冷却を継続できる期間が長い第２次段階へ移行させることができる。
【００８３】
さらに、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよび第１の変圧器冷却方法は、仮設管４５−２，４５−３の取り付けや弁４１３，４１４，４３３の開閉操作等のシステムの改修を伴わない簡単な作業によって、通常運用時と同様に冷却水ポンプ２１による変圧器１１の冷却が可能となる（第３次段階）。
【００８４】
第３次段階に移行した第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは、通常運用時の第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａと比べて、二次冷却器２３が非常用冷却設備４７になっている点と一部の配管が仮設管４５となっている点とで相違するものの、変圧器１１の冷却に関する作用および効果の点では、実質的な相違はない。すなわち、第３次段階では、第１，２次段階では行い得ない高負荷（例えば、通常運用時の負荷に対して１００％の負荷）での変圧器１１の運転が可能となる利点がある。
【００８５】
従って、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよび第１の変圧器冷却方法を適用すれば、システムの改修を伴わない簡単な作業によって、通常運用時と同等レベルの高負荷で変圧器１１を運転することが可能な第３次段階へ移行させることができる。
【００８６】
また、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよび第１の変圧器冷却方法によれば、通常運用時に使用されない機器との接続に仮設管４５を使用することで、従来の地下変電所の変圧器冷却システムから改修する場合に必要な作業量を最低限度に抑えることができるとともに、緊急運用時において段階を移行する際の繋ぎ変え等を容易に行うことができる。
【００８７】
さらに、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよび第１の変圧器冷却方法によれば、従来の地下変電所の変圧器冷却システムに対して、調達の容易な少数（１０点程度）の基本的部品を追設する軽微なシステム変更によって、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａへの変更が可能なので、大幅なシステム変更や大量の機器の追加を要することなく、従来の地下変電所の変圧器冷却システムから第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａへの改造（改修）が可能となる。
【００８８】
なお、図１〜４に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａは、一例を示したものであり、必ずしも図示される構成に限定されるものではない。例えば、図１に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（通常運用時）では、第１の流路切替手段４１Ａが弁４１４によって開閉自在なポートを備えているが、このポートは、配管の接続または切断や弁の追設等のシステムの比較的軽微な改修工事を許容するのであれば、省略することもできる。
【００８９】
また、第２次段階および第３次段階に移行している第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａの構成についても、図３，４に示される構成例に限らず、他の構成例を採用することもできる。
【００９０】
図９および図１０は、第２次段階に移行している開放型冷却塔４７１を用いた第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよびその冷却系統の変形例を概略的に示したシステム概略図である。また、図１１は、第３次段階に移行している密閉型冷却塔４７３を用いた第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよびその冷却系統の変形例を概略的に示したシステム概略図である。尚、図９〜１１は、図の明りょう性や簡潔性を考慮して、図３，４に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａの構成要素のうち、非常用冷却設備４７における熱交換と関係が薄い構成等の一部構成を省略している。
【００９１】
図９，１０に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（第２次段階）では、開放型冷却塔４７１と、熱交換器とを接続して構成される非常用冷却設備４７が追設される。なお、熱交換器は、例えば、液体の熱交換に適しているプレート式熱交換器４７２で構成される。また、開放型冷却塔４７１から水槽３３−４に流入する水を汲み上げてプレート式熱交換器４７２の２次側の入力端へ送り出す非常用冷却水ポンプ５１が追設される。
【００９２】
図９に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、弁４２４とプレート式熱交換器４７２の１次側の入力端とが仮設管４５で接続され、プレート式熱交換器４７２の２次側の出力端と開放型冷却塔４７１の入力端とが仮設管４５−１で接続され、非常用冷却水ポンプ５１の出力端とプレート式熱交換器４７２の２次側の入力端とが仮設管４５で接続される。
【００９３】
また、開放型冷却塔４７１の出力端には仮設管４５−２が取り付けられ、プレート式熱交換器４７２の１次側の出力端には仮設管４５が取り付けられる。さらに、仮設管４５−２から流出する水を非常用冷却水ポンプ５１が設置される水槽３３−４に流入させる。さらにまた、プレート式熱交換器４７２の１次側の出力端に取り付けられる仮設管４５から流出する水を非常用冷却水ポンプ５１が設置される水槽３３−４から最も遠くに位置する水槽３３−１に流入させる。
【００９４】
プレート式熱交換器４７２の１次側の出力端に取り付けられる仮設管４５から流出する水を非常用冷却水ポンプ５１が設置される水槽３３−４から最も遠くに位置する水槽３３−１に流入させるのは、プレート式熱交換器４７２で熱交換された水は熱交換して幾分低温となるものの開放型冷却塔４７１で冷却される水槽３３−４に流入する冷水と比較して相対的に高温であり、開放型冷却塔４７１から水槽３３−４に流入する水の温度が上昇するのを防いで熱交換量を高く維持するためである。また、開放型冷却塔４７１で幾分汚れやすい水と一次冷却器２２（図９において省略）に流入する水とを分離する意味合いもある。
【００９５】
このように、図９に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、一次冷却器２２を通水した後の温水を開放型冷却塔４７１によって冷却（熱交換）した後に貯水槽３３（水槽３３−４）へ戻し、さらに、プレート式熱交換器４７２を通して放熱することができるので、図３に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａと同様に変圧器１１の熱を放熱することができる。
【００９６】
図１０に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、図９に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａに対して、非常用冷却設備４７の構成要素は異ならないが、連通管３７が蓋５３で塞がれることにより、補給水ポンプ３４が設置される水槽３３−１と連通する水槽群３３−１，３３−２と非常用冷却水ポンプ５１が設置される水槽３３−４と連通する水槽群３３−３，３３−４とを隔離している点と、プレート式熱交換器４７２の１次側の出力端に取り付けられる仮設管４５から流出する水が流入する位置との点で異なる。
【００９７】
図１０に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、補給水ポンプ３４が設置される水槽３３−１と連通する水槽群３３−１，３３−２と非常用冷却水ポンプ５１が設置される水槽３３−４と連通する水槽群３３−３，３３−４とが隔離されている。また、プレート式熱交換器４７２の１次側の出力端に取り付けられる仮設管４５から流出する位置は、補給水ポンプ３４が設置される水槽３３−１と連通する水槽群３３−１，３３−２のうち、補給水ポンプ３４が設置される水槽３３−１から最も遠くに位置する水槽３３−２である。
【００９８】
プレート式熱交換器４７２の１次側の出力端に取り付けられる仮設管４５から流出する水が、補給水ポンプ３４が設置される水槽３３−１と連通する水槽群３３−１，３３−２のうち、補給水ポンプ３４が設置される水槽３３−１から最も遠くに位置する水槽３３−２に流入するようにしたのは、貯水槽３３に貯水される水が温度上昇する速さをなるべく遅くするためである。
【００９９】
このように、図１０に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、一次冷却器２２（図１０において省略）を通水した後の温水を開放型冷却塔４７１によって冷却（熱交換）した後に貯水槽３３（水槽３３−４）へ戻し、さらに、プレート式熱交換器４７２を通して放熱することができる。
【０１００】
また、図１０に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａでは、補給水ポンプ３４が設置される水槽３３−１と連通する水槽群３３−１，３３−２と非常用冷却水ポンプ５１が設置される水槽３３−４と連通する水槽群３３−３，３３−４とが隔離されているので、開放型冷却塔４７１から混入した汚れが一次冷却器２２（図１０において省略）を冷却する系統に混入するのを防止できるとともに、プレート式熱交換器４７２の一次側と二次側との温度差を確実に維持できる。
【０１０１】
図１１に示される第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（第３次段階）では、非常用冷却設備４７として密閉型冷却塔４７３が設置される。補給水ポンプ３４、弁４１４を介して、弁４７４から供給される水は、密閉型冷却塔４７３の散布水であり、散布水の一部は蒸発して、密閉冷却管内を流れる冷却水を冷却する。また、密閉型冷却塔４７３は大気開放されていないため、密閉型冷却塔４７３の他、温度が変化することによる膨張や収縮を吸収（調整）するための流路内圧力調整手段が追設される。
【０１０２】
流路内圧力調整手段は、図１１に示される例では、液面調節機能を有する圧力容器４７６と、弁４７８とで構成され、密閉型冷却塔４７３の密閉冷却管内を流れる冷却水の膨張および収縮は、圧力容器４７６の液面の変動で吸収される。尚、圧力容器４７６は、非常用の補給水槽でも良い。
【０１０３】
密閉型冷却塔４７３は、開放型冷却塔４７１よりもコストも割高で、重量が重く搬入および組立の作業性が悪いという短所があるものの、外気と直接接触して熱交換（冷却）する訳ではないので、水質が悪化しにくく負荷側への影響を小さく抑えることができる点や、内蔵される熱交換器で腐食やスケール（水垢）が起こりにくくなる点等の長所がある。
【０１０４】
［第２の実施形態］
図１２〜１５は、本発明の第２の実施形態に係る地下変電所緊急時変圧器冷却システムの一実施例である地下変電所緊急時変圧器冷却システム（以下、「第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム」と称する）１０Ｂおよびその冷却系統を概略的に示したシステム概略図であり、それぞれ、通常運用時（図１２）、第１次段階（図１３）、第２次段階（図１４）、および第３次段階（図１５）における第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂおよびその冷却系統のシステム概略図である。
【０１０５】
第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂは、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａに対して、第１の流路切替手段４１Ａの代わりに第１の流路切替手段４１Ｂが設けられる点と、弁６１が追設される点と、弁４１３と弁６１との間の流路を弁４１３および弁６１と着脱可能な仮設管４５で構成した点とで相違するものの、その他の点は実質的に相違しない。そこで、本実施形態では、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａに対する相違点を中心に説明し、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａの構成要素と実質的に相違しない構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０６】
通常運用時の第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂ（図１２）は、通常運用時の第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ（図１）に対して、第１の流路切替手段４１Ａの代わりに第１の流路切替手段４１Ｂが設けられる。
【０１０７】
第１の流路切替手段４１Ｂは、３個のポート（入力端と出力端）を備える流路切替手段であり、第１の流路切替手段４１Ａに対して、弁４１４を省いた構成である。従って、第１の流路切替手段４１Ｂは、例えば、少なくとも２個のポートが開閉自在に構成された３個のポートを備えるヘッダー４１１であり、例えば、弁４１２，４１３を開閉することによって、貯水槽３３の補給水の供給先を、補給水槽３１（通常運用時）、または一次冷却器２２（第１，２次段階）および非常用冷却設備４７（第３次段階）の何れか一方に切り替える。
【０１０８】
第１の流路切替手段４１Ｂの３個のポートのうち開閉しないポートは貯水槽３３と接続される。また、残りの開閉自在な２個のポートとなる弁４１２，４１３については、弁４１２が補給水槽３１と接続され、弁４１３が第１，２次段階では仮設管４５を介して弁６１と接続され、第３次段階では仮設管４５−３を介して非常用冷却設備４７（図１５）と接続される。
【０１０９】
弁６１は、弁４１３と一次冷却器２２の入力端との間であって、冷却水ポンプ２１の出力端と一次冷却器２２の入力端とを接続する冷却水供給系統１２の流路よりも弁４１３に近い個所に設けられ、補給水系統１３の流路と冷却水供給系統１２の流路とを接続する緊急冷却水供給系統１４の流路を開閉する。弁６１は、通常運用時、および第３次段階では閉止されており、第１，２次段階では開放される。
【０１１０】
第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂでは、通常運用時（図１２）において、弁４１３と弁６１とは物理的に切り離されている（接続する流路が存在しない）が、第１次段階（図１３）および第２次段階（図１４）では、弁４１３と弁６１とが仮設管４５で接続され、緊急冷却水供給系統１４の流路として物理的に接続される。第３次段階（図１５）では、弁４１３と弁６１とが再び物理的に切り離され、弁４１３は仮設管４５−３と接続される一方、弁６１は閉止される。
【０１１１】
続いて、本発明の第２の実施形態に係る地下変電所の緊急時変圧器冷却方法として、第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂを用いた地下変電所の変圧器１１の冷却方法（以下、単に「第２の変圧器冷却方法」と称する）について説明する。
【０１１２】
第２の変圧器冷却方法は、二次冷却器２３の機能が停止（喪失）してしまった場合（緊急運用時の場合：図１３，１４，１５）に、第１次段階、第２次段階、および第３次段階へ移行可能な点は第１の変圧器冷却方法と同様であるが、詳細なステップは幾つか相違する。具体的には、通常運用時（図１２）から第１次段階（図１３）へ移行するステップと、第２次段階（図１４）から第３次段階（図１５）へ移行するステップが相違している。そこで、以下の第２の変圧器冷却方法の説明では、上記相違点を中心に説明し、第１の変圧器冷却方法の説明と重複する説明を省略（または簡略）する。
【０１１３】
第２の変圧器冷却方法では、第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂが通常運用時に緊急冷却水供給系統１４の流路を有していないため、通常運用時から第１次段階への移行する際に、弁４１３と弁６１とを接続する仮設管４５を取り付けるステップが最初に必要となる（第１のステップ）。その後、第１の変圧器冷却方法の第１〜３のステップを行い（第２〜４のステップ）、第５のステップとして、閉じている第１の流路切替手段４１Ａの弁４１３と、弁６１と、第２の流路切替手段４２の弁４２３とを開く。
【０１１４】
すなわち、補給水系統１３の流路のうち弁４１２から補給水槽３１側の流路と冷却水供給系統１２の流路のうち弁４２２から二次冷却器２３側の流路とを閉じ、緊急冷却水供給系統１４の流路と弁４２３を開くことで、貯水槽３３の水を一次冷却器２２に通水させて貯水槽３３へ戻す循環流路に切り替える。
【０１１５】
続く第６のステップとして、補給水ポンプ３４を起動する。これによって、第１の変圧器冷却方法と同様に、貯水槽３３の水を一次冷却器２２に通水させて貯水槽３３へ戻す循環流路に供給することができる。第２の変圧器冷却方法は、第１〜６のステップが完了すると、第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂは、第１次段階への移行が完了する。
【０１１６】
また、第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂの第２次段階から第３次段階への移行は、第１の変圧器冷却方法に対して、弁４１３と接続される仮設管４５を弁４１３から取り外すステップをさらに備える点と、第１の変圧器冷却方法の第２のステップにおける仮設管４５−３の他端の取付先と、弁６１を閉止するステップをさらに備える点とで相違するが、その他のステップは同様である。
【０１１７】
すなわち、第２の変圧器冷却方法では、第１のステップとして、補給水ポンプ３４を停止させる。続く第２のステップとして、第１の流路切替手段４１Ｂの弁４１３と弁６１とを閉止して、弁４１３に取り付けられる仮設管４５を取り外す。続く第３のステップとして、一端が開放型冷却塔４７１の補給水入力端に取り付けられる仮設管４５−３の他端を弁４１３に取り付けるとともに、仮設管４５−２の他端（貯水槽３３側の端）を第３の流路切替手段４３の弁４３３に取り付ける。
【０１１８】
続く第４のステップとして、弁４１３と弁４３３とを開く。これにより、通常運用時と同様に、貯水槽３３から弁４１３を経由して補給水を非常用冷却設備４７（開放型冷却塔４７１）へ供給する系統と、冷却水ポンプ２１の出力端から、一次冷却器２２、第２の流路切替手段４２の弁４２４、非常用冷却設備４７（開放型冷却塔４７１）、および第３の流路切替手段４３の弁４３３を経由して冷却水ポンプ２１の入力端へ戻る循環系統とがそれぞれ確保される。
【０１１９】
続く第５のステップとして冷却水ポンプ２１を起動する。冷却水ポンプ２１を起動すると、冷却水ポンプ２１から送り出された冷却水は、一次冷却器２２、第２の流路切替手段４２の弁４２４、非常用冷却設備４７（開放型冷却塔４７１）、および第３の流路切替手段４３の弁４３３を経由して冷却水ポンプ２１へ戻る循環流路を循環する。また、開放型冷却塔４７１からの蒸発等で冷却水の水量が低下すると、散布水槽の液面が低下して補給水ポンプ３４により貯水槽３３の冷却用補給水が供給される。第１〜５のステップが完了すると、第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂは、第２次段階から第３次段階への移行が完了する。
【０１２０】
このように、第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂおよび第２の変圧器冷却方法によれば、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａおよび第１の変圧器冷却方法と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
また、第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂは、従来の地下変電所の変圧器冷却システムから改修する場合において、第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａよりも、追設する弁や配管の点数が少なく、二次冷却器２３の機能が停止してしまった緊急時の場合に、第１次段階、第２次段階、および第３次段階へ順次移行可能な地下変電所緊急時変圧器冷却システムへの改修をより容易に行うことができる。
【０１２２】
以上、第１，２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ，１０Ｂおよび第１，２の変圧器冷却方法によれば、地震や火事等の災害に見舞われて二次冷却器２３の機能が停止してしまった緊急時の場合においても、通常、補給水槽３１へ補給水を送る補給水ポンプ３４を使って地下に貯えられた貯水槽３３の水を冷却水として一次冷却器２２に直接供給することができるので、非常用冷却設備４７が無い場合でも、数日程度の期間であれば、貯水槽３３への水の補給無しに変圧器１１の冷却を継続できるので、応急処置的な必要最低限度の変圧器１１の運用が可能となる（第１次段階）。
【０１２３】
また、第１，２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ，１０Ｂおよび第１，２の変圧器冷却方法によれば、既に弁４２３に取り付けられている仮設管４５と仮設管４５−１との繋ぎ変え、または仮設管４５−１を弁４２４へ取り付け、その後、弁４２３を閉止して弁４２４を開放する等のシステムの改修を伴わない簡単な作業によって、一次冷却器２２を通水した後の温水を開放型冷却塔４７１によって冷却（熱交換）した後に貯水槽３３へ戻すことができる（第２次段階）。
【０１２４】
さらに、第１，２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ，１０Ｂおよび第１，２の変圧器冷却方法によれば、仮設管４５−２，４５−３の取り付けや弁４１３，４１４，４３３の開閉操作等のシステムの改修を伴わない簡単な作業によって、通常運用時と同様に冷却水ポンプ２１による変圧器１１の冷却が可能となる（第３次段階）。第３次段階へ移行することによって、第１，２次段階では行い得ない高負荷（例えば、通常運用時の負荷に対して１００％の負荷）での変圧器１１の運転が可能となる。また、第２，３次段階で他の水源から貯水槽３３等の冷却水の循環流路に水を補給することによって、更に長期に変圧器１１を運転することができる。
【０１２５】
また、第１，２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ，１０Ｂおよび第１，２の変圧器冷却方法によれば、従来の地下変電所の変圧器冷却システムに対しても、調達の容易な少数（１０点程度）の基本的部品を追設する軽微なシステム変更によって、第１，２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ，１０Ｂへ変更することができるので、大幅なシステム変更や大量の機器の追加を要することなく、従来の地下変電所の変圧器冷却システムから改造（改修）して第１，２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ａ，１０Ｂを構築することができる。
【０１２６】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム１０Ｂの第１の流路切替手段４１Ｂに弁４１４を追設すること、すなわち、第１の流路切替手段４１Ｂの代わりに第１の流路切替手段４１Ａを設ける地下変電所緊急時変圧器冷却システムを構築することもできる。
【符号の説明】
【０１２７】
１０Ａ  第１の地下変電所緊急時変圧器冷却システム
１０Ｂ  第２の地下変電所緊急時変圧器冷却システム
１１  変圧器
１２  冷却水供給系統
１３  補給水系統
１４  緊急冷却水供給系統
２１  冷却水ポンプ
２２  一次冷却器
２３  二次冷却器
３１  補給水槽
３２  膨張配管
３３，３３ｘ，３３ｙ  貯水槽
３３−１〜３３−４  水槽
３４  補給水ポンプ
３５  オーバーフロー管
３７  連通管
４１Ａ，４１Ｂ  第１の流路切替手段
４１１  ヘッダー
４１２，４１３，４１４  弁（二方弁）
４１５，４１６  三方弁
４１８  Ｔ字継手
４２  第２の流路切替手段
４２１  ヘッダー
４２２，４２３，４２４  弁（二方弁）
４３  第３の流路切替手段
４３１  ヘッダー
４３２，４３３  弁（二方弁）
４５（４５−１〜４５−３）  仮設管
４７  非常用冷却設備
４７１  開放型冷却塔
４７２  プレート式熱交換器
４７３  密閉型冷却塔
４７４，４７７，４７８  弁
４７６  圧力容器
４９  送風機
５１  非常用冷却水ポンプ
５３  蓋
６１  弁
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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