(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環水が循環する経路上に設けられ、前記循環水と熱交換することで地下変電所に設置される変圧器の発生熱を除去する一次冷却手段とは離れた位置であって前記循環水が循環する経路上に設置され、前記一次冷却手段を通過した後の循環水である温水を冷却する変圧器冷却装置であり、
装置内に供給される循環水と熱交換する第１の熱交換部に、取り込んだ外気を冷熱として供給することで、高温度高負荷時に冷却のための水を使用しない乾式運転可能な少なくとも１台以上の乾式冷却器と、
前記乾式冷却器を通水した後の循環水と熱交換する第２の熱交換器に、前記高温度高負荷時に冷却のための水を使用して冷熱を供給し、前記循環水を冷却する湿式運転が可能な少なくとも１台以上の開放型冷却塔と、
前記少なくとも１台以上の乾式冷却器、および前記開放型冷却塔を順次通風させる気流を発生させる共用送風手段と、を具備し、
前記第２の熱交換器は、前記開放型冷却塔外部に配設され、１次側に、前記少なくとも１台以上の乾式冷却器を通水した後の循環水が通水し、２次側に、前記開放型冷却塔とこの第２の熱交換器とを循環し、前記開放型冷却塔で散布される大気開放される散布水が通水するように構成され、
前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔は、前記湿式運転のオンとオフとを切り替え可能であり、前記高温度高負荷時に前記湿式運転をオンに切り替えられるように構成されることを特徴とする地下変電所の変圧器冷却装置。
【請求項２】
循環水が循環する経路上に設けられ、前記循環水と熱交換することで地下変電所に設置される変圧器の発生熱を除去する一次冷却手段とは離れた位置であって前記循環水が循環する経路上に設置され、前記一次冷却手段を通過した後の循環水である温水を冷却する変圧器冷却装置であり、
装置内に供給される循環水と熱交換する第１の熱交換部に、取り込んだ外気を冷熱として供給することで、高温度高負荷時に冷却のための水を使用しない乾式運転可能な少なくとも１台以上の乾式冷却器と、
前記乾式冷却器を通水した後の前記循環水を冷却する湿式運転が可能な少なくとも１台以上の開放型冷却塔と、
前記少なくとも１台以上の乾式冷却器、および前記開放型冷却塔を順次通風させる気流を発生させる共用送風手段と、を具備し、
前記少なくとも１台以上の乾式冷却器を通水した後の循環水を外部へ供給する第１の流路と、前記少なくとも１台以上の乾式冷却器を通水した後の循環水を前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔の内部へ供給する第２の流路と、前記第１の流路を開閉する第１の弁と、前記第２の流路を開閉する第２の弁とを有し、
前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔は、前記第１の弁を閉じ、前記第２の弁を開くことで供給される前記循環水を塔内で大気開放し、大気開放後に蒸発潜熱により冷却された前記循環水を、外部へ供給し、
前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔は、前記湿式運転のオンとオフとを切り替え可能であり、前記高温度高負荷時に前記湿式運転をオンに切り替えられるように構成されることを特徴とする地下変電所の変圧器冷却装置。
【請求項３】
前記第１の弁および前記第２の弁は、受け取る開指令または閉指令に基づいて開閉する電動弁で構成されることを特徴とする請求項２記載の地下変電所の変圧器冷却装置。
【請求項４】
前記開放型冷却塔の１台に対して、前記乾式冷却器は、複数台あることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の地下変電所の変圧器冷却装置。
【請求項５】
前記乾式運転のオンとオフ、および前記湿式運転のオンとオフとを切り替える制御装置をさらに具備し、
前記制御装置は、前記循環水の温度に基づいて、前記乾式運転をオンとすべきか否か、および前記湿式運転のオンとすべきか否かを判断して、当該判断結果に基づく指令を前記少なくとも１台以上の乾式冷却器および前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔へ与えるように構成され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変圧器冷却装置。
【請求項６】
前記制御装置には、前記乾式運転をオフからオンに切り替えるか否かを判定する第１の閾値と、前記乾式運転をオンからオフに切り替えるか否かを判定する前記第１の閾値以下の値となる第２の閾値と、前記湿式運転をオフからオンに切り替えるか否かを判定する第３の閾値と、前記湿式運転をオンからオフに切り替えるか否かを判定する前記第３の閾値以下の値となる第４の閾値とが設定されており、
前記制御装置は、前記循環水の温度、および前記地下変電所の負荷率の何れかと前記閾値とを比較することによって、前記乾式運転をオンとすべきか否か、および前記湿式運転のオンとすべきか否かを判断するように構成されることを特徴とする請求項５記載の地下変電所の変圧器冷却装置。
【請求項７】
循環水が循環する経路上に設けられ、前記循環水と熱交換することで地下変電所に設置される変圧器の発生熱を前記変圧器から除去する一次冷却手段と、前記一次冷却手段とは離れた位置であって前記循環水が循環する経路上に設置され、前記一次冷却手段を通過した後の循環水である温水を冷却する二次冷却手段とを具備する地下変電所の変圧器冷却システムであり、
請求項１から６記載の地下変電所の変圧器冷却装置を、前記二次冷却手段として適用したことを特徴とする地下変電所の変圧器冷却システム。
【請求項８】
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の変圧器冷却装置を用いた地下変電所の変圧器冷却方法であり、
計測される前記循環水の温度に基づいて、前記高温度高負荷時であるか前記高温度高負荷時ではない通常運用時であるかが判定され、判定結果が前記通常運用時である場合には、前記乾式運転をオンとし、前記湿式運転をオフとするステップと、
前記判定結果が前記高温度高負荷時である場合には、前記乾式運転をオンとし、前記湿式運転をオンとするステップと、を具備することを特徴とする地下変電所の変圧器冷却方法。
【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、乾式冷却手段と湿式冷却手段とが一体化して構成される地下変電所の変圧器冷却装置、変圧器冷却システム、および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など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、変圧器など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）を循環水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。上記仕組を採用した変電設備の冷却設備の一例としては、例えば、特開２００１−９１１８９号公報に記載されるような冷却システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上述した引用文献１に記載される地下変電所の変圧器冷却システムでは、二次冷却器として、冷却塔などの湿式冷却器や乾式冷却器が使用される。また、乾式冷却器としても使用可能な冷却塔、すなわち、乾式冷却器としても湿式冷却器としても使用可能な冷却器が二次冷却器として使用されることもある。
【０００７】
湿式冷却器として冷却塔が使用される場合、被冷却体である変圧器の熱を吸熱した後の循環水は、冷却塔内部に導入され、冷却塔内部で冷却塔内部の冷却ファン（冷却空気）と散水ポンプ（散布水）により冷却（熱交換）される。冷却塔には開放型冷却塔や循環水の汚れを抑えられる密閉型冷却塔などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９１１８９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変圧器冷却システムでは、変圧器の冷却設備として冷却塔を使用しているが、開放型冷却塔、および密閉型冷却塔の何れの方式を採用しても大量の水が必要となる。より具体的に説明すれば、開放型冷却塔は、循環水を直接大気に開放して蒸発させた時の蒸発潜熱を用いて冷却するため、冷却塔内部で水が大量に使用される。また、密閉型冷却塔は、密閉された循環水が通水する熱交換部に散布水を直接散布し、この蒸発潜熱を用いて冷却しているため、開放型冷却塔同様に、水が大量に使用される。
【００１０】
変圧器の冷却設備として冷却塔を使用する地下変電所の場合、施設の規模によっても異なるが、冷却設備を稼動させるために必要となる水道料金は、大規模な施設で年間数千万〜数億円にも達するため、当該水道料金の削減、すなわち、節水が求められている。
【００１１】
また、昨今、注意喚起されている首都圏直下型地震などの大規模災害の発生を考慮した場合、首都圏直下型地震などの災害時には、水道の断水が発生する可能性が高く、かつ断水の復旧まで相当の日数がかかることが予想されている。従って、大量の水を必要とする地下変電所の変圧器冷却システムでは、冷却設備停止、ひいては地下変電所停止のリスクがあり、当該冷却設備停止のリスクを可能な限り低減することが求められている。このような背景から地下変電所の変圧器冷却システムは、極力水を使わずに持続的に変圧器を冷却可能な変圧器冷却システムであることが望ましい。
【００１２】
一方で、変圧器の冷却設備として冷却塔を使用しない乾式冷却器を用いれば、前記課題は解決されるように見える。しかしながら、乾式冷却器は、湿式冷却器と比較して、水を使用しないため、水が持っている大きな潜熱の利用が出来ないなどの理由から熱交換の効率が悪く、同じ熱量を熱交換するためには湿式冷却器よりも大きな伝熱面積が必要であり装置が大型化するという課題がある。
【００１３】
従って、一般に変圧器発生熱容量が大きいことから冷却設備の冷却容量が大きい上に設置面積に余裕が少ない都市部では、単純に冷却器を乾式冷却器に交換すれば済む話ではなく、限られた面積内に設置可能な冷却設備であることが必要である。また、費用、設置スペース、および工事量の最小限化を考慮しても、変圧器の冷却設備は出来るだけコンパクトであることが望ましい。
【００１４】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、極力水を使わず省スペース化した地下変電所の変圧器冷却装置、変圧器冷却システム、および変圧器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】
【００１５】
本発明の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却装置は、上述した課題を解決するため、循環水が循環する経路上に設けられ、前記循環水と熱交換することで地下変電所に設置される変圧器の発生熱を除去する一次冷却手段とは離れた位置であって前記循環水が循環する経路上に設置され、前記一次冷却手段を通過した後の循環水である温水を冷却する変圧器冷却装置であり、装置内に供給される循環水と熱交換する第１の熱交換部に、取り込んだ外気を冷熱として供給することで、高温度高負荷時に冷却のための水を使用しない乾式運転可能な少なくとも１台以上の乾式冷却器と、前記乾式冷却器を通水した後の循環水と熱交換する第２の熱交換器に、前記高温度高負荷時に冷却のための水を使用して冷熱を供給し、前記循環水を冷却する湿式運転が可能な少なくとも１台以上の開放型冷却塔と、前記少なくとも１台以上の乾式冷却器、および前記開放型冷却塔を順次通風させる気流を発生させる共用送風手段と、を具備し、前記第２の熱交換器は、前記開放型冷却塔外部に配設され、１次側に、前記少なくとも１台以上の乾式冷却器を通水した後の循環水が通水し、２次側に、前記開放型冷却塔とこの第２の熱交換器とを循環し、前記開放型冷却塔で散布される大気開放される散布水が通水するように構成され、前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔は、前記湿式運転のオンとオフとを切り替え可能であり、前記高温度高負荷時に前記湿式運転をオンに切り替えられるように構成されることを特徴とする。
もしくは、循環水が循環する経路上に設けられ、前記循環水と熱交換することで地下変電所に設置される変圧器の発生熱を除去する一次冷却手段とは離れた位置であって前記循環水が循環する経路上に設置され、前記一次冷却手段を通過した後の循環水である温水を冷却する変圧器冷却装置であり、装置内に供給される循環水と熱交換する第１の熱交換部に、取り込んだ外気を冷熱として供給することで、高温度高負荷時に冷却のための水を使用しない乾式運転可能な少なくとも１台以上の乾式冷却器と、前記乾式冷却器を通水した後の前記循環水を冷却する湿式運転が可能な少なくとも１台以上の開放型冷却塔と、前記少なくとも１台以上の乾式冷却器、および前記開放型冷却塔を順次通風させる気流を発生させる共用送風手段と、を具備し、前記少なくとも１台以上の乾式冷却器を通水した後の循環水を外部へ供給する第１の流路と、前記少なくとも１台以上の乾式冷却器を通水した後の循環水を前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔の内部へ供給する第２の流路と、前記第１の流路を開閉する第１の弁と、前記第２の流路を開閉する第２の弁とを有し、前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔は、前記第１の弁を閉じ、前記第２の弁を開くことで供給される前記循環水を塔内で大気開放し、大気開放後に蒸発潜熱により冷却された前記循環水を、外部へ供給し、前記少なくとも１台以上の開放型冷却塔は、前記湿式運転のオンとオフとを切り替え可能であり、前記高温度高負荷時に前記湿式運転をオンに切り替えられるように構成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却システムは、上述した課題を解決するため、循環水が循環する経路上に設けられ、前記循環水と熱交換することで地下変電所に設置される変圧器の発生熱を前記変圧器から除去する一次冷却手段と、前記一次冷却手段とは離れた位置であって前記循環水が循環する経路上に設置され、前記一次冷却手段を通過した後の循環水である温水を冷却する二次冷却手段とを具備する地下変電所の変圧器冷却システムであり、前記地下変電所の変圧器冷却装置を、前記二次冷却手段として適用したことを特徴とする。
【００１７】
本発明の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却方法は、上述した課題を解決するため、上述した変圧器冷却システムを用いた地下変電所の変圧器冷却方法であり、計測される前記循環水の温度に基づいて、前記高温度高負荷時であるか前記高温度高負荷時ではない通常運用時であるかが判定され、判定結果が前記通常運用時である場合には、前記乾式運転をオンとし、前記湿式運転をオフとするステップと、前記判定結果が前記高温度高負荷時である場合には、前記乾式運転をオンとし、前記湿式運転をオンとするステップと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被冷却体を冷却する冷却設備において使用される水使用量を大幅に節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置を概略的に示した装置構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る地下変電所の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構成図。
【図３】本発明の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却装置および変圧器冷却システムにおける運転制御手順を示す処理フロー図。
【図４】本発明の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却装置および変圧器冷却システムにおける運転制御手順における冷却器推奨運転状態判定ステップ（ステップＳ５：図３）のより詳細な処理フロー図。
【図５】冷却空気温度と湿球温度２７℃超における負荷率および熱性能との関係を示す説明図（グラフ）。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置を概略的に示した装置構成図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る地下変電所の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構成図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却システム（通常時）およびその冷却系統を概略的に示したシステム構成図（変形例）。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置（通常時）を概略的に示した装置構成図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却システム（通常時）およびその冷却系統を概略的に示したシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却装置、変圧器冷却システム、および変圧器冷却方法（以下、それぞれ、「地下変電所変圧器冷却装置」、「地下変電所変圧器冷却システム」、および「地下変電所変圧器冷却方法」と称する。）について、図面を参照して説明する。
【００２１】
本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムは、従来の地下変電所変電設備冷却システムに対して、冷却装置（二次冷却手段）が異なっており、本発明の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却装置を二次冷却手段として具備している。そこで、まず、本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置について概説する。
【００２２】
また、地下変電所変電設備冷却システムは、１バンクごとにかかえている変圧器などの全主器（被冷却体）の発熱量１００％を夏期においても冷却できるように冷却設備の冷却容量が設計されるのが一般的である。但し、地下変電所における変圧器などの負荷率は、通常は６０％以下であり、最大でも８０％程度であることが一般的である。
【００２３】
また、国内の基準としては通常、設計上の外気温度設定値は過去の最高温度を考慮した温度（一例として、乾球温度４０℃、湿球温度２７℃）に設定している。なお、海外プラントや空調システムなどに設定される温度は、米国暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ：American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）の乾球（ＤＢ）０．４％、湿球（ＷＢ）０．４％基準を最高クラス温度として、年間の全運転時間（３６５日×２４時間＝８７６０時間）に対して外気温度が上記最高クラス温度時に至るのはごく短時間（約３５時間、年間の全運転時間の約０．４％）であるとして、設計温度を低めに設定しているものも多い。この場合、東京では乾球温度３３．２℃、湿球温度２４．９℃である。
【００２４】
従って、地下変電所では負荷が設計値の１００％で運用されることはほぼ皆無で、通常６０％程度であること、および外気温度が設計値を超える時間は過去の気象データによれば（２０１４年８月末の時点で）、前者の基準ではゼロ時間、後者の基準でもごく僅か（約０．４％）であることを考慮すれば、実質的な運用としては、国内、海外プラント共に地下変電所変圧器冷却システムの冷却設備の冷却容量が設計値の６０％程度であっても、ほぼ地下変電所の運用を賄うことができる。
【００２５】
本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置は、上記事情に鑑み、外気温度が低く地下変電所の負荷が低い（負荷率が概ね６０％以下）状況における運用（以下、「通常運用」と称する。）と、夏期の外気温度が高く地下変電所の負荷が高い（負荷率が概ね６０％超）状況における運用（以下、「高負荷運用」と称する。）とを切替自在な冷却設備の一つとして構成される。また、年間の大半を占める通常運用時には水を使用しない（水の使用を高負荷運用時に限定する）構成とすることによって大幅な節水を可能とする。
【００２６】
一方、本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムは、本発明の実施形態に係る地下変電所冷却装置を用いて変圧器の冷却系統が構築されている点で相違するものの、地下変電所冷却装置以外の構成では、従来の地下変電所変電設備冷却システムと実質的な差異はなく、また、冷却方式についても、循環水を循環させるという点では共通している。そこで、後述する各実施形態では、地下変電所変圧器冷却装置および地下変電所変圧器冷却装置を用いて構成される地下変電所変圧器冷却システムの冷却設備を中心に説明する。なお、都市部の地下変電所は３バンク構成が一般的であるが、説明を簡略化する観点から１バンク分の冷却設備および冷却系統について説明する。
【００２７】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置の一実施例である地下変電所変圧器冷却装置（以下、「第１の地下変電所変圧器冷却装置」と称する。）１０Ａを概略的に示した装置構成図、図２は本発明の第１の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムの一実施例である地下変電所変圧器冷却システム（以下、「第１の地下変電所変圧器冷却システム」と称する。）３０Ａの冷却設備（図２において図示されるのは１バンク分）を中心とする冷却系統７０を概略的に示したシステム構成図である。
【００２８】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａは、例えば、外部から取り込まれる外気（一般的には空気）１と配管内を流動する冷却水との間で熱交換する水を使用しない乾式冷却手段と、この乾式冷却手段の後段に、夏期などのごく僅かに生じる外気温度が高く地下変電所の負荷が高い（負荷率が概ね６０％超）状況（以下、「高温度高負荷時」と称する。）の場合に冷却のための水を使用して乾式冷却手段を通水した後の冷却水から放熱するための湿式冷却手段とを一体的に具備する。ここで、乾式冷却手段と湿式冷却手段とを一体的に具備するとは、乾式冷却手段の送風手段と湿式冷却手段の送風手段とを共用する態様で具備すること、すなわち、乾式冷却手段および湿式冷却手段の二つの異なる方式の冷却手段に対して外気を通風させる一つの共通する送風手段（以下、「共用送風手段」と称する。）を具備することをいう。
【００２９】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａでは、乾式冷却手段として、例えば２台（図１）などの少なくとも１台の乾式冷却器１１が、湿式冷却手段として、例えば１台（図１）などの少なくとも１台の湿式冷却器の一例である開放型冷却塔１２の外気取込口に設置されている。
【００３０】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａでは、開放型冷却塔１２の排気口前段に設置される共用送風手段としての送風機１２１を運転することによって、外気１が、まず乾式冷却器１１内部に導入され、乾式冷却器１１の伝熱部１１１を通気後、ダクト１１２により装置外へ排気されることなく開放型冷却塔１２内部に案内され、開放型冷却塔１２内部から外部へ排気される。つまり、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａの送風機１２１は、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２で共用される。
【００３１】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａは、装置内に送られる冷却水が、乾式冷却器１１および熱交換器１３の１次側を通水した後に装置外へ送られる主系統と、開放型冷却塔１２と熱交換器１３の２次側とを循環する副系統とを有する冷却系統を備えている。
【００３２】
また、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａでは、乾式冷却器１１を通水した後の冷却水の熱を放熱するため、例えばプレート式の熱交換器などの熱交換器１３が少なくとも１台設置される。熱交換器１３の１次側には乾式冷却器１１を通水した後の冷却水が導入され、２次側には開放型冷却塔１２から供給される循環水が導入される。
【００３３】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａは、運転状態を、
（１）乾式冷却器１１および湿式冷却器（開放型冷却塔１２）の何れもオフ、すなわち、送風機１２１および散水ポンプ１２２が停止、
（２）乾式冷却器１１がオンで、湿式冷却器（開放型冷却塔１２）がオフ、すなわち、送風機１２１が運転中、散水ポンプ１２２が停止、
（３）乾式冷却器１１および湿式冷却器（開放型冷却塔１２）の何れもオン、すなわち、送風機１２１および散水ポンプ１２２が運転中、
の３段階に切り替えることができる。
【００３４】
換言すれば、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａは、上記（１）〜（３）の各運転段階を、それぞれ、第１の運転段階（乾式運転）、第２の運転段階（乾式運転）、および第３の運転段階（湿式運転）とする３段階で、運転段階を切り替えられることができ、必要な冷却能力に応じて、第１の運転段階〜第３の運転段階（冷却段階）を選択することができる。
【００３５】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａにおける冷却段階は、例えば、一次冷却手段７２を通水する循環水の温度や地下変電所の負荷（負荷率）などに応じて、（１）〜（３）の運転段階を切り替えることで、切り替えることができる。
【００３６】
このように構成される第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａでは、循環水と熱交換する手段として乾式冷却器１１を常用的に（主に）使用し、冷却能力をさらに高める必要がある場合（高温度高負荷時）に限り、冷却のための水を使用する湿式冷却器としての開放型冷却塔１２を予備的に使用するといった柔軟な運用が可能になる。
【００３７】
なお、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａは、乾式冷却器１１と開放型冷却塔１２とで送風機１２１が共用される構成であるため、オーダーメイドでないと製作が困難なようにも思えるが、乾式冷却器１１と汎用品の開放型冷却塔１２とをベースにしても、送風機１２１などの装備品の取り付け／取り外しや配線工事、ダクト１１２の追加（溶接作業）などの一般的な工事により製作することができる。
【００３８】
また、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａを乾式冷却器１１と汎用の開放型冷却塔１２をベースに製作する場合には、送風機１２１の出力を増強（例えば、定格出力３．７ｋＷを７．４ｋＷに変更）する必要が生じるものの、その対応は比較的容易である。
【００３９】
例えば、汎用の開放型冷却塔１２の中には元々送風機１２１で圧損を賄えず、送風機設置支持強度の足りない場合もある。この場合には、支持器具を含めて送風機１２１を別途追設することによって対応できる。また、支持強度が十分な場合、送風機１２１およびその関連機器を取り外し、より高出力の送風機１２１を付け替えることで対応することができる。
【００４０】
一方、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａは、図２に例示されるように、一般的な地下変電所変圧器冷却システムの二次冷却手段として適用することができる。第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａを二次冷却手段として具備する第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、被冷却体としての変圧器３での発生熱を放熱することによって変圧器３を冷却（放熱）する。
【００４１】
第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａにおける冷却系統７０は、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａによって冷却される循環水（冷却水）を循環水ポンプ７１で循環させる系統である。第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、一次冷却手段７２と、二次冷却手段としての第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａとを接続して構成される流路、すなわち、循環水ポンプ７１の出力側、乾式冷却器１１、熱交換器１３の一次側、一次冷却手段７２、および循環水ポンプ７１の入力側を接続することによって形成される流路に循環水が循環的に流れている。
【００４２】
一次冷却手段７２（熱交換器）は、変圧器（被冷却体）３の発生熱を循環水へ放熱する機能を有する。一次冷却手段７２（熱交換器）は、変圧器３よりも低温の循環水と熱交換することによって、変圧器３の発生熱を変圧器３から除去する。
【００４３】
二次冷却手段としての第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａは、一次冷却手段７２とは離れた位置に設けられており、一次冷却手段７２を通過した後の循環水（温水）を冷却する機能を有する。第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ（二次冷却手段）は、循環水の熱を放熱（熱交換）することによって、変圧器３の発生熱で温水となった循環水を冷却する。冷水となった循環水は第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａから変圧器３側の一次冷却手段７２（熱交換器）へ再び導入され、一次冷却手段７２および第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ（二次冷却手段）とを接続して構成される流路を循環する。
【００４４】
また、冷却系統７０には、補給水を貯えた補給水槽７３と、循環水の温度を測定する温度計７５とが設置される。
【００４５】
補給水槽７３は、適宜、貯えている補給水を冷却系統７０および開放型冷却塔１２（湿式冷却器）に供給する。
【００４６】
温度計７５は、例えば、一次冷却手段７２へ循環水が流入する側（入口側）に設置され、一次冷却手段７２へ流入する循環水の温度を測定する。温度計７５が取得する温度の情報（循環水温度ＴＥ）は、例えば、制御装置３１Ａに入力され、制御装置３１Ａによる第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａの動作制御に使用される。
【００４７】
第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、制御装置３１Ａからの制御指令に基づいて、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａを、前記（１）〜（３）の３段階のうち、何れかの運転段階に切り替えて運転させることができる。従って、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａは、必要な冷却能力に応じて、冷却段階（運転段階）を切り替えて運用することができる。
【００４８】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａにおける冷却段階の切り替えは、例えば、一次冷却手段７２を通水する循環水の温度、すなわち、温度計７５により取得される循環水温度ＴＥに応じて行われ、循環水温度ＴＥが高くなるに従い、（１）→（２）→（３）とカッコ内の数字が小から大の冷却段階へ切り替えられる。逆に、循環水温度ＴＥが低くなる場合には、（３）→（２）→（１）とカッコ内の数字が大から小の冷却段階へ切り替えられる。
【００４９】
このように、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａを具備する第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、乾式冷却器１１および湿式冷却器としての開放型冷却塔１２の動作状態を循環水の温度（循環水温度ＴＥ）に応じて適宜切り替えることで、適切な冷却段階が選択されて一次冷却手段７２を通水する循環水が継続的に冷却される。
【００５０】
図３は、本発明の実施形態に係る地下変電所の変圧器冷却装置および変圧器冷却システムにおける運転制御手順の一例として、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａの運転制御手順（冷却段階切替手順）を示す運転フロー図である。また、図４は、運転制御手順（冷却段階切替手順：図３）における冷却器推奨運転状態判定ステップ（ステップＳ５）のより詳細な処理フロー図である。
【００５１】
なお、図４に示されるＴ１およびＴ２は、冷却器（乾式冷却器および湿式冷却器）の動作状態を停止状態（オフ）から運転状態（オン）に移行させるオン判定用の閾値（設定温度）であり、それぞれ、送風機１２１（図１，２）の起動判定用閾値、および散水ポンプ１２２の起動判定用閾値である。また、各閾値Ｔ１およびＴ２の関係は、Ｔ１＜Ｔ２である。さらに、図４に示されるα，βは冷却器の動作状態を運転状態から停止状態に移行させるオフ判定用に設定されるオフ判定用設定値（０以上となる任意の実数）である。
【００５２】
図３に例示される運転制御手順（ステップＳ１〜ステップＳ８）は、制御装置により実行され、循環水ポンプ運転移行工程（ステップＳ１，Ｓ２）と、冷却水温制御工程（ステップＳ３〜ステップＳ８）とを具備する。
【００５３】
運転制御手順の処理ステップは、被冷却体としての変圧器の冷却がスタートすると開始される。循環水ポンプ運転移行工程（ステップＳ１，Ｓ２）では、循環水ポンプを運転状態に移行させる。
【００５４】
すなわち、循環水ポンプが運転されているか否かが判断され（ステップＳ１）、まだ循環水ポンプが運転を開始していない場合（ステップＳ１でＮＯの場合）には、循環水ポンプ７１が起動し運転を開始して（ステップＳ２）、循環水ポンプ運転移行工程（ステップＳ１，Ｓ２）を完了する。
【００５５】
一方、循環水ポンプ７１が既に運転中の場合（ステップＳ１でＹＥＳの場合）には循環水ポンプ運転移行工程（ステップＳ１，Ｓ２）を完了する。循環水ポンプ運転移行工程が完了すると、運転制御手順の処理フローは、次の処理ステップ（ステップＳ３）に進む。
【００５６】
冷却水温制御工程（ステップＳ３〜ステップＳ８）では、温度計７５（図２）が循環水温度ＴＥを取得し（ステップＳ３）、取得した循環水温度ＴＥに応じて、二次冷却手段としての第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ（図２）、すなわち、乾式冷却器１１（図２）および開放型冷却塔１２（図２）の運転状態が切り替えられる（ステップＳ４〜ステップＳ７）。
【００５７】
循環水温度ＴＥが取得された（ステップＳ３）後、まず、現在の乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転状態が確認される（ステップＳ４）。現在の乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転状態は、制御装置３１Ａ（図２）により監視され、把握されている。現在の乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転状態の確認が完了すると、続いて、冷却器推奨運転状態判定ステップが行われる（ステップＳ５）。
【００５８】
冷却器推奨運転状態判定ステップでは、取得した循環水温度ＴＥから乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２をどの冷却段階にすべきか、すなわち、推奨される運転段階を判定する（詳細な判定フローについては後述する）。より具体的には、上述した（１）〜（３）の運転段階である第１，２，３の運転段階のうち、何れの運転段階を推奨すべきかが判定される。
【００５９】
冷却器推奨運転状態判定ステップ（ステップＳ５）において、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２をどの運転段階にすべきかが判定されると、続いて、ステップＳ４の確認結果、すなわち、現在の乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転状態と、ステップＳ５の判定結果、すなわち、推奨される乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転状態（第１〜３の運転段階の何れか）とが比較される（ステップＳ６）。
【００６０】
ここで、運転状態が一致する場合（ステップＳ６でＹＥＳの場合）、変圧器３が停止しているか否かが確認され（ステップＳ８）、停止している場合（ステップＳ８でＹＥＳの場合）には、運転制御手順を終了する一方（ＥＮＤ）、稼動中の場合（ステップＳ８でＮＯの場合）には、冷却水温制御工程の処理フローは、ステップＳ３へ戻り、ステップＳ３以降の処理ステップが実行される。
【００６１】
一方、運転状態が一致しない場合（ステップＳ６でＮＯの場合）、制御装置３１ＡがステップＳ５で判定した運転段階に乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階を切り替える。すなわち、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転状態を切り替える（ステップＳ７）。運転状態の切り替えが完了すると、冷却水温制御工程の処理フローは、ステップＳ８に進み、ステップＳ８以降の処理ステップが実行される。
【００６２】
続いて、図４を参照して、冷却器推奨運転状態判定ステップ（ステップＳ５：図３）のより詳細な処理内容（ステップＳ５０１〜ステップＳ５０９：図４）について説明する。
【００６３】
冷却器推奨運転状態判定ステップ（ステップＳ５０１〜ステップＳ５０９）は、概説すれば、推奨すべき運転段階を判定する処理ステップであり、冷却水温制御工程（図３）において、現在の運転段階を維持するべきか否（切り替えるべき）かの判定をするための情報を提供するステップＳ５に関するものである。
【００６４】
冷却器推奨運転状態判定ステップでは（ＥＮＴＥＲ）、まず、現在の乾式冷却器１１（図２）および開放型冷却塔１２（図２）の運転段階が、第１の運転段階である場合（ステップＳ５０１でＹＥＳの場合）、循環水温度ＴＥと第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ（乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２）の送風機１２１をオンする温度として設定される温度（閾値）Ｔ１とが比べられる（ステップＳ５０２）。
【００６５】
ここで、循環水温度ＴＥがＴ１未満、すなわち、ＴＥ≧Ｔ１を満たさない場合（ステップＳ５０２でＮＯの場合）、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階を第１の運転段階にすべきと判定（第１の運転段階を推奨）する（ステップＳ５０３）。一方、循環水温度ＴＥがＴ１以上、すなわち、ＴＥ≧Ｔ１を満たす場合（ステップＳ５０２でＹＥＳの場合）、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階を第２の運転段階にすべきと判定（第２の運転段階を推奨）する（ステップＳ５０４）。推奨する運転段階が判定されると（ステップＳ５０３，Ｓ５０４）、冷却器推奨運転状態判定ステップを完了する（ＲＥＴＵＲＮ）。なお、冷却器推奨運転状態判定ステップ完了後は、図３に示されるステップＳ６が実行される。
【００６６】
続いて、現在の乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階が、第２の運転段階である場合（ステップＳ５０１がＮＯ→ステップＳ５０５がＹＥＳの場合）、循環水温度ＴＥと乾式冷却器１１の送風機１２１をオフする温度として設定される温度（閾値）Ｔ１−αとが比べられる（ステップＳ５０６）。
【００６７】
ここで、循環水温度ＴＥがＴ１−α以下、すなわち、ＴＥ≦Ｔ１−αを満たす場合（ステップＳ５０６でＹＥＳの場合）、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階を第１の運転段階にすべきと判定（第１の運転段階を推奨）し（ステップＳ５０３）、冷却器推奨運転状態判定ステップを完了する（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００６８】
一方、循環水温度ＴＥがＴ１−α超であって、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ（乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２）の散水ポンプ１２２をオンする温度として設定される温度（閾値）Ｔ２未満、すなわち、ＴＥ≦Ｔ１−αを満たさず、かつ、ＴＥ≧Ｔ２を満たさない場合（ステップＳ５０６でＮＯ→ステップＳ５０７でＮＯの場合）、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階を第２の運転段階にすべきと判定（第２の運転段階を推奨）し（ステップＳ５０４）、冷却器推奨運転状態判定ステップを完了する（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００６９】
また、循環水温度ＴＥがＴ１−α超のＴ２以上、すなわち、ＴＥ≦Ｔ１−αを満たさず、かつ、ＴＥ≧Ｔ２を満たす場合（ステップＳ５０６でＮＯ→ステップＳ５０７でＹＥＳの場合）、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階を第３の運転段階にすべきと判定（第３の運転段階を推奨）する（ステップＳ５０８）。推奨する運転段階が判定されると（ステップＳ５０８）、冷却器推奨運転状態判定ステップを完了する（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００７０】
続いて、現在の乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階が、第３の運転段階である場合（ステップＳ５０１がＮＯ→ステップＳ５０５がＮＯの場合）、循環水温度ＴＥが散水ポンプ１２２をオフする温度として設定される温度（閾値）Ｔ２−βと比べられる（ステップＳ５０９）。
【００７１】
比べた結果、循環水温度ＴＥがＴ２−β以下の場合、すなわち、ＴＥ≦Ｔ２−βを満たす場合（ステップＳ５０９でＹＥＳの場合）には、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階を第２の運転段階にすべきと判定（第２の運転段階を推奨）し（ステップＳ５０４）、冷却器推奨運転状態判定ステップを完了する（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００７２】
一方、循環水温度ＴＥがＴ２−β超の場合、すなわち、ＴＥ≦Ｔ２−βを満たさない場合（ステップＳ５０９でＮＯの場合）には、乾式冷却器１１および開放型冷却塔１２の運転段階を第３の運転段階にすべきと判定（第３の運転段階を推奨）し（ステップＳ５０８）、冷却器推奨運転状態判定ステップを完了する（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００７３】
次に、本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムにおける冷却設備（主に二次冷却手段）の乾式冷却手段および湿式冷却手段の冷却能力、並びに本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムの有用性について説明する。
【００７４】
本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムでは、二次冷却手段の運転状態を、通常負荷時には乾式運転（乾式冷却手段をオン、湿式冷却手段をオフ）とし、高負荷時には湿式運転（乾式冷却手段をオン、湿式冷却手段をオン）とする。例えば、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ（図２）では、通常負荷時には、送風機１２１をオン、散水ポンプ１２２をオフとする。一方、高負荷時には、送風機１２１をオン、散水ポンプ１２２をオンとする。
【００７５】
また、本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムでは、一年を通じて最も暑い真夏の時期の外気温度（例えば、過去最高温度を考慮した乾球温度４０℃、湿球温度２７℃)を設計温度として、二次冷却手段としての乾式冷却手段および湿式冷却手段の冷却容量（冷却能力）が決定される。乾式冷却手段の冷却容量と湿式冷却手段の冷却容量とは、その合計冷却容量が変圧器３（図１）の１００％負荷運転時の発熱量以上となるように決定される。
【００７６】
さらに、本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムでは、一般的な地下変電所変圧器冷却システムとは異なり、乾式冷却手段の設計温度と湿式冷却手段の設計温度とが個別に（区別して）設定される。第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ（図２）を例にすれば、乾式冷却手段としての乾式冷却器１１の設計温度と、湿式冷却手段としての開放型冷却塔１２の設計温度とが区別して設定される。
【００７７】
ここで、設計温度とは、その温度以下であれば、変圧器３の１００％負荷運転が可能な温度である。例えば、設計温度３０度の場合、３０度以下であれば、変圧器３の１００％負荷運転が可能となる。
【００７８】
乾式冷却器１１（乾式冷却手段）の設計温度は、地下変電所が設置される場所の最も暑い真夏の時期の乾球温度を基準とする。例えば東京などでは乾球温度４０℃を設計温度とする。
【００７９】
開放型冷却塔１２の設計温度は、地下変電所が設置される場所の最も暑い真夏の時期の湿球温度を基準とし、例えば、過去３０年などの所定期間で最高湿球温度を採用したりなどして決定することができる。例えば東京などでは湿球温度２７℃を設計温度とする。但し、湿式冷却器入口湿球温度は、乾球温度で乾式冷却器１１に入った空気が乾式冷却器１１内で温められることによる湿球温度上昇を考慮する必要がある。
【００８０】
また、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ（図２）の二次冷却手段としての第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ（図２）の冷却容量、すなわち、乾式冷却器１１の冷却容量および開放型冷却塔１２の冷却容量の合計冷却容量は、変圧器３の１００％負荷運転時の発熱量以上となるように決定される。また、乾式冷却器１１の冷却容量は設計温度より低い、例えば乾球温度１８℃の条件で、乾式冷却器１１のみの運転で変圧器３の１００％負荷運転が可能な冷却容量に設定する。
【００８１】
続いて、本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムの一例である第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ（図２）が冷却空気温度（入口空気温度）を超える場合に、どの程度の負荷率まで乾式運転のみで対応可能かを説明し、本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置および地下変電所変圧器冷却システムの有用性を説明する。
【００８２】
なお、説明にあたり、乾式冷却器１１および変圧器（被冷却体）３に一つのモデルを設定する。つまり、地下変電所の場所を東京とし、乾式冷却器１１の熱交換器定格対数平均温度差、および変圧器（被冷却体）３の鉄損割合を下記のように設定する。
【００８３】
＜乾式冷却器１１＞
冷却空気温度（入口空気温度）Ｔai：１８℃（乾式冷却器１１の設計温度）
出口空気温度Ｔao：Ｔao＝Ｔai＋１８＝１８＋１８＝３６℃
循環水（冷却水）入口温度Ｔwi：４８℃
循環水（冷却水）出口温度Ｔwo：５８℃
熱交換器定格対数平均温度差
＝｛（５８−３６）−（４８−１８）｝／ｌｎ｛（５８−３６）／（４８−１８）｝
＝２５．８℃
【００８４】
＜変圧器３＞
容量：３００ＭＶＡ（ガス絶縁変圧器）
定格鉄損（無負荷損）：１２０ｋＷ
定格銅損（負荷損）：１７１０ｋＷ
定格損失：１８３０ｋＷ
鉄損割合：１２０／１８３０＝０．０６５６
【００８５】
乾式冷却器１１の伝熱性能が対数平均温度差に比例することを使用して、冷却空気温度（乾球温度１８℃）を超える場合に、前記設定条件の変圧器３の負荷率がどの程度になるまで前記設定条件の乾式冷却器１１のみ（乾式運転）で対応可能かを説明する。
【００８６】
【数１】
0006401587.tif 000002
【００８７】
【数２】
0006401587.tif 000003
【００８８】
【数３】
0006401587.tif 000004
【００８９】
図５は、前記式（１）〜（６）から導出される、冷却空気温度（入口空気温度）と乾球温度１８℃超における負荷率および伝熱性能との関係を示す説明図（グラフ）である。なお、符号Ｌ１は負荷率を示すグラフ、符号Ｌ２は熱量比（伝熱性能）を示すグラフであり、Ｌ１，Ｌ２の何れのグラフ（実線）も１８℃の数値を１としている。
【００９０】
図５に例示されるグラフにおいて、伝熱性能（グラフＬ２に相当）は１８℃を超えて温度が上昇するほど低下していくが、乾式冷却手段のみで対応可能な負荷率（グラフＬ１に相当）も低下していく。地下変電所が設置されている東京では、１年のうち最も月平均気温が高くなる８月の月平均気温が２７．４℃であり、東京における米国暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ：American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）の冷房用設計基準である年基準超過危険率０．４％平均合致乾球温度（０．４％ＭＣＤＢ）は３３．２℃である。
【００９１】
図５に例示されるグラフＬ１が示す負荷率は、東京の８月の平均気温に相当する２７．４℃の場合が約８２％であり、東京のＡＳＨＲＡＥ年基準超過危険率０．４％平均合致乾球温度（０．４％ＭＣＤＢ）３３．２℃の場合が約６５％である。従って、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ（図２）およびその二次冷却手段である第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ（図１，２）では、乾球温度３３．２℃においても、乾式運転（送風機１２１をオン、散水ポンプ１２２をオフの状態）で負荷率約６５％時に発生する熱量に対応できるといえる。
【００９２】
負荷率は、各地下変電所でも多少異なるが、いずれも一般的に６０〜８０％といわれているため、負荷率８０％時に発生する熱量に対応可能であれば、年間を通じてほとんどの時間、変圧器３を継続的に冷却できることになる。従って、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ（図２）では、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａを湿式運転（散水ポンプ１２２をオン）することなく、年間を通じてほとんどの時間、変圧器３を継続的に冷却できる。
【００９３】
また、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａは、乾球温度３３．２℃においても湿式運転（送風機１２１をオン、散水ポンプ１２２をオンの状態）することなく（乾式運転で）、負荷率約６５％時に発生する熱量に対応できるため、年間を通じてほとんどの時間で湿式運転が不要となり、湿式運転が必要なタイミングは年間を通じてごく僅かに限定される（年によってはゼロとなる）。
【００９４】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａにおける湿式運転が実質殆ど０（ゼロ）であれば、開放型冷却塔１２で使用している補給水分を殆ど０（ゼロ）にすること、すなわち、１００％節減できることになる。なお、開放型冷却塔１２は、例えば、負荷率８０％を超えるなど、高負荷（１００％）かつ、極めて高温（４０℃）の気温条件になった場合にも、開放型冷却塔１２を起動する事により、変圧器３の設計温度内への冷却が可能である。つまり、開放型冷却塔１２は極めて稀な高温度高負荷時の場合に備えての予備用（非常用）冷却手段の位置づけで設置しておくことができる。
【００９５】
仮に、開放型冷却塔１２の運転が必要になったとしても、その使用は極めて短い時間に限られることから、ブローダウン水を最小限にする事ができるので、補給水用の上水道代のみならず下水道代についても大幅に節減できる。
【００９６】
さらに、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａは、開放型冷却塔１２の外気取込口に乾式冷却器１１を縦置きし、乾式冷却器１１と開放型冷却塔１２とを一体化して構成されるため、その設置面積を、乾式冷却器１１と開放型冷却塔１２とが個別に設置される場合と比較して、大幅に削減（約半分に）することができる。
【００９７】
このように、年間を通じた最高気温月の月平均気温条件（例えば、東京ならば８月の月平均気温である２７．４℃）条件において、負荷率８０％時に発生する熱量に、湿式運転を実施することなく乾式運転で対応可能な本発明の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムは、実質的に使用する水をゼロとすることができるので、年間の水道代（上水道代および下水道代）について大幅に節減できるだけでなく、大規模災害発生に伴って断水が生じたとしても、第１，２の運転段階での変圧器冷却を継続できる点で極めて有用であるといえる。
【００９８】
第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ、および第１の地下変電所変圧器冷却方法によれば、湿式運転（開放型冷却塔１２において散布水を散水した状態での運転）を、ごく僅かな時間に限定することができる（外気温度と変圧器負荷によっては稼働時間をゼロにすることも可能になる）ため、従来と比較して大幅に（最大１００％）節水することができる。従って、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ、および第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａを運用する際に必要となる水道代（上水道代および下水道代）を大幅に（最大１００％）削減することができる。
【００９９】
また、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、二次冷却手段、すなわち、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａが水を使用する時間が、極めて稀な高温度高負荷時の場合など、年間を通じてごく僅かな時間に限定されるため、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａの運転のために必要となる水を僅かな水量に限定（最小で０（ゼロ）に）することができる。従って、大規模災害発生などに伴って断水が生じたとしても、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａの乾式運転により、変圧器３の冷却を継続できる。
【０１００】
なお、湿式運転が必要とされる年間を通じてごく僅かな時間に大規模災害発生などに伴って断水が生じることも想定し得るが、大規模災害発生に伴って断水が生じるような状況下では負荷率は、変圧器負荷制限が行われる、または大規模災害発生に伴って負荷設備が使用不可となるなどの理由により、通常時以下となることが想定される。従って、湿式運転が必要とされる年間を通じてごく僅かな時間に大規模災害発生などに伴って断水が生じたとしても、湿式運転（送風機１２１を運転し、散水ポンプ１２２を運転）することなく、乾式運転（散水ポンプ１２２を運転せずに送風機１２１を運転）しておきさえすれば、変圧器３の冷却を継続するのに十分な冷却能力を確保することができる。
【０１０１】
また、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ、および第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、開放型冷却塔１２において散水ポンプ１２２を運転する湿式運転が必要となる時間を、年間を通じて限られた時間に限定できることから、開放型冷却塔１２でのスケール（水垢）付着はほとんど生じることなく、清掃などのメンテナンス性が簡便になる。さらに、長期間に亘って（常用的に）開放型冷却塔１２内での散水が不要になるため、レジオネラ症予防対策を講じる必要がなく、レジオネラ症予防対策に要する手間および費用を削減できる。
【０１０２】
また、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、湿式運転していない期間、すなわち、湿式冷却器（開放型冷却塔１２）が冷却系統７０から切り離されている期間が年間を通じて大半を占めるため、当該期間に開放型冷却塔１２の清掃、僅かに生じた場合のスケール除去、必要な整備をすることができる。
【０１０３】
さらに、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ、および第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａでは、冷却系統７０が一次冷却手段７２を通水する主系統と開放型冷却塔１２を通水する副系統とに分離されているため、主系統を通水する循環水の水質が悪化することを防止することができる。
【０１０４】
また、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ、および第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａは、開放型冷却塔１２で湿式冷却器を構成できるため、密閉型冷却塔で湿式冷却器を構成する場合（例えば、第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂ）と比較して、湿式冷却器を小型化でき、メンテナンスの容易性およびコスト面で有利である。
【０１０５】
［第２の実施形態］
図６は本発明の第２の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置の一実施例である地下変電所変圧器冷却装置（以下、「第２の地下変電所変圧器冷却装置」と称する。）１０Ｂを概略的に示した装置構成図、図７は本発明の第２の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムの一実施例である地下変電所変圧器冷却システム（以下、「第２の地下変電所変圧器冷却システム」と称する。）３０Ｂの冷却設備（図７において図示されるのは１バンク分）を中心とする冷却系統７０を概略的に示したシステム構成図である。
【０１０６】
第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂは、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａに対して、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａでは設置される熱交換器１３が設置されていないなど、幾つかの相違点がある。
【０１０７】
また、第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂは、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａに対して、適用される二次冷却手段が、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａの代わりに第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂが適用される点で相違するものの、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２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂの第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａに対する相違点を中心に説明し、第１の地下変電所変圧器冷却装置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。
【０１０８】
図６に例示されるように、第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂは、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａと同様に、乾式冷却手段と、この乾式冷却手段の後段に高温度高負荷時などのごく僅かな期間で運転される湿式冷却手段とを一体的に具備する。第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂでは、乾式冷却手段として、例えば２台（図６）などの少なくとも１台の乾式冷却器１１が、湿式冷却手段として、例えば１台（図６）などの少なくとも１台の湿式冷却器の一例である密閉型冷却塔１４の外気取込口に設置されている。
【０１０９】
第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂでは、密閉型冷却塔１４の排気口前段に設置される共用送風手段としての送風機１４１を運転することによって、外気１が、まず乾式冷却器１１内部に導入され、乾式冷却器１１の伝熱部１１１を通気後、ダクト１１２により装置外へ排気されることなく密閉型冷却塔１４内部に案内され、密閉型冷却塔１４内部から外部へ排気される。
【０１１０】
一方、第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂに導入される循環水は、まず、各乾式冷却器１１に導入され、伝熱部１１１で熱交換（放熱）される。各乾式冷却器１１を通水した後の循環水は、続いて、密閉型冷却塔１４（湿式冷却器）に導入される。
【０１１１】
密閉型冷却塔１４において、循環水は、散水部１４３から必要に応じて散布水が散水される伝熱部１４４を通水する。伝熱部１４４が散水されている場合には、当該散布水の蒸発潜熱により、伝熱部１４４を通水する循環水は冷却（放熱）される。密閉型冷却塔１４を通水した後の循環水は、第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂの外部へ運ばれる。
【０１１２】
第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂでは、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａと同様に、運転状態を、
（１）乾式冷却器１１および湿式冷却器（密閉型冷却塔１４）の何れもオフ、すなわち、送風機１４１および散水ポンプ１４２が停止、
（２）乾式冷却器１１がオンで、湿式冷却器（密閉型冷却塔１４）がオフ、すなわち、送風機１４１が運転中、散水ポンプ１４２が停止、
（３）乾式冷却器１１および湿式冷却器（密閉型冷却塔１４）の何れもオン、すなわち、送風機１４１および散水ポンプ１４２が運転中、
の３段階に切り替えられることができる。
【０１１３】
換言すれば、第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂは、それぞれ、上記（１）を第１の運転段階（乾式運転）、上記（２）を第２の運転段階（乾式運転）、上記（３）を第３の運転段階（湿式運転）とし、これら第１の運転段階から第３の運転段階までの３段階で、運転段階を切り替えられることができ、必要な冷却能力に応じた（１）〜（３）の冷却段階（運転段階）を選択することができる。
【０１１４】
従って、第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂでは、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａと同様に、一次冷却手段７２を通水する循環水と熱交換する手段として乾式冷却器１１が常用的に（主に）使用し、冷却能力をさらに高める必要がある場合（高温度高負荷時）に限り、冷却のための水を使用する湿式冷却器としての密閉型冷却塔１４が予備的に使用するといった柔軟な運用が可能になる。
【０１１５】
また、第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂは、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａなどと同様に、一般的な地下変電所変圧器冷却システムの二次冷却手段として適用することができる。図７に例示されるように、第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂを具備する第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂでは、循環水ポンプ７１から送り出される循環水が、乾式冷却器１１の伝熱部１１１、密閉型冷却塔１４の伝熱部１４４、および一次冷却手段７２を順次通水された後、循環水ポンプ７１に戻り、再び循環水ポンプ７１から送り出される。
【０１１６】
第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂは、循環水ポンプ７１から送り出される循環水が、冷却系統７０を循環する過程で、変圧器３での発生熱を放熱することによって変圧器３を冷却（放熱）する。
【０１１７】
なお、第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂにおいて、循環水ポンプ７１から送り出される循環水が循環する冷却系統７０は、図７に例示される流路に限定されない。すなわち、第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂを、図７に例示される冷却系統７０とは流路構成が異なる冷却系統７０を用いて構成することができる。続いて、第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂの他の一例を図８に例示する。
【０１１８】
図８は、地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂの変形例（図８において図示されるのは１バンク分）および冷却設備を中心とする冷却系統７０を概略的に示したシステム構成図である。
【０１１９】
図８に例示される第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂは、図７に例示される第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂに対して、弁１７，１８，１９と、一次冷却手段７２の入力端と弁１９とを接続する流路と、弁１９と二つの乾式冷却器１１の各出力端とそれぞれ接続される流路とがさらに設けられる。ここで、弁１７，１８は、通常時には閉じており、高温高負荷時などの緊急時には開いている常閉弁である。また、弁１９は、通常時に開いており、高温高負荷時などの緊急時には閉じている常開弁である。なお、弁１７，１８，１９は、電動弁や手動弁で構成され、電動弁の場合には、制御装置３１Ｂからの開指令または閉指令に基づいて開閉を自動で切り替えることができる。
【０１２０】
図８に例示される第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂにおいて、第１，２の運転段階では、図８に示される通常時の状態で運用される。従って、循環水ポンプ７１から送り出された循環水は、各乾式冷却器１１で熱交換（放熱）された後、密閉型冷却塔１４に流入することなく開いている弁１９を通って一次冷却手段７２を通って、循環水ポンプ７１に戻る。循環水ポンプ７１に戻ってきた循環水は、再び循環水ポンプ７１から各乾式冷却器１１へ送り出される。
【０１２１】
また、第３の運転段階では、緊急時の状態、すなわち、弁１７，１８が開、弁１９が閉となっている状態で運用される。従って、循環水ポンプ７１から送り出された循環水は、各乾式冷却器１１で熱交換（放熱）された後、さらに、密閉型冷却塔１４に流入して散水部１４３によって散布水が散水される伝熱部１４４で熱交換（放熱）される。乾式冷却器１１および密閉型冷却塔１４で冷却（放熱）された循環水は、一次冷却手段７２を通って、循環水ポンプ７１に戻る。循環水ポンプ７１に戻ってきた循環水は、再び循環水ポンプ７１から各乾式冷却器１１へ送り出される。
【０１２２】
このように、図８に例示される第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂでは、送風機１４１および散水ポンプ１４２のオン／オフの切り替えに加えて、弁１７〜１９の開閉状態の切り替えを行うことで、循環水が流れる流路が切り替わり、図７に例示される第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂと同様に、３つの冷却段階を切り替えて運用することができる。
【０１２３】
二つの乾式冷却器１１を通水した後の循環水をより確実に密閉型冷却塔１４へ流入させたいのであれば、弁１９は省略せずに設置しておき、第３の運転段階で第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂを運転する場合に弁１９を閉じた状態とすればよい。
【０１２４】
なお、第２の地下変電所変圧器冷却システム１０Ｂを用いた地下変電所変圧器冷却方法（以下、「第２の地下変電所変圧器冷却方法」と称する。）については、第１の地下変電所変圧器冷却方法に対して、用いるシステムが異なるものの、行われるステップとしては実質的に同様であるため、第１の地下変電所変圧器冷却方法の説明をもって、第２の地下変電所変圧器冷却方法の説明を省略する。
【０１２５】
このように構成される第２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｂ、第２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｂ、および第２の地下変電所変圧器冷却方法によれば、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ、および第１の地下変電所変圧器冷却方法と同様の効果、すなわち、従来と比較して大幅に（最大１００％）節水することができるなどの効果を奏する。
【０１２６】
［第３の実施形態］
図９は本発明の第３の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却装置の一実施例である地下変電所変圧器冷却装置（以下、「第３の地下変電所変圧器冷却装置」と称する。）１０Ｃを概略的に示した装置構成図、図１０は本発明の第３の実施形態に係る地下変電所変圧器冷却システムの一実施例である地下変電所変圧器冷却システム（以下、「第３の地下変電所変圧器冷却システム」と称する。）３０Ｃの冷却設備（図９において図示されるのは１バンク分）を中心とする冷却系統７０を概略的に示したシステム構成図である。
【０１２７】
第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃは、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａに対して、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａでは設置される熱交換器１３が設置されていないなど、幾つかの相違点がある。
【０１２８】
また、第３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｃは、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａに対して、適用される二次冷却手段が、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａの代わりに第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃが適用される点で相違するものの、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３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃの第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａに対する相違点を中心に説明し、第１の地下変電所変圧器冷却装置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。
【０１２９】
図９に例示されるように、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃは、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａと同様に、乾式冷却手段と、この乾式冷却手段の後段に高温度高負荷時などのごく僅かな期間で運転される湿式冷却手段とを一体的に具備する。第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃでは、乾式冷却手段として、例えば２台（図９）などの少なくとも１台の乾式冷却器１１が、湿式冷却手段として、例えば１台（図９）などの少なくとも１台の湿式冷却器の一例である開放型冷却塔１２の外気取込口に設置されている。
【０１３０】
第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃでは、開放型冷却塔１２の排気口前段に設置される共用送風手段としての送風機１２１を運転することによって、外気１が、まず乾式冷却器１１内部に導入され、乾式冷却器１１の伝熱部１１１を通気後、ダクト１１２により装置外へ排気されることなく開放型冷却塔１２内部に案内され、開放型冷却塔１２内部から外部へ排気される。
【０１３１】
また、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃは、循環水（冷却水）が循環する流路に弁２１，２２，２３と補助給水槽７３の下流部に弁２４が設置されており、乾式冷却器１１と弁２３と弁２４とを通水する常用の流路と、乾式冷却器１１と弁２１，２２と開放型冷却塔１２とを通水する緊急用の流路とを弁２１，２２，２３の開閉によって切り替えることができる。
【０１３２】
ここで、弁２１，２２は、通常時に閉じており、高温高負荷時などの緊急時には開いている常閉弁であり、弁２３，２４は通常時に開いており、高温高負荷時などの緊急時には閉じている常開弁である。
【０１３３】
従って、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃでは、通常時において、弁２１，２２が閉じ、弁２３，２４が開いているため、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃ内に流入した冷却水は、乾式冷却器１１で冷却された後、弁２３を通水して装置外へ流出する。
【０１３４】
一方、緊急時には、通常時とは逆、すなわち、弁２１，２２が開き、弁２３が閉じているため、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃ内に流入した冷却水は、各乾式冷却器１１で冷却された後、弁２１，２２を通って開放型冷却塔１２内に導入され、散水される。開放型冷却塔１２内で散水された冷却水は、直接大気に開放して蒸発させた時の蒸発潜熱により冷却される。開放型冷却塔１２内で冷却された冷却水は、例えば、作用する大気圧を利用して開放型冷却塔１２から装置外へ送り出される。
【０１３５】
このように構成される第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃを、二次冷却手段として具備する第３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｃでは、一次冷却手段７２と、循環水ポンプ７１と、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃ（二次冷却手段）とを接続して構成される流路に循環水（冷却水）が循環的に流れている点で、第１の地下変電所変圧器冷却システム１０Ａなど、他の地下変電所変圧器冷却システムの冷却系統７０と同様に構成される。
【０１３６】
第３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｃにおいて、二次冷却手段である第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃの動作は、制御装置３１Ｃによって制御される。制御装置３１Ｃは、例えば、温度計７５が取得する温度の情報（循環水温度ＴＥ）に基づいて、送風機１２１および散水ポンプ１２２のオン／オフ、および弁２１〜２４の開閉を切り替えることで、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃを第１の運転段階〜第３の運転段階の何れかの運転段階（冷却段階）で運用することができる。
【０１３７】
なお、上述した第３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｃは、弁２１〜２４が制御装置３１Ｃからの制御指令（開指令または閉指令）を受けて自動的に開閉する場合の例、すなわち、弁２１，２２，２３，２４が電動弁の場合を想定した一例であるが、弁２１〜２３を手動弁にし、ユーザが手動で開閉する構成としてもよい。この場合、第２の運転段階と第３の運転段階との切り替えは、手動により行われることになる。
【０１３８】
第３の地下変電所変圧器冷却システム１０Ｃを用いた地下変電所変圧器冷却方法（以下、「第３の地下変電所変圧器冷却方法」と称する。）について説明する。
【０１３９】
第３の地下変電所変圧器冷却方法は、第１の地下変電所変圧器冷却方法に対して、用いるシステムが異なるものの、行われるステップとしては実質的に同様である。但し、第３の地下変電所変圧器冷却方法では、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａとは異なる第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃが用いられるため、図３に示されるステップＳ７における詳細な処理内容が相違する。
【０１４０】
具体的に説明すれば、送風機１２１（図２）および散水ポンプ１２２（図２）のオン／オフを制御することによって、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａの運転段階（冷却段階）を第１の運転段階〜第３の運転段階の何れかに切り替える第１の地下変電所変圧器冷却方法に対して、第３の地下変電所変圧器冷却方法では、送風機１２１（図１０）のオン／オフと弁２１，２２，２３，２４（図１０）の開閉（循環水が流れる流路の切り替え）とを制御することによって、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃの運転段階（冷却段階）を第１の運転段階〜第３の運転段階の何れかに切り替える。
【０１４１】
このように構成される第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃ、第３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｃ、および第３の地下変電所変圧器冷却方法によれば、第１の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ、第１の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ、および第１の地下変電所変圧器冷却方法と同様の効果、すなわち、従来と比較して大幅に（最大１００％）節水することができるなどの効果を奏する。
【０１４２】
また、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃは、散水ポンプ１２２（図２）または散水ポンプ１４４（図７，８）が不要になるので、第３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ｃおよび第３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ｃの構成を、第１，２の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ，１０Ｂおよび第１，２の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ，３０Ｂの構成よりも簡潔化することができる。
【０１４３】
以上、第１〜３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ〜１０Ｃ、第１〜３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ〜３０Ｃ、および第１〜３の地下変電所変圧器冷却方法によれば、湿式で運転する時間を、年間を通じて限られた時間に限定できる（外気温度と変圧器負荷によっては稼働時間をゼロにすることも可能になる）ため、従来と比較して大幅に（最大１００％）節水することができる。従って、第１〜３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ〜３０Ｃを運用する際に必要となる水道代（上水道代および下水道代）を大幅に削減することができる。
【０１４４】
また、第１〜３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ〜３０Ｃでは、大規模災害発生などに起因して断水が生じたとしても、二次冷却手段としての第１〜３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ〜１０Ｃを運転するために必要となる水はごくわずかであるため、変圧器３の冷却を継続できる。すなわち、災害に強い地下変電所の変圧器冷却装置、変圧器冷却システム、および変圧器冷却方法を提供することができる。
【０１４５】
さらに、第１〜３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ〜３０Ｃでは、湿式で運転が必要となる時間が年間を通じてごく僅か（年によってはゼロ）になるため、開放型冷却塔１２などの湿式冷却手段でのスケール（水垢）付着はほとんど生じない。また、長期間に亘って（常用的に）湿式運転する必要性がなくなるため、レジオネラ症予防対策を講じる必要がなく、レジオネラ症予防対策に必要な手間および費用を削減することができる。
【０１４６】
また、第１〜３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ〜３０Ｃでは、湿式運転していない期間、すなわち、湿式冷却器（冷却塔１２，１４）が冷却系統７０から切り離されている期間が年間を通じて大半を占めるため、当該期間に開放型冷却塔１２や密閉型冷却塔１４の清掃、僅かに生じた場合のスケール除去、必要な整備をすることができる。
【０１４７】
さらに、第１〜３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ〜１０Ｃは、開放型冷却塔１２または密閉型冷却塔１４の外気取込口に乾式冷却器１１を竪置きして一体化された構成であるため、第１〜３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ〜３０Ｃにおける冷却設備の設置面積を削減（従来の地下変電所変圧器冷却システムに対して約半分に）することができ、省スペース化することができる。
【０１４８】
従って、一般に冷却設備が大規模化する傾向にある上、大きな設置スペースの確保が困難な都市部の地下変電所においても、現状と同程度の設置スペースが確保できれば、新設時のみならず改修時においても、第１〜３の地下変電所変圧器冷却システム３０Ａ〜３０Ｃを適用することもできる。
【０１４９】
さらにまた、第１〜３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ〜１０Ｃは、開放型冷却塔１２または密閉型冷却塔１４の外気取込口（開放型冷却塔１２または密閉型冷却塔１４の外部）に乾式冷却器１１が設置されているため、開放型冷却塔１２または密閉型冷却塔１４の内部で散布される散布水が乾式冷却器１１の熱交換効率を低下させる事態を確実に回避することができる。
【０１５０】
より詳細に説明すれば、冷却塔には、その内部に乾式冷却器が配置されたもの、すなわち、乾式冷却器および湿式冷却器とを一体化させた冷却装置があることが知られているが、冷却塔の内部に乾式冷却器が配置された冷却装置では、その構造上、冷却塔の内部で散布される散布水の一部が巻き上げられて乾式冷却器のフィンに付着してしまう事態は避けられない。冷却塔内で散布される散布水は、カルシウム（Ｃａ）やマグネシウム（Ｍｇ）などの塩類が蒸発により濃縮されているので、フィンに付着した散布水は、フィン上で固化してスケールとなってフィンに蓄積する。フィンにスケールが蓄積すると、乾式冷却器での空気の流れが妨げられてしまうため、乾式冷却器での熱交換効率が低下してしまう。
【０１５１】
これに対して、第１〜３の地下変電所変圧器冷却装置１０Ａ〜１０Ｃでは、開放型冷却塔１２または密閉型冷却塔１４の外部である外気取込口に乾式冷却器１１が設置されているため、乾式冷却器１１のフィンにスケールが蓄積することはなく、スケール蓄積による乾式冷却器１１の熱交換効率低下を確実に回避することができる。
【０１５２】
なお、本発明は上述した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。
【符号の説明】
【０１５３】
１  外気
３  変圧器（被冷却体）
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  第１，２，３の地下変電所変圧器冷却装置
１１  乾式冷却器（乾式冷却手段）
１１１  伝熱部（第１の熱交換部）
１１２  ダクト
１２  開放型冷却塔（湿式冷却手段、第２の熱交換部）
１２１  送風機
１２２  散水ポンプ
１２３  散水部
１３  熱交換器（第２の熱交換部）
１４  密閉型冷却塔（湿式冷却手段）
１４１  送風機
１４２  散水ポンプ
１４３  散水部
１４４  伝熱部（第２の熱交換部）
１７，１８，２１，２２  弁（常閉弁）
１９，２３，２４  弁（常開弁）
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  第１，２，３の地下変電所変圧器冷却システム
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ  制御装置
７０  冷却系統
７１  循環水ポンプ
７２  一次冷却手段
７３  補給水槽
７５  温度計
Ｌ１  負荷率
Ｌ２  熱量比
【図１】
0006401587.tif 000005
【図２】
0006401587.tif 000006
【図３】
0006401587.tif 000007
【図４】
0006401587.tif 000008
【図５】
0006401587.tif 000009
【図６】
0006401587.tif 000010
【図７】
0006401587.tif 000011
【図８】
0006401587.tif 000012
【図９】
0006401587.tif 000013
【図１０】
0006401587.tif 000014