特開 2024-175426 交直変換装置の建屋、交直変換装置、吊り台座、運搬台車および交直変換装置の工事方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175426

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】交直変換装置の建屋、交直変換装置、吊り台座、運搬台車および交直変換装置の工事方法

(51)【国際特許分類】

   H02B 5/00 20060101AFI20241211BHJP

   H02B 3/00 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

H02B5/00

H02B3/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093208

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 光孝

(57)【要約】

【課題】交直変換装置の工事コストを抑制することができる交直変換装置の建屋、交直変換装置、吊り台座、運搬台車および交直変換装置の工事方法を提供することである。
【解決手段】実施形態の交直変換装置の建屋は、交直変換装置および天井クレーンを持つ。交直変換装置は、サブモジュールと、支持板と、固定部と、を有する。サブモジュールは、半導体スイッチを含む。支持板は、サブモジュールを支持する。固定部は、吊り台座の台座部に対して、支持板を機械的に固定可能である。吊り台座の台座部は、天井クレーンによる吊り下げ支持が可能であり、サブモジュールを搭載可能である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交直変換装置および天井クレーンが設置された、交直変換装置の建屋。

【請求項2】

前記天井クレーンは、上方から見て前記交直変換装置と重ならない位置に、走行レールを有する、
請求項１に記載の交直変換装置の建屋。

【請求項3】

半導体スイッチを含むサブモジュールと、
前記サブモジュールを支持する支持板と、
前記サブモジュールを搭載可能な吊り台座の、前記支持板に対する機械的な固定に使用可能な固定部と、を有する、
交直変換装置。

【請求項4】

天井クレーンによる吊り下げ支持が可能であり、交直変換装置のサブモジュールを搭載可能な台座部と、
前記サブモジュールを支持する前記交直変換装置の支持板に対する、前記台座部の機械的な固定に使用可能な固定部と、を有する、
吊り台座。

【請求項5】

交直変換装置のサブモジュールを搭載可能な吊り台座を搭載可能な台板と、
前記台板に対する前記吊り台座の機械的な固定に使用可能な固定部と、を有する、
運搬台車。

【請求項6】

交直変換装置の建屋に設置された天井クレーンを使用して、前記交直変換装置の据付工事または前記交直変換装置のサブモジュールの交換工事を行う、交直変換装置の工事方法。

【請求項7】

前記交換工事では、前記サブモジュールを搭載可能な吊り台座を前記天井クレーンで吊り下げ、前記吊り台座を前記交直変換装置の前記サブモジュールの支持板に固定して、前記サブモジュールを交換する、
請求項６に記載の交直変換装置の工事方法。

【請求項8】

前記交換工事では、前記サブモジュールを搭載可能な吊り台座を、前記吊り台座を搭載可能な運搬台車に固定して、前記サブモジュールを運搬する、
請求項６に記載の交直変換装置の工事方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、交直変換装置の建屋、交直変換装置、吊り台座、運搬台車および交直変換装置の工事方法に関する。

【背景技術】

【0002】

大容量で長距離の送電に適した方式として高圧直流送電が利用されている。交流送電網に高圧直流送電システムを導入する場合、交直変換装置が不可欠である。交直変換装置の据付やメンテナンス等の工事コストを抑制することが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７－６９５８３号公報

【特許文献2】特開昭５９－１０１６９号公報

【特許文献3】特開２０１１－９３６３３号公報

【特許文献4】特開平４－１９７９９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、交直変換装置の工事コストを抑制することができる交直変換装置の建屋、交直変換装置、吊り台座、運搬台車および交直変換装置の工事方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の交直変換装置の建屋は、交直変換装置および天井クレーンを持つ。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】交直変換装置の建屋の内部の正面図。

【図2】吊り台座および運搬台車の側面図。

【図3】吊り台座が運搬台車に搭載された状態の側面図。

【図4】交直変換装置の工事方法の第１説明図。

【図5】交直変換装置の工事方法の第２説明図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の交直変換装置の建屋、交直変換装置、吊り台座、運搬台車および交直変換装置の工事方法を、図面を参照して説明する。
図１は、交直変換装置の建屋１の内部の正面図である。交直変換装置の建屋１には、交直変換装置３および天井クレーン１０が設置される。

【0008】

交直変換装置３は、例えばモジュラーマルチレベル変換器（Modular Multilevel Converter：ＭＭＣ）である。ＭＭＣの回路は、半導体スイッチとコンデンサで構成されたサブモジュール（チョッパセル）５を構成要素とする。ＭＭＣは、多数のサブモジュール５が直列に接続されたアームと、短絡電流抑制用のバッファリアクトルで構成される。

【0009】

交直変換装置３は、サブモジュール５と、支持板６と、を有する。
サブモジュール５は、直方体のケース内に、半導体スイッチおよびコンデンサを含む。
支持板６は、サブモジュール５を支持する。サブモジュール５は、支持板６に対して、ボルト等により固定される。複数のサブモジュール５および支持板６によりユニット７が構成される。ユニット７は、複数のサブモジュール５が水平方向に並んで支持板６の上に配置されたものである。複数のユニット７が、水平方向および鉛直方向に連結されて、交直変換装置３が形成される。交直変換装置３の上端部には、天板８が配置される。

【0010】

天井クレーン１０は、建屋１の天井部に、恒久設備として設置される。天井クレーン１０は、トロリ１２と、ガータ１５と、サドル１７と、走行レール１８と、を有する。
トロリ１２は、フック１３を有する。フック１３は、チェーン（不図示）の先端に連結される。チェーンの繰り出しおよび巻き取りにより、フック１３は鉛直方向に移動可能である。

【0011】

ガータ１５は、水平方向（図１の紙面の左右方向）に伸びる。ガータ１５の長手方向の両端部は、交直変換装置３の外側まで伸びる。トロリ１２は、ガータ１５に沿ってガータ１５の長手方向に移動可能である。
一対のサドル１７は、ガータ１５の長手方向の両端部に固定される。

【0012】

走行レール１８は、建屋１に固定される。走行レール１８は、例えばＩビームである。走行レール１８は、水平方向であって、ガータ１５の長手方向と直交する方向（図１の紙面の前後方向）に伸びる。走行レール１８の長手方向の両端部は、交直変換装置３の外側まで伸びる。一対の走行レール１８が、ガータ１５の長手方向の両端部に、相互に平行に配置される。一対のサドル１７は、対応する走行レール１８に沿って移動可能である。一対のサドル１７に固定されたガータ１５は、走行レール１８の長手方向に移動可能である。以上により、天井クレーン１０のフック１３は、３次元空間内を鉛直方向および水平方向に移動可能である。

【0013】

走行レール１８に沿ったサドル１７の走行を円滑にするため、走行レール１８および／またはサドル１７はグリスを含む。天井クレーン１０は、上方から見て交直変換装置３と重ならない位置に、走行レール１８を有する。走行レール１８は、水平方向において交直変換装置３の外側に配置される。これにより、交直変換装置３へのグリスの落下が抑制される。

【0014】

交直変換装置３は、高電圧で運転される。天井クレーン１０の構成部材は接地される。走行レール１８の長手方向の両端部は、交直変換装置３の外側まで伸びる。これにより、ガータ１５は、交直変換装置３の水平方向の外側まで移動可能である。また、ガータ１５の長手方向の両端部は、交直変換装置３の外側まで伸びる。これにより、トロリ１２およびフック１３は、交直変換装置３の水平方向の外側まで移動可能である。以上により、交直変換装置３と天井クレーン１０の構成部材との間の絶縁距離を確保することができる。

【0015】

フック１３の鉛直方向への移動、トロリ１２の水平方向への移動およびサドル１７の水平方向への移動は、インバータ制御される。これにより、移動時の衝撃が緩和され、滑らかな移動が実現される。

【0016】

交直変換装置３の据付工事の工事方法について説明する。交直変換装置３の据付工事は、建屋１に設置された天井クレーン１０を使用して実施される。
建屋１の地上付近の吊上げ位置に、ユニット７が配置される。ユニット７に吊り具Ｔが装着される。天井クレーン１０のトロリ１２が、吊上げ位置の上方に移動する。フック１３が下降して、吊り具Ｔに連結される。フック１３が上昇して、ユニット７を吊上げる。天井クレーン１０の吊り下げ許容重量は、ユニット７および吊り具Ｔの合計重量より大きい。ユニット７の据付け位置まで、トロリ１２が移動する。フック１３が下降して、ユニット７を据付け位置に配置する。

【0017】

作業者が、汎用の高所作業車に搭乗して、ユニット７の据付け位置に移動する。作業者の移動には、交直変換装置３に設置された梯子等が利用されてもよい。作業者は、ユニット７の連結作業を行う。連結作業は、ユニット７の固定作業および配線作業などである。作業者は、ユニット７から吊り具Ｔを取り外す。

【0018】

天板８の据付けには、高さＨが必要である。高さＨは、天板８の据付け位置の高さに、吊り具Ｔの高さと、天板８の移動に必要な高さとを、加算した高さである。フック１３が高さＨより高い位置まで移動可能となるように、天井クレーン１０が設置される。

【0019】

交直変換装置３の据付工事に、仮設の門型クレーンを利用する場合がある。この場合には、門型クレーンの仮設、段取り替えおよび撤去に、それぞれ工事が必要である。また、門型クレーンの設置スペースを地上に確保する必要がある。以上により、交直変換装置３の据付工事の工期が伸びて、工事コストが増大する。

【0020】

実施形態の交直変換装置の建屋１には、天井クレーン１０が設置される。交直変換装置３の据付工事は、建屋１に設置された天井クレーン１０を使用して実施される。天井クレーン１０は、交直変換装置３の内側および外側の水平方向に移動可能である。天井クレーン１０には、段取り替えおよび撤去の工事が不要である。また、天井クレーン１０の設置スペースを地上に確保する必要がない。以上により、交直変換装置３の据付工事の工期が短縮され、工事コストが抑制される。

【0021】

図２は、吊り台座２０および運搬台車３０の側面図である。
交直変換装置３のメンテナンスとして、サブモジュール５の交換工事を行う場合がある。交換工事は、吊り台座２０および運搬台車３０を使用して実施される。

【0022】

吊り台座２０は、台座部２２と、フレーム２３と、を有する。
台座部２２は、金属材料等により平板状に形成される。台座部２２は、上面にサブモジュール５を搭載可能である。

【0023】

フレーム２３は、台座部２２を底面とする直方体の辺に配置される。フレーム２３の上端部に対して、吊り具２５が着脱可能である。吊り具２５の上端部に対して、天井クレーン１０のフック１３が着脱可能である。吊り具２５およびフレーム２３を介して、天井クレーン１０による台座部２２の吊り下げ支持が可能である。

【0024】

台座部２２は、第１固定部２２ａと、第２固定部（固定部）２２ｂと、を有する。
第１固定部２２ａは、台座部２２に対するサブモジュール５の機械的な固定に使用される。例えば、第１固定部２２ａは、ボルトが挿通される孔である。
サブモジュール５は、第１固定部５ａを有する。第１固定部５ａは、台座部２２に対するサブモジュール５の機械的な固定に使用される。第１固定部５ａは、交直変換装置３の支持板６に対するサブモジュール５の機械的な固定に使用されてもよい。例えば、第１固定部５ａは、ボルトが挿通される孔である。

【0025】

第２固定部２２ｂは、交直変換装置３の支持板６に対する台座部２２の機械的な固定に使用される。第２固定部２２ｂは、台座部２２の水平方向の端部に配置される。例えば、第２固定部２２ｂは、ボルトが挿通される孔である。
図５に示されるように、交直変換装置３の支持板６は、第２固定部（固定部）６ｂを有する。第２固定部６ｂは、支持板６に対する吊り台座２０の台座部２２の機械的な固定に使用される。第２固定部６ｂは、支持板６の水平方向の端部に配置される。例えば、第２固定部６ｂは、ボルトが挿通される孔である。台座部２２が支持板６に固定された状態で、両者の上面が同一面内に配置される。

【0026】

運搬台車３０は、図２に示されるように、台板３２と、車輪３３と、ハンドル３５と、を有する。
台板３２は、金属材料等により平板状に形成される。台板３２は、上面に吊り台座２０を搭載可能である。車輪３３は、台板３２の下面に装着される。ハンドル３５は、台板３２の端部から上方に伸びる。

【0027】

図３は、吊り台座２０が運搬台車３０に搭載された状態の側面図である。
台板３２は、第３固定部（固定部）３２ｃを有する。第３固定部３２ｃは、台板３２に対する吊り台座２０の台座部２２の機械的な固定に使用される。
吊り台座２０の台座部２２は、第３固定部２２ｃを有する。第３固定部２２ｃは、運搬台車３０の台板３２に対する台座部２２の機械的な固定に使用される。

【0028】

例えば、吊り台座２０の第３固定部２２ｃは位置決めピンおよび位置決め穴のうち一方であり、運搬台車３０の第３固定部３２ｃは位置決めピンおよび位置決め穴のうち他方である。位置決めピンは鉛直方向に伸びるピンであり、位置決め穴は位置決めピンを収容可能な穴である。位置決めピンおよび位置決め穴により、運搬台車３０に対して吊り台座２０が水平方向に固定される。吊り台座２０の第３固定部２２ｃおよび運搬台車３０の第３固定部３２ｃは、ボルトが挿通される孔でもよい。

【0029】

交直変換装置３のサブモジュール５の交換工事の工事方法について説明する。
図４は、交直変換装置３の工事方法の第１説明図であり、交直変換装置３の正面図である。図５は、交直変換装置３の工事方法の第２説明図であり、交直変換装置３の側面図である。サブモジュール５の交換工事は、建屋１に設置された天井クレーン１０を使用して実施される。サブモジュール５の交換工事は、サブモジュール５の回収作業およびサブモジュール５の設置作業を含む。

【0030】

最初に、サブモジュール５の回収作業が実施される。図５に示されるように、天井クレーン１０が、吊り台座２０を吊り下げ支持して移動させる。吊り台座２０が、交換対象であるサブモジュール５の横に移動する。作業者が、汎用の高所作業車に搭乗して、サブモジュール５の交換位置に移動する。作業者の移動には、交直変換装置３に設置された梯子等が利用されてもよい。作業者は、吊り台座２０の台座部２２を交直変換装置３の支持板６に固定する。両者の固定には、台座部２２の第２固定部２２ｂおよび支持板６の第２固定部６ｂが使用される。

【0031】

サブモジュール５は、支持板６に固定されている。作業者は、支持板６に対するサブモジュール５の固定を解除する。吊り台座２０の台座部２２が支持板６に固定された状態で、両者の上面が同一面内に配置されている。作業者は、サブモジュール５を水平方向にスライドさせて、サブモジュール５を支持板６の上面から台座部２２の上面に移動させる。作業者は、台座部２２に対してサブモジュール５を固定する。両者の固定には、図２に示される台座部２２の第１固定部２２ａおよびサブモジュール５の第１固定部５ａが使用される。

【0032】

作業者は、支持板６に対する吊り台座２０の固定を解除する。作業者は、吊り台座２０の中継位置に運搬台車３０を配置する。例えば中継位置は、交直変換装置３の近傍に設定される。天井クレーン１０が、吊り台座２０を中継位置の上方まで移動させる。フック１３が下降して、図３に示されるように、吊り台座２０を運搬台車３０に搭載する。作業者は、運搬台車３０に対して吊り台座２０を固定する。両者の固定には、吊り台座２０の第３固定部２２ｃおよび運搬台車３０の第３固定部３２ｃが使用される。作業者は、天井クレーン１０と吊り台座２０との連結を解除する。

【0033】

作業者は、運搬台車３０のハンドル３５を押して、運搬台車３０を移動させる。作業者は、サブモジュール５の保管位置またはメンテナンス作業位置まで、運搬台車３０を移動させる。作業者は、運搬台車３０から吊り台座２０を降ろす。作業者は、吊り台座２０からサブモジュール５を降ろす。

【0034】

次に、サブモジュール５の設置作業が実施される。
作業者は、サブモジュール５を吊り台座２０に搭載する。作業者は、吊り台座２０を運搬台車３０に搭載する。その後は、サブモジュール５の回収作業とは逆の手順で、サブモジュール５の設置作業が実施される。

【0035】

サブモジュール５の交換工事に、サブモジュール交換専用リフタを利用する場合がある。このリフタは、サブモジュール５の搭載スペースおよびスライド移動の作業スペースを備えた、特殊なリフタである。このリフタの製造およびメンテナンスには多くのコストが必要である。また、このリフタの移動スペースを地上に確保する必要がある。以上により、交直変換装置３の交換工事の工事コストが増大する。

【0036】

実施形態の交直変換装置の建屋１には、天井クレーン１０が設置される。サブモジュール５の交換工事は、建屋１に設置された天井クレーン１０を使用して実施される。天井クレーン１０がサブモジュール５を吊り下げ支持して３次元空間内で移動させるため、サブモジュール交換専用リフタが不要である。また、天井クレーン１０の設置スペースを地上に確保する必要がない。以上により、交直変換装置３の交換工事の工事コストが抑制される。

【0037】

以上に詳述されたように、実施形態の交直変換装置の建屋１は、交直変換装置３および天井クレーン１０を持つ。
交直変換装置３の工事方法は、交直変換装置の建屋１に設置された天井クレーン１０を使用して、交直変換装置３の据付工事または交直変換装置３のサブモジュール５の交換工事を行う工程を有する。
天井クレーン１０を使用することにより、仮設の門型クレーンやサブモジュール交換専用リフタが不要である。天井クレーン１０は建屋１の天井部に設置されるので、地上にスペースを確保する必要がない。以上により、交直変換装置３の工事コストが抑制される。

【0038】

天井クレーン１０は、上方から見て交直変換装置３と重ならない位置に、走行レール１８を有する。
これにより、交直変換装置３へのグリスの落下が抑制される。

【0039】

交直変換装置３は、サブモジュール５と、支持板６と、第２固定部６ｂと、を有する。サブモジュール５は、半導体スイッチを含む。支持板６は、サブモジュール５を支持する。第２固定部６ｂは、サブモジュール５を搭載可能な吊り台座２０の、支持板６に対する機械的な固定に使用可能である。

【0040】

吊り台座２０は、台座部２２と、第２固定部２２ｂと、を有する。台座部２２は、天井クレーン１０による吊り下げ支持が可能であり、交直変換装置３のサブモジュール５を搭載可能である。第２固定部２２ｂは、サブモジュール５を支持する交直変換装置３の支持板６に対する、台座部２２の機械的な固定に使用可能である。

【0041】

サブモジュール５の交換工事は、サブモジュール５を搭載可能な吊り台座２０を天井クレーン１０で吊り下げ、吊り台座２０を交直変換装置３のサブモジュール５の支持板６に固定して、サブモジュール５を交換する工程を有する。
これにより、サブモジュール５の交換工事が、安定して短時間で実施される。したがって、交直変換装置３の工事コストが抑制される。

【0042】

運搬台車３０は、台板３２と、第３固定部３２ｃと、を有する。台板３２は、交直変換装置３のサブモジュール５を搭載可能な吊り台座２０を搭載可能である。第３固定部３２ｃは、台板３２に対する吊り台座２０の機械的な固定に使用可能である。
サブモジュール５の交換工事は、サブモジュール５を搭載可能な吊り台座２０を、吊り台座２０を搭載可能な運搬台車３０に固定して、サブモジュール５を運搬する工程を有する。
これにより、サブモジュール５の運搬が、安定して短時間で実施される。したがって、交直変換装置３の工事コストが抑制される。

【0043】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、交直変換装置の建屋１は、交直変換装置３および天井クレーン１０を持つ。これにより、交直変換装置３の工事コストを抑制することができる。

【0044】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施され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、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同様に、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ものである。

【符号の説明】

【0045】

１…交直変換装置の建屋、３…交直変換装置、５…サブモジュール、６…支持板、６ｂ…第２固定部（固定部）、１０…天井クレーン、２０…吊り台座、２２…台座部、２２ｂ…第２固定部（固定部）、３０…運搬台車、３２…台板、３２ｃ…第３固定部（固定部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】