特開 2024-69959 変圧器取替工法

(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】P2024069959

(43)【公開日】2024-05-22

(54)【発明の名称】変圧器取替工法

(51)【国際特許分類】

   H02B 5/00 20060101AFI20240515BHJP

【ＦＩ】

H02B5/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180278

(22)【出願日】2022-11-10

(71)【出願人】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(72)【発明者】

【氏名】粟井 秀紀

(57)【要約】

【課題】変電所等の構内に設置された変圧器を、短期間で取り替えることが可能な変圧器取替工法を提供する。
【解決手段】変圧器引留鉄構が設置され、変圧器引留鉄構に隣接するように構内に設置された変圧器を取り替える変圧器取替工法は、構内の取替対象である第１の変圧器の近傍かつ変圧器引留鉄構の近傍であり、基礎工事がなされている空きスペースに、新たな第２の変圧器を設置するステップと、変圧器引留鉄構に対して第２の変圧器を設置するための所定の改造工事を行い、変圧器引留鉄構に配置されている主回路からのリード線を設置するための型取りを行うステップと、リード線の型取りに沿って、第２の変圧器に前記リード線を接続するステップと、主回路から第１の変圧器を切り離し、第１の変圧器を撤去するステップと、を含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

変圧器引留鉄構が設置され、前記変圧器引留鉄構に隣接するように構内に設置された変圧器を取り替える変圧器取替工法であって、
前記構内の取替対象である第１の変圧器の近傍かつ前記変圧器引留鉄構の近傍であり、基礎工事がなされている空きスペースに、新たな第２の変圧器を設置するステップと、
前記変圧器引留鉄構に対して前記第２の変圧器を設置するための所定の改造工事を行い、前記変圧器引留鉄構に配置されている主回路からのリード線を設置するための型取りを行うステップと、
前記リード線の型取りに沿って、前記第２の変圧器に前記リード線を接続するステップと、
前記主回路から前記第１の変圧器を切り離し、前記第１の変圧器を撤去するステップと、
を含む工程を行うことを特徴とする変圧器取替工法。

【請求項2】

前記第２の変圧器を設置するステップにおいて、前記第２の変圧器を、前記変圧器引留鉄構に隣接する前記第１の変圧器に対向するように、前記変圧器引留鉄構に隣接する位置に設置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の変圧器取替工法。

【請求項3】

前記変圧器引留鉄構に対して所定の改造工事を行うステップにおいて、前記変圧器引留鉄構に設置されている碍子を、前記第２の変圧器に対応するように変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の変圧器取替工法。

【請求項4】

前記第２の変圧器を設置するステップの前工程において、
前記第１の変圧器の２次側に基礎工事がなされて設置されている装置を移設し、前記空きスペースを確保するステップを行う、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の変圧器取替工法。

【請求項5】

前記装置を移設するステップにおいて、前記装置は、前記構内に設置された分路リアクトル、中性点リアクトルのいずれかまたは両方を含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の変圧器取替工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変電所等の構内に設置された変圧器を取り替える変圧器取替工法に関する。

【背景技術】

【0002】

１次変電所等に設置されている変圧器は、交流電力を変圧する装置である。このような変圧器は、数メートル～数十メートル規模の大きさであり、通常、変電所等の構内施設に、基礎工事がなされてその上に設置されている。

【0003】

変圧器は、故障時または経年等により取り替える必要がある場合、変圧器を取り替える工事のための期間を確保し、変圧器をその期間停止する必要がある。しかし、そのような停止期間の確保が困難な場合、構内の新たなスペースに基礎工事を行い、新たな変圧器を設置した上で、古い変圧器を撤去する工事を行う、というような運用をしている。

【0004】

このような設備に対して機器等の取替工事を行う技術として、新たな基礎を設置することなく機器（スイッチギア）の取替を可能にする工法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載のスイッチギア取替工法は、基礎の余剰スペースに新設のスイッチギアの配変二次箱と所内ＧＰＴを設置して、既設のスイッチギアと並列に変圧器に接続し、既設のスイッチギアの配電線箱等を基礎から撤去し、新設のスイッチギアの配電線箱等を基礎に設置して変圧器に接続し、既設のスイッチギアの配変二次箱と所内ＧＰＴ箱を基礎から撤去する、というものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－０９７４８２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、変圧器そのものを取り替える場合は、特許文献１に記載のスイッチギア取替工法を適用することはできず、短期間で変圧器を取り替えることが可能な工法が求められていた。

【0007】

そこで本発明は、短期間で変圧器を取り替えることが可能な変圧器取替工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】

【0008】

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、変圧器引留鉄構が設置され、前記変圧器引留鉄構に隣接するように構内に設置された変圧器を取り替える変圧器取替工法であって、前記構内の取替対象である第１の変圧器の近傍かつ前記変圧器引留鉄構の近傍であり、基礎工事がなされている空きスペースに、新たな第２の変圧器を設置するステップと、前記変圧器引留鉄構に対して前記第２の変圧器を設置するための所定の改造工事を行い、前記変圧器引留鉄構に配置されている主回路からのリード線を設置するための型取りを行うステップと、前記リード線の型取りに沿って、前記第２の変圧器に前記リード線を接続するステップと、前記主回路から前記第１の変圧器を切り離し、前記第１の変圧器を撤去するステップと、を含む工程を行うことを特徴とする変圧器取替工法である。

【0009】

請求項２の発明は、請求項１に記載の変圧器取替工法における、前記第２の変圧器を設置するステップにおいて、前記第２の変圧器を、前記変圧器引留鉄構に隣接する前記第１の変圧器に対向するように、前記変圧器引留鉄構に隣接する位置に設置する、ことを特徴とする。

【0010】

請求項３の発明は、請求項１に記載の変圧器取替工法における、前記変圧器引留鉄構に対して所定の改造工事を行うステップにおいて、前記変圧器引留鉄構に設置されている碍子を、前記第２の変圧器に対応するように変更する、ことを特徴とする。

【0011】

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の変圧器取替工法における、前記第２の変圧器を設置するステップの前工程において、前記第１の変圧器の２次側に基礎工事がなされて設置されている装置を移設し、前記空きスペースを確保するステップを行う、ことを特徴とする。

【0012】

請求項５の発明は、請求項４に記載の変圧器取替工法における、前記装置を移設するステップにおいて、前記装置は、前記構内に設置された分路リアクトル、中性点リアクトルのいずれかまたは両方を含む、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

請求項１に記載の発明によれば、取替対象である第１の変圧器の近傍かつ変圧器引留鉄構の近傍であり、基礎工事がなされている空きスペースに新たな第２の変圧器を設置し、変圧器引留鉄構に対して所定の改造工事を行い、主回路からのリード線を設置するための型取りを行い、第２の変圧器にリード線を接続し、第１の変圧器を撤去する。そのため、構内に既設の遮断器や断路器および母線鉄構等を流用することができる。これにより、短期間で変圧器を取り替えることが可能になる。

【0014】

請求項２に記載の発明によれば、第２の変圧器を、変圧器引留鉄構に隣接する第１の変圧器に対向するように、変圧器引留鉄構に隣接する位置に設置する。これにより、既設の変圧器の近傍で取替工事を行うことができるため、短期間で変圧器を取り替えることが可能になる。

【0015】

請求項３に記載の発明によれば、変圧器引留鉄構に設置されている碍子を、第２の変圧器に対応するように変更する。これにより、他の工程作業と並行して工事を行うことができるため、短期間で変圧器を取り替えることが可能になる。

【0016】

請求項４及び５に記載の発明によれば、第１の変圧器の２次側に基礎工事がなされて設置されている装置、具体的には分路リアクトルまたは中性点リアクトルを移設し、空きスペースを確保する。そのため、構内に既設の遮断器や断路器および母線鉄構等を流用することができる。これにより、短期間で変圧器を取り替えることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態１に係る変圧器取替工法を実施する対象となる変圧器１０が設置された構内１の例を示す構内平面図である。

【図2】図１の構内１を示す側面図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る変圧器取替工法を示すフローチャートである。

【図4】図１に示す状態から、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０が移設された状態を示す平面図である。

【図5】図４に示す状態から、新たな変圧器６０が設置された状態を示す平面図である。

【図6】図４の構内１を示す側面図である。

【図7】図５に示す状態から、変圧器１０が撤去された状態を示す平面図である。

【図8】図７の構内１を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

【0019】

（概要）
本発明の実施の形態に係る変圧器取替工法は、１次変電所等に設置されている変圧器を取り替えるための変圧器取替工法である。この変圧器取替工法は、変圧器の故障または経年等による取替の際、変圧器の長期停止が困難な場合であっても変圧器の連続停止期間を短期間にすることを可能にする工法である。

【0020】

図１は、本発明の実施の形態１に係る変圧器取替工法を実施する対象となる変圧器１０が設置された構内１の例を示す構内平面図である。また、図２は、図１の構内１を示す側面図である。

【0021】

図１に示す構内１は、例えば１次変電所のような施設の構内の抜粋を示す平面図である。構内１の例である変電所は、電力系統における電気の電圧の変換を行い、各電力系統の接続と開閉とを行って電力の流れを制御する１次変電所である。また、このような変電所は、発電所から送電されてきた電気の電圧を下げて、大きな工場等へ送電する。また、このような変電所は、２次変電所へ送られ、さらに電圧を下げて中小工場等へ送電するための設備である。

【0022】

図１及び図２に示すように、構内１には、変圧器１０と、変圧器引留鉄構２０と、複数の高圧線（主回路）（図１では、高圧線３１、高圧線３２及び高圧線３３を示している。以下、総称して「高圧線３０」ということもある）と、分路リアクトル４０と、中性点リアクトル５０とが配置されている。変圧器１０は、構内１の例である発電所から送電されてきた電圧を変圧（例えば、１１０，０００Ｖから６６，０００Ｖへ）する施設である。変圧器引留鉄構２０は、高圧線３０を支持するためのゲート状の設備（図２ではタワー状に示されているが、奥行き方向に延びた形状になっている）であり、通常、数十メートル規模の鉄構構造物である。高圧線３０は、変電所から出力された高圧電力（例えば、６，６００Ｖの電力）を送電する送電線である。分路リアクトル（ＳｈＲ）４０は、交流回路の分路に接続され、高圧線３０の遅れ無効電力を供給することで進み無効電力を補償する装置である。中性点リアクトル（ＮＧＬ）５０は、電力系統の中性点に接続され、電力系統の地絡事故の際に対地電圧が異常に上昇するのを防止すると共に、系統の対地静電容量を補償する装置である。

【0023】

図１及び図２に示すように、変圧器１０は、変圧器引留鉄構２０の近傍に隣接するように設置され、高圧線３０から分岐したリード線が接続されている。分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０は、変圧器引留鉄構２０の近傍に隣接し、変圧器１０に対向する位置であり、変圧器１０の２次側に設置されている。図２に示すように、高圧線３０は、変圧器１０、分路リアクトル４０、及び中性点リアクトル５０の上方を通り、変圧器引留鉄構２０に支持されて設置されている。

【0024】

構内１において、変圧器１０、変圧器引留鉄構２０、分路リアクトル４０、及び中性点リアクトル５０は、基礎工事が行われた地面の上に設置される。ここで、基礎工事とは、地面の掘削を行ってアース工事、ケーブルピット付設等を行い、コンクリート打設を行って変圧器１０等の各種機器を設置可能な状態にすることをいう。

【0025】

実施の形態１に係る変圧器取替工法は、変圧器１０を取り替えるための工法であるが、取り替える新たな変圧器を設置する空きスペースが変圧器１０の近傍にない場合、変圧器１０から離隔した位置に設置せざるを得ない。そのため、新たな遮断器や断路器および母線鉄構等の設置、及びこれらの機器を設置する箇所に基礎工事がなされていない場合には基礎工事も必要になり、長期間の工期を確保する必要がある。

【0026】

また、例えば配電用変電所における変圧器を取り替える場合は、移動用変圧器を仮設することで取替対象の変圧器を長期停止することは可能であるが、１次変電所おける変圧器の場合は容量が大きいため、移動用変圧器を仮設することによる対応はできない、という問題がある。

【0027】

そこで、本実施の形態では、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０を移設し、その空いたスペースに新たな変圧器を設置し、既存の施設を有効活用することで、短期間で変圧器を取り替えることを可能にし、変圧器の連続停止期間を短期間にすることを可能にしている。

【0028】

なお、本実施の形態では、移設する機器の例として分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０を示しているが、これらの機器に限られず、構内１において移設可能な機器であれば他の機器であってもよい。

【0029】

（実施の形態１）
＜工程の流れ＞
図３～図８は、この実施の形態を示し、図３は、本発明の実施の形態１に係る変圧器取替工法を示すフローチャートである。図３～図８を参照しながら、本発明の実施の形態１に係る変圧器取替工法の流れの一例について説明する。

【0030】

ステップＳ１０１の工程は、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０を、現状の変圧器（第１の変圧器）１０に対向する位置から移設する。分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０を移設する位置は、それぞれの機器の機能を発揮できるような位置であればよく、配線等の状況から現状の位置より離隔していない位置であることが望ましい。

【0031】

図４は、図１に示す状態から、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０が移設された状態を示す平面図である。図４に示すように、ステップＳ１０１の工程では、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０を変圧器１０と対向しない位置へ移設している。この位置は、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０の元の設置位置からも近く、配線工事も容易であるため、望ましい位置といえる。

【0032】

なお、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０の移設後の位置に基礎工事が行われていない場合は、当該位置に移設するための基礎工事も行う。ただし、あらかじめ基礎工事が行われていたとしても、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０を設置するための改良工事は必要になる。また、ステップＳ１０１の工程では、配線工事も行うが、既設の遮断器や断路器が流用可能な場合は、流用してもよい。

【0033】

ステップＳ１０２の工程は、新たな変圧器（第２の変圧器）６０を構内１に設置する。変圧器６０は、現状の変圧器１０の代わりとなる変圧器であり、変圧器１０と同等の機能を備えている装置である。変圧器６０を設置する位置は、例えば、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０が設置されていた位置であり、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０を移設したことにより確保された空きスペースである。

【0034】

図５は、図４に示す状態から、新たな変圧器６０が設置された状態を示す平面図である。図５に示すように、ステップＳ１０２の工程では、変圧器６０を、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０がもともと設置されていた、変圧器１０と対向する位置へ移設している。この位置は、変圧器１０の近傍、かつ変圧器引留鉄構２０の近傍であり、具体的には変圧器引留鉄構２０に隣接して変圧器１０に対向する位置であり、高圧線３０にリード線を接続させるために望ましい位置といえる。

【0035】

なお、本実施の形態では、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０を移設してその位置に変圧器６０を設置しているが、同様の位置が空きスペースとなっている場合は、機器の移設を行わずに変圧器６０を設置してもよい。

【0036】

ステップＳ１０３の工程は、変圧器引留鉄構２０に対して所定の改造を行う。変圧器引留鉄構２０に対する改造は、具体的には例えば、変圧器引留鉄構２０に設置されている碍子を、変圧器６０に対応するように変更する工事をいうが、このような工事に限られず、変圧器６０に対応するような改修工事全般をいう。

【0037】

図６は、図４の構内１を示す側面図である。図６に示すように、ステップＳ１０３の工程では、変圧器引留鉄構２０に設置されている碍子７０を、変圧器６０に対応するように、例えば１１０ｋＶ用の碍子に変更する。ステップＳ１０３の工程は、ステップＳ１０２の工程と並行して行ってもよい。

【0038】

ステップＳ１０４の工程は、高圧線３０からのリード線を変圧器６０に接続して設置するための型取りを行う。図６に示すように、ステップＳ１０４の工程では、高圧線３０から引き込むリード線８０を設置するための型取りを行う。ステップＳ１０４の工程は、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の工程と並行して行ってもよい。

【0039】

ステップＳ１０５の工程は、変圧器６０に高圧線３０からのリード線８０を接続する。ステップＳ１０５の工程では、ステップＳ１０４で行った型取りに沿って、高圧線３０から引き込むリード線８０を変圧器６０に接続する。ステップＳ１０５の工程は、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の工程と並行して行ってもよい。

【0040】

ステップＳ１０６の工程は、取り替えの対象である変圧器１０を撤去する。このとき、変圧器１０をリード線８０から切り離す工事を行う。なお、ステップＳ１０６の工程は、ステップＳ１０５の工程と同時に行うが、説明のためにステップを分けている。

【0041】

図７は、図５に示す状態から、変圧器１０が撤去された状態を示す平面図である。また、図８は、図７の構内１を示す側面図である。図７及び図８に示すように、ステップＳ１０６の工程では、図５及び図６に示されていた変圧器１０を撤去する。

【0042】

＜効果＞
実施の形態１に係る変圧器取替工法によれば、構内１に設置され、取替対象である変圧器（第１の変圧器）１０の近傍、かつ変圧器引留鉄構２０の近傍であり、（分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０の移設前の位置である）基礎工事がなされている空きスペースに、新たな変圧器（第２の変圧器）６０を設置し、変圧器引留鉄構２０に対して所定の改造工事を行い、高圧線（主回路）３０からのリード線を設置するための型取りを行い、変圧器６０にリード線を接続し、変圧器１０を撤去する。そのため、構内１に既設の遮断器や断路器および母線鉄構等を流用することができる。これにより、短期間で変圧器１０を変圧器６０に取り替えることが可能になる。

【0043】

また、変圧器６０を、変圧器引留鉄構２０に隣接する変圧器１０に対向するように、変圧器引留鉄構２０に隣接する位置に設置する。これにより、既設の変圧器１０の近傍で取替工事を行うことができるため、短期間で変圧器を取り替えることが可能になる。

【0044】

また、変圧器引留鉄構２０に設置されている碍子７０を、変圧器６０に対応するように変更する。これにより、他の工程作業、例えば変圧器６０の設置工程と並行して工事を行うことができるため、短期間で変圧器を取り替えることが可能になる。

【0045】

さらに、変圧器１０の２次側に基礎工事がなされて設置されている装置である、分路リアクトル４０及び中性点リアクトル５０（いずれか一方のみでもよく、両方でもよい）を移設し、空きスペースを確保する。そのため、構内１に既設の遮断器や断路器および母線鉄構等を流用することができる。これにより、短期間で変圧器を取り替えることが可能になる。

【0046】

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。

【符号の説明】

【0047】

１ ：構内
１０ ：変圧器
２０ ：変圧器引留鉄構
３０ ：高圧線
３１ ：高圧線
３２ ：高圧線
３３ ：高圧線
４０ ：分路リアクトル
５０ ：中性点リアクトル
６０ ：変圧器
７０ ：碍子
８０ ：リード線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】