JP4870521B2 - 主回路開閉装置 - Google Patents

Description

この発明は、主回路開閉装置の改良に関するものであり、特に原子力や火力、水力等の発電プラントの低圧同期方式において、主発電機と主変圧器との間に設置された発電機の主回路開閉装置に係るものである。

発電プラントにおける発電機の起動は、高圧同期方式にかわって低圧同期方式の採用が盛んである。
この低圧同期方式は主変圧器の入力側に主回路開閉装置が配置されるが、この主回路開閉装置には主回路遮断器および主回路断路器を金属容器内に一体化収納し、架台上に前記金属容器を載置するとともに、架台の遮断器の直下に計器用変圧器が、断路器の直下には計器用変圧器、サージ吸収用コンデンサおよび避雷器を収納した構成を採用することで製造コストを低減し、据付面積を小さくするものが示されている（例えば、特許文献１）。

特開２００２−１８６１２６号公報

安定した電力を供給するために、発電プラントにおいて計器用変圧器、サージ吸収用コンデンサ、避雷器のメンテナンスが定常的に実施されている。このメンテナンスは、各部品の清掃、性能確認、劣化診断および部品交換等の作業がある。最近の諸情勢下においても前記メンテナンスはより短期間により確実に実施することが要求されている。また、異常が発生した場合においては、発電機の停止を伴うことなく、安全に部品交換などを実施したいというニーズもある。

しかしながら前記特許文献１に示された主回路遮断装置の架台内に配置された計器用変成器やサージ吸収用コンデンサおよび避雷器のメンテナンスは、架台内に作業員が入り込んで実施しなければならず、据付面積を小さくした小型化装置である為に、作業スペースが狭く、アクセスが難しい等の問題があった。

この発明は、前記のような課題を解決するものであって、主回路が活線状態であっても架台内に配置された高電圧機器のメンテナンスを安全に、かつ容易に実施可能とする主回路開閉装置を提供することを目的としている。

この発明に係る主回路開閉装置は、軸方向に直列に設置された遮断器と断路器を収納する容器と、この容器を支持する架台とを備え、遮断器の下部の架台内部には、第１の高電圧機器を搭載する第１の移動台車が設けられているとともに、遮断器と第１の高電圧機器とは、着脱自在な第１のコンタクトを介して接続されており、断路器の下部の架台内部には、第２の高電圧機器を搭載する第２の移動台車が設けられているとともに、断路器と第２の高電圧機器とは、着脱自在な第２のコンタクトを介して接続されており、第１、第２の移動台車はレール上に設置されているとともに、このレール上を軸方向にそれぞれ単独に、または双方が離れるよう移動することにより、遮断器と第１の高電圧機器との第１のコンタクトを介する接続が、あるいは断路器と第２の高電圧機器との第２のコンタクトを介する接続がそれぞれ単独に、または双方共に解除され、第１、第２の移動台車が架台の外部に移動可能とし、かつ第１、第２の移動台車およびレールの所定の位置には、機械的な位置決め装置およびガイド機構が設けられており、第１、第２の移動台車が位置決め装置およびガイド機構によって、軸方向および軸直角方向に位置決めされることにより第１、第２のコンタクトを介した接続が密に行えるものである。

この発明に係る主回路開閉装置は、前記のような構成を備えているので、第１、第２の移動台車に搭載された第１、第２の高電圧機器のメンテナンスが容易となり、また主回路が活線状態においても主回路開閉装置に付帯する前記第１、第２の高電圧機器のメンテナンスが可能となり、その結果、発電プラントを運転休止することなくメンテナンスができる。さらにまた、架台外部でメンテナンスを行うことができるので、作業員による作業の安全性が向上し、より確実なメンテナンスが行えるという優れた効果がある。
さらに、第１、第２の移動台車が機械的な位置決め装置およびガイド機構によって、所定の位置つまり第１、第２のコンタクトのオス、メスが密にコンタクトする位置に停止し、コンタクトの接続が密に行えるという効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は実施の形態１の発電主回路開閉装置１００の正面図である。図２は、その単線結線図である。図１および図２を参照して、主回路開閉装置１００は、母線６０の軸方向に直列に接続された主回路遮断器１および主回路断路器２と、図２に示す遮断器側接地装置３ａ、断路器側接地装置３ｂ、計器用変流器（ＣＴ）４、主回路の電圧計測と異常電圧保護を目的として設置されている遮断器側計器用変圧器５ａ、および断路器側計器用変圧器５ｂ、異常電圧保護用のサージ吸収用コンデンサ６、避雷器７等により構成されている。
なおこの実施の形態１では、前記遮断器１側の計器用変圧器（ＰＴ）５ａを第１の高電圧機器５０ａと、また断路器２側の計器用変圧器（ＰＴ）５ｂ、サージ吸収用コンデンサおよび避雷器７の総称を第２の高電圧機器５０ｂと称している。この第１、第２の高電圧機器５０ａ、５０ｂには、前記した各機器に限らず、計測、保護等用の他の機器類が含まれる場合もある。

図１を参照して、主回路遮断器１および主回路断路器２は母線６０の軸方向に直列に接続されて、金属製の容器９内に収納されるとともに、この容器９は架台１０に搭載されている。前記主回路遮断器１の下部の架台１０の内部には、遮断器側ブッシング１１ａを介して第１の高電圧機器５０ａに相当する遮断器側計器用変圧器５ａが第１の移動台車１２ａに搭載されている。また、前記主回路断路器２の下部には、断路器側ブッシング１１ｂを介して第２の高電圧機器５０ｂに相当する断路器側計器用変圧器５ｂ、サージ吸収用コンデンサ６、避雷器７が第２の移動台車１２ｂに搭載されている。前記第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂはレール１３上を軸方向、つまり図１の左右方向に移動可能なよう構成されている。遮断器１につながる遮断器側ブッシング１１ａと第１の高電圧機器５０ａ、あるいは断路器２につながる断路器側ブッシング１１ｂと第２の高電圧機器５０ｂはそれぞれ第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂのそれぞれ単独、または双方共の移動を可能とする着脱自在な第１、第２のコンタクト１４ａ、１４ｂを介して接続されている。第１、第２のコンタクト１４ａ、１４ｂは図１ではブッシング１１ａ、１１ｂ側をメス側とし、第１、第２の高電圧機器５０ａ、５０ｂをオス側として、このオス側を支持体１７で支持する例を示しているが、前記オス、メスが逆の配置であってもよい。

第１、第２のコンタクト１４ａ、１４ｂのオス、メスが密に接触するようレール１３と、第１の移動台車１２ａ上には双方を所定の位置にて位置決めを行う第１の位置決め装置１５ａが、第２の移動台車１２ｂ側には第２の位置決め装置１５ｂが設けられている。この第１、第２の位置決め装置１５ａ、１５ｂは、レール１３上で第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂをそれぞれ所定の軸方向位置で停止可能な機械的ストッパであってもよく、また電気的あるいは光学的にそれぞれの移動台車１２ａ、１２ｂと架台１０間の距離を計測する非接触型の位置検出装置であってもよい。この場合、ストッパ近傍に第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂのそれぞれを軸直角方向の所定の位置におくようガイド機構を設けるとより正確な位置決めができる。架台１０内の第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂは、図１の軸方向（左右方向）に移動する。架台１０にはその周囲に保護カバー１６が設けられており、図１の軸方向両端部には図３に示すように扉１６ａが設けられている。

図３は主回路開閉装置１００の内、第１、第２の高電圧機器５０ａ、５０ｂを含む架台１０を上部から見た平面図であり、母線３相分を示している。第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂが母線軸方向（図３では上下方向に相当する）それぞれ反対方向に移動して、第１、第２の高電圧機器５０ａ、５０ｂが架台１０の外部に移動した状態を示す。
前述した図１の状態の第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂは、架台１０の軸方向両端部の扉１６ａのそれぞれを開くと、扉１６ａの開放に連動してそれぞれ反対方向つまり架台１０の外部に移動し、図３の状態となる。なお扉１６ａにはレバー１６ｂ、リンク１６ｃが設けられており、リンク１６ｃの片端が第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂに固定され、第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂの引き出し作業を容易にしている。

このように移動台車１２ａ、１２ｂに搭載されている第１、第２の高電圧機器５０ａ、５０ｂが、第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂの移動によって第１、第２のコンタクト１４ａ、１４ｂのオス、メスが離脱して、主回路（母線）から切り離された状態で架台１０の外部に移動配置可能な構成を有しているので、第１、第２の高電圧機器５０ａ、５０ｂを単独に、または双方共の清掃、性能確認、劣化診断、部品交換等のメンテナンス作業が容易となる。
またさらに、第１、第２の高電圧機器５０ａ、５０ｂが、架台１０の外部に移動するので、主回路が活線状態においてもメンテナンス作業員の作業性の向上、安全の確保が保たれるとともに、メンテナンス時間のより短縮化が図れる。

メンテナンス完了後は、扉１６ａと閉じることにより、レール１３上を第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂが架台１０内部に移動し、第１、第２の位置決め装置１５ａ、１５ｂによって、所定の位置つまり、第１、第２のコンタクト１４ａ、１４ｂのオス、メスが密にコンタクトする位置に停止し、図１に示す状態に戻る。

なお、この実施の形態１では扉１６ａの開閉に連動して、第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂがそれぞれ単独に、または双方が離れるよう移動するが、扉の開閉に連動せず、単に扉を開けた後、手動または他の駆動源によって移動台車を単独に、または双方を同期して移動させる構成であってもよい。

実施の形態２．
図４に実施の形態２の主回路開閉装置１００を示す。
この実施の形態２では、第１、第２の移動台車１２ａ、１２ｂ上に金属板または絶縁板の仕切板１９を設け、この仕切板１９に絶縁物１８を介して第１、第２のコンタクト１４ａ、１４ｂを設けたものである。仕切板１９は、架台１０の軸方向外部から見て主回路の高電圧印加部である遮断器側ブッシング１１ａと、断路器側ブッシング１１ｂを隠すように設置されている。このように仕切板１９を設けることにより、主回路が活線状態にあるとき、何らかの理由で第１または第２の高電圧機器５０ａ、５０ｂの点検の必要が生じた場合においても、点検作業員がブッシング１１ａまたはブッシング１１ｂに接触することなく点検を行うことができる。

この発明の実施の形態１、２は発電プラントの低圧同期方式の発電機主回路開閉装置に利用可能である。

この発明の実施の形態１による主回路開閉装置の正面図である。 この発明の実施の形態１による主回路開閉装置の単線結線図である。 この発明の実施の形態１による主回路開閉装置の架台上部から見た平面図である。 この発明の実施の形態２による主回路開閉装置の正面図である。

符号の説明

１ 遮断器、２ 断路器、９ 容器、１０ 架台、１２ａ 第１の移動台車、
１２ｂ 第２の移動台車、１３ レール、１４ａ 第１のコンタクト、
１４ｂ 第２のコンタクト、１５ａ 第１の位置決め装置、
１５ｂ 第２の位置決め装置、１６ａ 扉、５０ａ 第１の高電圧機器、
５０ｂ 第２の高電圧機器、１００ 主回路開閉装置。

Claims (2)

1. 主回路開閉装置であって、軸方向に直列に設置された遮断器と断路器を収納する容器と、この容器を支持する架台とを備え、前記遮断器の下部の前記架台内部には、第１の高電圧機器を搭載する第１の移動台車が設けられているとともに、前記遮断器と前記第１の高電圧機器とは、着脱自在な第１のコンタクトを介して接続されており、前記断路器の下部の前記架台内部には、第２の高電圧機器を搭載する第２の移動台車が設けられているとともに、前記断路器と前記第２の高電圧機器とは、着脱自在な第２のコンタクトを介して接続されており、前記第１、第２の移動台車はレール上に設置されているとともに、このレール上を軸方向にそれぞれ単独に、または双方が離れるよう移動することにより、前記遮断器と前記第１の高電圧機器との前記第１のコンタクトを介する接続が、あるいは前記断路器と前記第２の高電圧機器との前記第２のコンタクトを介する接続がそれぞれ単独に、または双方共に解除され、前記第１、第２の移動台車が前記架台の外部に移動可能とし、かつ前記第１、第２の移動台車および前記レールの所定の位置には、機械的な位置決め装置およびガイド機構が設けられており、前記第１、第２の移動台車が前記位置決め装置およびガイド機構によって、軸方向および軸直角方向に位置決めされることにより前記第１、第２のコンタクトを介した接続が密に行えることを特徴とする主回路開閉装置。
2. 前記第１、第２の移動台車は、前記架台に設けられた扉の開放に同期して、前記架台の外部に移動することを特徴とする請求項１に記載の主回路開閉装置。

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