佐久間周波数変換所

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日本の電力系統における佐久間周波数変換所の位置
佐久間周波数変換所
変換設備

佐久間周波数変換所(さくましゅうはすうへんかんしょ)は、静岡県浜松市天竜区佐久間町に建設された、商用電源周波数の異なる電気を周波数変換器(: frequency changer)を介して接続し、東西に融通する設備。1965年電源開発株式会社が運転を開始、27万5,000V交流を一度12万5,000Vの直流に変換、再び交流に戻すことで最大30万kW電気を変換できる。

歴史[編集]

日本電気事業が始まった明治関東地方ではドイツから輸入した50Hz発電機を、一方関西地方ではアメリカ合衆国から輸入した60Hzの発電機をそれぞれ運転開始し、以来現在に至るまで国内に50Hz、60Hzという2種類の電気が混在している状況にある。第二次世界大戦直後、復興にあわせて商用電源周波数を統一するという構想があったが、復興が急速に進んだことでほぼ実現が不可能となった。

周波数の異なる2種類の電気を融通するという構想は、1958年昭和33年)に広域運営視察団によってもたらされたという。イギリスフランス間において両国が直流送電によって電力系統を接続することを計画し、容量16万kWの設備をスウェーデン電力機器メーカー・アセア社(現ABB)に発注していた。この技術を日本の異周波数系統間の電力融通に利用できないかと持ちかけたのである。

1961年(昭和36年)4月、電力中央研究所東京大学の福田節雄教授を中心とした両サイクル連系問題委員会が設立された。検討の結果、1962年(昭和37年)2月ついに周波数変換所の建設が決定される。変換所の建設には電源開発が主体となり、その建設予定地には佐久間ダム建設時に利用されたセメントサイロの跡地が選ばれた。佐久間発電所から距離にして1.5kmという至近にあり、27万5,000Vの高圧送電線が東西に延びるとあって適地とされた。変換所の要となる水銀整流器はASEA社に発注し、1964年(昭和39年)4月にその第一群が名古屋港に到着。以来突貫工事にて変換所の建設が行われた。そして1965年(昭和40年)10月10日、完成した佐久間周波数変換所は運用を開始した。このとき培われた技術は、同じく周波数変換所としての側面を持つ東京電力新信濃変電所や、北海道・本州間連系設備などに利用されている。

運用開始から28年間が経過した1993年平成5年)、佐久間周波数変換所で稼働していた水銀整流器は、光トリガサイリスタバルブへと取り替えられた。日本において周波数変換所と呼べる設備はこの佐久間周波数変換所と新信濃変電所、そして中部電力東清水変電所の3箇所があり、2013年2月15日現在合計120万kW[1]の電力が融通できる状態にある。これはおよそ原子力発電所原子炉1基分の発電出力に相当する[2]

構成[編集]

佐久間周波数変換所の周波数変換素子には、当初は水銀整流器が使われていたが、現在は光サイリスタが使われている。

周波数変換の動作は50Hzから60Hzへの変換を例にすると以下の流れになる。

  • 一定の直流電圧に変換されたあと60Hz側の光サイリスタブリッジに印加される。60Hz側の電圧波形がプラス側あるいはマイナス側の極性が一致した瞬間サイリスタをトリガすると電流が流れ込む。やがて波形がゼロを過ぎ逆極性になると光トリガサイリスタはターンオフする[3]

この特徴として負荷側にも交流電源が必要であることが挙げられる。例として上述の変換を行っている場合で60Hz側が停電してしまった場合には、50Hz側に障害がなくても60Hzの電気を発生させることができない。なお、無停電電源装置(UPS)など自ら交流を出力することができるインバータ電圧型インバータと呼ぶ。

(左)西日本向けの周波数60Hzを表す「60」の標識
(右)東日本向けの周波数50Hzを表す「50」の標識

脚注[編集]

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  1. ^ 周波数変換能力は佐久間周波数変換所30万kW、新信濃変電所60万kW、東清水変電所30万kWで計算。
  2. ^ 参考比較対象として柏崎刈羽原子力発電所1号機の出力は110万kw。
  3. ^ このような回路を電流型インバータという。

参考文献[編集]

  • 電源開発株式会社中部支店佐久間電力所所長 当道文和「佐久間ダムと佐久間発電所の歴史と技術」『シンポジウム「中部の電力の歩み」第12回講演会報告資料集』2004年10月23日発行。

関連項目[編集]

外部リンク[編集]

座標: 北緯35度4分56.1秒 東経137度47分57.1秒 / 北緯35.082250度 東経137.799194度 / 35.082250; 137.799194