二重母線構成での切り替え操作時に電圧切り替えの検証が必要な理由の分析

1. 導入
二重母線システムでは、線路の電源投入/切断と母線転送は基本的なスイッチング操作です。二重母線構成下では、線路保護電圧は母線電圧変換器（PT）から得られます。PTは一次側分離スイッチを介して母線に接続され、その二次巻線はPT二次端子箱に配線されます。各PTには3つの二次巻線があり、1つは保護および測定用、1つは計量用、そして1つはオープンデルタ巻線です。オープンデルタ巻線を除く他の2つの保護関連巻線はすべて星形接続されています。これらはPT並列パネルとPT転送パネル（端子箱内の火花ギャップで接地）に供給され、そこから様々なユニットに電圧が分配されます。

電圧切替ボックス（操作ボックス内に位置する）には、母線側分離スイッチの補助接点を使用してBus IIIからの電圧源を切り替える電圧切替回路が含まれています。電圧切替ボックス上のLPランプは、現在電圧が供給されているアクティブな母線を示します。両方の小さな母線電圧回路は電圧切替ボックスに接続されており、システムは線路が現在接続されている母線から電圧を選択します。

操作中に母線側分離スイッチを開閉した後、電圧切替が正しく行われたことを確認することが重要です。これを怠ると、保護低電圧またはPT二次側からの逆方向電力供給が発生する可能性があります。しかし、実際の現場操作では、オペレータはしばしば十分なスキルを持たず、不完全または誤った電圧切替チェックを行い、その後のスイッチング操作に対する隠れたリスクを作り出します。以下では、線路の電源切断/投入と母線転送操作中の電圧切替チェック方法について総合的に分析します。

2. 二重母線システムにおける線路の電源切断/投入時の電圧切替確認方法の分析

2.1 線路の電源切断時の電圧切替チェック
線路の電源切断手順は以下の通りです：遮断器を開く → 線路側分離スイッチを開く → 母線側分離スイッチを開く。母線側分離スイッチを開いた後、オペレータは電圧切替状態を確認しなければなりません。

監視の観点からは：

• 三相電圧はゼロであるべきです；

• 「PT電圧消失」表示ランプが点灯するべきです；

• 「保護アラーム」ランプが点灯するべきです；

• 監視システムは「PT電圧消失」メッセージを生成するべきです。

現場でのチェックでは次のことを確認すべきです：

• 電圧切替ボックス上の対応する母線LPランプが消灯していること；

• バス差動保護パネル上の関連分離スイッチの表示ランプが消灯していること。

これにより、線路の電圧切替が適切に切断されたことが確認できます。

2.2 線路の電源投入時の電圧切替チェック
電源投入手順は以下の通りです：母線側分離スイッチを閉じる → 線路側分離スイッチを閉じる → 遮断器を閉じる。

母線側分離スイッチを閉じた後、監視担当者は次のことを確認すべきです：

• 三相電圧が正常な母線電圧と一致すること；

• 「PT電圧消失」ランプが消灯すること；

• 「保護アラーム」ランプが消灯すること；

• 監視システムが「PT電圧消失リセット」を報告すること。

現場でのチェックでは次のことを確認すべきです：

• 電圧切替ボックス上の対応する母線LPランプが点灯していること；

• バス差動保護パネル上の関連分離スイッチの表示ランプが点灯していること。

これにより、線路の電圧切替が成功裏に確立されたことが確認できます。

3. 二重母線システムにおける母線転送時の電圧切替確認の分析
母線転送とは、二重母線変電所で線路またはトランスフォーマーを一つの母線から別の母線へ動作または待機のために切り替えることを指します。これは「ホット転送」と「コールド転送」を含みます。

コールド転送は、線路遮断器がホットスタンバイにあるときに実行されます：まず一つの母線側分離スイッチを開き、その後もう一つを閉じます。この方法は通常、緊急処理時に使用されます。

ホット転送は「先に閉じてから開く」原則に従います：まず目標の母線側分離スイッチを閉じ、その後元の母線側分離スイッチを開きます。

新しい母線側分離スイッチを閉じた後：

• 監視により両方の分離スイッチが閉じていることを確認するべきです；

• 「電圧切替リレー同時励磁」表示ランプが点灯するべきです；

• 監視システムは「電圧切替リレー同時励磁」イベントを報告するべきです。

現場でのチェックでは次のことを確認すべきです：

• 電圧切換箱の両方のLPランプが点灯している（二重母線接続を示す）；

• バス差動保護パネルの対応する分離スイッチインジケータが点灯している；

• 「異常分離状態」ランプが表示される可能性がある。

これにより、使用停止する母線の分離スイッチを開いた後に保護低電圧を防ぐことができます。

元の母線側分離スイッチを開いた後：

• 監視により分離スイッチが開位置にあることを確認するべきです；

• 「電圧切換リレー同時励磁」ランプが消えるべきです；

• 監視システムはこの信号のリセットを報告すべきです。

現場でのチェックでは以下のことを確認する必要があります：

• 電圧切換箱で切断された母線のLPランプが消えていること；

• バス差動保護パネルの対応する分離スイッチインジケータが消えていること。

これにより、PT二次側から非励磁母線への逆送電を防ぎます。

注意：PTは非常に低い内部インピーダンスを持つ電圧源として機能します。PT二次側が一次側にバックフィードすると、一次側に非常に高い電圧が誘導され、小さな一次電流でも大きな二次電流を引き起こす可能性があります。これは最善の場合でも動作中のバスPTの二次ミニチュア回路ブレーカー（MCB）のトリップにつながり、最悪の場合距離保護の誤動作や人員と設備の危険性をもたらす可能性があります。

4.二重母線運転における母線分離器補助接点の接触不良の影響

4.1 線路保護への影響
線路保護の電圧切換は母線側分離スイッチの補助接点に依存しています。接触不良は線路保護への電圧供給を失わせる可能性があります。

4.2 バス差動保護への影響
バス差動保護では、母線分離スイッチの補助接点がデジタル入力として使用されます。接触不良は誤った差動電流を生成し、バス差動リレーの正常な動作に影響を与える可能性があります。

4.3 断路器故障保護への影響
断路器故障保護の起動はこれらの補助接点による電圧切換に依存しています。接触不良は故障保護の正常な動作を妨げる可能性があります。

4.4 五防（5P）システムへの影響
接触不良は監視システム内の分離スイッチの位置表示が誤ることがあります。これにより通常の操作が妨げられる可能性があります。

5. 電圧切換チェックにおける過去の問題に基づく追加考慮事項

5.1 電圧切換配線の逆接続
新設または動作機構の交換後、電圧切換箱のLPランプが実際の接続母線と一致することを確認してください。例えば、分離スイッチがBus Iに接続されているのにBus IIのランプが点灯しているケースがあります。

5.2 分離スイッチ補助接点の逆接続
新設または機構の交換後、LPランプの状態が実際の分離スイッチの位置と一致することを確認してください。例えば、分離スイッチが開いているのにBus IIのランプが点灯している、または閉じているのにBus IIのランプが消灯している場合があります。

5.3 十分な電圧切換確認の欠如
監視チームと現場チームは、通電/非通電時の電圧切換を徹底的にチェックする必要があります。例えば、新設された線路の通電時、母線側分離スイッチを閉じた後、現場スタッフが正常な電圧切換を確認しましたが、監視スタッフは電圧をチェックしませんでした。その後、保護PTブレイクアラームがリセットされませんでした。現場からのリマインダーにより、監視スタッフが三相電圧がゼロであり、「PTブレイク」アラームが持続していることに気づきました。調査の結果、試運転スタッフが手動で開いた電圧スライダーを復元することを忘れていたことが分かりました。

6.結論
運用スタッフにとって、スイッチング操作は決して軽視すべきものではありません。どんな瞬間や細部も見逃さず、常に批判的に考え、細心の注意を払って検査し、異常を無視してはなりません。