35kV変電所の故障トリップ処理

35kV変電所運転における故障トリップの解析と対処

1. トリップ故障の解析

1.1 線路関連のトリップ故障

電力システムでは、供給範囲が広大であり、多くの送電線を設置する必要があります。特に特殊用途の線路は、住宅地への影響を最小限に抑えるため郊外など遠隔地に設置されることが多いです。しかし、これらの遠隔地は環境が複雑で、線路のメンテナンスや点検が困難です。不十分な点検、修理、管理により、線路の欠陥が見過ごされやすく、変電所の故障の可能性が高まります。

さらに、線路が森林地帯を通る場合、木との接触や落雷などの外部要因がトリップ故障を引き起こしやすく、重大な火災を引き起こすこともあります。これは電力安全に対する深刻な脅威となります。

1.2 低圧側主変圧器スイッチのトリップ

このタイプのトリップは通常、以下のいずれかの状況によって引き起こされます：ブレーカーの誤動作、過度のトリップ（連鎖トリップ）、またはバスバーの故障。正確な原因は一次および二次設備の検査後にしか判明しません。

もし主変圧器の低圧側過電流保護のみが動作した場合、スイッチの故障または誤動作は除外できます。過度のトリップとバスバーの故障を区別するには、包括的な設備検査が必要です。

• 二次設備については、保護リレーと信号に焦点を当てます。

• 一次設備については、過電流保護ゾーン内のすべての装置を検査します。

保護トリップ信号（「ドロップカード」信号）がない場合、故障が保護信号の失敗によるものか、または隠れた二点接地によるトリップであるかを判断します。

1.3 三相主変圧器スイッチのトリップ

三相トリップの一般的な原因は以下の通りです：

• 変圧器内部の故障

• 低圧バスバーの故障

• 低圧バスバーのショートサーキット

このような故障を防ぐためには、変電所の技術者は三相ブレーカーの定期的な点検を行い、ガス（ブッホルツ）保護を実装して変圧器を保護する必要があります。

2. トリップ故障の対処技術

2.1 線路トリップ故障の対処

35kV変電所で線路トリップが発生した場合、保護動作に基づいて即座に検査を行う必要があります。検査範囲は線路出口からCT側までで、CT回路図を参照します。

このゾーンで故障が見つからない場合、次のような順序でトリップしたブレーカーをチェックします：

• ブレーカー位置表示器

• 三相連動アーム

• 消弧コイル

ブレーカータイプごとに検査の焦点は異なります：

• バネ式ブレーカー：バネのエネルギー貯蔵を確認します。

• 電磁式ブレーカー：ヒューズと電源接点の状態を確認します。

故障が解消された後で初めて線路を再送電します。

2.2 低圧側主変圧器スイッチトリップの対処

トリップ後：

• 低圧側過電流保護のみが動作し、トリップ信号がない場合、二次回路を検査します：ヒューズの断線や保護リレーのリンク（プレート）の欠如を確認します。

• 一次設備については、低圧バスバーと線路出口に接続されているすべての装置を検査します。

線路保護と過電流保護が動作したが、線路ブレーカーがトリップしなかった場合、線路故障を示しています。出口から故障点までの線路パトロールを行います。解決策は簡単です：ブレーカー両側の分離器を開いて故障を隔離し、正常な装置に電力を復旧します。

主変圧器がトリップしたが、保護信号がない場合、原因は以下の通りです：

• 保護失敗（動作しない）

• 二点接地

• ブレーカーの機械的故障

このような場合、変圧器保護システムはリレー故障を示す信号を生成するかもしれません。これを処理するには：

• バス上のすべてのブレーカーを開きます。

• 変圧器の低圧側に再送電を試みます。

• 他のフィーダーへの電力供給を徐々に復旧します。

2.3 三相主変圧器トリップの対処

三相トリップの故障かどうかを確認するには、保護信号と一次設備を検査します：

• ブッホルツ（ガス）保護が動作した場合、故障は変圧器内部または二次回路にあり、外部システムではありません。以下を確認します：

• 油枕または呼吸器からの油噴出

• 二次回路の接地またはショートサーキット

• 変圧器の変形または火災

• 差動保護は変圧器巻線の間巻きまたは相間障害を示します。以下を確認します：

• 油レベルと色

• ブッシング

• ガスリレー

リレーにガスが存在する場合、その色と可燃性を分析して故障の種類を特定します。

故障が見つからない場合、トリップは保護の誤動作によるものかもしれません。これは比較的よく発生し、取り扱いも容易です。標準手順に従って操作を復旧します。

3. 変電所運転の予防措置

3.1 故障の早期発見と対応

オペレーターは定期的に設備の点検を行い、運転データを記録し、早期の故障兆候を識別する必要があります。メンテナンス後は、適切な受け入れテストが重要であり、安全性を確保します。

故障が発生した場合、オペレーターは以下の対応を行います：

• 故障装置の隔離

• バックアップシステムへの切り替え

• 有効な解決策を適用してシステムの安定性を維持

スイッチング操作（分離器操作）をマスターすることで、故障リスクが大幅に減少します。これには高度な技術スキルと継続的なトレーニングが必要です。

3.2 安全規則の強化と責任制

安全意識を高めるために以下の方法を使用します：

• 掲示板

• 安全スローガン

• 事故ビデオ

• 安全通信

• 安全会議

• ケーススタディ

明確な役割、業績指標、報酬/罰則メカニズムを持つ安全責任システムを確立します。安全責任を数量化し、追跡可能にすることで、オペレーターを動機づけ、責任感を強化します。

3.3 技術管理の改善

グリッドの安全性を確保するためには、オペレーターは技術スキルと設備管理を継続的に向上させる必要があります。

• 訓練プログラム、技術講義、規則レビューを実施します。

• スタッフが以下を理解していることを確認します：

• 設備配置

• システム接続

• 操作手順

• 基本的なメンテナンス

• 事故予測演習と防災訓練を実施し、緊急時の対応力を向上させます。

• オペレーターが以下を完全に理解していることを確認します：

• 操作目的

• 操作前後のシステム状態

• 負荷変化

• 重要な注意事項

4. 結論

現代社会では、人々は生産と日常生活に電力を大きく依存しており、電力システムの高い信頼性が求められています。そのため、変電所運転への注目を高め、トリップ故障のメカニズムを理解し、迅速に対応することは、電力業界にとってシステムの中断を最小限に抑えるための重要な任務です。