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60 明電時報 通巻 355号 2017 No.2
1 ま え が き
タイ王国の首都バンコクは,東南アジアのほぼ中心に位置し,周辺地域における経済活動の中心として目覚ましい発展を遂げている。一方で首都バンコクでは,慢性的な交通渋滞に悩まされるようになった。バンコク都内への車の乗り入れを緩和するために,郊外からのパーク(アンド)ライドを主目的とした鉄道網の整備が多数計画されている。この計画の中で,当社は2014年からパープルラインプロジェクトに参画した。第1図にパープルラインの路線図を示す。パープルラインは,ノンブリ県のKhlong Bang Phai駅とバンコク都北端のTao Poon駅を約30分で結び,路線長は約23km,16駅が設置されている。将来的には南側へと運行区間を延長し,南北へ延びる路線
となる。本稿では,当社が納入した駅舎及び車両へ安定した電源を供給する電源設備と電気工事を紹介する。
納入設備紹介
概 要
タイ王国 パープルライン納入電源設備
棚田 潤 Jun Tanada
キーワード タイ・鉄道・電力送電
パープルラインは,バンコク郊外のノンタブリ県Khlong
Bang Phai駅からMRTブルーライン(地下鉄)と接続される
予定のバンコク北部のTao Poon駅を結ぶ全長約23kmの高
架鉄道である。
ノンタブリ県からバンコクへの自家用車の乗り入れを減少さ
せ,交通渋滞を解消することを目指して建設された。当社は,
パープルラインに受電設備・き電設備・配電設備の電源設備一
式を納入し,併せて設備の据え付け工事・ケーブル布設工事を
担当した。
パープルラインの車両と駅
第1図 路線図
パープルラインの位置・駅数を示す。
Tao Poon
Wong Sawang
Yaek Tiwanon
Bang Son
Ministry ofPublic Health
Nonthaburi Civic CentreBang Krasor
Phra NangKlao Bridge
Sam YaekBang Yai
Sai Ma
Bang RakNoi Tha It
Bang RakYai
BangPhlu
Talad Bang Yai
Khlong Bang Phai
CHAO PHRAYARIVER
Bang Su
Depot& BSS1
Yaek Nonthaburi 1
Purple Line駅 Park and RidePurple Line
Blue Line駅 Blue Line将来延伸
[凡例]
BSS2Purple Line将来延伸
61明電時報 通巻 355号 2017 No.2
2 電 源 供 給 シ ス テ ム の 概 要
パープルラインの電源は首都圏配電公社(MEA:Metropolitan Electricity Authority)の送電網か ら2か所のBulk Sub Station(BSS)でそれぞれ異なった電圧で受電している。BSS1は115kV,BSS2は69kVを受電し,各電圧から22.8kVへ降圧し,き電変電所・駅変電所・車両基地へ配電している。き電変電所では直流750Vへ整流して車両へ電源を供給する。また,400Vへ降圧して駅舎内へ電源を供 給している。400V系の設備には,重要設備電源用 にバックアップとして無停電電源装置(UPS:Uninterruptible Power System)を備えている。
2.1 受電系統第2図に115kV/69kV受送電及び22.8kVルー
プ配電を含む電源全体系統図を示す。なお22.8kVループ配電系統のうち,S09を境にしてS01~ S08を115kV受送電系,S09~ S16を69kV受送電系としてシステムを構成している。BSS2では,将来のパープルライン南部延長を見据えて予備フィーダを設けている。受電変電所である115kV/69kVの設備はMEA
仕様の設備とし,GIS及び保護リレー盤もMEA仕様で納入した。なお115kV/69kV GISの監視及び 入/切操作は,MEAが担当している。MEA送電網の保護は,対向ポストとパイロット
ワイヤーリレーで構築するとともに,自ポストのバックアップ保護として過電流系の保護を備え, メイン保護とバックアップ保護の構成とした。50MVA/75MVA ONAN/ONAF主変圧器は,負荷時タップ切り替え器を備え,22.8kVループ電圧の一定制御を行っている。なお,主変圧器の容量は将来車両編成が3両から6両に増加した場合でも,どちらか一方のBSSの主変圧器で電源を供給できるように容量を選定した。
2.2 22.8kV交流配電系統第2図に示すとおり,22.8kVループ配電系統で
き電変電所(TSS),22.8kVリング配電系統で駅変
電所(SSS)・車輌基地(DEPOT)などへ給電している。各TSS間のループ配電は方向性保護継電器で区
間保護しているため,事故が他区間へ波及しない。また,SSSは片系の送電に異常があった場合でも,もう片方だけで駅の電源が維持できる容量とし た。片系BSSの停電が発生した場合には,他系統BSSの電源を自動で延長制御できるようにPLC(Programmable Logic Controller)を設置した。本装置でS09の電源延長用開閉器を自動投入し,系統の停電時間を最小限に抑えている。併せて,他系統の電源が復旧し系統を戻す際にも本PLCで自動で系統を再構成する機能を実装した。さらに,115kV系及び69kV系の両受電系統が停
電した場合の最終電源供給手段として,非常用発電機をBSS1に配置した。本設備でDepot内の指令設備の電源は,8時間維持できる。
2.3 750V直流き電系統第2図に示すとおり,各TSSに直流整流設備を
1組設置した。各変電所では,12相整流器用変圧器の一次側Δ巻線を±7.5°ずらして各々配置し,変圧器を変電所間で組み合わせて等価24相整流とし,交流側の高調波流出量の低減を図っている。整流器容量は,10TSSのうち1TSSが使用不能となった場合でも,車両への電源供給に支障をきたさない電源容量とした。750Vき電線は直流遮断器の自己遮断以外に電流
変化率要素(Rate of rise),電流増加幅(ΔI)などの機能を含んだマルチファンクションリレーを使用し,更には連絡遮断機能を設けて確実に事故から保護するように考慮した。直流設備の場合,一旦事故が発生しても即座に復
旧する可能性があるため,遮断器再閉路機能を装備している。併せて,ロードメジャリング機能を装備することで回線の短絡事故の有無を判断している。本機能は,初投入時や事故電流遮断後の再投入シーケンスで,電流抑制抵抗を介して試験送電を実施し,外線電圧および抵抗を測定してその測定値が所定の値以下の場合は事故が継続していると判断し
62 明電時報 通巻 355号 2017 No.2
MEA
MEA
MEA
LEG
END
SYM
BOL
DESC
RIPT
ION
3 W
INDI
NG
S TR
ANSF
ORM
ER
2 W
INDI
NG
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ORM
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ON
NEC
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SW
ITCH
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BRE
AK S
WIT
CH(
N/O
)
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N/O
:N
ORM
ALLY
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N/C
:N
ORM
ALLY
CLO
SED
MEA
115
kV A
CM
EA 6
9kV
ACM
EA
PL1S
-701
2 PL1C
-791
2
~M
T01
50/7
5MVA
~M
T01
50/7
5MVA
H5
52IN
1H
1152
G1
HR0
152
RM1
HR0
152
RM1
HR1
189
RM11
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
HR1
289
RM12
HR2
189
RM21
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
HR1
489
RM14
HR1
489
RM14
HR2
389
RM23
HR1
389
RM13
N/O
HR0
352
FR1
HR0
352
FR1
HR1
352
RM13
HR2
352
RM23
H13
52IN
1
REC0
12.
5MW
REC0
12.
5MW
D1 72P1
D1 72P1
D2 72F1
D3 72F2
D3 72F2
D2 72F1
D4 72F3
D5 72F4
RT01
2800
kVA
RT01
2800
kVA
RT01
2800
kVA
RT01
2800
kVA
RT01
2800
kVA
RT01
2800
kVA
RT01
2800
kVA
RT01
2800
kVA
HR0
252
RM2
HR0
252
RM2
H12
52F1
H1 52SC
1H2 52
RM1
H3 52LM
1H4 52
RM2
H7 52RM
3H8 52
LM2
H9 52RM
4H1
052
F2H1 52
F1H2 52
RM1
H3 52LM
1H4 52
LM2
H5 52RM
2H6 52
BT1
H7 52RM
3H8 52
LM3
H9 52RM
4H1
052
LM4
H12
52SC
1H1
452
F2
H4 52LF
2H4 52
LF2
H4 52LF
2H4 52
LF2
H1 52LF
1H5 52
LF3
H4 52LF
2H5 52
LF3
H4 52LF
2H1 52
LF1
H1 52LF
1H1 52
LF1
H1 52LF
1H1 52
LF1
H4 52LF
2H1 52
LF1
H4 52LF
2H1 52
LF1
H4 52LF
2H4 52
LF2
H1 52LF
1H1 52
LF1
H2 52FR
1
D1 72P1
D1 72P1
D1 72P1
D1 72P1
D1 72P1
D1 72P1
D1 72P1
D1 72P1
D1 72P1
D1 72P1
H2 52FR
1H2 52
FR1
H2 52FR
1H2 52
FR1
H2 52FR
1
RT01
2800
kVA
H2 52FR
1
D5 72F4
D5 72F4
D5 72F4
MH2
89F3
4M
H289
F34
MH2
89F3
4M
H189
F12
MH1
89F1
2M
H189
F12
MH2
89F3
4M
H189
F12
MH2
89F3
4M
H189
F12
D4 72F3
D4 72F3
D4 72F3
D3 72F2
D3 72F2
D3 72F2
D2 72F1
D2 72F1
D2 72F1
D5 72F4
D4 72F3
D3 72F2
D2 72F1
MH2
89F3
4M
H189
F12
MH2
89F3
4M
H189
F12
D5 72F4
D5 72F4
D4 72F3
D3 72F2
D4 72F3
D3 72F2
D2 72F1
D2 72F1
MH2
89F3
4M
H189
F12
D5 72F4
D4 72F3
D3 72F2
D2 72F1
MH2
89F3
4M
H189
F12
D5 72F4
D4 72F3
D3 72F2
D2 72F1
D5 72F4
D4 72F3
D3 72F2
D2 72F1
MH2
89F3
4M
H189
F12
D5 72F4
D4 72F3
D3 72F2
D2 72F1
H6 52BT
1
GSU
ST01
24kV
AC
GEN
112
50kV
AG
AT02
400
kVA
AT01
2500
kVA
AT02
2500
kVA
AT01
400
kVA
AT02
400
kVA
AT01
200
kVA
AT02
200
kVA
24kV
AC
AT01
630
kVA
AT02
630
kVA
AT01
400
kVA
1250
kVA
BSS1
DEPO
TBS
S2
NB
NB
NB
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NB
NB
NB
NB
NB
NB
SB
SB NB
SB
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NO
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SBSB
SBSB
SBSB
SB
TSS
TSS
SSS1
SSS1
SSS2
HR2
289
RM22
SSS2
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WO
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DOM
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TRAI
NIN
G C
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RO
SS
PL1C
-791
41PL1S
-70
22
MEA
MRT
A
MEA
MRT
A
PL2S
-601
2 PL2C
-691
2PL2S
-60
22
REC0
12.
5MW
REC0
12.
5MW
REC0
12.
5MW
REC0
12.
5MW
REC0
12.
5MW
RT01
2800
kVA
H2 52FR
1
REC0
12.
5MW
750V
DC
RT01
2800
kVA
H2 52FR
1
REC0
12.
5MW
RT01
2800
kVA
H2 52FR
1
REC0
12.
5MW
REC0
12.
5MW
REC0
12.
5MW
HR1
289
RM12
HR1
389
RM13
HR1
389
RM13
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
HR2
389
RM23
HR2
389
RM23
HR1
189
RM11
HR2
289
RM22
HR2
189
RM21
AT01
1200
kVA
AT02
1200
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT02
1000
kVA
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
HR2
389
RM23
HR2
389
RM23
HR2
289
RM22
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
HR1
389
RM13
HR1
389
RM13
HR1
289
RM12
HR1
489
RM14
HR1
489
RM14
HR1
189
RM11
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
HR2
489
RM24
HR2
189
RM21
HR2
489
RM24
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
HR1
389
RM13
HR2
389
RM23
AT02
1000
kVA
AT02
1000
kVA
AT01
1000
kVA
AT02
1000
kVA
SSS1
HR1
289
RM12
HR1
189
RM11
SSS1
HR1
289
RM12
HR1
189
RM11
SSS1
HR1
289
RM12
HR1
189
RM11
SSS1
HR1
289
RM12
HR1
189
RM11
SSS1
HR1
289
RM12
HR1
189
RM11
SSS1
HR1
289
RM12
HR1
189
RM11
SSS1
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
SSS1
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
SSS1
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
SSS1
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
SSS1
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
SSS1
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
SSS1
HR1
189
RM11
HR1
289
RM12
SSS1
SSS1
SSS1
SSS2
S16
TAO
PO
ON
HR2
289
RM22
HR2
189
RM21
SSS2
S15
BAN
G S
ON
HR2
289
RM22
HR2
189
RM21
SSS2
S14
WO
NG
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ANG
HR2
289
RM22
HR2
189
RM21
SSS2
S13
YEAK
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ANO
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HR2
289
RM22
HR2
189
RM21
SSS2
S12
MIN
ISTR
Y O
FPU
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HEA
LTH
HR2
289
RM22
HR2
189
RM21
SSS2
S11
NO
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HR2
289
RM22
HR2
189
RM21
N/O
N/O
N/O
N/O
SSS2
SSS2
S10
SI P
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WAN
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
SSS2
S07
SAI M
A
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
SSS2
S06
THA
IT
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
SSS2
S05
BAN
G R
AK Y
AI
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
SSS2
S04
BAN
G P
HLU
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
SSS2
S03
SAM
YEA
KBA
NG
YAI
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
SSS2
S02
TALA
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NG
YAI
HR2
189
RM21
HR2
289
RM22
SSS2
S01
KH
LON
G B
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PHAI
S09
YEAK
NO
NTH
ABU
RI 1
SSS2
S08
PHRA
NAN
GK
LAO
BRI
DGE
第2図
パープルライン電源全体系統図
パープルライン電源の全体系統図を示す。
63明電時報 通巻 355号 2017 No.2
て,遮断器の投入を抑止する。負極盤には電圧抑制装置(VLD:Voltage Limiting
Device)及び漏れ電流の測定機能を装備した。VLDは車両の力行時,回生時もしくは地絡事故時に発生する接地-負極間の過電圧を検出してコンタクタで瞬時に接地-負極間短絡することで,車両ボディ(負極)とプラットホームの電圧差で乗客が駅で感電しないように考慮した。漏れ電流は,迷走電流回収用のメッシュを負極盤
に接続することで測定している。Depotにデータサーバを設置して全駅分の迷走電流のデータを収集している。またパープルラインでは,直流地絡に対してフレームリーケージリレーで保護している。接地線を直接筺体に接続し,専用装置で地絡電流を検出して保護する。そのため,整流器・直流遮断器盤などは絶縁床上に据え付けした。
2.4 電気工事当社の納入する電気設備の据え付け施工及び各電
力ケーブルの布設を担当した。設備には大小様々な機器があり,機器構造に合わせて安全な搬入・確実な据え付けを計画・実行した。24kV電力ケーブル布設では,作業用車両を使用し布設総長は約400kmに及んだ。第3図にケーブル布設工事の作業風景を示す。
3 受 変 電 設 備 仕 様
パープルラインでは,単一故障が発生してもシステム運転には影響を与えないように,受変電設備も二重化もしくはバックアップを基本とした構成としている。主要機器の仕様は,以下のとおりである。
3.1 受電変電所⑴ 115kV GIS(BSS1)/69kV GIS(BSS2)規格:IEC62271-203形式:屋内形ガス絶縁スイッチギヤ定格:定格電圧 115kV(BSS1)/69kV(BSS2) 定格遮断電流 40kA 定格電流 2000A第4図に69kV GISの外観を示す。⑵ 112/22.8kV(BSS1),67/22.8kV(BSS2)主変圧器規格:IEC60076形式:屋外形油入自冷/風冷式
第3図 ケーブル布設工事作業風景
現場ケーブル布設工事の作業風景を示す。
第4図 69kVGIS
電力会社の69kV電力系統から受電するためのGISを示す。
64 明電時報 通巻 355号 2017 No.2
定格:50/75MVA 112kV/22.8kV(BSS1)50Hz OLTC付き 67kV/22.8kV(BSS2) 50Hz OLTC付き %Z 12.5% 結線 Dyn1第5図に112/22.8kV主変圧器の外観を示す。
⑶ 22.8kV GIS規格:IEC62271-200形式:屋内形ガス絶縁スイッチギヤ定格:定格電圧 24kV 定格遮断電流 25kA 定格電流 2000/1250A第6図に22.8kV GISの外観を示す。⑷ 非常用発電機(BSS1)規格:IEC60034-1形式:ディーゼルエンジン発電機定格:定格容量 1250kVA 定格電圧 416/240V 50Hz 定格電流 2000/1250A第7図に非常用発電機の外観を示す。その他BSSは,MEA仕様の保護リレー盤・主変
圧器負荷時タップ切り替え器制御盤・主変圧器二次側接地用抵抗(NGR)・非常用発電機用の22.8kV昇圧用キャストレジンモールド変圧器・所内用変圧器・110V直流電源盤・UPSなどで構成される。
3.2 き電変電所⑴ 22.8kV GIS規格:IEC62271-200形式:屋内形ガス絶縁スイッチギヤ
第5図 112/22.8kV主変圧器
112kVから22.8kVへ降圧するための主変圧器を示す。
第6図 22.8kVGIS
22.8kV系配電用GISを示す。
第7図 非常用発電機
非常用発電機を示す。
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定格:定格電圧 24kV 定格遮断電流 25kA 定格電流 1250A⑵ 整流器用変圧器規格:IEC60076-11形式:屋内形キャストレジンモールド定格:2800/1400/1400kVA 22.8/0.585kV 50Hz %Z 8.0% 結線 D(+7.5 or -7.5)d0y11第8図に整流器用変圧器の外観を示す。⑶ 所内用変圧器規格:IEC60076-11形式:屋内形キャストレジンモールド定格:2500/1200/1000/630/400/200kVA 22.8/0.416kV 50Hz %Z 6.0% 結線 Dyn1⑷ 整流器規格:IEC60146形式:屋内自冷定格:定格電圧 DC 900V 定格容量 2500kW(12相整流) 過負荷耐量 150% 2時間,300% 1分第9図に整流器の外観を示す。
⑸ 750V直流遮断器盤規格:IEC61992形式:屋内形直流遮断器盤定格:定格電圧 DC 900V 定格遮断電 180kAピーク 直流遮断器定格電流 4000A第10図に750V直流遮断器盤の外観を示す。⑹ 750V直流バイパスLBS(Load Break Switch)盤規格:IEC61992形式:屋内形直流遮断器盤
第8図 整流器用変圧器
整流器に接続されるための変圧器を示す。
第9図 整流器
交流の電気を直流の電気に変換する装置を示す。
第10図 750V直流遮断器盤
車両へ直流750Vをき電,保護する直流遮断器盤を示す。
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定格:定格電圧 DC 900V 定格電流 4000A第11図に750V直流バイパスLB盤の外観を示す。⑺ 750V負極盤形式:屋内形直流負極盤定格:定格電圧 DC 900V 定格電流 6000A
⑻ VLD規格:EN50122-1定格:定格電圧 DC 900V 定格電流 500A第12図にVLDと負極盤の外観を示す。その他き電変電所の所内設備は,110V直流電源
盤・UPSなどで構成される。
3.3 駅変電所駅変電所の構成機器は,24kV RMU(Ring Main
Unit)・所内用変圧器・110V直流電源盤及びUPSである。機器仕様は以下の通りである。⑴ 22.8kV RMU規格:IEC62271-200形式:屋内形ガス絶縁スイッチギヤ定格:定格電圧 24kV 定格電流 630A第13図にRMUの外観を示す。
3.4 車両基地変電所車両基地変電所の構成機器は,き電変電所と同じ
である。
第11図 750V直流バイパスLB盤
非常時に電源を延長するバイパス盤を示す。
第12図 VLD(左)と負極盤(右)
VLDと負極盤を示す。
第13図 RMU
22.8kV配電用のRMUを示す。
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4 む す び
パープルラインは2016年8月6日に開業し,安定した運行を続けている。今後,パープルラインが多くの人々に利用され,タイ王国における電車の必要性と利便性が更に実感されていくことを期待する。関係者各位のご指導がなければ,短い工期の中で工事を無事終えることはできなかった。最後に,関係者各位に感謝の意を表する次第で
ある。
・本論文に記載されている会社名・製品名などは,それぞれの会社の商標又は登録商標である。
《執筆者紹介》
棚田 潤Jun Tanada
MEIDEN ASIA PTE. LTD.電鉄システム受変電設備のエンジニアリングに従事