1.送変電設備強化
50万ボルト系統の拡充強化
50万ボルト系統の拡充
50万ボルト送変電設備については、1985年に「T字型」の基幹系統を構築して以降、電力需要の増加や電源開発に対応して、玄海幹線、脊振幹線などの50万ボルト送電線や、脊振、東九州など50万ボルト変電所の新設に取り組んできた。
2000年以降の主な拡充・強化としては、苓北発電所2号機の電力輸送対策として、2003年に22万ボルト苓北火力線(1995年運用開始)の50万ボルト昇圧を行うとともに、同時期に新設した中九州変電所に連系し、石炭火力の発電電力の安定輸送を図った。
同年には、九州南東部の電力需要対策として、50万ボルト宮崎変電所を新設するとともに、南九州変電所と宮崎変電所を結ぶ50万ボルト宮崎幹線を新設した。また、2006年には、九州電力初となる可変速揚水を導入した小丸川発電所の電力輸送対策として50万ボルト小丸川幹線を新設するなど、基幹系統の拡充・強化を推進した。
さらに、2011年には、福岡〜北九州間の50万ボルト送電線ルート事故時の安定供給を図るため、脊振変電所と北九州変電所を結ぶ50万ボルト北九州幹線を新設した。
また、九州北部〜南部の50万ボルト送電線ルート事故時の安定供給および同区間の50万ボルト送変電設備の老朽更新にともなう長期作業停止中の信頼度対策として、東九州変電所とひむか変電所を結ぶ50万ボルト日向幹線を2014年から建設を進め、2022年6月9日に設備を使用するために必要な検査に合格し、運用を開始した。
これらにより、福岡〜北九州間および九州北部〜南部の50万ボルト系統の2ルート化によるループ系統が構築され、九州全体の供給信頼度の向上が期待される。
小丸川幹線の建設
電力供給の安定確保を目的として、宮崎県児湯郡木城町に電力消費ピーク時および緊急時対応用電源となる小丸川発電所の建設を1999年2月に開始した。
小丸川幹線は、小丸川発電所から高城町の宮崎変電所に至る46kmの50万ボルト送電線で、2003年6月に着工し、2006年6月に運用を開始した。
当該線路は、全体の約80%が急峻な山岳地形を通過し、既存道路が少ないうえ、搬入路の造成が困難なことから、建設における資機材などの運搬は、索道およびヘリコプター運搬が50%を占めた。
施工管理においては、九州電力と各工事会社間をインターネットで情報連系する工事業務支援システムを初めて採用し、工事検査記録、工事記録写真などのデータの一元管理、共有化など管理業務の効率化を図った。
北九州幹線の建設
北部基幹系統の重潮流運用時における2回線事故時の九州全停電リスクの解消などを目的として、脊振変電所から北九州変電所に至る約84kmの50万ボルト北九州幹線を新設し、2011年6月に運用を開始した。
北九州幹線は、北九州市、直方市、筑紫野市および太宰府市などの市街地近傍を通過することから、既設22万ボルト東福岡新幹線、山家鳥栖線などの一部を活用してルートを確保した。
このうち、東福岡新幹線ルートの活用区間(北九州変電所〜若松分岐点間)については、2002年夏季ピーク対策として、50万ボルト北九州幹線を先行して建設(全214基中38基)し、22万ボルト東福岡新幹線の一部として2002年6月から2011年6月までの間、22万ボルトで運用した。
北九州幹線は、JR山陽新幹線、JR鹿児島本線、西日本鉄道、九州自動車道、一般国道および特別高圧送電線路などの重要横断箇所を通過する箇所が多く、架線工事にあたっては、線下防護対策などを徹底し、細心の注意のもと施工をおこなった。
また、市街地近傍を通過するため、通学時間帯は工事車両の通行を抑制するなどの工事時間帯の調整や、低振動・低騒音機材を採用するなど周辺環境に配慮した施工を行うとともに、電線の風音低減対策として、低風音型電線を線路全体の85%の区間で採用した。
北九州幹線の一部は、福岡空港近傍を通過するため、同空港の空域制限表面を越える鉄塔が45基と非常に多い。2004年3月に中部電力管内で発生したヘリコプターの送電線接触墜落事故を受けて規制が強化された状況のなか、国土交通省大阪航空局と粘り強く協議を重ねた結果、航空障害灯の設置基数の追加や灯種の変更および鉄塔高を抑制することなど、これまでにない厳しい対策内容の実行を条件に、特例としての設置許可を得た。
北九州幹線の新設計画は、2000年3月、北九州地区の先行工事区間の着工以来、全線路が運用開始する2011年6月まで約11年間を要した大規模プロジェクトであった。
日向幹線の建設
九州北部〜南部50万ボルト送電線ルート事故時の安定供給および同区間の50万ボルト送変電設備の老朽更新にともなう長期作業停止中の信頼度対策を目的として、東九州変電所とひむか変電所を結ぶ、こう長124km、鉄塔291基の50万ボルト日向幹線新設工事に2014年度から着手し、2022年6月9日に設備を使用するために必要な検査に合格し、運用を開始した。
日向幹線は、大分県、宮崎県の5市3町を通過し、ルートのほとんどが山間地に位置しており、最高標高は1,000メートルを超える厳しい作業環境下での工事となっている。このような山間地における作業現場までの通勤労力軽減を目的に、小型通勤用モノレールを開発し、導入した。また、人肩運搬を極力少なくすることを目的に、産業用無人ヘリコプターによる資機材運搬を導入するなど、新技術を活用した工事の高度化・省力化に積極的に取り組んでいる。
中九州変電所、宮崎変電所の建設
中九州変電所、宮崎変電所は、1996年に新設した東九州変電所、脊振変電所以来6年ぶりの50万ボルト新設変電所であり、これにより九州電力の50万ボルト変電所は10か所となった。両変電所の建設にあたっては、この間の技術開発の成果を取り入れた。
変圧器については、現地組み立て時の品質管理技術の向上により、従来の「工場組み立て方式」から「分割輸送・現地組み立て方式」とすることで、橋梁上の補強など重量による輸送制約を軽減することができた。
また、従来「三相分離型」を採用していたが、技術進展によりコンパクト化を図ることができたこと、さらには「分割輸送・現地組み立て方式」を採用したことから、コスト面で有利な「三相一括型」を採用した。
ガス絶縁開閉装置(GIS)については、雷サージ解析による耐電圧レベルの低減や三相一括母線の採用などにより、設備のコンパクト化とコスト低減を図った。
ひむか変電所の建設
ひむか変電所は、2003年に新設した宮崎変電所以来11年ぶりの50万ボルト新設変電所であり、九州南東部(日向・柏田地区)の需要増加への対応、信頼度対策を目的として、2014年6月に運用を開始した。主要変圧器は50万ボルト/22万ボルト、容量100万kVAの1台構成である。(2019年度末時点で、九州電力送配電の50万ボルト変電所は11か所)
ひむか変電所は、小丸川発電所の屋外開閉所地点への新設となったため、50万ボルト変電所では例のない狭隘な敷地という敷地面の制約から、機器の据付範囲が限定された。このため、敷地面積・形状を踏まえ、施工面、事故対応面等を考慮のうえ、レイアウト面を工夫し機器配置を決定した。また、主要変圧器と50万ボルトGIS間を接続する部位に、従来の油-ガスブッシングに比べて部品点数が少ない油-ガススペーサを初めて採用したことで、長期的な信頼性を高めるとともに、コスト及び設置スペースの削減を図った。
22万ボルト系統の拡充強化
22万ボルト系統の拡充
22万ボルト送変電設備については、電力需要の動向に的確に対応し、長期的な観点から効率的かつ合理的な設備形成に取り組んだ結果、2019年度末時点で、22万ボルト送電線は1,665km、22万ボルト変電所は50か所となった。
具体的には、久留米市内および周辺地域への電力需要対策として、2003年に久留米変電所の22万ボルト昇圧・増強、久留米分岐線の新設を行うとともに、同地域の需要増加にともない22万ボルト山家鳥栖線が重潮流化することをふまえ、脊振変電所からの電力供給に変更するため22万ボルト脊振鳥栖線(2009年運用開始)を新設した。2006年には、熊本市および周辺地域の電力需要対策として、22万ボルト南熊本緑川線新設および緑川変電所を新設した。
また、電力需要増加への対応として既設変電所の変圧器を増強するなど、電力の安定供給に取り組むとともに、2005年には、五島列島のお客さまに対して、供給信頼度や経済性などの面で最も効率的に送電することを目的に、6万6000ボルト松島奈良尾線の連系拠点として22万ボルト松島変電所を新設した。
久留米分岐線の建設
久留米市内および周辺地域の電力需要増加にともなう久留米変電所の供給力不足対策として、同変電所を22万ボルトに昇圧増強することとした。22万ボルト久留米分岐線は、既設22万ボルト鳥栖三池線から分岐し、同変電所への供給線路として新設したものである。
当該線路は、架空線と地中線が混在する8.0kmの22万ボルト送電線で、1999年2月に地中線部2.8kmを着工、2002年2月に架空線部5.2kmを着工し、2003年6月に運用を開始した。
架空線部は、筑後川流域地帯を通過するため軟弱地盤が多いことから、杭基礎の適用鉄塔が88%(15基/17基)と非常に多い特徴があり、住宅地周辺での鉄塔建設にあたっては、杭工事にともなう騒音、振動問題などを考慮して、超高圧の送電鉄塔で初めてスクリュー杭を採用した。
また、地中線部は、全区間洞道敷設であり、このうち0.7kmは津福共同溝を活用した。
ケーブル設計上の特徴としては、ケーブルの長径間敷設(1,060メートル/径間)を初めて採用するとともに、電力ケーブルには、低絶縁CVケーブル(絶縁厚20ミリメートル)を用いた。
洞道の工事にあたっては、気泡シールド工法を導入し、施工の効率性向上とともに、産業廃棄物排出量の低減に努めた。
緑川変電所の建設
緑川変電所は、熊本市および周辺部における電力の安定供給を目的とした22万ボルト変電所であり、2006年5月に運用を開始した。
変電所建設における変圧器の輸送方法については、運搬ルートやコスト面などを考慮し、トレーラー輸送、船舶輸送、鉄道輸送のいずれかを個別に判断しているが、近年では、大型車両の通行ができない主要道路はほとんどないことに加え、貸車取り降ろし場所の制約などにより、鉄道輸送は減少傾向にある。
緑川変電所への変圧器輸送においては、変電所が取り降ろし駅の近くにあるとともに、駅からの輸送ルートに制限を受ける橋梁がないことなど、鉄道輸送の条件がそろっていたことから、他の輸送手段と比べてコスト面で有利な鉄道輸送を採用した。
輸送にあたっては、積載質量が国内最大級(240トン)で、国内に1台しか現存しない変圧器輸送専用貨車を用いて運搬した。
11万ボルト以下系統の拡充強化
11万ボルト以下送電線路の拡充
11万ボルト以下系統の送電線路については、電力需要の増大に対応して設備を新増設した結果、2000年度末7,073kmであった設備は、2019年度末には8,292kmとなった。
特徴としては、2005年6月には五島列島と九州本土間53kmを結ぶ国内で最長の電力海底ケーブルによる電力輸送設備を完成させたことがあげられる。
そのほか、架空送電線路においては、設備の建設にあたって、設計風速区分に応じた鉄塔設計の標準化など、工事業務の標準化を進めるとともに、1999年の台風18号による鉄塔倒壊災害の経験から、強風が著しく収束する特殊箇所に鉄塔を建設する場合には、台風18号と同規模の台風に耐えるための設計を行うこととし、気流シミュレーションを用いて現地風速を推定し、設計風速を定める設計手法を導入した。
また、地中送電線路においては、架橋ポリエチレンの水トリーによる絶縁劣化防止対策として、CVケーブルの標準仕様に「遮水層付ビニルシース」を追加し、設備の信頼性向上を図った。
11万ボルト以下変電所の拡充
11万ボルト以下の変電設備は、電力需要の増大とともに、この10年間で、変電所の新設は20か所、出力は197万kVA増加しており、2019年度末時点で、数は543か所、出力合計は2,648万kVAとなった。
設備の建設にあたっては、情報システム技術の進歩にともない、監視制御や情報送受信処理などの機能を統合したシステムを導入(2010年度末で132か所)することで、配電盤設置面積の省スペース化を実現するともに、盤面数減による設置費用の削減や設備増設時のメンテナンス費用の削減など、コスト低減を図った。
国内最長の電力海底ケーブルによる五島連系
五島連系の概要
長崎県の五島列島のお客さまに対しては、従来五島島内の発電所から電力を供給していたが、「より安定した電気」をお届けするとともに「供給コストの低減」を図る観点から、九州本土〜五島間に国内で最長の電力海底ケーブルを敷設し、2005年6月、送電を開始した。
具体的には、九州本土側に22万ボルト松島変電所を新設して6万6000ボルトに降圧し、五島まで53kmの海底ケーブル2回線で連系した。
系統の安定運用に関する技術開発
長距離ケーブルでの交流送電は、系統特有の現象から技術的には50km程度が限度とされてきた。
五島連系の交流ケーブルは、全長53kmで、それまでの最長であった約15kmの4倍程度となることから、以下のとおり、これまでにない多様な技術的課題を解決する必要があった。
高調波共振
高調波と系統の固有周波数が近い場合に、両者が共振し設備の過熱や絶縁破壊などを引き起こすおそれがあることから、変圧器設計においてインピーダンスを標準値から変更し、高調波の共振を回避する対策をおこなった。
電圧上昇・変動
前述の変圧器のインピーダンス変更による電圧上昇、および長距離ケーブルの採用による電圧上昇(フェランチ効果)のため、ケーブルに事故が発生した場合の大幅な電圧降下、および系統復旧時の電圧上昇が懸念された。このため、電圧の安定度向上を期待できる静止型無効電力補償装置(Static Var Compensator:SVC)を設置するとともに、変圧器の電圧調整幅を拡大することで、電圧運用の適正化を図った。
多量のケーブル電荷放電・遮断
遮断器がケーブルの充電電流を遮断して再点弧サージが発生した場合、避雷器が動作する。そのとき、ケーブルの残留電荷を放電することになるが、標準避雷器では放電しきれず、地絡するおそれがあることから、避雷器2台を並列接続し、放電責務を分担させる対策をおこなった。
上記の代表的な対策を含め、種々の対策を講じることで、連系設備は期待どおりの機能を発揮しており、将来の離島とのケーブル連系や都市圏のケーブル系統拡大時における系統現象の解明などでも、以降、大いに役立つものとなった。
この技術開発に関する内容は、「五島本土連系の系統運用安定に関する技術開発」として、2008年に澁澤賞を受賞した。
送変電設備の立地を取り巻く情勢と九州電力の取組み
送変電設備の立地を取り巻く情勢
近年の送変電設備の立地を取り巻く情勢は、送変電設備が周辺環境や地域開発に及ぼす影響、電磁界(EMF)問題に対する不安、さらには自然環境保護を目的とした環境保護団体などの建設反対運動が展開されるなど、自然・生活環境への関心の一層の高まりにともない、厳しさを増した。
また、2001年には情報公開のニーズと手続きの透明性向上を背景として土地収用法が改正され、公聴会の義務化など、以前に比べて収用手続きにともなう住民参加の機会が増えた。
一方、災害の甚大化、高度情報化社会の進展による社会ニーズの変化などをふまえたより高いレベルでの供給信頼度の維持など、電力の安定供給をめぐる社会的要請が高度化したことから、将来の大型電源開発に対応可能で大規模停電を生じない系統の構築(50万ボルトループ系統の構築など)や高経年設備の適切な管理・更新が求められた。
さらに、企業誘致に向けた地域間競争の激化により、企業進出にともなう短期間での供給申し込みへの対応などの社会的要請が高まった。
送変電設備の立地推進に向けた取組み
九州電力ではこのような送変電設備の立地を取り巻く厳しい社会情勢下においても、公平・適正な補償や遺漏のない行政手続きを行い、情報公開・説明責任の遂行、地域開発計画との調整、地元ニーズの工事計画への反映などにより地元との合意形成に努めてきた。
特に、情報公開のニーズに対しては、工事の概要や必要性、土地に与える制限および環境対策などについて、できるだけ早い段階での地権者、地元関係者、地元行政への説明に努めた。
また、お客さま供給対策工事対応については、企業進出情報の早期収集、地元自治体との連携、交渉に必要な人員の確保などに努めるとともに、企業の進出表明後については、お客さまからの早期受電要請に対し、2005年に運用を開始した東芝分岐線、2008年に運用を開始したダイハツ九州久留米分岐線など、短期間での用地確保を実施し進出企業のニーズに応えた。
50万ボルト送変電設備の立地推進
小丸川幹線の新設工事
50万ボルト小丸川幹線は、小丸川発電所から宮崎変電所に至る送電線である。
自然環境などに配慮したルートを選定し、1994年から用地交渉に着手したが、一部団体から綾の森と呼ばれる照葉樹林への影響を理由として送電線建設計画の見直しを求める声があがったことにより、関係自治体から自然環境に関する現地調査の実施要請がなされ、九州電力は自然環境調査を実施し、2001年9月に調査報告書を提出した。
その後も、綾の森を世界遺産にするための活動団体などにより、送電線建設に対する慎重な意見があったが、九州電力は、事業の必要性、環境保全対策などについて十分に説明したうえで2003年6月に着工した。
着工後についても、一部慎重派団体の送電線建設見直しに関する活動が継続的に行われたこともあり、九州電力は同団体をはじめ、宮崎県議会、報道機関などに対し、環境などに十分配慮したルート・工事方法により送電線の建設が自然環境や世界遺産登録に与える影響は極めて小さいことを説明するとともに、地域の方々への理解活動(全戸訪問、説明会など)を実施しつつ環境に配慮して工事を進め、小丸川幹線は2006年6月に運用を開始した。
北九州幹線の新設工事
50万ボルト北九州幹線は、北部九州における電力の大消費地である福岡市と北九州市を結ぶ、約84kmの送電線である。
北部九州は平野部においてすでに市街化が進展しており、北九州幹線はJR・私鉄・国道・高速道路・既設送電線などの横断、各種事業計画との調整、土地利用計画への配慮などが必要であり、新規ルートの確保が非常に困難であったが、既設送電線との統廃合を図るなど、地域との調和がとれるよう最大限配慮したルートを選定した。
用地交渉面においては、厳しいルートであったが、土地所有者はもとより、地域での合意形成が不可欠であるため、事業の必要性・計画内容・補償方針などについて、3,000人を超える地権者(相続関係者を含む)、地区関係者、関係自治体に対して、繰り返していねいな説明をおこなった。この結果、地権者・関係自治体などの理解・協力を得て、計画から約20年の歳月を経て、2011年6月に運用開始した。