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2020年1月7日

956. JR東日本 青森西変電所(AT,BTき電20kV)  津軽線 complete

青森西変電所

#変電所、ATき電、BTき電、#デッドセクション、#スコット結線変圧器、#負荷断路器、#断路器、#遮断器、#同軸き電、#ATからBTへ、#RPC、#交流、#吸上げ変圧器、#セクションインシュレーター、#ケーブルヘッド、#加圧ビーム

受電:東北電力66kV 2回線受電 
岡町変電所専用線112C この系統は、JR東日本 東北新幹線 青森車両基地変電所112Dと同系統で繋がっている。
アプローチ:新青森駅 遠い。歩く

き電

津軽線(AT)、奥羽本線(AT)、青森駅構内、青森車両センター(JR東日本テクノロジー 青森改造センター)

このうち
 津軽線(413系)は、変電所直下でき電

 奥羽本線(411系)は、車両センター入り口までケーブル送電されAT(単巻き変圧器)を経てき電

 津軽線側のATは、第一AT(413AT)が青森西変電所直下、奥羽本線側のATは、過去に青森変電所がき電担当していたAT(411AT)を第一ATとして再利用している。(青森変電所から約7km地点・青森西変電所から約2km)

 青森駅構内(241系)はPF(BTの時の名称)で架空き電線により青森駅構内へき電、また構内までの間に断路器で複雑にき電区分されている。同一電源系統分離

 青森車両センター(242系)は、PF(BTの名称)で同じく架空き電線で車両センターにき電されている。

 車両センター入口部に吸上げ変圧器(BT)が設備されている。これは青森西変電所からの241き電線(PF)と大館変電所からのATからBTき電延長時に青森駅構内方241の誘導障害対応用である。
 BTき電で、き電距離が長い場合は単独でBT変圧器を置き誘導障害を軽減させる役目を持つ。この場合トロリ線のセクションは無い。
 同様な設置例は、福島変電所から山形新幹線(奥羽本線)にき電するき電線に設けられている。
663. JR東日本 福島変電所 交流 BTき電とその周辺 ブログリンク
奥羽本線 峠方上下206,205は、き電距離が長いため途中吸上変圧器を経由 誘導障害を低減
上部は福島交通飯坂線


 青森西変電所は、在来線、津軽線・奥羽本線・青森駅構内・青森車両センターが混在する部分にき電を行うため、スコット結線変圧器の両座の電力を融通するRPC装置が在来線として始めて導入された。

詳細は引用を参照。
引用先URL(但しGoogleでwww.meidenshoji.co.jp では、悪意のあるユーザーによって、パスワード、メッセージ、クレジット カードなどの情報が盗まれる可能性があります。と出るので
自己責任でURLを参照してください)文献名 在来線RPC
https://www.meidenshoji.co.jp › afieldfile › 2015/02/03 › article-201104-0058


RPCの詳細については以下の論文がWeb上では拾える。

梅コース RPC
自励式電力変換器を用いた交流電気鉄道の三相不平衡補償に関する研究 pdf 注意




AT413が津軽線用AT単巻き変圧器
き電C-GISでは、青森駅構内・車両センターへの分岐と津軽線、奥羽本線き電を担当
左に出ている22kVCHは青森駅構内と車両センター用ケーブルヘッド
6kVは、NF(BTき電の負き電線)の耐圧上限

T座M座間をインバーターを通じて直流接続している

インバーター側の多重変圧器は一次側44kV二次側1800V
以下上記参照論文から引用
青森西変電所は、66kV三相2回線を受電し、ATき電用交流44kVを奥羽線及び津軽線に給電している。両路線には様々な力率特性を持つ車両が走行している。また、44kVを22kVに降圧し青森駅構内と青森車両センターにも電力供給するため、片座がほぼ固定負荷に近い状況になるなど、通常の変電所とは多少負荷の状況が異なっている。
引用終わり

再度引用
在来線では、初めてRPCを導入する青森西変電所は、新幹線の受電系統とは異なり、短絡容量の少ない電源系より受電していること、青森駅構内と車両センターに電力を供給するなど、き電系のインピーダンスが運用により大きく変化する状況が想定されることから、系統との共振現象や、過渡的な不安定動作が無いよう、設計段階でシミュレーションを実施し検討を行った。
引用終わり

新幹線では、JR東海でRPCは積極的に導入されている。
あの問題を起こした新鳥飼補助き電区分所に供給していた新鳥飼変電所にも導入されていた。
549. JR東海 新幹線 新大阪・京都 6月22日 架線 切断トラブル 考察 鳥飼SSP ブログリンク


この図の30kVバス側が青森西変電所からき電している青森駅構内と青森車両センターに対応している

 青森駅構内、青森車両センター内き電は、スコット結線の片座(M座)から44kV降圧22kVの降圧変圧器(STr)で同一の電源を得ている。
 津軽線・奥羽本線(各ATき電)電源とは、デッドセクションで分離されている。また青い森鉄道 青森変電所からの電源ともデッドセクションで分離されている。

 青森地区は、ATき電区間とBTき電区間が混在するので、故障点(事故電流の範囲)を明確にするため、TFき電線や、PFき電線に変流器(CT)が設備してあったり、簡易型の過電流表示器がついていたり、BTき電のNF、ATき電のPWに流れる故障電流を判別するため、接地側に断路器が設備してあったり工夫が見られる。

 青森西変電所脱落時は、今別変電所電源を中小国き電区分所経由で車両センター付近のデッドセクションまで延長き電できるように設備されている。中小国き電区分所に降圧変圧器が設備されている。

 青森駅構内・青森車両センター内のき電は、大舘変電所から延長き電できるようになっている。(AT→BTき電・AT 単巻き変圧器を介しての降圧)この部分が複雑





 今回の青森西変電所の記事で、JR東日本 在来線全変電所306箇所(直流・交流)全てを廻って記事にしたことになる。今後は、残り14箇所の新幹線変電所を廻ることになるが、ATき電あるため変電所間隔が開くこと、在来線の駅から離れた箇所にあることなどから、ぼちぼちと廻ることにする。在来線の補助き電区分所、き電区分所も仙台以南は、全て廻ったが以北が抜けているので、これも、ぼとぼちめぐって行くことにしたい。

画像部分を徐々に追加

青森西変電所 入口


66kV 2回線受電 東北電力 岡町変電所専用線112C 

JR青森西支線1号 受電中

JR青森西支線2号 停止中

右 受電 断路器、遮断器をへてMOF回線別、断路器を経て所内母線へ

MOF部分の意匠 狭い敷地を有効活用 ラインポスト碍子の利用

受電部分と所内母線 俯瞰 海に近いため耐塩仕様

受電部から変電部まで直線配置 奥66kV受電44kV降圧スコット結線変圧器

66kV受電44kV降圧スコット結線変圧器 右端にあるのは避雷器
奥の建屋は、RPC装置が設備されている

66kV所内母線から断路器を経て66kV受電44kV降圧スコット結線変圧器へ

左 66kV受電44kV降圧スコット結線変圧器 M,T座 2回線(手前M座)
断路器を経て遮断器、ケーブルヘッド(多重変圧器へ)
上部は通過するM,T座 2回線(手前M座)

多重変圧器へのケーブルヘッド
断路器を経て直接ケーブルヘッドへ(遮断器が無い)
ケーブルヘッドの右は、計器用変圧器 M,T座別
M座は、さらにBT用降圧変圧器S.Tr 44kV降圧22KVへ

多重変圧器に繋がるケーブルヘッド ポリマ碍子

多重変圧器 2台
かなり稼働音が煩い
津軽線 き電部分 ATき電
き電 C-GISが収納された建屋と津軽線用AT413(単巻変圧器)ダクト接続
鉄構後ろ部分 下部にGP装置の碍管が見える
413NWと繋がる部分

き電用C-GISから引き出されたATき電線
413TF 青森西変電所のこの部分で架線(トロリ線)に繋がる
413AF 中小国き電区分所に向かうATき電線
413NW 中性線(保護線)

右 青森西変電所から引き出される、津軽線に繋がるATき電線413TFと
中小国き電区分所へ向かうATき電線413AFとNW(中性線)
中心部分のブラケット
左上からのATき電線413TFがブラケットを経てトロリ線に繋がる


 奥羽本線 き電部分 ATき電は、青森西変電所から線路際 送電ケーブルで奥羽本線AT411付近まで送電されている。(かつての青森変電所 奥羽本線第一AT(単巻変圧器)部まで)



青森駅構内、車両センターき電部分 BTき電降圧設備
青森駅構内、車両センターは44kV  M座からさらに降圧 右へ

青森駅構内、車両センター用降圧変圧器S.Tr 44kV  M座からさらに降圧 22kVへ
M座 母線から断路器を経てS.Tr、さらに降圧後 断路器を経る

S.Trの二次側22kVは計器用変圧器をへて左ケーブルヘッドを経由
き電C-GIS建屋内で、青森駅構内、車両センターへ分岐
このケーブルヘッドは、同軸き電対応 外被側がNF(負き電線)となる
新しい同軸き電ケーブル接続方式が採用されているようだ
碍管が無い(昭和電工?)
参考 旧来の同軸き電ケーブル接続部 (盛岡変電所、新厨川補助き電区分所)
946. JR東日本 盛岡変電所(ATき電、BTき電20kV・同軸き電25kV) 東北本線 秋田新幹線(田沢湖線) complete ブログリンク
2019年12月8日 947. JR東日本 新厨川補助き電区分所(ATき電25kV・同軸き電25kV)東北新幹線 ブログリンク
同軸き電ケーブルヘッド外被が碍管で絶縁され変流器(緑)に繋がる

青森駅構内、車両センターへ き電C-GIS建屋で分岐されたき電線が立ち上がる
この部分は、同軸ケーブル仕様では無いようだ
NFは別途6.6kV用のケーブルヘッドで立ち上がる
左は、RPC用風冷冷却器

RPC装置が収まった建屋と奥 き電C-GIS建屋

車両センター、青森駅構内へ向かうき電線
22kV
表示は、BTき電の表示 PF,NF

車両センター242PF、青森駅構内241PFへ向かうき電線NF(負き電線)は共通利用
22kV
表示は、BTき電の表示 PF,NF
番号が、青森変電所と同じ番号 241,242を使用

ケーブルヘッドが3本あるが左 手前は青森駅構内、車両センター用BTき電
その後ろは、津軽線ATき電 TF用(隠れて見えない)
右は 津軽線ATき電用 AF用

青森西変電所を囲む3つのデッドセクション

1.奥羽本線側デッドセクション

奥羽本線 デッドセクション 奥 奥羽本線 ATき電22kV 手前 車両センタ BTき電22kV

別角度

デッドセクションはポリマ碍子を使用

2.津軽線側デッドセクション

デッドセクション
奥 津軽線 ATき電 手前 青森車両センター BTき電 車中より




津軽線デッドセクション 手前 津軽線 ATき電 奥 電車両センタ BTき電
車中より 逆方向

津軽線 デッドセクション 左方 車両センターBTき電 右方 津軽線 ATき電

デッドセクションはポリマ碍子を使用

別角度 上部を横切るのは、青森駅構内BTき電用241 き電線22kV

3.青い森鉄道 青森変電所とのき電区分 デッドセクション

青森西変電所の表示241、242と青森変変電所の表示241,242が同じ番号
青森変電所の241,242と青森西変電所の241,242が併架する部分が存在しないのが、かつての、青森変電所が全体を統括していた際の名残であろうか、保守の観点からみたら違う名称が望ましいと思う。
955. 青い森鉄道 青森変電所(BTき電20kV) ブログリンク

並行在来分離経営時の設備されたデッドセクション 3か所
青森駅構内への経路上に2か所
青森駅構内への経路に設備

青森駅構内への経路に設備

青森信号場の青森方に設けられたデッドセクション 1か所
単線部分 先に紹介したエアーセクション(青い森鉄道 青森方下り)とこのデッドセクションで挟まれた部分が、青森信号場241き電の範囲(注記:241は青森変電所の表示
左脇にデッドセクション表示 
貨物列車上下は、必ずこの経路を通り、津軽線、奥羽本線、青い森鉄道線へ向かう

デッドセクション

デッドセクション

デッドセクション 両方向表示 単線部分

トロリ線引き留めは改良型くさびタイプ
トロリ線引き留め確認用の穴がボルト部に開いている

トロリ線引き留めは改良型くさびタイプ
トロリ線引き留め確認用の穴がボルト部に開いている

このデッドセクション脇は、EH500,EH800電気機関車 機回し線となっており
電気機関車 付け替えのための留置線となっている(241き電範囲注記:青森変電所の表示

青い森 運輸管理所と青森信号場のき電区分 
左 青森信号場241き電
右 運輸管理所242き電
つづく 青森地区の複雑なき電系統

青森駅構内直前

青森西変電所からの241き電線最終到達地点
東青森駅からの青森駅方構内線 同一き電 241き電 加圧ビーム

一番左 津軽線  中心部分 回送線(青森車両センター方) 右 奥羽本線
加圧ビーム 同一き電 241き電

右 奥羽本線 中心 回送線 左 津軽線 加圧ビーム 同一き電 241き電
上部を通過しているのは241き電線

青森西変電所からの241き電線とNF(負き電線)6.6kV耐圧
奥羽本線・回送線・津軽線の上部を経ている

この部分で方向を変える
NF(負き電線)は、かつてのき電線を使用しているため碍子が通常の個数
このような例は、福島変電所でも見られている

241き電線とNFき電線 跨線橋を潜るためケーブル化

跨線橋を潜った先にある 青森駅構内用き電設備
左 ケーブルヘッドが241き電線の最終末端
NFき電線のケーブルヘッドもある
ケーブルヘッドの右にあるのは、変流器 東青森駅方と津軽線・回送線・奥羽本線の電流を測定

241き電線ケーブルヘッドと変流器 左 断路器は津軽線・回送線・奥羽本線の青森駅構内き電用
NF(6.6kV耐圧)のケーブルヘッドも傍にある

左 黄色の加圧ビームに前述の断路器からの241き電線が繋がる
奥羽本線・回送線・津軽線き電部分
右 奥の東青森方の加圧ビームは、別の断路器から加圧されている

右端 東青森駅方 き電用断路器 左の黄色加圧ビームにき電
ケーブルヘッド241き電線が、ここで2分割 東青森方断路器と
津軽線・回送線・奥羽本線方断路器 中心部分

東青森方をき電する断路器

青森駅構内 奥羽本線・回送線・津軽線 き電系統 




青森車両センターとのき電区分(もとは同じ電源だが系統分離をしている)
青森駅構内手前 青森信号所からのバイパス線と奥羽本線・回送線・津軽線の合流点
奥 青森信号所からのバイパス線(貨物列車が運行)
手前 3線 奥羽本線・回送線・津軽線
この後 右奥で バイパス線から奥羽本線・回送線・セクション分離 津軽線への渡り線がある
上空を横切るのは、青森駅構内241き電線

上述の部分 奥左が青森駅 車中より
左 津軽線 中央 回送線 右 奥羽本線
貨物は、右奥のバイパス線から順に奥羽本線・回送線・セクションを挟んで津軽線に移行する
その逆も然り
津軽線は回送線・奥羽本線と同一き電241だが、き電区分されている
青森駅構内241き電線から2分岐
右 片方は、バイパス線路脇の計器用変圧器VTに繋がる 但しバイパス線とは無関係
左 241き電線が分岐

左右に分かれる青森駅構内241き電線
右 VT
左 津軽線・回送線、奥羽本線へ き電へ
左 津軽線・回送線、奥羽本線へ き電へ

分岐した青森駅構内き電線241は、この部分でT分岐(右)し
片方は、断路器(右)を経由し線路側に方向転換する
この断路器を開放すると青森駅手前のエアーセクションから津軽線デッドセクション部分が停電となる
断路器部 別角度 上空を通過する青森駅構内241き電線
左 架線柱 先に分岐した241き電線が通過

断路器で分岐した先は、津軽線にき電
左 奥羽本線 中央 回送線 左 津軽線の順(トロリ線にき電分岐装置)
さらに青森駅方に進むと2基の断路器が設備されている

断路器 2基 右 断路器は、先に分岐した青森駅構内241き電線が引き止められ
奥羽本線・回送線・バイパス線へき電する 
開放すると青森駅構内手前エアーセクションと青森信号所・奥羽本線のデッドセクション、車両センター手前までの間が停電する
左 断路器は、青森駅構内241き電線本体をき電区分する
開放すると青森駅構内(駅部)が停電する
右 断路器は、先に分岐した青森駅構内241き電線が引き止められ
奥羽本線・回送線・バイパス線へき電する 
開放すると青森駅構内手前エアーセクションと青森信号所・奥羽本線のデッドセクション、車両センター手前までの間が停電する
左 断路器は、青森駅構内241き電線本体をき電区分する
開放すると青森駅構内(駅部)が停電する

別角度

先に述べた右 断路器の行く先
中央 回送線・奥羽本線(バイパス線)へき電(き電分岐装置が見える)
一番 左は津軽線だが、この断路器の前に別の断路器で、き電されている
3路線のトロリ線にセクションインシュレーターが入れ子状態で噛ましてある

青森駅構内241き電線は、この碍子を境に断路器が入っている
青森駅構内(駅部)のき電を区分
開放すると青森駅構内(駅部)が停電する

3路線にセクションインシュレーター
但しパンタは触れない。狭い距離でのエアーセクション構成の絶縁間隔を取るために挿入

入れ子状態のセクションインシュレーター 部分拡大
パンタは触れない

断路器とセクションインシュレーターの関係
手前 青森駅構内 奥 奥羽本線・回送線、津軽線への経路
車両センター入口の複雑なき電系統(ATからBTき電を含む)
つづく
ATき電部 右ケーブルヘッドから青森西変電所からのATき電線
411AFと411TFが立ち上がる
左 負荷断路器を経由して411AT(単巻変圧器に向かう)

手前 411TF(トロリ線側)奥 411AF(常盤SPへ向かうATき電線)

別角度

411TF側からATからBTき電を行うき電線が分離する
左側にAT 右側にケーブルヘッド
右端 架台中上部にBT側に向かうき電線が引き止められている

この架台下に411AT(単巻変圧器)がある
交流断路器を介して単巻変圧器へ
411TF側は、VTを経る
右 直流用断路器が見えるがこの部分がNF(PW)を切り替える部分



架台上部の拡大
直流断路器にアース側 緑の配線が見える

別角度
右 北常盤き電区分所方 411TF デッドセクション AT側に繋がる
411AF ATき電線 北常盤き電区分所経由 大館変電所まで

左 負荷断路器411TF側からのき電線が 左 断路器242用 中央 断路器241用で2分割される
右 架台上に計器用変圧器 分割された241,242のき電線電圧測定
架台右端に直流用断路器 AT側のPWとの接続点(通常時開放)

411TFが241,242き電線用として分割される部分

別角度
左 負荷断路器 411TF側からのき電線が引き留められ、2分割される
241、242き電線 ATからBTへ VT部分拡大 右 直流断路器がPWとNFの接点部分

241き電線 BT(吸上げ変圧器部分)拡大



BT部分
242き電線は、そのまま通過
津軽線沿いの241き電線は、右から引き出されBT架台上部に引き留められ
BTの411TF側と合流する。BTの241き電側(青森駅構内方)は、隣の架線柱から引き出され
 津軽線側に移動する

241PF側が碍子を挟んでBTに引き込まれているが242PFは、そのまま通過する
両き電線には、過電流表示装置が下がる

津軽線側 BTに向かい、戻る241き電線引き出し部
左にBTがある
奥 青森西変電所

242き電線は、そのまま通過 
奥 青森西変電所側

引き出された先には、BTがある(中央)

AT→BT時の242き電線が線路を横断し、反対側の線路脇に移動


AT-BTき電時の 242き電線が、線路をまた横断し、津軽線方に移行する部分 この後跨線橋を越えて車両センタ―付近で青森西変電所からの242き電線と合流する
AT→BTき電時の242き電線が、跨線橋を潜る部分 CTが噛ましてある

242PFと表示

跨線橋を潜って引き出される242き電線 この後 青森西変電所の242き電線と繋がる


かつて青森変電所がATき電を行っていた痕跡

国道跨線橋部分に413TF、413TF、413PWの表示
脇の242PF、242NFは現在使用中
242NFは過去の22kVき電線の設備をそのまま利用


跨線橋上部 413TF、413AF、413PWの表示 この左奥が 津軽線のデッドセクションがある部分
青森変電所からの413系ATき電線が通過していた痕跡



参考文献 順不同
出口善高;新幹線車両基地変電所への自励式電力補償装置の導入
:鉄道技術連合シンポジウム講演論文集,2012,(CD-ROM),19th,論文No.1620,(J-RAIL2012)
志々目浩一;在来線用電力補償装置(RPC)の実用:明電時報,Vol.333,No.4,pp.58-62,2011
北田敦雄;在来線用電力補償装置(RPC)の有効活用:電気学会全国大会論文集,5-107,pp.
185-186,2013
志々目浩一;在来線用電力補償装置(RPC)の実用化:電気学会全国大会論文集,5-085,pp.
134-135,2011