変電・饋電(き電)・通信のもろもろ　: 1535.　量子科学技術研究開発機構　那珂フュージョン科学技術研究所（旧原研）275kV2回線　受電中の変電所構内を歩き回る　その他

2026年1月3日

1535.　量子科学技術研究開発機構　那珂フュージョン科学技術研究所（旧原研）275kV2回線　受電中の変電所構内を歩き回る　その他

量子科学技術研究開発機構　那珂フュージョン科学技術研究所（旧原研）公開日に再訪

那珂フュージョン科学技術研究所という現在の名称に改称されたのは、2024年4月1日

1342.　量子科学技術研究開発機構　祝初プラズマ発生　那珂研究所（旧原研）275㎸受電　中央変電所　その他　2024年1月1日に記事にしていた。その後約2年経過したので公開日に見学を行なった。

　以前は275kV受電　変電所の構内を自由に巡ることは、できなかったが今回は監視が緩く、かなり近接した場所まで見学できた。　前の記事と違うところを見てきたが一部重複していることをお許しいただきたい。

研究所が出来てから超高圧系の設備更新は一度もされていない。
約40年経過　GISなので壊れないので補修だけで対応

説明員の説明ではパラボラアンテナは
左が那珂変電所、右が東海第二発電所（原子力）（停止中）を向いている

残念ながらSF6は六仏化硫黄のままで修正はされてなかった（六弗化硫黄なら正しい）

前回の図

　那珂変電所は、常陸那珂火力発電所、常磐共同家禄勿来発電所から275㎸受電さらに新茂木変電所に繋がり、275㎸から500㎸に昇圧されて福島幹線500㎸に繋がる。那珂研究所は、那珂変電所からの電源を受電している。

今回の図

那珂研究所が那珂フュージョン科学技術研究所になっている。
常陸那珂火力発電所からの常陸那珂火力線は275kV送電（500kV設計）との公式発表だが
説明員の方の話では1,000kV設計とのことであった

TEPCOの那珂系増強案では

増強工事の検討（対策案選定・ルート案設定）（鹿島系統、港北系統、那珂系統）　pdf注意

　常陸那珂火力線を500kV昇圧　那珂変電所を切り離し500kV福島東幹線と連係させる話が出てくる。結局　入札不成立で500kV昇圧は見送り現状となっているようだ。

北関東東部エリアにおける電源接続案件募集プロセスの概要等について電力広域的運営推進機関

変電所建屋内

1Lから受電　2024年は2Lから受電　電力は設備維持電力のみ　
ESは接地開閉器（開・緑）PDSはコンデンサ型電圧計　
〇は断路器（閉・赤）、□は遮断器
MOFは変流器と電圧計で電力量を測定（TEPCOの所有物）
上の単独メーターは電圧計　その下の4つのメーターは左から
A(電流計）、MW(電力計）Mvar(無効電力）COSΦ(力率）メータはほとんど振れていない

ガス絶縁変流器（電流計）TEPCOの取引計量器

接地形計器用変圧器（電圧計）　TEPCOの取引計量器

　各相に取り付けてあるガス絶縁変流器（電流計）と接地形計器用変圧器（電圧計）で電力量が求められる。計算式はcos,sinが出てくるのでパス

一番　左端の275kV降圧66ｋV TR3稼働中、その下の66kV降圧6.6kVTR32（5MW）で供給中
201と202が6.6kV母線遮断器

同じく66kV降圧6.6kVのTR31は稼働していない。
先のTR32変圧器から201，202母線遮断器を経て供給　Kと書いてある部分はコンデンサ群
但しF31遮断器が「開」なので電力は流れていない

　変電所の開閉器操作を行う実地操作を見学者が行っていたが、このK311の遮断器をPC上のキーで操作していた模様。実際は電力が流れていない部分での操作となる。（当たり前）

今回の11kV系の表示板

TR1系の横に実際の表示ECRFの表示が付いた

前回の時の表示

表示盤ではTR1系　常電導トロイダルコイル用となっている　JT-60時代のまま
現在は高周波発生ジャイロトロンECRFの電源に転用されている。

今回

NNBIとPNBIが表示追加

　プラズマ加熱加熱装置（P-NBI,N-NBI）はパルス運転（100S）運転するため旧ポロイ

ダル磁場コイル用電動発電機（M-MGと書いてあるがT-MG）からの供給。

　前回

今回

トロイダル磁場コイルがついている
右に高速プラズマ位置制御コイル（FPPC）
ポロイダル磁場コイル（PF・中心ソレノイド・CS）、PNBIが見えるが以前はなかった。

以前

旧加熱用電動発電機(H-MG）から供給

この辺は変わってない

実際の設備監視及び操作はディスプレイ上でキーボードで操作

監視異常表示　過去の異常がUpされている
非常用発電機2EG　機関重故障
受電2L　受電電圧下限、不足電圧　等々

非常用発電機運転状況監視盤

非常用発電機設備
この辺は過去の記事を参照して下さい

非常用発電機2台が負荷運転に手えられるかどうかの模擬負荷と書かれた項目

模擬負荷装置　水プールに電極を入れて水抵抗で負荷をかける
ダミーロード

三相6.6kVが流れる電極　油圧シリンダーで水槽に電極を入れて水で抵抗を掛ける

さぞかし盛大な水蒸気が発生するだろう　
同期発電機出力　6.9ｋVで544Aを流す

この後3相一括母線275kVの周辺をうろうろ

275kV　2回線受電

275kV三相一括母線　中央パイプ

275kV三相一括母線　中央パイプが奥まで伸びていてそこからGISで変圧器に繋がるので
高圧充電部が無い。そのため近接できる

1L　275kV受電中

1Ｌ受電ブッシング部下部のところまで接近
この上に275kVの電圧が印加されているブッシングがある

コンデンサ分圧器　製造1983年　東京芝浦電気
前回は見られなかった銘板を観察

275kV　避雷器にペタペタ

避雷器の作動回数は3回　1982年製

日立製ガス遮断器　275kV通電中

以前はTR２が動いていた

TR2の周辺　275kV降圧66kV　110MVA


TR2　75kV降圧66kV　110MVA

66kV側　遮断器022

66kV側　避雷器断路器LAS022、接地装置ES022　

LAS022断路器部銘板

ES022接地装置

66kV母線引出部の断路器22

断路器22の銘板

275kV側Y結線の中性点から引き出された中性点抵抗器　LAS022

LAS022断路器操作盤　左に変圧器の中性点から引き出されたケーブルが見える

66kVガス絶縁中性点抵抗器

中性点抵抗器から引き出された接地線

稼働中のTR3

275kV降圧66ｋV

TR3変圧器　275㎸降圧66㎸
中性点抵抗器はTR2と同じ

TR3の真空遮断器銘板

TR3の真空遮断器　0132

66kV母線から引き出された予備用の断路器と遮断器

予備用の変圧器置き場

66kV母線遮断器　TR3とTR2を繋いでいる　102-103　遮断器と断路器が一体型

66kV母線遮断器銘板

TR32　66kV降圧6.6㎸

TR32は負荷時タップ切替変圧器

タップ表示5

絶縁油を活線洗浄している活性アルミナが入った洗浄装置の操作盤

TR２　66kV降圧6.6ｋVのディスプレイ表示　TAP5　66kV側約20A　6.68ｋV側195A
66kV×20A×√３＝2.28MW

　275kV受電の主要な構成は見てきたが残る部分は、進相コンデンサ、高調波吸収用フィルター群がある。言ってみれば裏方であるが無くてなならないものである。

スーパーユニバール

ユニット形コンデンサ装置　日新電機

どれも古いが微量PCB混入検査は、行われているのだろうか？

フライホイール発電機群　3基の内２基使用　前回記事に詳細は書いてある。以下参照

1342.　量子科学技術研究開発機構　祝初プラズマ発生　那珂研究所（旧原研）275㎸受電　中央変電所　その他　

フライホイール発電機用冷却チラー

発電機棟　3基のフライホイール発電機が収容されている

JT-60Aでは3基の内2基を使用して電力を供給する
まるで水力発電所の内部のような発電機群

フライホイール発電機で発電された電力が流れ込む降圧整流用変圧器群

超伝導ポロイダルコイル用電源（中心ソレノイド（CS）4個と平衡磁場コイル（EF）6個用）　ＪＴ－60時代の歴戦の強者をそのまま使用　経年40年

発電機からの入力部

降圧変圧器

13,500kVA　周波数50～80Hz　タップ切替付き
一次側18,000V　2×（391/430）A　
二次側　2×（650/715）V、2×6,260A

整流用変圧器群

タップ切替は手動で停電操作

整流器棟に引き入れられる

前回も詳細を見てきた。今回は、「説明員の研究者の方に、内部まで見せていただきました」

負イオン中性ビーム入射加熱装置（N-NBI）用電源　JT-60Aの肝の部分

フライホイール発電機からの18kV　50～80Hzの電源を変圧器で3,120V×2に落としコンバーターで2×20MW、2,830V・7,050Aにしてインバーター建屋に導入

IEGTはIGBTの改良型で高耐圧化を図った

東芝独自の高性能IGBTがIEGT

左　増強されたインバーター（IEGT）建屋　右　GTO使用のインバーター建屋
一端周波数を上げる150Hz（2.286ｋ640Ａ　1.46MW×3Phases＝4.38MW）×3
50万V 　64A　100S持続まで増強工事中

各1台の整流器と変圧器（SF6絶縁）×3組で直流化　
150Hz　2.286kVACを147kVDC（150Hzのリップル含）に変換

直列に並べて建屋内に引き込む

加速用電源結線略図
カーソード接地のカスケード型直列整流回路
1段目で作られた直流電位の上に、2段目の電源がさらに直流を「上乗せ」し、さらに3段目が積み上げる「直列電池」のような仕組みとなっている。

GISで引込各ブッシングが-163㎸、-327㎸、-490kV対応　150Hzの三相リップル

　3相半波整流の理論値: 実効値の約 1.17倍

計算：147kV×1.17倍＝172kVとなるが整流器の抵抗などで-163kVとなっている（多分）

一番奥がブリーダー抵抗器なので、このブッシングが-490kV側となる
その手前は多分形状からして電圧測定用、右下に接地極の板（多分表層効果のため）

3つの茶色の筒は電流測定用の抵抗器-490㎸、-327㎸、-167kV対応

奥が-490㎸用のスナーバー（緩衝器・多分限流リアクトル）

平滑コンデンサ　タワー　一番上段が－490kV、2段目が－327kV、3段目が－163kV
150Hzのリップルを平滑化　ブッシングが2個見えるのがコンデンサで茶色の棒が抵抗器

電流測定用抵抗器-490㎸用

500kV　AC50Hzの絶縁変圧器　高圧ステージのイオン源電源

500kV　AC50Hzの絶縁変圧器　単相出力

絶縁変圧器の二次側は表層効果を狙ったアルミ板でできている

　今回のこの場所で一番知りたかったことが各電圧のJT-60A建屋への引込であった。

AC500kV（絶縁変圧器経由）、-490㎸、-327㎸、-167kVを単一のSF6を充填したパイプ母線で長距離（放射線防護のため曲がりくねる）をどうやって運んでいるかであった。

　Geminiに聞いてみたら中心導体をAC500kVと-490kVにして同心円状に次が-327kV、一番外側が-167kVにしてSF6のガス圧を高めれば可能との回答だった。

SF6ガスダクトから引き出される高電圧テーブルAC500㎸とDC-490kV
イオンソース右から-327㎸と-163㎸
わざと曲線部を設けている

引込部の高圧ブッシング部　一番左が碍管の襞が少ないので-167kV
その隣が-327㎸

‐167kV側　中心導体は銅線でコロナ防止用にアルミダクトパイプを利用しているとのこと

この部分がAC500kVと-490kVが入る部分

アルミダクト内部にケーブルと導体が収容されクランプで接地されている

実際の回路図　JT-60の時　JT-60Aとほとんど変わらない　

ソースプラズマの導入時間が違うだけ

　―電位で加速するため0V（接地）、-163ｋV、-327㎸、-490kVの加速電圧を生成。

電子打ち出し用電源は別途AC18㎸からAC500㎸の絶縁変圧器で発生させている。JT-60が設置されている建屋までSF6充填のガスダクトで電源が引き回されている。JT-60では建屋内に高電圧テーブルが置かれ、AC50㎸は、そこで直流化されてヒーター電源、初段加速電源等として使われる。。N-NBIは2台の加速イオン源が設けられる。

JT-60A建屋内の高電圧ステージ（500kV加圧）
イオン源は2台となる。JT-60Aとの間には放射線遮蔽版が設けられる
一番に左が-327kVの引出部、次が-163kVの引出部、
一番ブッシング部が長いのが-490kVとAC500kVの引出部

10秒運転時（以前と）今回100秒運転時の違い

フィラメント電源、アーク電源、バイアス電源、PGフィルター電源、引出電源は全て
高電圧テーブル上でAC500㎸から整流して供給される。

N-NBI模擬導入装置のデモパネル

高圧充電部に立ち入る際の確認事項　接地棒が欠かせない

JT-60A建屋外

新しくケーブル引込口の施工が行われている
既にケーブルが敷設されている部分もあるが隣にさらに追加でケーブル引込口を施工中

新しく追加されたケーブルラック

ケーブルのラベルを見るとEFCC18組（+、-）とFPPC2組（+、-）であった。

JT-60A内部のコイル配置

　超伝導トロイダルコイル（TF）、超伝導ポロイダルコイル（センターソレノイドS1～S4）

超伝導ポロイダルコイル（平衡磁場コイルEF1～EF6）までがファーストプラズマまでに稼働している。総合試験運転で2023年10月ブラズマの初生成まで漕ぎつけた。

　総合試験運転をしつつ安定的に水素でのプラズマが生成できることを確認したのち容器内部に高速位置相制御コイル（FPPC）2個、誤差磁場補正コイル（EFCC）18個、抵抗性壁モード制御コイル（RWMC）が設置され負イオン中性ビーム入射加熱装置（N-NBI）、正イオン中性ビーム入射加熱装置が組み込まれて水素、重水素による実験運転が始まる

EFCC18組（+、-）は誤差磁場補正コイル（EFCC）18個のこと

FPPC2組（+、-）は高速位置相制御コイル（FPPC）2個のこと

抵抗性壁モード制御コイル（RWMC）は既に取り付け済みのようだ。

この電源はどこから引いてきているのだろう。ラックには記載がない。