送電線バックアップについて

質問

先日の東京の停電はクレーン船が送電線を２回線とも引っ掛けたために発生しました。２回線を一つの鉄塔に架線していることについて、一部の論調ではそれぞれの回線を別の鉄塔にしていないことはバックアップとして問題があると批判しています。
現実の送電線の多くは一つの鉄塔に複数の回線が架線されていますが、このような批判は正当なものといえるでしょうか。

回答No.6

mermaid2004 · ベストアンサー

＃２の追記
●　ネットワーク方式の送電、原理的に可能ですが、難しいですね

●　ネットワークとは、発電所、変電所が多数網の状態に、負荷もそれに繋がっているとの意味と受け取ります。

●　今回の様な事故があった場合に地絡継電器が働き、故障を検出します。下手をすると全ての変電所がこれを検出し、大停電となります。

●　地絡場所を自動で検出、これは非常に難しい、可能で有っても、故障場所の両端には遮断機が要ります、ループでの数は膨大で、超高圧、高電流、凄い設備で、投資額が如何か、別鉄塔よりも場所と費用が膨大です。

●　ループでは部分遮断に失敗すれば、大停電、３時間のオーダーでは到底収まりません。

●　復旧は家庭のブレーカーを復旧とは訳が違います。全ての遮断機を開き、負荷を見ながら発電量を調整する必要があります、個々の遮断機を順次閉めながら、発電量の調整をし、徐々に負荷を増やす必要があります。
（発電電力＝使用電力が必須条件、電池やバッテリーの接続とは違います）

まとめ　ネットワーク方式は膨大な費用に対し、復旧時間も膨大と成る可能性があり、既存方式は復旧時間も経済的にもベターと思います。

回答No.12

aaa999

NO10です。
対雷対策の事についての補足です。

NO8のお礼に
＞それらよりもはるかに頻繁に発生する落雷による事故対策がとられてから、次の段階であると思います。

ですが、現在電力会社は送電線の対雷対策(絶縁協調)として不平衡絶縁(超高圧系以外)・継電器(超高圧系)による対雷停電対策を採っています。
雷の電圧は数百万VA～数千万VAと言われています、現在の送電線に使用する絶縁物では直雷に耐える事は不可能です。
送電線の雷による無停電及びメンテナンスの便宜を求めてバックアップとして多回線(２回線以上)化しています。
近年の雷対策として採用されているのが送電線の片側にアレスター(２～３基毎)の設置です、雷は送電線の回線を選ばず絶縁破壊を惹起します。
そこでアレスターをを送電線に設置して落雷があれば片側の送電線に雷電流を流しもう片側の送電線を無停電にしようとする設備です。
全電力会社の超高圧送電線以外の送電線にアレスターを設置されれば(１基に３０万？程の費用)送電線を起因とする雷停電は減少(皆無状態)するでしょう、現在一瞬の電圧変動による蛍光灯ちらつきが有るでしょうあれが送電線への落雷(稀に落雷で無い場合も有ります/鳥：蛇害・レッカー接触)です。
但し、家庭に配電している配電線は１回線送電ですので配電線への落雷があれば従来どうりの停電は惹起します。

回答No.11

mii-japan

＃１０に賛成です

バックアップシステムは、設備費もかかりますが運用費もかかります

いま脚光を浴びているリスクコントロール/リスクマネージメント　も　
発生しうるリスクの　
発生の確率、発生時の影響の大きさ　と
その対策に要する費用　を
総合的に判断して　方策を決定します
その判断は、固定的なものではなく、定期的に/随時見直しを行います

料金がどんなに上がっても良いから、確実なものを提供して欲しい　と言う意見が多数になれば、それなりに対応してきます

料金を上げるなどもってのほか、ならば　投資できる費用の範囲内で、発生の可能性が高く影響の大きい部分から対応して行くしかないものと思います

現実を無視した無責任な責任追及と要求ならいくらでもできます
ですが、そのようなことが無意味なことはお判りと思います

回答No.10

aaa999

＞このような批判は正当なものといえるでしょうか。

電力会社の固定資産額の第一位は送電設備です。
バックアップ用の送電設備を造るには現在の電力料金を５０％程度ＵＰすれば可能(20年程度の時間が必要)でしょう。
国民が、経済界是認するでしょうか、
皆さんの言う様な設備を造るには金が要るのです。
要するに9年前に(報道による)も今回と同様に河川横断の小規模送電線を断線させた業者の過失でしょう、今回もHPで開き直り、送電線の断線により之ほどの規模の停電が生じたのは想定外だと、馬鹿でない限り発電所からの送電線が停電すれば下流に当たる需要家が停電するのは明白です。

天変地変で大規模停電の発生は何時惹起するかもです。

余って今回の批判は正当だと容認する事は難しいです。

元電力(送電関係)でした。

お礼

回答ありがとうございます。

私は電力会社から「さらに停電を少なくするために電力料金を上げます」といわれたら、「停電頻度は今で充分だから料金上げるな」といいます。

回答No.9

GTAC

発電と消費の同時性
電気は発電と消費が常に同時同量である必要があります。もしバランスが崩れると周波数が変わったり、電圧が下がったりするので保護装置が働いて系統全体がダウンしてしまいます。そこであらかじめどこがダウンしたらどこを停電させるかを決めておき、一瞬でバランスをとるようにしています。

今回は送電線が切断され、行き場が無くなった電気は発電機を止めることで、発電量と需要量とをバランスさせました。（水道や交通ネットワークと違う点です）

発電機の始動や発電量の増加は瞬間には出来ません。（高速道路の料金所でアクセルを踏んで加速してもすぐに１００ｋｍ／ｈにならないのと同じです）逆に発電機の遮断は、遮断器を開き、あまった蒸気を捨てたりすることでつじつまあわせが出来ます。

発電所と需要地が離れている日本の特性を考えると、長距離の送電線を引く必要があります。別ルートで発電所から送電線を２ルート引くよりも、停電を許容し、他の発電所からの送電によりカバーするほうが経済的です。

しかし別の発電所が発電量を増やすのには時間がかかります。最新鋭機でも一旦止めてしまうと最大出力を出すまでには１時間はかかります。発電が増えるのに対応して徐々に負荷を投入する作業を行った結果、長時間の復旧になったものです。

どうすれば防げるか？
千葉からの電気が来なくなったから、すぐに横浜の発電所を動かして送れるように出来ればよいでしょう。ただし横浜に１箇所しかない発電所では千葉に１０箇所ある発電所からの電気をまかなうことは出来ません。神奈川に新たに発電所を１０箇所作っておいて備える必要があるでしょう。

発電所からの送電線をまったく別ルートにすることはすでに行われています。首都圏の電源は千葉県に多く集中していますが、ＪＲ武蔵野線に沿って送電線も外輪線が構成されています。ただし外輪線では都心の大負荷すべてを送りきれなかったのが実態と推測します。（真相は部外者なのでわかりません）

夏季の重負荷時だったので迂回して送電する容量が無かったのが今回の停電の真の原因でしょう。
（１回線のみが停電したとしてもある程度の負荷の遮断＝停電はあったと予想します。ただし１回線のみの停電なら最大３０分以内の停電だったことでしょう。）

もし迂回路に余裕があれば、あらかじめ復帰手順を計算しておき自動的に瞬時に回線の切り替えがおこなわれたはずです。
迂回送電線を作るためには鉄塔や地中ケーブル＋トンネルの費用だけではなく、１個数億円のスイッチが何個も必要な変電所が両側に要ります。
外輪線から都心までのルートのみを１００％負荷でも送電できるように２重化するには、数千億円のオーダーで費用がかかりますが、（瀬戸大橋を作るとか、青函トンネルを作るとかの世界です。放送衛星数十億円とか数億円のインターネットの世界ではありません）Ｇ７先進国の首都の安全保障という点からは、消費税を上げて公共事業として作るという選択肢もあるかもしれません。鉄道や高速道路に併設できるように縄張り争いをやめれば数割以下で出来るでしょう。

鉄塔は１基１億円以上（土地代抜き）かかります。被害額を考えれば河川部分だけでも地下化するという選択肢もあるでしょう（ただし数十億円かかる）。また船舶の不注意のために数億円かけて手前にワイヤを張っておくのは、一般には納得できる説明をすることは無理でしょう。

メッシュ状の送電網は、中型の発電所が需要地に隣接して多数設置されているような欧米では普通ですが、これらの送電線は連携と相互バックアップが目的なので、大容量の送電は元々不可能です。（日本のような長距離送電が異常）
またメッシュになるため、現在どのように送電されているかの把握が難しく、事故時にどの経路をとおして送電するかの計算も複雑で、自動復旧は困難です。
したがって事故時は自分の地域のみを守って縁切りする思想です。

分散型電源への移行
もし需要場所（各ビルや街区）ごとに小さな発電機があれば大停電にはならない可能性があります。汐留や西新宿などは発電と同時に冷房用の冷水を作る設備があり東電からの送電が停止しても壊滅しないつくりになっています。（オンサイト電源といいます）
また大型のビルや地下街は非常発電機があり、避難するだけの電気は最低供給されます。

ＪＲは中越地方に水力発電所を多数もっており、山手線は止まりませんでした。
通信設備も８時間以上は電池で動くように備えています。停電して困るところではやることはやっていると思います。

今のところもっとも弱いのは自前の発電設備のない工場、鉄道、民家などでしょう。
ただし民家は太陽光やコジェネを入れれば、自立できるという選択肢があります。個人がＰＣにもＵＰＳくらいつけておくのは常識です。

ゆりかもめが隣駅までたどり着けないとか、交通信号が全滅したとか、（たぶん交通管制の線さも動作せず）東電のＷＥＢがフリーズして情報が出なかったこととか、東電自身の原因・事故点・復帰見通しの発表の遅さは、将来の地震に備える上で改善余地があります。情報だけでもあれば対応は大きく変わったと思います。

お礼

詳しい解説をありがとうございます。

個々のユーザーが具体的にどのような停電対策をとるかは、それぞれが考える必要があると思います。
最近はテロなどのことを考えてか、電力会社は具体的な設備の情報を出さなくなっているような気がします。
今使っている電気が何処の変電所からきているのか、その変電所はどの送電線に繋がっているのかなどは殆どわかりません。
ユーザーがそれぞれの停電のリスクを考えることのできる情報の提供があってもいいと思います。

回答No.8

Willyt

>頻繁におこる落雷事故による停電を回避する方法としては２回線を一つの鉄塔に架線することは費用対効果から有効ではないでしょうか。
有効じゃなかったから大規模な停電が起きたわけです。バックアップを同じ危険が起きる場所に設置するのは殆ど意味をなしません。雷で両方がやられる確率が高いではありませんか。そして専門家はネットワークを否定してかかりますが、私が言うネットワークは常時電気を流すネットワークを意味していないのです。普段は閉じた回路にしておくのですが、そのすべての部分に他の回路を構成する鉄塔を利用して枝回路を作ってそこにスウィッチを設け、一朝事があるときにはそのスウィッチをオンにすることで、別の回路を即座に作れるようにしておけと言うことなのです。つまり並列している電線は他の回路のバックアップになるようにしろと言っているのです。ネットワークにして電気を流す難しさは土木工学を専攻している私は水道のネットワークでよく承知しています。そのようなバックアップ用のネットワーク構築の費用は並列バックが既にあれば殆ど必要なく、そのスウィッチのオンオフのコントロールはコンピュ－タ管理が可能です。どこで断線が起きても別の回路を組めるようにしておくのです。並列でバックアップを置くなんてのは愚の骨頂です。これは高速道路網でも言えることで、中国自動車道と山陽自動車道はバックアップの呈をなしていないのです。ですから紀淡海峡、豊予海峡の架橋が必要なのです。

お礼

ご専門の高いご見識からの回答をありがとうございます。

基幹系の送電線は停電による影響が大きいので、クレーン船が引っ掛けたり、飛行機が墜落したりというような、不測の事故を想定した対応は必要だとおもいますが、それらよりもはるかに頻繁に発生する落雷による事故対策がとられてから、次の段階であると思います。

回答No.7

denkitaro

東京電力の手落ちがあったのは
送電線の保護のために保護用の架空線がなかったことではないでしょうか
つまり
国道などのガード保護のため、その少し手前にガードと同じ高さのアングルが作ってあり、制限高さ「何メートル」と書いてありますよね
それとおなじような保護用架空線を送電線の前後に取り付けておいて、警告を発すれば防ぐことができたと考えます
当社入り口においても構内線の高さに合わせてゲート前に保護用の警告用鉄材を設置しています
大きな事故を小さな損害で防ぐ工夫です
送電線のバックアップは皆様がおっしゃるようにとても大変なことですよね
それ以外で事故を防ぐことができればいいのではないでしょうか
ご参考までに・・・

お礼

回答ありがとうございます。

今回の場所は送電線の一番低いところが高さ１４ｍくらいということだったと思います（どこかの報道でありましたが正確に覚えていません）
船の往来があるのなら、おっしゃるような対策やもっと高くする（でもクレーンは想定外？）などが必要だとおもいます。

回答No.5

billy-the-kid

発電、送電の系統制御の観点から、foobarさんの仰るとおり、ことはそう簡単ではありません。（一般人の回答とは思えないレベルです。）

また、Willytさんの理想は、数年前のアメリカ大停電を彷彿とさせます。

本当は「バックアップ」という言い方には疑問があり（詳細省略）ますが、mermaid2004さんの仰るとおり「２回線が同時に発生する確率は皆無に近い」のです。複数ルート（２以上の電流を別々に送ること。即ち２回線を同一の鉄塔に乗せないこと）で送電することはコストの観点（莫大な設備投資およびそれの需要家への転嫁）から論じるのは既に終わっている観があります。
国土交通省が２００年に一回と想定される洪水のために１０００年後に完成予定の堤防を作っていることをどう思いますか？（やらなくて良いと言っているわけではありません。）

酔っぱらい運転の自動車が電柱を折損してご近所一帯が停電になった場合、あなたは「配電線が電源バックアップをしていないからだ」と言えますか？

また、suitonさんが「バックアップのために鉄塔を別に立てることは現実的ではない」としていますが、冒頭のとおり広大な国土や低廉な土地価格であっても、現実的ではありません。「別経路のバックアップがあったからこそ、３時間という短時間で復旧できた」としているように供給義務者として最小の投資で最大の効果を得るよう、緻密に設計されています。即ち、これ以上の投資は限界費用を上昇させることになり得策ではない、ということです。

アメリカ等で同様の事故が起こった場合は３時間での復旧などはあり得ません。
電気は水とは違います。復旧時には単純に送電再開するわけではなく、負荷電流を見ながら順次的確に送電します。そうしないと電圧や周波数が狂い、再度送電が止まってしまいます。（foobarさんの仰るとおり）

補足

回答ありがとうございます。

電気には停電のリスクがあるということを利用者も意識しなければならないということですね。
大きな病院や重要なデータを扱うサーバーには自家発電やＵＰＳなどの設備をするのは常識だと思います。

回答No.4

foobar

色々面倒なことがあるようで、、

網の目のようにすると、潮流制御(どの経路で電力をどれくらい送るかの制御)がかなり（非常に?)大変になります。

バックアップの回線が離れていると、送電インピーダンスが異なります。
異なるインピーダンスの回線間で送電を切替えると、一時的に系統が動揺します。(電力の流れは電圧の位相で決まりますが、インピーダンスが異なると送電に必要な位相差がかわります。電圧の位相が急激に変化すると、系統に繋がっている回転機(電動機、発電機)の回転数が短時間で変化して、電力系統との間でエネルギーのやりとりが起きます)

ということで、色々困難なことも控えているのだとか。

補足

回答ありがとうございます。
複数のルートがあると潮流の問題は難しいようですね。
中部電力と北陸電力の間にある南福光連系所は、ループを作らないように直流で連繋しているそうです。

回答No.3

Willyt

同じ鉄塔にバックアップの配線をするなんてバカげていますよ。バックアップはネットワークを構成して初めてバックアップの機能が果たせるのです。費用云々を言うのは平行して二列の送電線を敷設することを考えるから不経済になるのであって、網の目のように配線すればそれによるメリットが出て来ますから、決して費用倒れにはならない筈です。それに一旦トラブったときの費用が莫大なものになることを計算に入れて物を言っているのでしょうか。甚だ疑わしいと思いますよ。

補足

回答ありがとうございます。
同じ鉄塔に２回線を架線していたのは事実ですが、他のルートは用意されてあった訳ですし、頻繁におこる落雷事故による停電を回避する方法としては２回線を一つの鉄塔に架線することは費用対効果から有効ではないでしょうか。

回答No.2

mermaid2004

●　バックアップの必要性は、落雷、碍子の破損などの故障と、碍子の掃除などのメンテナンスの為に必要です。

●　前述は２回線が同時に発生する確率は皆無に近い状態です、

●　今回の事故は確かに別の鉄塔であれば、停電は回避出来たと思われる。

●　然し。別系統の送電が出来３時間で回復したではないですか、これは最悪の事態を想定したバックアップである。

●　別の鉄塔を建てればと言うのは簡単、その費用は我々に跳ね返る事を忘れては成らない。

●　事故は何処で発生するかわかりません、この２系統鉄塔の話を延長すれば、町中の電柱も２本に成り、電柱で溢れると言えます。

●　クレーン船の注意不足、クレーンを上げるマニュアル、後ろの船が無人であったなどクレーン船の問題が大きい。以前も事故を起こしている。

まとめ　批判は簡単ですが、別鉄塔の必要はなく、電力会社は責められるべきではないと思う。