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配変電設備の戦略的災害復旧支援

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Academic year: 2021

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(1)2 主要な研究成果 プロジェクト課題 - リスクの最適マネジメントの確立. 配変電設備の戦略的災害復旧支援. 背景・目的. 災害時に電力流通設備を効率的に復旧さ. 本課題では、配電設備・変電設備を主な対. せる対 応 策 の 立 案にお いては、情 報 錯 綜 期. 象として、地震・台風などの予測情報をデー. における災 害 情 報 の 信 頼 性 の 向 上 、正 確 な. タベース化して配信するシステム、およびハ. 外 力( ハ ザ ード)評 価 、対 象となる地 域 の 特. ザ ード情 報に基 づ い て 事 前・事 後 対 応 を 支. 徴と設備の多様性や劣化状況等を考慮した. 援 する被 害 推 定・復 旧 支 援システムを 構 築. リスク評 価などの 技 術 の 確 立 が 求められて. し、電力の現場への適用を図る。. いる。 . 主な成果. 1. 被 害 推 定システム の 適 用と精 度 向 上. 2011年の東北地方太平洋沖地震や台. 入手可能な地震観測点情報を用いて補正す. 風 1 2 号 の 際 の 運 用 実 績 を 踏 まえ 、地 震 被. る機能を追加し、その推定精度向上を図った. 害 推 定 システム( R A M P E r )および 台 風 被. ( 図 1 )。R A M P Tにおいては、降 雨 の 影 響を. 害 予 測システム( R A M P T )の 機 能を改 善し. 考慮する被害指標(実効雨量*)に着目し、実. た。RAMPErにおいては、震源情報(マグニ. 被害との相関が高いことを確認した(図2)。. チュード、震 源 位 置 等 )を基に評 価した地 震. 本研究の一部は、東北電力、中国電力、中部. 動 強 度 分 布を、地 震 後 早 期に気 象 庁 等から. 電力からの受託研究として実施した。. 2. 変電設備 の 耐震性評価ツール(ELECTREE)による地震被害 の 検証解析. 東 北 地 方 太 平 洋 沖 地 震 により設 備 被 害. 果 、民 間 基 準 ( J E A G 5 0 0 3 ) で 規 定 さ れた. が発生したものの観測記録が得られていな. 設 計 値 を 上 回 る地 震 動 が 損 傷 設 備 の 固 有. い 変 電 所 地 点を対 象に、当 所 が 開 発した 変. 振 動 数にお い て 発 生して おり、そ れ が 被 害. 電 設 備 の 耐 震 性 評 価ツー ル ( E L E C T R E E ). 原 因となった 可 能 性 が 高 いことを明らかに. により本 震 時 の 地 震 動 を 推 定した 。そ の 結. した(図3)。. 3. 配電用柱上設備の劣化傾向分析手法・余寿命の推定手法の提案. 配 電 設 備 の 劣 化 状 態は、地 震 時や台 風 時. 更新された設備の、更新時経過年数(設備年. に発生する設備被害の程度に大きな影響を. 齢) と各営業所の気象条件を含む地域特性と. 与える。そこで、自然災害時の配電設備の被. の関係を、詳細に分析しモデル化した。この. 害の推定精度を向上させるため、配電設備管. モデルにより、対象地域内で運用されている. 理デ ータベ ースを基に、柱 上 変 圧 器 の 劣 化. 設備の施設年数や海塩濃度などの環境条件. 傾向分析を行う方法や余寿命を推定する方. を入力パラメータとして、対象設備の更新時. 法を提 案した。中 部 電 力 管 内 の 約 1 1 0 万 台. 期(余寿命) を簡易に推定できることを確認し. の柱上変圧器を対象として、2010年3月〜. た(図4)。本研究の一部は、中部電力からの. 2011年3月の間で経年劣化が主原因として. 受託研究として実施した。. * 土の中にとどまっている土壌水分量。 26.

(2) 図2 実効雨量による電柱流出被害の予測 地下の累積雨量変動量と相関の高い実効雨量 (半減 期 ※ 72時間と仮定)が最大となる時刻に、電柱被害 が発生したことを示している。この結果から、実効雨 量と配電設備被害の相関が高いことがわかる。 ※ 対象時間以内(本検討では72時間か1.5時間と 設定)に地表に残った雨や地下にしみ込んだ雨 量が、降った雨の半分になるまでの時間の長さ。. 推測値 ( 更新箇所数 ). 図1 地  震観測点情報による地震動強度分布 (震度階)の評価精度の改善 東 北 地 方 太 平 洋 沖 地 震 では 、地 震 直 後に発 表 さ れ た 気 象 庁 マ グ ニ チュードが 小 さ かったことか ら、それを利用する従来システム(RAMPEr)では 地震動強度を過小評価した。改良後のシステムで は 、地 震 直 後 に得られる地 震 観 測 点 の 情 報 を 活 用 することにより、評 価 精 度を向 上 することが 可 能である。. 実績値 ( 更新箇所数 ). 図3 変電設備の耐震性評価ツール(ELECTREE) により推定した変電所地点の地震動加速度 応答スペクトルと設計基準の比較 東北地方太平洋沖地震により設備被害が発生した したものの観測記録が得られていない変電所地点 を対象に本震時の地震動を推定した結果、変電設 備 の 民 間 基 準 ( J E A G 5 0 0 3 )を上 回る地 震 動 が 、 被 災 設 備 の 固 有 振 動 数 の 範 囲にお い て 発 生して いることを明らかにした。. 図4 実績値と提案手法による推定値との比較 2010年3月〜2011年3月の間で経年劣化故障が 主原因で更新された柱上変圧器の総設備数(営業 所単位の実績) と、2010年3月現在の対象柱上変 圧器で、施設年数をパラメータとして、経年劣化故 障が主原因で1年以内に取り替えられる箇所数の 推定値を比較した。相関係数は0.98であり、提案 モデルによる推定精度は高い。. 27.

(3)

参照

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