解决了一个前所未有的长距离电缆问题
住友电气集团展示的实力和协同效应
提供超出电线制造商范围的解决方案
东日本大地震带来了电力行业结构性变化的迹象:可再生能源的扩张。在这种背景下，作为新客户的可再生能源企业希望住友电气集团不仅提供电缆，还提供输变电解决方案，包括将发电厂连接到电网的电网设计。
考虑到这一点，住友电机找到了GPI，与竞争对手相比，GPI一直备受关注。负责人是Shuji Mayama，他目前是电力电缆项目工程部的总工程师。这是大约5年前，当时GPI正在为津轻鲁风电场进行具体研究。
“我想尽一切办法与GPI的负责人预约，当时住友电气与GPI没有任何关系。我见到了总经理Sakaki(他目前是GPI的总统)。我清楚地记得，起初我们的计划很难获得同意。然而，我继续解释我们小组的解决方案。最后，GPI回应说，我们将把电气设计委托给住友电气。“我太兴奋了。我们与日清电气株式会社合作，提供收变电设备，并与住友电通株式会社合作，提供所有的输变电设备。要求两家公司的主要人员在各自公司执行工作时临时调派到项目现场，以便建立一个跨职能结构。直到施工开始，
我们做了大量的工作，包括创建整个电气系统的基本设计，支持提交授权申请和研究路线。我们要研究整个项目的设计，包括收变电设备和土建工程，这让我一开始就担心，这样一条长距离的线路能否在短短两年时间内完成建设。然而，当我与三家公司的工程师进行讨论时，我相信我们可以做到这一点，并认识到我们的解决方案的重要价值，而不仅仅是提供各自公司的产品，”Mayama说。
长距离输电中的问题——输电损耗与线路选择
日本最大的陆上风电场津轻风电场的建设带来了前所未有的问题。根据设计，各风轮发电将通过33千伏地下电力收集电缆进行收集。升压至154千伏后，电力将从电力公司(东北电力网络株式会社)的变电站传输到地下约34公里的距离。雷电竞app官方正如当时负责输变电设备的负责人、目前担任电线电缆能源事业本部总工程师的太田和夫所指出的那样，“在当时，34公里的远距离地下输电规模是前所未有的。”
“34公里的距离相当于从东京到横滨的距离。其中一个问题是电力传输损失。我们建议将输电电压从最初计划的66千伏改为154千伏。根据电学原理，这一建议被认为是合理的。与66千伏输电相比，大大降低了损耗。电缆的安装数量和重量也减少了。这有助于减少建造管道所需的土木工程工作，并提高沿现有桥梁安装电缆的可操作性。*然而，发现了另一个大问题。为了解决长距离电缆与电力系统并网所产生的特殊现象(如电压波动、高谐波共振)。为了针对这些特殊现象采取措施，必须综合研究电缆的电气特性和改造设备的设计。这是一项具有挑战性的任务，”Ota说。
预料到会出现五种特殊现象，如下文所述。日清电机系统工程部门的Hiroyuki Uemura接受了与包括Ota在内的住友电机工程师一起解决问题的挑战。为了建立一个最佳的电力系统，Uemura负责在风电场的关键组成部分输变电设备方面顺利、快速地推进项目，包括与电力公司讨论工程问题，编制设计图纸，以及设备的制造、交付和安装。雷电竞app官方那么，长距离电缆有什么特殊的现象呢?
*在公路桥(钢桥和预应力混凝土桥)沿线安装电缆。
阐明并解决构成最大挑战的五个特殊现象
“在这个项目中，需要安装长距离的高压电缆，这比工厂和建筑物的变电站的普通电缆要长得多。电力公司要求我们在使用这种长距离电缆之前进行深入的初步研究，因为在电力传输过程中雷电竞app官方可能会出现特殊现象。”
许多现象超出了住友电气集团的知识和经验范围。植村秀解释了实施的措施。
“由于所涉及的特殊结构，地下电缆积累的电量明显高于架空输电线路。我们称之为电容或充电容量，这对于长距离电缆来说是非常高的。这就导致了五种奇特的现象。我们仔细研究了这些现象，并提出了解决方案。
第一个问题是发生接地故障时对故障跳闸操作的影响。电缆中累积的电容或充电容量有可能随故障电流流入，导致故障电流增大。这可能无法正常操作故障跳闸。为了通过使用相反方向的电流来抵消从电缆流入的电流，我们在变压器的中性点安装了一个补偿电抗器。
第二个问题是电缆的充电能力，这可能会导致偏离电力公司规定的电压波动范围。雷电竞app官方我们建立了一个并网开关站来划分长途电缆，并安装了一个分流电抗器，这是一种取消电缆充电容量的设备。
第三个问题是如何避免因过电压而损坏设备。即使变电站的断路器被打开导致停电，电缆也具有保留电力(电荷)的特性。当断路器再次闭合时，设备很可能损坏。我们使用了一个放电装置(接地电压互感器)，并验证了电力可以正常放电。问题解决了。
第四个问题是谐振。谐波是指比商用频率(50hz / 60hz)高5倍或7倍的不必要频率，会使正常电压波形失真。当电网中已存在的谐波电压的频率接近于依赖于远距离电缆静电电容和电力系统等效电感的特征频率时，就会出现谐波谐振问题。其结果是，电网中固有的特定谐波电压可能会扩大，导致设备过热。我们安装了一个谐波滤波器来抑制谐波共振。
第五个问题是由于中性点补偿电抗器和变电站内安装的并联电抗器的影响而出现“缺零”现象。这是指当故障发生时，与普通的交流电波形不同，故障电流不与直流电的零点相交的现象。在这种情况下，断路器很可能因故障电流不能跳闸而损坏。我们采取了一些措施，比如在中性点增加补偿反应堆的电阻，并提前断开分流反应堆。”
这些努力始于2017年3月。在与电力公司进行了几轮讨论后，同年12月，电力公司批准了该项目。雷电竞app官方事实上，将津轻风电场连接到电网需要9个月的时间。
