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発電

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設備の概要

上部ダム・調整池

 上部ダム・調整池は、標高約800メートルのところに造られ、周囲が約2キロメートルの大きさです。
 発電のために貯水できる容量は560万立方メートルで、これは福岡ヤフオク!ドーム約3.2杯分もの量になります。この水量は120万kWの発電を7時間運転することができます。
 この調整池の特徴は全面をアスファルトで舗装する全面アスファルト表面遮水壁型を採用したことです。アスファルトで舗装する面積は約30万平方メートルであり、この型式では国内最大となります。
アスファルトを舗装した調整池の写真
上部ダム・調整池
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下部ダム

下部ダムは、コンクリートの重量で水圧を支えるコンクリート重力式ダムといわれる型式で、高さ47.5メートル、堤長185メートルと、この型式では中規模のダムです。
 ダムで使われるコンクリートの量は約13万立方メートルで、下部ダム上流部に作った骨材・コンクリート製造設備で製造したコンクリートを使います。
 また、下部ダム地点は1級河川である小丸川の中流域にあり、流域面積が広く、大雨時に流れ込む水量も大きくなるため、大規模な放流設備(ゲート)が4門あるのも大きな特徴です。放流後の水の勢いを弱める減勢工については、水埋模型実験を行い、現地形を活かす構造とすることにより、工事費及び改変面積を当初計画より約30%少なくすることができました。
重力式の下部ダムの写真
下部ダム(右岸より)
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放水口

 放水口は文字どおり、発電に使われたあとの水を下部調整池にむけて、放水するところです。
 放水口の工事に当たっては、掘削土砂の搬出に、山の一部を切土して、工事用道路を造り搬出する計画でしたが、安全性の向上に加えて、環境への影響低減(改変面積の縮小化)を目的として、トンネル案に変更し、改変面積を当初計画より3,800平方メートル減少させました。
放水口の写真
放水口
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地下発電所

 発電所本館は、平成13年4月から掘削を開始し、計測管理による効率的な岩盤補強を行い、平成15年2月に巨大地下空洞(高さ約48メートル長さ188メートル幅24メートル)の掘削を完了しました。
 その後、制御装置等を設置するための建物コンクリート構築工事を実施し、平成17年6月に構築を完了しました。 また、水車・発電機基礎コンクリートの充填工事を平成21年9月に完了しました。

 ポンプ水車及び発電電動機については、平成15年4月から据付を開始し、平成19年7月10日に1台目(4号機)、平成21年1月22日に2台目(3号機)、平成22年7月2日に3台目(1号機)、平成23年7月6日に最終号機である2号機が営業運転を開始しました。
 これにより、最大出力120万kW(30万kW×4台)での発電運転が可能となりました。
 写真は、発電所本館全景(1号機側から撮影)です。

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地下発電所付近鳥瞰図

 発電所は地表から約400メートルのところに、高さ48メートル(16階建てのビルに相当する高さ)、幅24メートル、長さ188メートルの巨大な空洞を造り、その中に出力30万kWの発電機を4台据え付けています。地下空洞の形状は、当地点の地質の特性を考慮し、更に安定性、経済性から比較検討を行い、弾頭形(ピストルの玉の形:他の揚水発電所では卵形・キノコ形等があります)を採用しています。
 上部調整池にある取水口から発電所までは、山の中の岩盤を48度の角度で掘削しています。そのうち約900メートル(図中の「トンネルボーリングマシーン基地」から取水口付近まで)の掘削は、安全性と信頼性の面で優れている、トンネル・ボーリング・マシーンによる機械化施工を採用しました。

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発電所内の電気設備

 発電電動機には、当社初の可変速揚水発電システムを採用しています。
 これまでの揚水発電機(定速機)は発電運転時の出力調整(周波数調整)は可能でしたが、夜間の周波数変化に対し、揚水入力電力の調整(周波数調整)ができませんでした。これに対し、可変速揚水発電システムは発電電動機の回転数を任意に連続して変化(600プラスマイナス24rpm)させることにより、揚水入力電力を小刻みに早く調整でき、夜間周波数調整の精度向上を図れる等多くのメリットがあります。

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開閉所

 開閉所は、開閉所構内に設置された遮断器等の開閉装置により、送電線に電気を流したり、止めたりする中継点で、電力系統の要所に送電線等の事故波及防止のために設置されます。(開閉所構内に変圧器が設置される場合は変電所と呼ばれます。)
 小丸川発電所の開閉所は、地下発電所と宮崎変電所(建設中)間の電気の流れを中継しており、開閉装置にGIS(ガス絶縁開閉装置)を採用することで機器をコンパクト化し、開閉所敷地の縮小化を図っています。
開閉所の遮断機や開閉装置の写真
開閉所
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