地震発生時及びその他事象発生時の取水停止制御

鮎川 ・ 幸野発電所取水口制水門

自動制御装置設置工事について

九州電力株式会社大分支社技術部土 木 建 築 Ｇ

２０１９年 ２月 １８日

「資料４」

１ はじめに

o平成28年4月の熊本地震において、黒川第一発電所（出力42,200kW、最大使用水量22.4㎥/s）のヘッドタンク周辺斜面が損壊し、ヘッドタンクが基礎地盤とともに崩落し発電用水が流出。

o電気設備自然災害等対策WGでは、『公衆災害リスクが高い発電所に応じた対策の具体例』が示され、設備制御対策（ハード対策）として 『取水口ゲート通信設備の遠隔化・自動化、2回線化等』が示された。

oこれらを背景に鮎川・幸野発電所（連絡水路）をモデル地点として取水口制水門他の自動制御設置工事を実施。

２ モデル地点選定

o大分支社において、水路損傷による第三者被害リスクや過去の事象を踏まえ、鮎川・幸野発電所の連結発電所を選定。

発電所

諸 元 鮎 川 幸 野

所 在 地 由布市湯布院町

河 川 名 大分川水系大分川

発電出力（ｋW） １，０００ ２，０００

使用水量（㎥/ｓ） ２．７８ ２．３６

水路延長（kｍ） 約２．２ 約３．６

地震感知後に取水停止信号を送信

商用電源喪失時の確実な門扉『閉』操作を実施

取 水 口 制 水 門『水を止める』

地震感知後に制水門「開』、排砂門『開』信号を送信

沈砂池排砂門『水を抜く』

３ 要求性能

（１）大規模地震発生時は迅速かつ確実に取水を停止※１。（２）地すべり等に伴う水路損壊時や台風等大雨時に取水を停止※２。

大雨（洪水時）の設備 監視・遠隔操作にも活用

開閉

※１：地震計と連動した自動制御※２：水路水位等の情報による遠隔手動制御

４ 実施内容

自動制御装置の設置にあたり、以下を考慮

（３）確実な遠隔操作のための通信回線

（１）取水口ゲート地点の揺れを迅速に捉える（震度5弱※１）

（２）商用電源停電時においても門扉動作（取水停止）が可能な電源確保

(C)省電力で動作可能なまき揚機構造に取替（自重降下式採用）

(A)地震計（取水口地点、ヘッドタンク地点）

(B)バックアップ電源（UPS）

(D)通信回線２ルート化

※１：設定震度は制御装置動作の初期値、 (A)～(D)は実施項目

４ 実施内容

ヘッドタンク排砂門（遠隔手動：③）

沈砂池排砂門（自動：②）

水門制御装置(B)UPS

大分支社

(C)取水口制水門（自動：①） ヘッドタンク排砂門

（遠隔手動：③）

開

開沈砂池排砂門（遠隔手動：③）開

閉

鮎川取水堰

幸野取水堰

開

【凡例

】

：遠隔自動 ：遠隔手動

青字：施工箇所 赤字：門扉動作

※①～③は門扉動作順序

(A)地震計

(A)地震計(D)通信ケーブル２ルート化、遠隔制御機能

５ システム画面構成の一例

[監視画面：水路状況]

[操作画面：門扉情報]

[監視画面：運行記録]

[監視画面：操作記録]

６ 機能確認試験

１）目的

自動制御装置の要求性能の確認として、円滑な取水停止等の動作確認と水路流水の抜水時間の把握。

①要求性能の確認（動作確認）門扉操作対象の全箇所を遠隔手動操作、地震計と連動した自動制御※＋遠隔手動併用操作を実施。

②水路抜水時間計測（抜水所要時間、短縮時間）

③発電機運転による抜水確認実動作を再現するため、門扉操作に加え、発電機運転による抜水（自動停止するまで運転継続）も実施。

２）概要

※地震計を加震して自動制御による門扉動作有無を確認

６ 機能確認試験

３）試験ケース

o以下の要求性能確認ケースを設定し、全て正常に動作することを確認。

項 目ｹｰｽ

内 容

A（遠隔手動）水路損壊、予防停止を想定して大分支社からの遠隔操作

B（遠方自動）地震感知後に自動制御で取水停止と水路抜水

C（遠方自動＋遠隔手動）

地震感知後に自動制御による取水停止、水路抜水に加え、遠隔手動操作

Ｄ（遠方自動：自重降下）

地震による停電時における自動制御での自重降下による取水停止

６ 機能確認試験

４）試験結果（抜水時間）

所要時間 [単位：H] 低減時間

（A）－（B）備 考

通常操作（A） 今回（B）

鮎川：約２．５ 鮎川：約１．２ ▲１．３ 発電機は自流減停止まで運転継続幸野：約３．５ 幸野：約１．４ ▲２．１

o通常操作の水路抜水時間に比べ▲50％の短縮。

※通常の水路抜水は、委託先の管理員による門扉開閉操作のための移動時間を考慮（0.5H）

※抜水時間は、地震計加震から水路抜水完了まで

７ 今後の対応

今後の対応として、以下の2点を実施中。

①緊急放流時における入川者の安全確保o地震時等において水路抜水による沈砂池排砂門等からの放流により、幸野PS沈砂池排砂門の下流河川水位に若干の変動を生じるため、危害防止措置（入川者）への対応。⇒河川監視装置（画像、音声装置）の設置。

②設備損壊時の影響に関する関係自治体、地元との情報共有o地域地元等に対して、地震時等における発電設備損壊等のリスク共有が必要。⇒関係自治体、地区住民とのリスクコミュニケーション。

８ おわりに

oモデル地点として実施した鮎川・幸野PS取水口制水門自動制御装置について、機能確認試験により、当初の要求性能を満足することを確認。

o地震等異常発生時の早期取水停止及び水路抜水による発電用水流出による公衆災害リスクの低減が図れる。

o本工事で得られた情報を他店所の同設備（類似工事）に反映。