Air Zero G : comment se déroule un vol touristique en apesanteur
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簡易業務用無線はデジタル簡易無線とアナログ簡易無線があり、主に
・UHF465MHz帯デジタル65ch/アナログ35chの2つの通信方法(デジタル/アナログ)と2種類の周波数帯域(UHF/VHF)の中でどれか1つ以上利用した無線機のことをいいます。
一般業務用無線は公共性の高い業態(鉄道・バス事業など)で使用できる「自営陸上移動通信」の総称のことで、特定の条件の下で総合通信局より専用周波数の使用が認められ免許が付与されます。
また、以下の無線機は業務の連絡用途および個人的な趣味の双方で使用されています。
・デジタル簡易無線登録局(351MHz帯)整理しますと、業務用として使用できるのは以下の6種別の無線機となります。
・デジタル簡易無線免許局特定小電力トランシーバーの特長は免許、登録、電波利用料ともにかからず手軽に使用できる点です。
通信距離は市街地300m程度で、限られたスペースで通信するビジネスやレジャー用途に適しています
※特定小電力トランシーバーとは、総務省令電波法施行規則第6条第4項第2号に定められる①410MHzを超え430MHz以下の周波数②440MHzを超え470MHz以下の周波数の無線局のことをいいます。主に周波数421MHz帯、440MHz帯、422MHz帯、413MHz帯、454MHz帯が使用され、空中線電力は10mW以下です。
※特定小電力トランシーバーは違うメーカーであっても基本的に通話可能ですが、メーカーによりチャンネル表記が異なります。違うメーカー同士で通信したい方は特定小電力トランシーバーのチャンネル互換表をご覧ください。
出力 | 10mW 1mW(中継装置モードの1~18ch設定時のみ有効) |
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電波の飛び | 市街地屋外300m程度、郊外500m程度、障害物なし見通し1km以上 ※無線中継装置を使用すれば倍以上電波が飛びます |
周波数帯 | 420MHz帯 440MHz帯 |
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チャンネル数 | 47ch |
特定小電力トランシーバー無線中継器(中継装置)の一覧ページです。 モトローラ、スタンダード、アイコム、JVCケンウッド、アルインコ、八重洲無線など主要メーカーの無線中継器を取り扱っております。 無線中継器は特定小電力トランシーバーの通信距離を2倍(理論値)に伸ばすための無線装置です。
●本製品に防塵防水性能は搭載されていませんので、屋外で使用する場合はご注意ください。 ●付属品 ・ACアダプター ・ネジセット ●諸元 【一般使用】 ・寸法: 高さ160mm × 幅110mm × 奥行34.6mm ・重量: 約422g(取付金具、バッテリー含む) ・送受信周波数:セミデュプレックス 受信: 440.0250MHz~440.2375MHz(12.5kHzステップ)1~18チャンネル 受信: 440.2625MHz~440.3625MHz(12.5kHzステップ)h1~h9チャンネル 送信: 421.5750MHz~421.7875MHz(12.5kHzステップ)1~18チャンネル 送信: 421.8125MHz~421.9125MHz(12.5kHzステップ)h1~h9チャンネル ・電波型式: F3E |
通信距離 | 市街地1km以上、見通しがよければ5km以上 | 市街地1km以上、見通しがよければ5km以上 |
周波数 | アナログVHF: 154.4500MHz~154.6100MHz デジタルVHF: 154.44375MHz~154.55625MHz アナログUHF: 465.0375MHz~465.1500MHz 468.5500MHz~468.8500MHz デジタルUHF: 467.0000MHz~467.4000MHz | デジタルUHF: 陸上用 351.2000MHz~ 351.38125MHz 上空用 351.16875MHz~ 351.19375MHz |
免許 | 無線機1台ごとに申請式の免許が必要 ※免許申請の方法についてはこちら | 免許不要 登録申請書・開設届の提出が必要 ※登録申請書・開設届の提出方法についてはこちら |
他名義の免許・登録の無線機との通話 | 違法 ※ただし異免許人間通信の認可を受ければ合法になります | 合法 |
チャンネル | VHF帯: デジタル19ch アナログ9ch UHF帯: デジタル65ch アナログ35ch ※一部アナログチャンネルもある機種がございます | UHF帯: デジタル30ch、上空用5ch |
アナログ簡易業務用無線機互換性 | あり ※一部のアナログ/デジタルの両方が入っている機種のみ、互換性あり | なし |
通信用途 | 業務用通信 | 業務用通信 レジャー用通信 |
レンタル | 違法 | 合法 |
電波利用料 (非課税) | 400円×局数/年 | 400円×局数/年 |
申請印紙代 (非課税) | 4W/5W: 電子申請 3,050円×局数 紙申請 4,250円×局数 1W以下: 電子申請 2,550円×局数 紙申請 3,550円×局数 | 包括登録: 電子申請 2,150円 紙申請 2,900円 個別登録: 電子申請 1,700円 紙申請 2,300円 |
出力 | 5W ※2W、1Wへ切替可 |
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電波の飛び | 市街地1km程度、郊外2km程度、障害物なし見通し10km以上 |
周波数帯 | 351MHz帯 |
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チャンネル数 | デジタル:30ch 上空利用:5ch(受信のみ) |
出力 | 500mW |
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電波の飛び | 見晴らしのよい広い障害物のない場所、ビルの屋上や山頂:3km又はそれ以上 住宅地など障害物が少ない場所:1km 程度 ビルや建物が多い市街地:200m~500m程度 |
周波数帯 | 142.934375Mhz~142.984375 MHz 146.934375MHz~146.984375MHz 受信専用 FM放送 76.1MHz~108MHz |
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チャンネル数 | 18ch |
同時通話 最大人数 | 無制限 ※同時通話の連続通信5分まで。5分を超えると1秒間通話出来ないペナルティタイムとなります。同時通話を再開するには一度PTT(送信)ボタンを押し直してください。 |
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特長 | ●IP501Hはアイコム製のIP無線機(IPトランシーバー)です。 ●一度の送信で多人数に一斉通話ができる無線機の性能を損なわず、IP技術によって通話範囲の制限をなくし、ビジネス用途の可能性を拡大させたアイコム独自の通話システム「IP ADVANCED RADIO SYSTEM」のPoCトランシーバーです。 ●日本全国のau 4G LTEおよびドコモ 3G/LTE回線のエリア内ならどこでも通話できます。 ●LTEエリアでは非常に早い通話レスポンスができ、3GではLTEエリア外の広エリアで通話が出来ます。 ●ご購入時にau回線もしくはドコモ回線のいずれかのSIMを選択できるマルチキャリア対応機です。 ●au回線、ドコモ回線の互換性もありますので両キャリアを組み合わせての運用もできます。 ●通話時はデータ回線を使用するので、音声回線に比べて通信制限を受けにくく、災害時の使用にも適しています。 ●免許資格は不要です。 ●屋外での使用にも安心のIP67の防水・防塵性能を保持。 ●個別通話、グループ通話、トークグループ通話対応。人数制限なく同時通話ができます。 |
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外国製無線機の中には、日本国内で使用すると電波法違反になるものがありますので、購入・使用しようとする際には十分ご注意下さい。
FRS(Family Radio Service)、GMRS(General Mobile Radio Service)は米国の規格に基づき製造され、専ら米国内での使用目的で販売されるもので、技適マークは付いていないため、日本国内で使用することはできません。FRS、GMRSは主に462.5~463.0MHz、467.5~468.0MHzの周波数を使用するため、日本国内の放送業務用無線や消防無線、防災行政無線などの重要無線に妨害を与える恐れがあります。
外国製のワイヤレスカメラ、ベビーモニターは国内で使用出来ない周波数帯を使用している場合があります。使用すると航空機の管制、携帯電話、小電力データ通信(無線LAN)等に妨害を与える恐れがあるため、購入する際は、技適マークが付いており、国内で使用できるものであることを確認して下さい。
外国製のワイヤレスカメラ、ベビーモニターは国内で使用出来ない周波数帯を使用している場合があります。使用すると航空機の管制、携帯電話、小電力データ通信(無線LAN)等に妨害を与える恐れがあるため、購入する際は、技適マークが付いており、国内で使用できるものであることを確認して下さい。
総務省の調査では、外国製のアニマルマーカーで、日本の技術基準に適合しているものは確認されていません。当然のことながら技適マークも付いていません。
日本国内での使用は電波法に違反になる恐れがありますので、購入・使用には十分ご注意下さい
種別 | |
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免許 | 免許申請必要 |
電波の飛び | MCA回線は中継局指定エリア内 IP回線はMVNOドコモ回線内で日本全国 |
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同時通話 最大人数 | 無制限 |
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メーカー | |
種別 | |
免許 | 免許・資格不要 |
周波数帯 | IEEE802.11a(5GHz帯) IEEE802.11g(2.4GHz帯) ※切替可能 |
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ラジオセットAN / PRC-74またはAN / PRC-74Aは、音声および電信信号を送受信できる軽量の双方向通信セットです。音声伝送には単側波帯(SSB)変調が使用され、電信伝送には連続波(CW)変調が使用されます。音声および電信の受信は復調され、ヘッドセットに適用されます。受信モードと送信モードの両方で動作する無線機の周波数範囲は、文字なしモデルとAモデルでは2.0 mHz〜11.999 mHz、「B」バージョンでは2.0〜17.999mHzです。
ラジオセットは、携帯用に操作することも、固定局で操作することもできます。ポータブル操作の場合、ラジオセットは充電式ニッケルカドミウム蓄電池パックまたは乾電池パックのいずれかで駆動されます。固定ステーションで使用する場合、外部バッテリー充電器と電源アセンブリがラジオセットに付属しています。電源アセンブリを使用すると、運用サイトで利用可能な交流(AC)または直流(DC)電圧のいずれかで無線機に電力を供給することができます。外部バッテリー充電器アセンブリは、ラジオセットを携帯可能に使用する前に、ラジオセットのバッテリーを再充電するために使用されます。
無線機には3種類のアンテナが付属しています。高周波スペクトルのローエンドで動作する場合、周波数とアンテナタイプを適切に選択することで、無線セットの範囲を数百マイルに拡張できます。
AN / PRC-74とAN / PRC-74Aの操作上の特徴は、AN / GRA-71コーダーバースト装置での操作を可能にするためにAモデルがMWO11-5820-590-35 / 1によって変更されていることを除いて同じです。 。コーダーバースト操作の操作手順については、TM11-5820-590-12を参照してください。2つのモデルの回路の違いについては、テクニカルマニュアルのパラグラフ1-59を参照してください。
AN / PRC-74ラジオは、主に軍事市場向けにヒューズエアクラフトカンパニーによって開発されました。これは1964年のユーザーテストの最初の問題でした。1966年にこの無線機は連続波(CW)伝送機能を提供するように変更されました。変更されたセットであるAN / PRC-74Aは、1966年6月に陸軍で使用するために最初に納入されました。1967年初頭に陸軍ユニットに発行されたAN / PRC-74Bには、セットの周波数範囲を2〜11.999に拡張する別の変更が組み込まれています。 MHzから2-17.999MHz。
ラジオには、ホイップとリールの調整可能なダイポールが含まれています。
電気事業法第28条は「広域的運営による電気事業の総合的かつ合理的な発達に資するように(中略)、相互に協調しなければならない」と規定しており、電力不足時に相互に電力を融通することは電力会社の責務である。しかし日本では東日本と西日本で電気の周波数が異なり、東西の電力融通には周波数変換が必要で、その変換設備の能力上限は120万キロワット(2019年時点)である。また北海道と東北を海底ケーブルで結ぶ送電設備(北本(きたほん)連系線=北海道・本州間電力連系設備)の送電能力が60万キロワットであるというように、電力会社間の送電能力にも限界がある。このため東日本大震災後の2011年(平成23)夏には、東京電力と東北電力管内で企業の電力使用を強制制限する電力使用制限令を発動したにもかかわらず、電気が余っていた西日本からの電力融通には限界があった。2018年の北海道胆振(いぶり)東部地震の際にも、本州からの電力融通に限界があり、北海道は全道で停電に陥った。こうした教訓を踏まえ、各電力会社は周波数変換設備や送電線の能力増強を計画・検討している。
国家間の電力融通は、電力自由化が進んだヨーロッパで盛んに行われており、ドイツやフランスは年によって電力輸出超過国になることも輸入超過国になることもある。ロシアはサハリンからの電力輸出に意欲的で、日本に対しても海底ケーブルによる輸出構想をもっている。
直流送電を行う場合、その両端に交直変換所が設置される。また、周波数の異なる地域で電力の融通を行う場合、その境界点に周波数変換所が設置される。直流送電では直交変換を行う施設と交直変換を行う施設が遠く離れており間に直流送電線があるが、周波数変換所では直交・交直変換設備はすぐそばにあって接続されており、技術的には似たような施設である。
古くは水銀整流器を用いて交直変換を行っていたが、技術の進歩によりサイリスタ式の変換装置が主流となっている。この交直変換設備に付随して、変換装置の特性に合わせた変圧器、直流の遮断が可能な直流遮断器、直流波形のリプル分を取り除く直流リアクトル、交流波形の高調波を取り除く高調波フィルタ、交直変換装置を通すことによって遅れ力率が発生することに対処する調相設備などが設けられる。
日本には、交直変換所として上北変換所・函館変換所(各600,000kW)・紀北変換所・阿南変換所(各1,400,000kW)・飛騨変換所・新信濃変電所(各900,000kW)、周波数変換所として佐久間周波数変換所(300,000kW)・新信濃変電所(600,000kW)・東清水変電所(300,000kW)、連系所として南福光連系所(300,000kW)がある
東清水変電所(ひがししみずへんでんしょ)は、静岡県静岡市清水区広瀬にある中部電力パワーグリッドの変電所。変電容量は50万kVA。
佐久間周波数変換所や新信濃変電所と同様に、50Hz(東京電力パワーグリッド)と60Hz(中部電力パワーグリッド)の交流電力を相互に変換する、日本3番目のサイリスタ式周波数変換施設であり、一次変電所でもある
1995年9月に着工、2003年運転開始予定であったが、275kV送電線の用地交渉が難航、2006年3月に154kV送電線で仮運用を開始。 当初の容量は10万kW。 2011年5月、東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)後の電力不足を受け、緊急的に13万5千kWに増強。 2013年2月、30万kWの本格運用を開始。 2020年4月1日、発送電分離により中部電力から、子会社の中部電力パワーグリッドに移管された。
交直変換所(こうちょくへんかんしょ)とは、高圧直流(HVDC)送電線の相互終端を形成する特殊なタイプの変電所である。なお、以下の記事は海外の事例を翻訳したものである。よって、日本国内における交直変換所は、周波数変換所、直流電化などの記事を参照されたい。直流を交流またはその逆に変換する。変換所内に設置されるステーションには通常次のものが含まれる。
変換器はほとんどの場合、バルブホールと呼ばれる建物に設置される。初期のHVDCシステムは水銀アークバルブを使用していたが、1970年代半ば以降、サイリスタなどのソリッドステートデバイス(バルブデバイス)が使用されてきた。サイリスタまたは水銀整流器を使用する変換器は、多くのサイリスタが直列に接続されてサイリスタバルブを形成し、各インバータは通常6つまたは12のサイリスタバルブで構成される。このインバータは通常、ペアまたは4つのグループにグループ化され、設置される。設置の状況としては、床の絶縁体または天井の絶縁体からぶら下がっているように見える。
サイリスタインバータのような他励式電流形変換器は、変換のために出力側の交流電力網からの電圧を必要とするが、1990年代後半から、自励式電圧形変換器がHVDCに使用されるようになった。自励式変換器では、サイリスタの代わりに絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)やゲートターンオフサイリスタ(GTOサイリスタ)を使用し、これらは出力側が無電圧の状態からでも電力供給を開始することができる。
HVDCに使用されるほとんどすべての変換器は、本質的にどちらの方向の電力変換でも動作できる。交流から直流への電力変換は整流と呼ばれ、直流から交流への変換は逆変換(インバータ)と呼ばれる。
直流機器には、直流ラインと直列にインダクタンスを追加して直流を平滑化するのに役立つコイル(リアクトルと呼ばれる)が含まれていることがよくある。インダクタンスは通常、0.1 H〜1Hになる。平滑化リアクトルには空気とコアまたは鉄心コアから形成されている。鉄心コイルは、油で満たされた高電圧変圧器のように見える。空芯平滑化コイルは、高電圧送電線のキャリア周波数チョークコイルに似ているが、かなり大きく、絶縁体でサポートされている。空心コイルは鉄心コイルよりも音響ノイズが少ないという利点があり、こぼれた油の潜在的な環境上の危険を排除し、一時的な大電流障害条件下で飽和しない。プラントのこの部分には、直流及び電圧測定用の機器も含まれる。
高周波干渉を排除するために特別な直流フィルタ回路が使用される。このようなフィルタ回路は、送電線が通信と制御に電力線通信技術を使用する場合、または架空送電線が人口密集地域を通過する場合に必要である。これらのフィルターはパッシブ型LCフィルターにすることができる。または、変圧器と保護コンデンサを介して結合された増幅器で構成されるアクティブフィルタは、ライン上の干渉信号と位相がずれた信号を与えることによってキャンセルする。このようなシステムは、バルト海ケーブルHVDCプロジェクトで使用された。
変換用変圧器は、交流電源回路網の電圧をステップアップする。トランス巻線の「スターツーデルタ」または「Yデルタ」接続を使用すると、変換器は交流電源の各サイクルで12パルスで動作できるため、多数の高調波電力が排除される。高調波電流成分変圧器巻線の絶縁は、アースへの大きな直流電位に耐えるように特別に設計する必要がある。変換用変圧器は、単一ユニットとして300メガボルトアンペア(MVA)まで構築できる。したがって、より大きな変圧器を輸送することは実用的ではない。そのため、より大きな定格が必要な場合は、複数の個別の変圧器を接続する。2つの3相ユニットまたは3つの単相ユニットのいずれかが使用できる。後者の用途では、1つのタイプの変圧器のみが使用され、予備の変圧器が供給されるので、より経済的である。
変換用変圧器は、サイクルごとのコンバーターの4つのステップで高磁束電力ステップで動作するため、通常の三相電力変圧器よりも多くの音響ノイズを生成する。この影響は、HVDCコンバーターステーションの設置時に考慮する必要がある。ノイズ低減エンクロージャーが適用される場合がある。
ライン転流変換器を使用する場合、変換所は無効電力として電力定格の40%から60%を必要とする。これは、スイッチドコンデンサーのバンクまたは同期コンデンサーによって、または適切な発電所が近くにある場合に提供できる。コンバーター変圧器に交流電圧制御に十分なタップ範囲を備えた負荷時タップ転換器があれば、無効電力の需要を減らすことができる。無効電力要件の一部は高調波フィルター装置群で供給される。
電圧源変換器は、無効電力と実電力を生成または吸収でき、通常は追加の無効電力装置は必要ない。
高調波フィルタは、高調波の除去とライン整流コンバーターステーションでの無効電力の生成に必要である。6つのパルスライン整流コンバーターを備えたプラントでは、6n+1の次数の奇数の高調波があるため、複雑な高調波フィルターが必要である。交流側で1と6n-1が生成され、直流側で6n次の高調波も生成される。直流側での変換の結果、12個のパルス変換所では、12n+1と12n-1(交流側)または12nの次数の高調波電圧または電流のみが生成される。フィルターは予想される高調波周波数に調整され、コンデンサーとインダクターの直列の組み合わせで構成される。
電圧源のコンバータは、一般に、ライン整流コンバータよりも強度の低い高調波を生成する。その結果、高調波フィルタは一般に小さいか、完全に省略される場合がある。
高調波フィルタのほかに、30 kHz〜500 kHzの範囲の電力線搬送機器の周波数範囲でスプリアス信号を除去するための機器も用意されている。これらのフィルタは通常、静止型インバータトランスの交流端子の近くにある。負荷電流を流すコイルと、並列コンデンサを使用して共振回路を形成する。特別な場合には、無効電力を生成するための機械のみを使用できる場合がある。これは、ロシアにあるVolga HydroelectricStationにあるHVDCVolgograd-Donbassのターミナルで実現されている。
変換所の三相交流開閉装置は、交流変電所のそれと似ている。これには、変換用変圧器の過電流保護用の回路ブレーカー、絶縁スイッチ、接地スイッチ、および制御、測定、保護用の計器用トランスが含まれる。ステーションには、交流システムへの雷サージから交流機器を保護するための避雷器も設置されている
変換所に必要な面積は、従来の変圧器よりもはるかに大きく、たとえば、送電定格が600メガワットで送電電圧が400 kVのサイトは、約300 x 300メートル(約1000 x 1000フィート)ある。低電圧プラントでは、屋外の高電圧機器の周囲に必要な空間空地が少なくなるため、必要な接地面積がいくらか少なくなる可能性がある。
変換所は音響ノイズを発生させ、深刻なレベルの無線周波数干渉を生成する可能性があるため、これらの放射を制御するための設計機能を含める。壁はノイズ保護を提供する場合がある。すべての交流変電所と同様に、機器からの油が流出した場合に地下水を汚染しないようにする必要がある。架空送電線にはかなりの面積が必要になる場合があるが、地下ケーブルを使用すると縮小できる。
基本的に超高電圧階級(170kV以上)で、なおかつ高電力負荷(100MVA以上)の場合には、他励式が選択される場合が多いが、近年の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等の高性能化に伴い、自励式の直流から交流への変換が実現されている[2]。更に、周波数制御方式が異る、電力事業者へ送電を可能にする多端子洋上直流送電システムの実現を目指した研究開発が進められている[3]。
通常の超高圧変電所と比較して、2 - 3倍程度のコスト高になるのが最大の弱点である。工期についても、通常の2〜3倍程度の期間を必要とする。そのため、海上用の高圧直流送電設備では、工場で組み立て、現地では設置工事のみとなるパッケージ式の開発が進められている
日本の場合には、次の場所で高圧直流送電変換所が実現されている。理由としては、送電線の本数が少なくなること、潜水艦探知装置への磁気的な干渉を減らすためである。
周波数変換所内部でも交流から直流、直流から交流の変換で周波数変換を実現している。理由としては、東西で交流基盤周波数が異なるため、電力を流通するためには周波数を変換しなければならないためである。直接、交流周波数から別の交流周波数へ変換する方法(例:サイクロコンバータ)も存在するが、素子数が増える(故障の原因になる)、変動力率への追従が良くない(通電ロスが増える)などにより、交流を一旦直流へ変換し、他励式インバーターによって接続している。
周波数制御方式が異る電力事業者間の系統連系設備でも用いられている。理由としては、中部電力と北陸電力の間で周波数制御方式が異なるため、直接接続すると、関西電力 - 中部電力 - 北陸電力の間で伏流が発生するためである。
日本で電気事業が始まった明治、関東地方ではドイツから輸入した50Hzの発電機を、一方関西地方ではアメリカ合衆国から輸入した60Hzの発電機をそれぞれ運転開始し、以来現在に至るまで国内に50Hz、60Hzという2種類の電気が混在している状況にある。第二次世界大戦直後、復興にあわせて商用電源周波数を統一するという構想があったが、復興が急速に進んだことでほぼ実現が不可能となった。
周波数の異なる2種類の電気を融通するという構想は、1958年(昭和33年)に広域運営視察団によってもたらされたという。イギリス・フランス間において両国が直流送電によって電力系統を接続することを計画し、容量16万kWの設備をスウェーデンの電力機器メーカー・アセア社(現ABB)に発注していた。この技術を日本の異周波数系統間の電力融通に利用できないかと持ちかけたのである。
1961年(昭和36年)4月、電力中央研究所に東京大学の福田節雄教授を中心とした両サイクル連系問題委員会が設立された。検討の結果、1962年(昭和37年)2月ついに周波数変換所の建設が決定される。変換所の建設には電源開発が主体となり、その建設予定地には佐久間ダム建設時に利用されたセメントサイロの跡地が選ばれた。佐久間発電所から距離にして1.5kmという至近にあり、27万5,000Vの特別高圧送電線[1]が東西に延びるとあって適地とされた。変換所の要となる水銀整流器はASEA社に発注し、1962年(昭和37年)着工[2]、1964年(昭和39年)4月にその第一群が名古屋港に到着。以来突貫工事にて変換所の建設が行われた。そして1965年(昭和40年)10月10日、完成した佐久間周波数変換所は運用を開始した。このとき培われた技術は、同じく周波数変換所としての側面を持つ東京電力パワーグリッド・新信濃変電所や、北海道・本州間連系設備などに利用されている。
運用開始から28年間が経過した1993年(平成5年)、佐久間周波数変換所で稼働していた水銀整流器は、光トリガサイリスタバルブへと取り替えられた。
2020年4月、発送電分離により電源開発から、子会社の電源開発送変電ネットワークに移管された。
日本において周波数変換所と呼べる設備はこの佐久間周波数変換所と新信濃変電所、中部電力パワーグリッド東清水変電所、そして飛騨変換所の4箇所があり、2021年9月現在合計210万kW[3]の電力が融通できる状態にある。これはおよそ原子力発電所の原子炉2基分の発電出力に相当する。
佐久間周波数変換所では電流型インバータという回路を用いている。周波数変換素子には、当初は水銀整流器が使われていた[2]が、現在は光サイリスタが使われている。
周波数変換の動作例は以下の流れになる[5]。
この特徴として受電側にも交流電源が必要であることが挙げられる[7]。例として上述の変換を行っている場合で受電側の60Hzが停電してしまった場合には、送電側の50Hzに障害がなくても60Hzの電気を発生させることができない。なお、無停電電源装置(UPS)など自ら交流を出力することができるインバータを電圧型インバータと呼ぶ
長距離送電においては、HVDCシステムはより安価であり、電気的な損失が低い。短距離送電においては、直流連系の他の利点は有用である一方で、交流システムとくらべ直流変換装置のコストが高くつくことが確実となるだろう。
HVDC送電の近代的な形式なものは、アセア社で1930年代のスウェーデンにおいて大規模に開発された技術を使用している。初期の商業的導入は1951年のモスクワとカシーラ間、および1954年のゴトランドとスウェーデン本土間の10-20 MWシステムを含む。
世界における最長距離のHVDC連系は現在、コンゴ民主共和国における、インガ・ダムからシャバ銅山を接続するインガ-シャバ間1,700 km / 600 MW連系である。
高電圧による送電は、電線の電気抵抗によるエネルギー損失を低減するために用いられる。一定量の電力輸送では、より高い電圧とすることにより送電電力損が抑制される。回路中の電力は電流に比例するが、電線の発熱のような電力損は電流の2乗に比例する。しかし、電力は電圧にも比例するので、特定の電力レベルにおいては、高電圧は低電流とトレードオフの関係でありうる。すなわち、電圧を上げれば上げるほど電力損は低減する。電力損は電気抵抗を少なくすることでも低減可能であり、通常導体直径を太くすることでそれは達成される。しかし太い導体は重く、より高価となってしまう。
高電圧は電灯や動力には簡単に利用できないので、送電レベルの電圧は需要家装置に適合するよう変換されなければならない。変圧器は交流でしか機能しないが、電圧変換を行うのには適している。直流方式のトーマス・エジソンと、交流方式のニコラ・テスラおよびジョージ・ウェスティングハウスとの競争は電流戦争として知られ、交流方式は明らかに勝利した。
実用的に直流電圧を取り扱うことは、水銀整流器や、サイリスタ・絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT) ・パワーMOSFET・ゲートターンオフサイリスタ (GTO) 等の後の半導体整流器といった電力用半導体素子の開発によりはじめて可能になった。
高電圧による送電は、電線の電気抵抗によるエネルギー損失を低減するために用いられる。一定量の電力輸送では、より高い電圧とすることにより送電電力損が抑制される。回路中の電力は電流に比例するが、電線の発熱のような電力損は電流の2乗に比例する。しかし、電力は電圧にも比例するので、特定の電力レベルにおいては、高電圧は低電流とトレードオフの関係でありうる。すなわち、電圧を上げれば上げるほど電力損は低減する。電力損は電気抵抗を少なくすることでも低減可能であり、通常導体直径を太くすることでそれは達成される。しかし太い導体は重く、より高価となってしまう。
高電圧は電灯や動力には簡単に利用できないので、送電レベルの電圧は需要家装置に適合するよう変換されなければならない。変圧器は交流でしか機能しないが、電圧変換を行うのには適している。直流方式のトーマス・エジソンと、交流方式のニコラ・テスラおよびジョージ・ウェスティングハウスとの競争は電流戦争として知られ、交流方式は明らかに勝利した。
実用的に直流電圧を取り扱うことは、水銀整流器や、サイリスタ・絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT) ・パワーMOSFET・ゲートターンオフサイリスタ (GTO) 等の後の半導体整流器といった電力用半導体素子の開発によりはじめて可能になった。
初期のスタティックシステムでは水銀整流器が使用され、これは信頼性が低かった。水銀整流器を使用した二つのHVDCシステムが2008年現在も現役で使用されている。サイリスタ制御器(サイリスタバルブ)がHVDCシステムに最初に使用されたのは1960年代である。サイリスタはダイオードに類似した半導体素子であるが、交流波形周期において特定の瞬間にスイッチングを行うための追加の制御端子が付与されている。絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT) は、制御の単純化と制御器コストの低減のために現在使用されている。HVDCシステムの電圧は一部の事例では800 kVにのぼり、半導体の降伏点電圧を超過するので、HVDC変換器は大量の半導体を直列に接続して構築されている。サイリスタの投入遮断制御を行うための低電圧回路は、幹線に掛かっている高電圧から絶縁する必要がある。これは通例光によって行われる。ハイブリッド制御システムにおいては、低圧制御機器は「高圧側」の制御機器に光パルスを光ケーブルで伝送する。「直接光トリガ」と呼ばれる別のシステムでは、高圧側の機器を省き、代わりに制御機器からの光パルスを光トリガサイリスタ (LTT:light-triggered thyristors) を用いてスイッチしている。
スイッチング要素一式は、その構造にかかわらず「バルブ」と呼ばれる。
整流と交流化は本質的に同じ機器を使用する。多くの変電所では、整流器とインバータの両方が機能するような方法で設置される。交流端においては一組の変圧器(これはしばしば3つの物理的に分離された単相変圧器である)が、局側の接地を与え、直流電圧出力を正しく行うため、交流供給側から変電所側を絶縁する。
3台の変圧器の出力は、次いで多素子より成る整流器ブリッジに接続される。基本的な構成は6つの素子を使用し、三相交流線それぞれが2つの直流線に接続される。しかし60度毎に1回のみ相が変化するので、直流線には相当の高調波が乗る。
この構成の拡張方式では12素子(「12パルスシステム」として知られる)を使用する。交流は変圧器の前で2つの三相源に分離される。一方の系統はスター結線で、他方の系統はデルタ結線でよく構成され、この2組の三相回路間には30度の位相差が発生している。12個の素子は2組の三相回路それぞれが2極の直流線に接続されており、毎30度毎に相が変化するため、高調波は大幅に低減される。
変圧器と素子に加えて、受動抵抗やリアクトル要素が直流線から高調波を除去するのに役立つ