東海道新幹線は東京～新大阪間の全線が交流25kV・60Hzで電化されていますが，静岡県東部を流れる富士川より東側の地域は商用周波数が50Hzであるため，東京電力から供給される50Hzの電力を本線用に3ヶ所(綱島・西相模・沼津)，車両基地用に1ヶ所(大井)，合計4ヶ所に設置されている周波数変換変電所で60Hz・77kVの電力に変換したうえで自社送電線を通じて沿線各所のき電用変電所に供給しています．

　綱島周波数変換変電所は品川～新横浜間の沿線にあり，隣接する東京電力の綱島変電所から50Hz・154kVの電力供給を受け，所内にある4台の周波数変換装置で60Hz・77kVの電力に変換した上で，東海道新幹線の本線上で最も東京駅寄りの変電所である大崎変電所と新横浜変電所，および平塚変電所(ただし平塚は西相模周波数変換変電所からも供給)に自社送電線(地中や線路脇のトラフに収容された電力ケーブル)を介して供給しています．

　東京電力から受電した50Hzの電力の60Hzへの変換は周波数変換装置によって行われていますが，周波数変換装置には回転型と静止型(半導体型)の2種類の装置があります．

　回転型周波数変換装置は同期電動機と同期発電機が直結された構造になっています．同期電動機・同期発電機の回転数n(rpm)と周波数f(Hz)，極数pの間には

n = (120×f)/p

の関係があるため，50Hzの電力で10極の同期電動機を駆動すると出力軸は(120×50)/10 = 600rpmで回転することになります．この出力軸で12極の同期発電機を駆動すると600×12/120 = 60Hzの電力が出力される，と言う仕組みです．

回転型周波数変換装置の原理(イメージ図)

　静止型周波数変換装置は半導体の一種で大電力を扱うのが得意なサイリスタをスイッチング素子に用いた三相50Hz交流→直流のコンバータと直流→三相60Hz交流のインバータを直結した構造になっていて，日本の基幹電力系統において50Hz地域と60Hz地域の間で電力融通を行っている佐久間や新信濃，東清水などの周波数変換設備と基本的には同じ仕組みです．

静止型周波数変換装置の原理(イメージ図)

　回転型は堅牢で，また運転中は重い軸やローターが常時大きな回転エネルギーを蓄積しているため瞬間的な過負荷に強いという特長があります．一方で装置が大きく重くなるうえに回転部分があるために定期的なメンテナンスが必要で変換効率が悪いという欠点もあります．逆に静止型は回転型と比べると装置が小型で変換効率が高くメンテナンスが楽である特長がある一方で，半導体型であるがゆえに過負荷には弱く無理な電流を流すと瞬時に壊れてしまうという欠点があります．

　綱島周波数変換変電所に元々3台あった周波数変換装置は全て回転型でしたが，やはり省エネルギーの要請とメンテナンス軽減が時代の流れであるようで，4号機が増設された際は静止型となりました．また，その後さらに1号機が回転型から静止型に置き換えられましたが，異物飛来などによる地絡や過電流，複数の電車が力行・回生制動することに伴う激しい負荷変動など，一般の変電所とは異なった負荷特性を持つ鉄道用変電所への電力供給を行う上で回転型の過負荷耐性の強さも捨てがたいことから，2024年現在では1・4号機が静止型，2・3号機が回転型で運転されています

　そんな中，2023年5月にJR東海から「綱島周波数変換変電所の回転型周波数変換装置の2・3号機を静止型に置き換え，2037年度末をメドに4台全てを静止型とする」旨の計画が発表されました．前述した過負荷については，新たに開発された過負荷状態を瞬時検出して静止型装置の出力を下げる保護機能と，ダイヤや実際の列車運転状態から過負荷の発生を事前に予測して各列車にノッチ制限などによる電力制限を指示する予防技術によって対応可能となるようで，全て静止型とすることで消費電力削減とメンテナンス軽減で年間10億円近いコストダウン効果が見込めるようです