JP2009290109A

JP2009290109A - 変圧器の冷却制御方法及び装置

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Publication number: JP2009290109A
Application number: JP2008143189A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Matsuwaka; 雅勝松若
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】変圧器の絶縁油を適正な温度範囲に冷却できるようにする。
【解決手段】内部が絶縁油で満たされると共に冷却装置６０を備えた変圧器１０の冷却制御方法であって、前記絶縁油又は変圧器１０の温度を検出し、前記検出した温度に基づいて、冷却装置の運転を制御することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、変圧器を冷却するための冷却制御方法及び装置に関する。

変圧器は、大きな電流が流れることにより、巻線及び鉄心で損失熱が発生する。この損失熱は、巻線及び鉄心から、変圧器の内部に満たされた絶縁油に伝達され、さらに、絶縁油から外部へ放出されることにより、変圧器が冷却される。ところで、絶縁油は、一般に、温度が高くなると絶縁性が低下する性質を有するので、絶縁油が所定の温度以下に維持されるように冷却する必要がある。

変圧器の温度制御に関するものとして、例えば、特許文献１には、数学モデルに基づいて変圧器巻線の最高温度を予測し、その最高温度が限界温度以下になるように、変圧器が備える複数の冷却器の運転条件を予測する技術が開示されている。

しかし、特許文献１の発明は、変圧器巻線の劣化の進展を抑制することを目的としており、絶縁油の絶縁性能を十分に確保することを目的とするものではない。
特開２００２−３３２１８号公報

本発明は、このような課題に対して、変圧器の絶縁油を適正な温度範囲に冷却できるようにすることを目的とする。

第１の発明は、内部が絶縁油で満たされると共に冷却装置を備えた変圧器の冷却制御方法であって、
前記絶縁油又は変圧器の温度を検出し、
前記検出した温度に基づいて、前記冷却装置の運転を制御することを特徴とする冷却制御方法である。

第２の発明は、前記冷却装置は、前記絶縁油又は前記変圧器を空冷するためのファンを備え、
前記検出した温度に基づいて、前記ファンの運転を制御することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の冷却制御方法である。

第３の発明は、前記検出した温度が第１の所定温度以下である場合には、前記ファンを停止させることを特徴とする第２の発明に記載の変圧器の冷却制御方法である。

第４の発明は、前記冷却装置は、前記絶縁油を前記変圧器の内部と外部との間で循環させるためのポンプを備え、
前記検出した温度に基づいて、前記ポンプの運転を制御することを特徴とする第２又は第３の発明記載の変圧器の冷却制御方法である。

第５の発明は、前記検出した温度が、前記第１の温度以下である第２の所定温度以下である場合には、前記ポンプを停止させることを特徴とする第４の発明に記載の変圧器の冷却制御方法である。

第６の発明は、内部が絶縁油で満たされると共に冷却装置を備えた変圧器の冷却制御装置であって、
前記絶縁油又は前記変圧器の温度を検出する温度検出手段から、その検出した温度を取得する温度取得手段と、
前記温度取得手段が取得した温度に基づいて、前記冷却装置を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする変圧器の冷却制御装置である。

本発明によれば、変圧器の絶縁油を適正な温度範囲に冷却することができる。

図１は、本発明の一実施形態で用いられる変圧器１０のブロック構成図である。同図に示すように、変圧器１０は、変圧器本体１２、空冷冷却器２０、ポンプ４０、温度センサ５０を備える。なお、空冷冷却器２０とポンプ４０とが冷却装置６０を構成し、一つの変圧器１０に、複数の冷却装置６０が設けられている。

変圧器本体１２は、絶縁油が収容された密閉筐体の内部に、巻線を備えた鉄心からなるトランスが設置されて構成されている。

空冷冷却器２０は、１つ又は複数（本実施形態では２つ）のファン２２を備え、ファン２２により変圧器本体１２の内部へ送風することで変圧器本体１２を冷却する。

ポンプ４０は、変圧器本体１２に収容されている絶縁油を、循環配管４２を介して、変圧器本体１２の内外を循環させることにより絶縁油を冷却する。

温度センサ５０は、変圧器本体１２に収容された絶縁油の温度を検出し、その検出温度を表示する。

図２は、ファン２２とポンプ４０を制御するための電気回路を示す図である。同図に示すように、電源８０から電源が供給される主電源線７０が、各冷却装置６０に対応して設けられ、各主電源線７０は対応する冷却装置６０のポンプ４０に接続されている。主電源線７０には、メインスイッチ７２が設けられており、このメインスイッチ７２とポンプ４０との間の部位から、ファン２２に接続されるファン用電源線７４が分岐している。ファン用電源線７４には、ファン用スイッチ７６が設けられている。

したがって、メインスイッチ７２をオフにすると、ポンプ４０及びファン２２への電源供給が遮断されて、それらは共に停止する。また、メインスイッチ７２をオンにすると、ポンプ４０は稼動し、この状態でファン用スイッチ７６をオンにするとファン２２も稼動し、ファン用スイッチ７６をオフにするとファン２２は停止する。このように、空冷冷却器２０のファン２２は、ポンプ４０が稼動している場合にも、それとは独立に稼動・停止できるようになっている。

次に、操作者が変圧器１０の冷却装置６０の運転状態を制御する方法について説明する。

操作者は、温度センサ５０により絶縁油の温度を確認する。そして、その温度が第１の所定温度Ｔａを上回る場合には、メインスイッチ７２及びファン用スイッチ７６を共にオンにすることで、ポンプ４０とファン２２を稼動させる。なお、第１の所定温度Ｔａは、絶縁油がこの温度より高温になると、絶縁性能が低下するおそれのあるような温度に設定するものとする。

また、温度センサ５０の検出温度が第１の所定温度Ｔａ以下であり、かつ第２の所定温度Ｔｂ（Ｔｂ＜Ｔａ）を上回る場合には、メインスイッチ７２をオンにすると共に、ファン用スイッチ７６をオフにして、ポンプ４０のみを稼動させ、ファン２２を停止させる。

また、温度センサ５０の検出温度が第２の所定温度Ｔｂ以下である場合には、メインスイッチ７２をオフにすることで、ポンプ４０及びファン２２を共に停止させる。

なお、検出温度がＴａ以下となってファン２２を停止させる場合、ファン用スイッチ７６をファン２２毎に対応して設けることとし、温度センサ５０の検出温度に応じて、変圧器１０が備える複数のファン２２のうち停止させるファン２２の数を決定してもよい。例えば、温度が低いほど、停止させるファンの数を多くし、それらのファンを一度に停止させてもよいし、あるいは、先ず、１つのファン２２を停止させた後、温度センサ５０の検出温度を確認し、温度Ｔａ以下であれば、更にもう一つのファン２２を停止させる、というようにして、ファンを順次停止させてもよい。

以上の通り、本実施形態の制御方法によれば、冬季など温度の低い場合や出力の小さい場合等のように、絶縁油の温度が温度Ｔａ以下であるときには、ファン２２を停止させることにより必要以上に絶縁油を冷却することを防止し、消費電力を抑制することができる。また、絶縁油の温度が温度Ｔｂ以下であるときには、ファン２２のみならずポンプ４０も停止させることにより、更に消費電力を抑制することができる。このように、本実施形態によれば、冷却装置６０の消費電力を抑制しつつ、変圧器の絶縁油の温度を第１の所定温度Ｔａ以下に維持することができ、これにより、絶縁油の絶縁性能が低下するのを防止することができる。

ところで、上記実施形態では、絶縁油の検出温度に応じて操作者が手動でファン２２及びポンプ４０を操作することとしたが、このような操作を自動化したシステムとすることもできる。

図３は、変圧器冷却制御システム１００のブロック構成図である。同図に示すように、変圧器冷却制御システム１００は、変圧器１０を制御する冷却制御装置２を備えている。冷却制御装置２は、温度取得手段３２、制御手段３４を備え、ファン２２、ポンプ４０、温度センサ５０と通信回線を介して通信可能となっている。

温度取得手段３２は、温度センサ５０（特許請求の範囲でいう「温度検出手段」）から温度を取得する。
制御手段３４は、温度取得手段３２が取得した温度に基づいて、メインスイッチ７２及びファン用スイッチ７６をそれぞれオンオフさせる。

すなわち、制御手段３４は、温度取得手段３２が取得した温度が第１の所定温度Ｔａを上回る場合には、メインスイッチ７２及びファン用スイッチ７６を共にオンにすることで、ポンプ４０とファン２２を稼動させる。

また、温度取得手段３２が取得した温度が第１の所定温度Ｔａ以下であり、かつ第２の所定温度Ｔｂ（Ｔｂ＜Ｔａ）を上回る場合には、メインスイッチ７２をオンにすると共に、ファン用スイッチ７６をオフにして、ポンプ４０のみを稼動させ、ファン２２を停止させる。

また、温度取得手段３２が取得した温度が第２の所定温度Ｔｂ以下である場合には、メインスイッチ７２をオフにすることで、ポンプ４０及びファン２２を共に停止させる。

なお、温度取得手段３２が取得した温度が第２の所定温度Ｔｂ以下となってファン２２を停止させる場合、ファン用スイッチ７６をファン２２毎に対応して設けることとし、温度センサ５０の検出温度に応じて、変圧器１０が備える複数のファン２２のうち停止させるファン２２の数を決定してもよい。例えば、温度が低いほど、停止させるファンの数を多くし、それらのファンを一度に停止させてもよいし、あるいは、先ず、１つのファン２２を停止させた後、温度センサ５０の検出温度を確認し、温度Ｔａ以下であれば、更にもう一つのファン２２を停止させる、というようにして、ファンを順次停止させてもよい。

以上の通り、冷却制御装置２によれば、冬季など温度の低い場合や出力の小さい場合等のように、絶縁油の温度が温度Ｔａ以下であるときには、ファン２２を停止させることにより必要以上に絶縁油を冷却することを防止し、消費電力を抑制することができる。また、絶縁油の温度が温度Ｔｂ以下であるときには、ファン２２のみならずポンプ４０も停止させることにより、更に消費電力を抑制することができる。このように、冷却制御装置２によれば、冷却装置６０の消費電力を抑制しつつ、変圧器の絶縁油の温度を第１の所定温度Ｔａ以下に維持することができ、これにより、絶縁油の絶縁性能が低下するのを防止することができる。

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、温度センサ５０により、絶縁油の温度を検出し、その検出温度に基づいて冷却装置６０を制御したが、これに限らず、例えば、変圧器本体１２の外表面等、変圧器本体１２自体の温度を検出して、その検出温度に基づいて冷却装置６０を制御してもよい。

本発明の一実施形態で用いられる変圧器１０のブロック構成図である。ファン２２とポンプ４０を制御するための電気回路を示す図である。本発明の別の実施形態である変圧器冷却制御システム１００のブロック構成図である。

符号の説明

２冷却制御装置１０変圧器
１２変圧器本体２０空冷冷却器
２２ファン３２温度取得手段
３４制御手段４０ポンプ
４２循環配管５０温度センサ
６０冷却装置７０主電源線
７２メインスイッチ７４ファン用電源線
７６ファン用スイッチ８０電源
１００変圧器冷却制御システム

Claims

内部が絶縁油で満たされると共に冷却装置を備えた変圧器の冷却制御方法であって、
前記絶縁油又は変圧器の温度を検出し、
前記検出した温度に基づいて、前記冷却装置の運転を制御することを特徴とする冷却制御方法。
前記冷却装置は、前記絶縁油又は前記変圧器を空冷するためのファンを備え、
前記検出した温度に基づいて、前記ファンの運転を制御することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の冷却制御方法。
前記検出した温度が第１の所定温度以下である場合には、前記ファンを停止させることを特徴とする請求項２に記載の変圧器の冷却制御方法。
前記冷却装置は、前記絶縁油を前記変圧器の内部と外部との間で循環させるためのポンプを備え、
前記検出した温度に基づいて、前記ポンプの運転を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の変圧器の冷却制御方法。
前記検出した温度が、前記第１の温度以下である第２の所定温度以下である場合には、前記ポンプを停止させることを特徴とする請求項４に記載の変圧器の冷却制御方法。
内部が絶縁油で満たされると共に冷却装置を備えた変圧器の冷却制御装置であって、
前記絶縁油又は前記変圧器の温度を検出する温度検出手段から、その検出した温度を取得する温度取得手段と、
前記温度取得手段が取得した温度に基づいて、前記冷却装置を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする変圧器の冷却制御装置。