JP2012117978A - 電力波形表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】起動直後に過大な軸トルクが作用しても、各電力波形を適切に表示する。
【解決手段】
電力波形表示システム（１０）は、電力取得手段（６０，６１，２２〜２４，３０）と表示手段（５３）とを有する。電力取得手段は、モータの起動直後の入力電力を測定可能な第１入力レンジに設定され、モータ動作期間のモータの入力電力を起動電力として取得し、モータ起動後の定常状態の入力電力を測定可能な第２入力レンジに設定され、モータ動作期間のモータの入力電力を定常電力として取得し、起動電力及び定常電力を、負荷時タップ切換装置の正常動作時と比較動作時とで取得する。表示手段は、正常動作時の起動電力に対応する第１起動電力波形と比較動作時の起動電力に対応する第２起動電力波形とを比較可能に表示し、正常動作時の定常電力に対応する第１定常電力波形と比較動作時の定常電力に対応する第２定常電力波形とを比較可能に表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、負荷時タップ切換装置における動作時の電力波形を表示するための表示システムに関する。

負荷時タップ切換装置の状態監視装置として、引用文献１に記載されたものが知られている。この監視装置は、負荷時タップ切換装置のタップ切換操作をする電動操作機構と、電動操作機構内に設置したモータ電流、動作時間、タップ位置、駆動トルク、三相モータの欠相等の変電機器の異常状態を検出する各センサと、各センサからのデータを計測する計測手段及び変電機器の異常状態を判定する判定手段を有している。また、この状態監視装置では、計測データをディスプレイに表示することも行っている。

ここで、非特許文献１に記載されているように、電動操作機構の起動直後には、過大なトルクが作用する異常が発生することがある。しかし、引用文献１の装置では、モータ電流センサ、トルクセンサ及びタップ位置検出センサといった各種のセンサを有しているものの、電動操作機構の起動直後に作用する過大なトルクについては何等考慮されていなかった。

特開平９―２１３５４２号公報

樋口安幸、"状態監視保全による負荷時タップ切換装置点検方法の改善"、電気現場技術、株式会社電気情報社、２００２年７月、２００２年７月号、ｐ２９−３４

このため、引用文献１に記載の監視装置において、起動直後に過大な軸トルクが作用するような異常が発生してしまうと、計測データがレンジ外となってしまい、計測データを適切に表示できないという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、起動直後において過大な軸トルクが作用したとしても、計測データを適切に表示させることにある。

前記目的を達成するため、本発明は、
昇圧又は降圧を指示する制御信号が入力されると前記制御信号に応じてモータが回転し、当該モータの回転が駆動軸を介して伝達されることでタップ位置を切り換える負荷時タップ切換装置に付設され、前記モータの入力電力を取得する電力取得手段と、前記入力電力の経時変化を示す電力波形を表示する表示手段とを有する電力波形表示システムであって、
前記電力取得手段は、前記モータの起動直後における入力電力を測定可能な第１入力レンジに設定され、前記モータの起動開始から回転終了までのモータ動作期間における、前記モータの入力電力を起動電力として取得する起動電力取得手段と、前記モータの起動後の定常状態における入力電力を測定可能な、前記第１入力レンジよりも小さい第２入力レンジに設定され、前記モータ動作期間における前記モータの入力電力を定常電力として取得する定常電力取得手段とを備え、前記起動電力及び前記定常電力を、前記負荷時タップ切換装置の正常動作時と前記正常動作時よりも後に定められた比較動作時のそれぞれで取得し、
前記表示手段は、前記正常動作時の起動電力に対応する第１起動電力波形と前記比較動作時の起動電力に対応する第２起動電力波形とを、前記モータの動作開始から所定期間に亘って比較可能に表示し、前記正常動作時の定常電力に対応する第１定常電力波形と前記比較動作時の定常電力に対応する第２定常電力波形とを、前記所定期間に亘って比較可能に表示することを特徴とする。

本発明によれば、正常動作時の起動電力に対応する第１起動電力波形と比較動作時の起動電力に対応する第２起動電力波形の組、及び、正常動作時の定常電力に対応する第１定常電力波形と比較動作時の定常電力に対応する第２定常電力波形の組とが、表示装置において比較可能に表示されるので、レンジの異なる起動電力波形の組と定常電力波形の組とをそれぞれ適切な態様で表示させることができる。このため、起動直後において過大な軸トルクが作用したとしても、各電力波形（計測データ）を適切に表示できる。そして、第１起動電力波形と第２起動電力波形の組、及び、第１定常電力波形と第２定常電力波形の組が比較可能に表示されているので、モータの劣化を容易に判定させることができる。

上記の電力波形表示システムにおいて、前記表示手段は、縦軸を電力、横軸を時間に定めた表示画面上に、前記第１起動電力波形と前記第２起動電力波形とを重ねた状態で表示し、前記表示画面上に、前記第１定常電力波形と前記第２定常電力波形とを重ねた状態で表示することが好ましい。このように構成すると、電力波形の違いから負荷時タップ切換装置の異常を容易に判定させることができる。

上記の電力波形表示システムにおいて、前記起動電力取得手段は、前記モータへの入力電流を測定する第１ＣＴを含んで構成され、前記第１ＣＴにより測定された入力電流を第１ゲインで増幅することで起動電流を取得する起動電流取得手段と、前記起動電流の取得時において前記モータに印加される第１電圧を測定する第１電圧測定手段と、前記起動電流と前記第１電圧とに基づいて前記起動電力を算出する第１電力算出手段とにより構成され、前記定常電力取得手段は、前記モータへの入力電流を測定する第２ＣＴを含んで構成され、前記第２ＣＴにより測定された入力電流を、前記第１ゲインよりも大きな第２ゲインで増幅することで定常電流を取得する定常電流取得手段と、前記定常電流の取得時において前記モータに供給される第２電圧を測定する第２電圧測定手段と、前記定常電流と前記第２電圧とに基づいて前記定常電力を算出する第２電力算出手段とにより構成されることが好ましい。このように構成すると、起動電力と定常電力とを簡単な構成で精度良く取得できる。

上記の電力波形表示システムにおいて、前記制御信号を監視する制御信号監視手段と、前記制御信号監視手段が監視した制御信号に基づき、前記負荷時タップ切換装置におけるタップ位置を検出するタップ位置検出手段とを備え、前記電力取得手段は、前記正常動作時の起動電力及び前記正常動作時の定常電力を、前記タップ位置の全ての切り換えパターンについて取得するとともに、前記比較動作時の起動電力及び前記比較動作時の定常電力を、タップ位置の切り換えパターンに関連付けて取得することが好ましい。このように構成すると、起動電力波形の組及び定常電力波形の組を、タップ位置毎に比較することができ、より詳細な判定が可能となる。

上記の電力波形表示システムにおいて、前記電力取得手段を含むタップ側装置と前記表示手段を含む管理側装置とを別個に構成するとともに、前記タップ側装置と前記管理側装置との間を通信回線によって通信可能な状態で接続することが好ましい。このように構成すると、負荷時タップ切換装置の異常を遠隔地から判定することが可能になる。

上記の電力波形表示システムにおいて、前記タップ側装置は、前記起動電力取得手段によって取得された前記起動電力と前記定常電力取得手段によって取得された前記定常電力とを記憶するデータベースを備え、前記管理側装置から送信された要求信号を受信すると、前記データベースに記憶された前記起動電力と前記定常電力とを前記管理側装置へ送信することが好ましい。このように構成すると、起動電力と定常電力とが必要な時に管理側装置へ送信されるため、情報の送受信を効率化できる。

上記の電力波形表示システムにおいて、前記データベースは、前記正常動作時の起動電力及び前記正常動作時の定常電力を記憶する第１データベースと、前記比較動作時の起動電力及び前記比較動作時の定常電力を記憶する第２データベースとを備えていることが好ましい。このように構成すると、一度取得すると更新されない正常動作時の起動電力及び定常電力と、タップ切り換え動作の度に更新される比較動作時の起動電力及び定常電力とが別個のデータベースに記憶されるので、管理を効率化させることができる。

本発明によれば、起動直後において過大な軸トルクが作用したとしても、各電力波形（計測データ）を適切に表示できる。

負荷時タップ切換装置の構成を示す図である。 （Ａ）は、電気駆動装置のタップ切換時においてモータに入力される電力の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は、縦軸のレンジを（Ａ）に比べて小さくした場合のグラフである。 電力表示システムの構成を示す図である。 定常電流入力回路及び起動電流入力回路の構成を示す回路図である。 （Ａ）は、監視端末の構成を説明するブロック図であり、（Ｂ）は、記憶部に設定される記憶領域を説明する図である。 電力表示システムにより負荷時タップ切換装置の動作時における電力表示を表示させる手順を説明するフローチャートである。 監視端末の表示部で表示される起動電力の一例を説明する図である。 監視端末の表示部で表示される定常電力の一例を説明する図である。 一台のＣＴによって定常状態の電流と起動時の電流とを測定する場合の回路図である。

以下、本実施形態の負荷時タップ切換装置の異常検出のための電力波形表示システムの一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、負荷時タップ切換装置１００の構成を示す図である。同図に示すように、負荷時タップ切換装置１００は、切換開閉器１１１と、タップ選択器１１２と、転換器１１３とを有する負荷時タップ切換器１１０と、負荷時タップ切換器１１０を駆動する電気駆動装置１１４と、電気駆動装置１１４を制御する制御装置１１７とを備えている。

制御装置１１７は、変圧器の電圧自動制御装置や制御室に設置された電圧制御端末などであり、電気駆動装置１１４へ信号線１２０を介してタップ位置の上昇又は下降（すなわち、昇圧又は降圧）を指示する制御信号を送信する。本実施形態において、この制御信号は、昇圧用電磁接触器（図３における８８Ｒ）に対する制御信号、及び、降圧用電磁接触器（同８８Ｌ）に対する制御信号である。

電気駆動装置１１４は、制御装置１１７から制御信号を受信すると、その信号に応じて、現在のタップ位置から昇圧側又は降圧側のタップ位置へ切り換えられるように、モータ１１５を駆動して駆動軸１１６を回転させる。すなわち、昇圧用電磁接触器に対する制御信号を受信すると、昇圧側に隣接するタップ位置へ切り換えられるように駆動軸１１６を回転させ、降圧用電磁接触器に対する制御信号を受信すると、降圧側に隣接するタップ位置へ切り換えられるように駆動軸１１６を回転させる。

駆動軸１１６の回転は負荷時タップ切換器１１０へ伝達される。負荷時タップ切換器１１０は、駆動軸１１６の回転により、切換開閉器１１１、タップ選択器１１２、及び転換器１１３が適宜駆動させられ、タップ位置が昇圧側或いは降圧側へと切り換えられる。

図２（Ａ）は、電気駆動装置１１４のタップ切換時においてモータ１１５に入力される電力の時間変化の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は、（Ａ）を拡大して示したグラフである。電気駆動装置１１４におけるタップ切換時のモータ１１５における電力負荷は、図２（Ａ）に示すように、モータ１１５の起動直後（この例では起動開始から約５００ｍｓの期間）において非常に高いピークが出て、その後定常状態となる。また、図２（Ｂ）に示すように、定常状態の期間においてタップ切り換え動作に起因する入力電力の変化が生じる。そして、モータ１１５は、ピークの開始から定常状態の終了までの期間に回転動作を行う。以下、この期間のことをモータ動作期間という。

本実施形態では、モータ動作期間における電力波形に基づき、負荷時タップ切換装置１００の異常を検出するべく、異常検出のための電力波形表示システムを以下に説明する構成とした。

図３は、本実施形態の電力波形表示システム１０の構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態の電力波形表示システム１０は、通信回線４０を介して送受信可能に接続された測定装置２０と、監視端末５０とにより構成される。

測定装置２０は、タップ側装置に相当するものであり、負荷時タップ切換装置１００に付設される。例えば、鉄扉の内表面に磁石で取り付けられる。この測定装置２０は、アナログインタフェース２１と、デジタルインタフェース２６と、電圧取得部２２と、低レンジ電流取得部２３と、高レンジ電流取得部２４と、気温取得部２５と、信号検出部２７と、電力算出部３０と、比較電力取得部３１と、比較電力データベース３２と、基準電力取得部３３と、基準電力データベース３４と、タップ位置検出部３５と、送受信部３６と、メモリ３７とを備える。

アナログインタフェース２１は、アナログの電圧信号をデジタル値に変換する部分である。このアナログインタフェース２１には、定常電流入力回路６０と、起動電流入力回路６１と、気温を測定するためのサーミスタ６３と、電源線１１８から分岐した分岐線１２１が接続されている。

定常電流入力回路６０及び起動電流入力回路６１は、負荷時タップ切換装置１００の電気駆動装置のモータ１１５に電力を供給する電源線１１８を流れる電流を測定する部分である。

図４に示すように、定常電流入力回路６０及び起動電流入力回路６１は、夫々、ＣＴ７０、７１に、複数の抵抗及びアンプを有する電流変換回路７２，７３が接続されて構成されている。そして、電流変換回路７２，７３が有する複数の抵抗の抵抗値を調整することで、ＣＴ７０、７１を流れる貫通電流と電流変換回路７２，７３からの出力電圧との関係が調整され、ＣＴ７０、７１による電流の最大測定レンジ（第１入力レンジ，第２入力レンジ）を調整できる。

本実施形態において、ＣＴ７０に接続された電流変換回路７２は、最大測定レンジが定常状態におけるモータ１１５の電流を観測可能なレンジ（すなわち、最大値が起動時におけるレンジの最大値よりも小さく、かつ、正常状態の定常時の最大値よりも大きな第２入力レンジ、以下、定常レンジという）に設定されている。また、ＣＴ７１に接続された電流変換回路７３は、最大測定レンジがモータ１１５を起動させる際の電流を観測可能なレンジ（すなわち、最大値が正常状態の起動時のピーク値よりも大きな第１入力レンジ、以下、起動レンジという）に設定されている。本実施形態において、定常レンジは起動レンジの約１０分の１の入力レンジ（すなわち、約１０倍のゲイン）に設定されている。

図３に示すように、電圧取得部２２は、モータ１１５に供給される電圧を、アナログインタフェース２１を介して測定し、測定した電圧信号を出力する。低レンジ電流取得部２３は、定常電流入力回路６０で測定されたモータ１１５に供給された電流を、アナログインタフェース２１を介して取得し、取得した電流値を出力する。以下、低レンジ電流取得部２３から出力された電流値を低レンジ電流という。高レンジ電流取得部２４は、起動電流入力回路６１で測定されたモータ１１５に供給された電流を、アナログインタフェース２１を介して取得し、取得した電流値を出力する。以下、高レンジ電流取得部２４から出力された電流値を高レンジ電流という。

本実施形態において、低レンジ電流取得部２３及び高レンジ電流取得部２４は、電流変化の大きさを監視している。そして、監視中における電流変化が、モータ１１５の起動開始時における電力変化の立ち上がりに応じて定めた判断基準値を越えた場合に、測定値の取り込みを開始する。測定値の取り込みは、モータ動作期間に応じた測定期間の経過を条件に終了する。或いは、電流変化が判断期間に亘って他の判断基準値未満であることを条件に終了する。なお、低レンジ電流取得部２３及び高レンジ電流取得部２４による測定値の取り込みは、制御装置１１７から電気駆動装置１１４へ送信される制御信号（８８Ｒ，８８Ｌに対する制御信号）をトリガにして行ってもよい。

電力算出部３０は、電圧取得部２２及び低レンジ電流取得部２３から出力された電圧及び低レンジ電流に基づき、モータ動作期間に亘ってモータ１１５の入力電力を求め、この入力電力の時系列データを定常電力データとして出力する。同様に、電力算出部３０は、電圧取得部２２及び高レンジ電流取得部２４から出力された電圧及び高レンジ電流に基づき、モータ動作期間に亘ってモータ１１５の入力電力を求め、この入力電力の時系列データを起動電力データとして出力する。

基準電力取得部３３は、電力算出部３０から出力された定常電力データ及び起動電力データのうち、負荷時タップ切換装置１００の正常動作時に取得されたものを基準電力データとして取得する。そして、基準電力取得部３３は、取得した基準電力データを、タップ位置検出部３５が求めたタップ位置及び動作状況（昇圧か降圧か）に関するタップ動作情報と対応付けて、基準電力データベース３４（第１データベース）に記憶させる。

本実施形態において、基準電力取得部３３は、基準電力データを、負荷時タップ切換装置１００におけるタップ位置の全ての切り換えパターンについて取得する。例えば、負荷時タップ切換装置１００が第１タップから第１０タップまで有する場合、第１タップから第２タップへと切り換わる際の基準電力データ、第２タップから第３タップへと切り換わる際の基準電力データ、・・・、第９タップから第１０タップへと切り換わる際の基準電力データ、第１０タップから第９タップへと切り換わる際の基準電力データ、・・・、第２タップから第１タップへと切り換わる際の基準電力データというように、全ての切り換えパターンについて、基準電力データを取得する。従って、基準電力データベース３４には、全ての切り換えパターンについて、タップ動作情報に対応付けられた状態の基準電力データが記憶される。

比較電力取得部３１は、電力算出部３０から出力された定常電力データ及び起動電力データのうち、正常動作時よりも後に定められた比較動作時に出力されたものを、比較電力データとして取得する。そして、取得した比較電力データを、タップ位置検出部３５が求めたタップ動作情報（すなわちタップ位置の切り換えパターン）と対応付けて比較電力データベース３２（第２データベース）に記憶させる。

気温取得部２５は、サーミスタ６２からの検出信号に基づき、各電力データの測定中において測定装置２０の設置場所の気温を取得する。取得した気温は、時刻情報とともにメモリ３７に記憶される。

デジタルインタフェース２６には、制御装置１１７から電気駆動装置１１４へ制御信号が送信される信号線１２０から分岐した分岐線１１９が接続されている。そして、信号検出部２７は、このデジタルインタフェース２６を介して、制御装置１１７から電気駆動装置１１４へ送信される制御信号（８８Ｒ，８８Ｌに対する制御信号）を検出する。このような動作をする信号検出部２７は、制御信号を監視する制御信号監視手段に相当する。

タップ位置検出部３５には、負荷時タップ切換装置１００のタップ位置が予め記憶されている。このタップ位置検出部３５は、タップ位置検出手段に相当し、信号検出部２７が制御信号を検出することにより、負荷時タップ切換装置１００の切換動作（昇圧か降圧か）を認識するとともに、切換動作後のタップ位置を求める。

なお、電圧取得部２２、低レンジ電流取得部２３、高レンジ電流取得部２４、気温取得部２５、信号検出部２７、電力算出部３０、比較電力取得部３１、及び基準電力取得部３３は、例えば、マイクロコントローラがメモリに記録されたプログラムを実行することで実現される。また、比較電力データベース３２や基準電力データベース３４は、ハードディスクなどの記憶媒体上に構築される。

前述した各部のうち、起動電流入力回路６１、高レンジ電流取得部２４、電圧取得部２２、及び、電力算出部３０の組は、負荷時タップ切換装置１００が有するモータ１１５の起動直後（前述したように起動開始から約５００ｍｓの期間）における入力電力を測定可能な第１入力レンジに設定され、モータ１１５の起動開始から回転終了までのモータ動作期間におけるモータ１１５の入力電力を、起動電力として取得する起動電力取得手段に相当する。

また、定常電流入力回路６０、低レンジ電流取得部２３、電圧取得部２２、及び、電力算出部３０の組は、モータ１１５の起動後の定常状態における入力電力を測定可能な、第１入力レンジよりも小さい第２入力レンジに設定され、モータ動作期間におけるモータ１１５の入力電力を定常電力として取得する定常電力取得手段に相当する。

そして、起動電力取得手段としての起動電流入力回路６１、高レンジ電流取得部２４、電圧取得部２２、及び、電力算出部３０の組と、定常電力取得手段としての定常電流入力回路６０、低レンジ電流取得部２３、電圧取得部２２、及び、電力算出部３０の組は、モータ１１５の入力電力（起動電力，定常電力）を取得する電力取得手段に相当し、この入力電力を負荷時タップ切換装置１００の正常動作時と比較動作時のそれぞれで取得している。

また、起動電流入力回路６１と低レンジ電流取得部２３の組は、モータ１１５への入力電流を測定するＣＴ７１（第１ＣＴ）を含んで構成され、ＣＴ７１により測定された入力電流を第１ゲインで増幅することで起動電流を取得する起動電流取得手段に相当する。また、定常電流入力回路６０と高レンジ電流取得部２４の組は、モータ１１５への入力電流を測定するＣＴ７０（第２ＣＴ）を含んで構成され、ＣＴ７０により測定された入力電流を第１ゲインよりも大きな第２ゲインで増幅することで定常電流を取得する定常電流取得手段に相当する。

さらに、電圧取得部２２は、起動電流の取得時において、モータ１１５に印加される第１電圧を測定する第１電圧測定手段に相当し、定常電流の取得時において、モータ１１５に供給される第２電圧を測定する第２電圧測定手段に相当する。同様に、電力算出部３０は、起動電流と第１電圧とに基づいて起動電力を算出する第１電力算出手段に相当するとともに、定常電流と第２電圧とに基づいて定常電力を算出する第２電力算出手段に相当する。

次に監視端末５０について説明する。この監視端末５０は管理側装置に相当し、測定装置２０（タップ側装置）とは別個に構成される。そして、測定装置２０と監視端末５０との間は通信回線４０によって通信可能な状態で接続されている。

図５（Ａ）に示すように、監視端末５０は、送受信部５４、入力インタフェース５５、表示インタフェース５６、及び制御部５７を有する本体部５１と、入力手段に相当する入力部５２と、表示手段に相当する表示部５３とを備えている。本体部５１が有する送受信部５４は、通信回線４０を介して測定装置２０の送受信部３６と通信を行うための部分である。入力インタフェース５５は、入力部５２からの入力情報を受け付ける部分である。ここで、入力部５２としてはキーボードやマウス等が用いられる。表示インタフェース５６は、表示部５３に表示させる画像を示す画像情報を出力する部分である。ここで、表示部５３は、例えば液晶ディスプレイやブラウン管が用いられる。

制御部５７は、監視端末５０における制御の中心となる部分であり、ＣＰＵ５８及び記憶部５９を有する。ＣＰＵ５８は、記憶部５９に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで各種の制御を行う。例えば、測定装置２０の送受信部３６に対して情報の要求をしたり、電力波形を表示部５３に表示させたりする。また、入力部５２を通じて入力された情報を認識したりする。

記憶部５９は、メモリやハードディスク等の情報記憶媒体によって構成されている。そして、図５（Ｂ）に示すように、記憶部５９の一部領域は、コンピュータプログラムを記憶するためのプログラム記憶領域、起動電力データを記憶するための起動電力データ記憶領域、定常電力データを記憶するための定常電力データ記憶領域、及び判断基準値としての閾値データを記憶するための閾値データ記憶領域を有している。

次に、電力波形表示システム１０により負荷時タップ切換装置１００の異常を検出するべく電力波形を表示する方法を図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、図５において、監視端末５０による処理は破線により示している。

まず、測定装置２０は、常時、電圧取得部２２により、電気駆動装置１１４のモータ１１５における電圧を監視するとともに、低レンジ電流取得部２３及び高レンジ電流取得部２４により、モータ１１５に供給される電流を監視する。また、測定装置２０は、常時、信号検出部２７により、制御装置１１７から信号線１２０を通じて電気駆動装置１１４へ入力される制御信号の有無を監視している。

制御装置１１７から電気駆動装置１１４へ制御信号（昇圧用電磁接触器に対する制御信号，降圧用電磁接触器に対する制御信号）が送信されると、測定装置２０は、信号検出部２７によりこの制御信号を検出する（Ｓ１００）。制御信号を検出すると、信号検出部２７は、降圧又は昇圧する旨の信号をタップ位置検出部３５へと送信する。

タップ位置検出部３５は、信号検出部２７から受信した信号に基づいて動作状況（昇圧か降圧か）を取得し、さらに切換後のタップ位置を特定する（Ｓ１０２）。

制御信号を受信すると、電気駆動装置１１４は、受信した制御信号に応じたスイッチ１１８Ａを閉じて、モータ１１５を駆動する。スイッチ１１８Ａが閉じられると導線１１８を電流が流れる。測定装置２０では、監視中の電流変化の大きさが判断基準値を越えたことを条件に、低レンジ電流取得部２３及び高レンジ電流取得部２４が測定値の取り込みを開始する。すなわち、低レンジ電流及び高レンジ電流が測定される。また、電圧取得部２２は、モータ１１５における電圧を測定する（Ｓ１０４）。これら測定された低レンジ電流、高レンジ電流、及び電圧は、測定時刻に対応付けられてメモリ３７に一次的に記録される。

次に、電力算出部３０は、メモリ３７に記録された低レンジ電流と電圧とに基づいて、定常電力を算出し、高レンジ電流と電圧とに基づいて起動電力を算出する（Ｓ１０６）。

なお、測定装置２０を取り付けた後の初回の測定時は、負荷時タップ切換装置１００が正常に動作している正常動作時とし、電力算出部３０は、負荷時タップ切換装置１００におけるタップ位置の全ての切り換えパターンについて定常電力と起動電力とを算出する。算出された正常動作時の定常電力及び起動電力は、基準電力データ（定常電力データ，起動電力データ）として、タップ動作情報と対応付けられた状態で、基準電力取得部３３によって基準電力データベース３４に記憶される（Ｓ１０８）。

また、初回の測定時で取得された基準電力データを基準電力データベース３４に記憶させた後は、制御信号を受信する毎に比較動作時が到来したとして、電力算出部３０は、定常電力と起動電力とを算出する。算出された比較動作時の定常電力及び起動電力は、比較電力データ（定常電力データ，起動電力データ）として、タップ動作情報と対応付けられた状態で、比較電力取得部３１によって比較電力データベース３２に記憶される（Ｓ１０８）。

測定装置２０は、監視端末５０からの情報要求信号を受信するまで上記の工程を繰り返す（Ｓ１１０でＮｏ）。これにより、比較動作時となる毎に、比較電力データが比較電力データベース３２に追記されることとなる。

監視端末５０は、作業員による検査開始の入力を受け付けると、通信回線４０を介して測定装置２０へ情報要求信号を送信する。測定装置２０は、情報要求信号を受信すると（Ｓ１１０でＹｅｓ）、基準電力データベース３４から基準電力データを取得する。すなわち、正常動作時における定常電力データ及び起動電力データをタップ動作情報ともに取得する（Ｓ１１２）。また、測定装置２０は、比較電力データベース３２から比較電力データを取得する。すなわち、比較動作時における定常電力データ及び起動電力データをタップ動作情報ともに取得する（Ｓ１１４）。

そして、測定装置２０は、取得した基準電力データ及び比較電力データ等を、送受信部３６を介して監視端末５０へ送信する（Ｓ１１６）。このように構成すると、起動電力と定常電力とが必要とされる時に、測定装置２０から監視端末５０へデータを一括して送信できるので、情報の送受信を効率化できる。この場合において、測定装置２０は、表示に適した内容となるように編集した上で、データを送信する。例えば、図７や図８に示すように、電気所名，データの取得日時，動作内容（昇圧又は降圧），タップ位置（切換前と切換後），ピーク電力の各項目と、電力の時系列データとを組にして送信対象のデータを作成する。また、データ毎にファイル名を付与する。

監視端末５０は、測定装置２０で送信された基準電力データ及び比較電力データを受信すると、比較動作時の起動電力を示す起動電力波形（第２起動電力波形）と正常動作時の起動電力を示す起動電力波形（第１起動電力波形）とを、表示部５３に比較可能な状態で表示させる（Ｓ１１８）。すなわち、図７に示すように、表示部５３において、縦軸を電力、横軸を時間に定めた表示画面上（波形表示領域５３ｄ）に、比較動作時の起動電力波形と正常動作時の起動電力波形とを重ねた状態で表示する。この場合における縦軸や横軸の表示レンジは、入力部５２の操作によって適宜定めることができる。従って、電力波形は、モータ１１５の動作開始から入力部５２の操作で定められた所定期間に亘って表示されることとなる。

具体的には、入力部５２（マウス）の操作によって、種別選択領域５３ａにて種別「起動電力」を選択し、データ選択領域５３ｂにて表示対象の起動電力データを選択する。ここで、正常動作時の起動電力データを、基準設定領域５３ｃに対するクリック操作で選択すると、正常動作時の起動電力波形が一点鎖線で波形表示領域５３ｄに表示される。また、比較動作時の起動電力データをデータ選択領域５３ｂで選択すると、比較動作時の起動電力波形が実線で波形表示領域５３ｄに表示される。

このように、正常動作時の起動電力波形と比較動作時の起動電力波形とを異なる態様で表示させることにより、両波形を視覚的に区別しやすくできる。なお、波形毎に色を変えてもよい。また、両波形における電力値の差が、閾値データ記憶領域に記憶された閾値データよりも大きい場合には、点滅表示や赤色表示といった強調表示によって、異常が発生していることを報知してもよい。

また、監視端末５０は、比較動作時の定常電力を示す定常電力波形（第２定常電力波形）と正常動作時の定常電力を示す定常電力波形（第１定常電力波形）とを、表示部５３に比較可能な状態で表示させる（Ｓ１２０）。すなわち、図８に示すように、表示部５３において、縦軸を電力、横軸を時間に定めた表示画面上に、比較動作時の定常電力波形と正常動作時の定常電力波形とを重ねた状態で表示する。なお、表示内容については、図７で説明したものと同様のため、説明は省略する。

以上説明したように、本実施形態の電力波形表示システム１０によれば、正常動作時の起動電力に対応する第１起動電力波形と比較動作時の起動電力に対応する第２起動電力波形の組、及び、正常動作時の定常電力に対応する第１定常電力波形と比較動作時の定常電力に対応する第２定常電力波形の組とが、表示部５３（波形表示領域５３ｄ）において比較可能に表示されるので、レンジの異なる起動電力波形の組と定常電力波形の組とをそれぞれ適切な態様で表示させることができる。このため、起動直後において過大な軸トルクが作用したとしても、各電力波形を適切な態様で表示できる。そして、第１起動電力波形と第２起動電力波形の組、及び、第１定常電力波形と第２定常電力波形の組が比較可能に表示されているので、モータ１１５の劣化を容易に判定させることができる。

また、従来の負荷時タップ切換装置１００の異常検出方法では、タップ位置及び駆動状況を検出する方法として、タップ位置検出用の接点を負荷時タップ切換装置１００内に設置する必要があったが、本実施形態では、外部の制御装置１１７から送信される制御信号を観測することによりタップ位置及び駆動状況を検出することとしたため、負荷時タップ切換装置１００に接点を取り付ける作業を行う必要がなく、手間を削減できるとともに、コストを削減できる。

なお、本実施形態では、定常電流入力回路６０及び起動電流入力回路６１に各々ＣＴを設けるものとしたが、これに限らず、一台のＣＴにより定常状態の電流と、起動時の電流を測定することもできる。図９は、かかる場合の電流入力の回路図である。同図に示すように、ＣＴ７４からの出力を分岐し、夫々異なる抵抗を付与することにより、低レンジ電流取得部２３に接続された側の回路の貫通電流―出力電圧と、高レンジ電流取得部２４に接続された側の回路のＣＴに流れる貫通電流と出力電圧との関係を夫々設定することができる。これにより、１台のＣＴ７４で起動電流及び定常電流を、分解能を落とすことなく測定することができる。

また、本実施形態の電力波形表示システム１０では、１台の測定装置２０を、通信回線４０を介して監視端末５０に接続していたが、複数台の測定装置２０を監視端末５０に接続してもよい。このようにすると、様々な場所に設置されている複数台の負荷時タップ切換装置１００を、１台の監視端末５０で一括監視できる。

１０…電力波形表示システム，２０…測定装置，２１…アナログインタフェース，２２…電圧取得部，２３…低レンジ電流取得部，２４…高レンジ電流取得部，２５…気温取得部，２６…デジタルインタフェース，２７…信号検出部，３０…電力算出部，３１…比較電力取得部，３２…比較電力データベース，３３…基準電力取得部，３４…基準電力データベース，３５…タップ位置検出部，３６…送受信部，３７…メモリ，４０…通信回線，５０…監視端末，５１…本体部，５２…入力部，５３…表示部，５４…送受信部，５５…入力インタフェース，５６…表示インタフェース，５７…制御部，５８…ＣＰＵ，５９…記憶部，６０…定常電流入力回路，６１…起動電流入力回路，７０…ＣＴ，７１…ＣＴ，７２…電流変換回路，７３…電流変換回路，７４…ＣＴ，１００…負荷時タップ切換装置，１１０…負荷時タップ切換器，１１１…切換開閉器，１１２…タップ選択器，１１３…転換器，１１４…電気駆動装置，１１５…モータ，１１６…駆動軸，１１７…制御装置，１１８…電源線，１１８Ａ…スイッチ，１１９…分岐線，１２０…信号線

Claims (7)

1. 昇圧又は降圧を指示する制御信号が入力されると前記制御信号に応じてモータが回転し、当該モータの回転が駆動軸を介して伝達されることでタップ位置を切り換える負荷時タップ切換装置に付設され、
   前記モータの入力電力を取得する電力取得手段と、前記入力電力の経時変化を示す電力波形を表示する表示手段とを有する電力波形表示システムであって、
   前記電力取得手段は、
   前記モータの起動直後における入力電力を測定可能な第１入力レンジに設定され、前記モータの起動開始から回転終了までのモータ動作期間における、前記モータの入力電力を起動電力として取得する起動電力取得手段と、
   前記モータの起動後の定常状態における入力電力を測定可能な、前記第１入力レンジよりも小さい第２入力レンジに設定され、前記モータ動作期間における前記モータの入力電力を定常電力として取得する定常電力取得手段とを備え、
   前記起動電力及び前記定常電力を、前記負荷時タップ切換装置の正常動作時と前記正常動作時よりも後に定められた比較動作時のそれぞれで取得し、
   前記表示手段は、
   前記正常動作時の起動電力に対応する第１起動電力波形と前記比較動作時の起動電力に対応する第２起動電力波形とを、前記モータの動作開始から所定期間に亘って比較可能に表示し、
   前記正常動作時の定常電力に対応する第１定常電力波形と前記比較動作時の定常電力に対応する第２定常電力波形とを、前記所定期間に亘って比較可能に表示することを特徴とする電力波形表示システム。
2. 前記表示手段は、
   縦軸を電力、横軸を時間に定めた表示画面上に、前記第１起動電力波形と前記第２起動電力波形とを重ねた状態で表示し、
   前記表示画面上に、前記第１定常電力波形と前記第２定常電力波形とを重ねた状態で表示することを特徴とする請求項１に記載の電力波形表示システム。
3. 前記起動電力取得手段は、
   前記モータへの入力電流を測定する第１ＣＴを含んで構成され、前記第１ＣＴにより測定された入力電流を第１ゲインで増幅することで起動電流を取得する起動電流取得手段と、
   前記起動電流の取得時において前記モータに印加される第１電圧を測定する第１電圧測定手段と、
   前記起動電流と前記第１電圧とに基づいて前記起動電力を算出する第１電力算出手段と、により構成され、
   前記定常電力取得手段は、
   前記モータへの入力電流を測定する第２ＣＴを含んで構成され、前記第２ＣＴにより測定された入力電流を、前記第１ゲインよりも大きな第２ゲインで増幅することで定常電流を取得する定常電流取得手段と、
   前記定常電流の取得時において前記モータに供給される第２電圧を測定する第２電圧測定手段と、
   前記定常電流と前記第２電圧とに基づいて前記定常電力を算出する第２電力算出手段と、
   により構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力波形表示システム。
4. 前記制御信号を監視する制御信号監視手段と、
   前記制御信号監視手段が監視した制御信号に基づき、前記負荷時タップ切換装置におけるタップ位置を検出するタップ位置検出手段とを備え、
   前記電力取得手段は、
   前記正常動作時の起動電力及び前記正常動作時の定常電力を、前記タップ位置の全ての切り換えパターンについて取得するとともに、
   前記比較動作時の起動電力及び前記比較動作時の定常電力を、タップ位置の切り換えパターンに関連付けて取得することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電力波形表示システム。
5. 前記電力取得手段を含むタップ側装置と前記表示手段を含む管理側装置とを別個に構成するとともに、前記タップ側装置と前記管理側装置との間を通信回線によって通信可能な状態で接続することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の電力波形表示システム。
6. 前記タップ側装置は、
   前記起動電力取得手段によって取得された前記起動電力と前記定常電力取得手段によって取得された前記定常電力とを記憶するデータベースを備え、
   前記管理側装置から送信された要求信号を受信すると、前記データベースに記憶された前記起動電力と前記定常電力とを前記管理側装置へ送信することを特徴とする請求項５に記載の電力波形表示システム。
7. 前記データベースは、
   前記正常動作時の起動電力及び前記正常動作時の定常電力を記憶する第１データベースと、前記比較動作時の起動電力及び前記比較動作時の定常電力を記憶する第２データベースとを備えていることを特徴とする請求項６に記載の電力波形表示システム。

Images