JP2023140456A - Life evaluation method of pole transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、柱上変圧器の寿命を評価する方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating the life of a pole transformer.
柱上変圧器は、タンクの腐食、巻線の被覆である絶縁紙の劣化、漏油を防止するためのガスケットの劣化を主な要因として寿命が短くなることが知られている。しかしながら、柱上変圧器はそれらの要因に基づく寿命とは関係なしに交換されることも多い。 It is known that the lifespan of pole transformers is shortened mainly due to corrosion of the tank, deterioration of the insulating paper that covers the windings, and deterioration of the gasket used to prevent oil leakage. However, pole transformers are often replaced regardless of their service life based on these factors.
そこで、柱上変圧器に取り付けたスマートメーターから得られる電流値を元に柱上変圧器の寿命を推定する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。このような技術によれば、柱上変圧器の推定寿命に基づいて交換や保守を行うことができる。 Therefore, a technique has been proposed for estimating the lifespan of a pole transformer based on a current value obtained from a smart meter attached to the pole transformer (for example, Patent Document 1). According to such technology, replacement and maintenance can be performed based on the estimated lifespan of the pole transformer.
一方、ガスケットの劣化は、漏油に繋がるものの、変圧器内を流れる電流により気温よりガスケット温度は高くなると想定されるが、ガスケット温度の把握は行われておらず、このため、これまで劣化状況を把握するための検討はほとんど行われていない。このような状況に基づけば、漏油に繋がるガスケットの劣化が把握できれば、柱上変圧器の寿命を判定することができ、適切な劣化状況を判断のうえで、交換が実施できる。しかしながら、特許文献1に開示された技術は、柱上変圧器の絶縁紙の劣化を元に寿命を判定するものであり、ガスケットの劣化を考慮したものではない。
On the other hand, although gasket deterioration leads to oil leakage, it is assumed that the gasket temperature will be higher than the air temperature due to the current flowing inside the transformer, but the gasket temperature has not been ascertained. Very little research has been done to understand this. Based on this situation, if gasket deterioration that leads to oil leakage can be ascertained, the lifespan of the pole transformer can be determined, and replacement can be performed after determining the appropriate deterioration status. However, the technique disclosed in
本発明は、上記事情に鑑み、ガスケットの劣化に基づく柱上変圧器の寿命評価方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for evaluating the life of a pole transformer based on gasket deterioration.
上記目的を達成するための本発明の態様は、柱上変圧器を通過する電流を測定可能なスマートメーターから前記電流を計算し、前記柱上変圧器の周囲の環境データを取得し、前記電流、及び前記環境データを入力データとし、柱上変圧器に備わるガスケットの温度(以下、ガスケット温度)を出力するための熱等価回路を用いて前記ガスケット温度を計算し、前記ガスケット温度と、前記ガスケットの劣化の程度を表す指標(以下、劣化指標)との関係を表すガスケット熱特性に基づいて前記劣化指標を推定することにより前記柱上変圧器の寿命を推定することを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法にある。 An aspect of the present invention for achieving the above object is to calculate the current from a smart meter capable of measuring the current passing through the pole transformer, acquire environmental data around the pole transformer, and calculate the current passing through the pole transformer. , and the environmental data as input data, calculate the gasket temperature using a thermal equivalent circuit for outputting the temperature of the gasket provided in the pole transformer (hereinafter referred to as gasket temperature), and calculate the gasket temperature and the gasket temperature. A pole-mounted transformer characterized in that the life of the pole-mounted transformer is estimated by estimating the deterioration index based on the gasket thermal characteristics representing a relationship with an index representing the degree of deterioration (hereinafter referred to as the "deterioration index"). It is in the method of evaluating the lifespan of the device.
本発明によれば、ガスケットの劣化に基づく柱上変圧器の寿命評価方法が提供される。 According to the present invention, a method for evaluating the life of a pole transformer based on gasket deterioration is provided.
本発明の実施形態に係る柱上変圧器の寿命評価方法について説明する。図1は柱上変圧器の寿命を評価するためのシステム構成を示す図である。寿命の評価対象となる柱上変圧器1は、高圧線から分岐されたリード線3がブッシング4を介してタンク6の内部に導かれている。また、ブッシング4にはガスケット5が設けられており、ガスケット5によって漏油が防止されている。タンク6の内部には、特に図示しないが巻線や鉄心、巻線を被覆する絶縁紙などを備えた変圧器本体が格納されている。変圧器本体の二次側から各需要家10に電線7が配線されている。このような柱上変圧器1は公知のものであるので、その他の詳細な構成についての説明は省略する。
A method for evaluating the life of a pole transformer according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a system configuration for evaluating the life of a pole transformer. In the
需要家10には、スマートメーター2が設置されている。スマートメーター2は、電力量測定機能と通信手段を備えた装置である。電力測定機能は、電線7を介して供給される電力量を収集できる機能であり、例えば30分に1回の頻度で電力量を収集する。収集した電力量はスマートメーター情報として通信手段の一例である専用回線により寿命評価装置11に送信される。後述する寿命評価装置11は、評価対象とする1台の柱上変圧器1に接続している各需要家10のスマートメーター2の電力量を合算する。これにより、評価対象の柱上変圧器1を通過する電力量、及びこの電力量から柱上変圧器を通過する電流を把握することができる。
A smart meter 2 is installed in the consumer 10. The smart meter 2 is a device equipped with a power measurement function and a communication means. The power measurement function is a function that can collect the amount of power supplied via the electric wire 7, and collects the amount of power at a frequency of, for example, once every 30 minutes. The collected power amount is transmitted as smart meter information to the
気象台の観測データは、温度、日射の状況、風速などに関するデータである。気象庁はこれらのデータをホームページで公開している。評価対象の柱上変圧器1では、通常、温度、日射の状況、風速は実測されていないため、これらのデータを活用することで、ガスケット温度の推定精度があがり、それによりガスケット劣化状況の推定精度も向上する。これらの気温、日射の状況、風速のデータをまとめて環境データと称する。環境データは、気象庁が提供するものに限らず、様々な機関が提供するものを利用できる。以後、環境データを提供する機関を気象台等と称する。
Observation data from meteorological observatories includes data on temperature, solar radiation conditions, wind speed, etc. The Japan Meteorological Agency publishes this data on its website. Normally, temperature, solar radiation conditions, and wind speed are not actually measured in the pole-mounted
寿命評価装置11は、一般的なコンピュータであり、気象台等から得た環境データ、及びスマートメーター2から得た電流を元に、柱上変圧器1のガスケットの劣化を推定するための計算を実行する。
The
図2-図5を用いて、寿命評価装置11での処理について説明する。まず、図2に示すように、寿命評価装置11は、スマートメーター2から柱上変圧器1の電流を取得する(ステップS1)。評価対象とする1台の柱上変圧器1について、複数のスマートメーター2が接続されているので、各スマートメーター2から得た電流を合計し、この合計値を評価対象の柱上変圧器1を通過する電流とする。スマートメーター2では30分に一回の頻度で電流が測定されるから、30分ごとに柱上変圧器1を通過する電流が得られることになる。
Processing in the
また、寿命評価装置11は、気象台等から気温、日射、及び風速に関する環境データを取得する(ステップS2)。環境データを取得する頻度は、特に限定はないが、スマートメーター2の電流を取得するタイミングに合わせることが好ましい。
The
次に、電流及び環境データを入力データとしてガスケットの温度を計算する(ステップS3)。具体的には、電流及び環境データ、並びに柱上変圧器1に関する定数を入力値とし、タンク6、タンク6内の油温、ガスケット5の温度(以下、ガスケット温度と称する)を出力とする熱等価回路を計算する。図3に熱等価回路の一例を示す。
Next, the temperature of the gasket is calculated using the current and environmental data as input data (step S3). Specifically, the input values are current, environmental data, and constants related to the
[定数値]
巻線(同図のT1)、タンクの油温(同図のT2)、ガスケット(同図のT3)、気温(同図のT0)とが直列に接続されており、それぞれの間に挟まれた熱抵抗をR1、R2、R3とし、それらの熱容量をC1、C2、C3とする。これらの定数は、柱上変圧器1の温度上昇試験や柱上変圧器の仕様等から算定する。
[Constant value]
The winding (T1 in the same figure), tank oil temperature (T2 in the same figure), gasket (T3 in the same figure), and air temperature (T0 in the same figure) are connected in series, and there is a Let R1, R2, and R3 be the thermal resistances and C1, C2, and C3 be their heat capacities. These constants are calculated from a temperature rise test of the
[入力値]
iは、柱上変圧器1の巻線に流れる電流等により発生した熱流[W]である。この熱流は、スマートメーター2から取得した電流等から求めることができる。isは、日射による熱流である。T0は、柱上変圧器1の周囲の温度(気温)である。日射による熱流及び柱上変圧器1の周囲の温度は、気象台等から環境データとして得られたものが用いられる。
[Input value]
i is the heat flow [W] generated by the current flowing in the winding of the
[出力値]
T1は柱上変圧器1の巻線温度を表している。T2はタンク6内の油温(上部と下部との平均温度)を表している。T3は、ブッシングのガスケット温度である。
[Output value]
T1 represents the winding temperature of the
[風、雨の影響の補正]
風、雨は、熱等価回路においては、ガスケットと気温の間の熱抵抗R3に影響を及ぼすと考えられる。具体的には、気象台から得た風速が強いほど熱抵抗が小さくなるようにR3を補正する。この補正後の熱抵抗を表面放散熱抵抗R3’とする。また、雨の影響をどの程度考慮するかを表す雨係数αを0から1の範囲で設定する。雨の影響を全く考慮しない場合、雨係数αを1に設定する。雨の影響を考慮する場合、その程度に応じて0より大きく1未満で設定する。表面放熱抵抗R3’に雨係数αを乗じた抵抗値を用いることで、雨が影響するほど熱抵抗R3が小さくなる。
[Correction for wind and rain effects]
Wind and rain are considered to affect the thermal resistance R3 between the gasket and the air temperature in the thermal equivalent circuit. Specifically, R3 is corrected so that the higher the wind speed obtained from the weather observatory, the lower the thermal resistance. This corrected thermal resistance is defined as surface dissipation thermal resistance R3'. Furthermore, a rain coefficient α, which indicates the degree to which the influence of rain is taken into consideration, is set in the range of 0 to 1. If the influence of rain is not considered at all, the rain coefficient α is set to 1. When considering the influence of rain, set it to a value greater than 0 and less than 1 depending on the degree of influence. By using a resistance value obtained by multiplying the surface heat dissipation resistance R3' by the rain coefficient α, the more the rain influences the thermal resistance R3, the smaller the thermal resistance R3 becomes.
以上の熱等価回路を元に温度を得る計算については公知であるので詳細な説明は省略する。この結果、T3、すなわちガスケット5の温度を得ることができる。図4に示すように、スマートメーター2、電流及び気象台等から環境データを得るたびにガスケット5の温度を計算することで、ガスケットの温度履歴を得ることができる。
The calculation for obtaining the temperature based on the above-mentioned thermal equivalent circuit is well known, so a detailed explanation will be omitted. As a result, T3, that is, the temperature of the
次に、上述のようにして得られたガスケット温度から柱上変圧器1の寿命評価を行う(図2ステップS4)。寿命評価を行うためにガスケットの劣化指標を用いる。劣化指標とは、ガスケットの劣化の程度を表す指標であり、一例として、ガスケット5を構成する素材の圧縮永久ひずみ率を用いる。
Next, the life of the
図5(a)に、劣化指標とガスケット温度との関係を表すガスケット熱特性を示す。ガスケット熱特性の横軸は、ガスケット温度を表し、ガスケット熱特性の縦軸は、劣化指標(圧縮永久ひずみ率)の増加量を表している。 FIG. 5(a) shows the gasket thermal characteristics representing the relationship between the deterioration index and the gasket temperature. The horizontal axis of the gasket thermal characteristics represents the gasket temperature, and the vertical axis of the gasket thermal characteristics represents the amount of increase in the deterioration index (compression set rate).
ガスケット温度は、熱等価回路を元に計算されたものであるが、前回と今回の計算の間における温度を表しているとみなす。この例では、30分に一回の頻度でガスケット温度を計算するので、ガスケット5は30分間に亘って計算により得られたガスケット温度であったとみなすことになる。
Although the gasket temperature is calculated based on the thermal equivalent circuit, it is assumed that it represents the temperature between the previous and current calculations. In this example, since the gasket temperature is calculated once every 30 minutes, it is assumed that the gasket temperature of
例えば、ガスケット温度が30分間に亘って60℃であれば、圧縮永久ひずみ率の増加量は、0.01%である。したがって、ガスケット5の圧縮永久ひずみ率にその値「0.01」を加算する。以後、ガスケット温度を計算するたびに、ガスケット温度に対応する増加量をガスケット熱特性から取得し、増加量を圧縮永久ひずみ率に加算する。この結果、図5(b)に示すように、劣化指標が経時的に増大していく。
For example, if the gasket temperature is 60° C. for 30 minutes, the increase in compression set rate is 0.01%. Therefore, the value "0.01" is added to the compression set rate of the
なお、このようなガスケット熱特性は実測やシミュレーションなどにより予め用意しておく。また、ガスケット熱特性は図5(a)のような一種類のみ用いる場合に限定されない。例えば、ガスケット5を使い始めてからの累積時間ごとに異なるガスケット熱特性を用意してもよい。そして、実際のガスケット5の累積時間に応じて、それらの複数のガスケット熱特性を切り替えて使用してもよい。同じガスケット温度であっても、ガスケット5の累積時間によっては劣化指標の増加量が異なる場合がある。累積時間に応じた複数のガスケット熱特性を切り替えて使用することで、より正確に劣化指標の増加量を得ることができる。
Note that such gasket thermal characteristics are prepared in advance through actual measurements or simulations. Further, the gasket thermal characteristics are not limited to the case where only one type is used as shown in FIG. 5(a). For example, different gasket thermal characteristics may be prepared for each accumulated time since the
圧縮永久ひずみ率は,初期値から劣化により増加する。このような圧縮永久ひずみ率に対して閾値(図5(b)の符号thを参照)を設ける。閾値は、ガスケット5の交換目安となるような値とする。劣化指標とこのように設定した閾値に基づいてガスケット5の寿命を推定する。その推定方法の一つは、圧縮永久ひずみ率が閾値を越えていたら、ガスケット5は交換すべきものであると評価することである。他の推定方法としては、圧縮永久ひずみ率が閾値に達していない場合、図5の熱特性から、今後の負荷および環境要因を想定し、あとどれくらいの期間で圧縮永久ひずみ率が閾値に達するか推定する。そしてガスケット5の劣化は、柱上変圧器1の寿命に影響する主要因である。よって、ガスケット5の劣化を推定することで柱上変圧器1の寿命を評価することができる。
The compression set rate increases from the initial value due to deterioration. A threshold value (see symbol th in FIG. 5(b)) is provided for such compression set rate. The threshold value is set to a value that serves as a guideline for replacing the
上述した寿命評価方法においては、ガスケット5の温度を計算したが、実測のガスケット5の温度と比較した実験例を示す。図6は、日射など環境データを用いずに計算したガスケット5の温度(計算値;青線)と、実測のガスケット5の温度(実測値;黒線)とを比較したものである。計算値は、実測値に対して増減傾向については追随しているが、特に晴れのときの温度に乖離が見られる。なお、図6-図10に示す実線や点線等に付された色については、物件提出書に添付して提出した図6-図10に相当するカラーの図面を参照されたい。また、図6-図8では実測値がゼロである箇所がいくつか存在するが、これはガスケット温度の実測値がゼロであることを意味するのではなく、実測値が欠落していることを表わしている。
In the above-mentioned life evaluation method, the temperature of the
図7は、気象台等から得た日射による熱流を用い、風の影響を考慮にいれ、雨が降っていない日について計算したガスケット5の温度(計算値;青線)と、実測のガスケット5の温度(実測値;黒線)とを比較したものである。つまり、表面放散熱抵抗R3’を用い、雨係数αは1である。この場合、計算値は、実測値に対して晴れのときについても非常によく近似していることが示されている。
Figure 7 shows the temperature of
表1は、風速の影響を考慮してガスケット温度を計算し、そのガスケット温度から得た10年間の圧縮永久ひずみ率を示すものである。実風速は、気象台等から得た風速である。0.5m/s、1.0m/s、4.0m/sは、気象台等から得たものではなく、ガスケット温度の計算に用いる風速として適当に割り当てた数値である。
実風速を考慮して得られた圧縮永久ひずみ率は、最も確からしいものと考えられる。それに対して、0.5m/s、1.0m/s、4.0m/sの風速を用いた場合の圧縮永久ひずみ率は、実風速の場合の圧縮永久ひずみ率よりも乖離していることが分かる。なお、上述したように気象台等から得た風速をそのまま用いる他に、気象台等から得た風速から所定期間における平均風速を求め、その平均風速を用いてもよい。 The compression set rate obtained by considering the actual wind speed is considered to be the most reliable. On the other hand, the compression set rates when using wind speeds of 0.5 m/s, 1.0 m/s, and 4.0 m/s deviate from the compression set rates at actual wind speeds. I understand. In addition to using the wind speed obtained from a weather observatory as described above, the average wind speed for a predetermined period may be determined from the wind speed obtained from a meteorological observatory and the obtained average wind speed may be used.
表2は、雨係数αを1、0.4に設定してガスケット温度を計算し、そのガスケット温度から得た圧縮永久ひずみ率を示すものである。大きな差ではないが雨の影響が圧縮永久ひずみ率に影響していると言える。
上述した例では、気象台等から得た日射による熱流を用いたが、柱上変圧器1の設置場所で得られた環境データを用いた場合との比較を図8に示す。
In the example described above, heat flow due to solar radiation obtained from a weather observatory or the like was used, but FIG. 8 shows a comparison with the case where environmental data obtained at the installation location of the
同図には、ガスケット温度の実測値(青線)、計算値1(緑)、計算値2(ピンク)、計算値3(黒)が示されている。計算値1は、柱上変圧器1の設置場所において測定した日射の熱流を用いて計算したガスケット温度である。計算値2は、気象台等から柱上変圧器1の周辺の日射の熱流を得て、それを用いて計算したガスケット温度である。計算値3は、日射の熱流を用いずに計算したガスケット温度である。
The figure shows the measured value (blue line), calculated value 1 (green), calculated value 2 (pink), and calculated value 3 (black) of the gasket temperature. The
計算値1が最も実測値に近い。そして計算値2は計算値3よりも実測値に近い。したがって、計算値2のように気象台等の日射の熱量に関する環境データを用いた場合であっても、計算値3のように環境データを用いない場合と比較して実測値に近い値を得ることができる。
The
次に、図9に、風速に関して気象台等から得た場合と、柱上変圧器1の設置場所で得た場合との比較を示す。
Next, FIG. 9 shows a comparison between wind speeds obtained from a meteorological observatory and the like and those obtained at the location where the
同図には、ガスケット温度の実測値(緑)、計算値1(青)、計算値2(黒)が示されている。計算値1は、柱上変圧器1の設置場所で風速を測定し、それを用いて計算したガスケット温度である。計算値2は、気象台等から柱上変圧器1の周辺の風速を得て、それを用いて計算したガスケット温度である。
The figure shows the measured value (green), calculated value 1 (blue), and calculated value 2 (black) of the gasket temperature.
計算値1が最も実測値に近い。そして計算値2は、計算値1ほどではないが実測値に近い。したがって、計算値2のように気象台等の風速に関する環境データを用いた場合であっても、環境データを用いないで計算したガスケット温度よりも実測値に近い値を得られると考えられる。
The
次に、図10及び図11に、風速及び日射に対する影響を検討するために、風速、日射を考慮する場合と考慮しなかった場合におけるブッシング温度(ガスケット温度)を比較した結果を示す。 Next, FIGS. 10 and 11 show the results of comparing the bushing temperature (gasket temperature) when wind speed and solar radiation were taken into account and when they were not taken into account, in order to study the influence on wind speed and solar radiation.
図10にはガスケット温度の実測値(黒)、計算値1(ピンク)、計算値2(青)、計算値3(緑)が示されている。計算値1は、風速を考慮せず、日射を考慮して計算したガスケットの温度である。計算値2は、風速を考慮し、日射を考慮せずに計算したガスケットの温度である。計算値3は、風速及び日射ともに考慮せずに計算したガスケットの温度である。計算値1(風速未考慮、日射考慮)は、実測値に対して、温度が高くなるとともに日間温度変動において降温にかかる時間が長くなる結果となった。計算値2(風速考慮、日射未考慮)は、実測値に対して温度が低くなる結果となった。計算値3(風速、日射ともに未考慮)は、実測値に対して温度と日間温度変動の時間、降温にかかる時間がずれる結果となった。
FIG. 10 shows the measured value (black), calculated value 1 (pink), calculated value 2 (blue), and calculated value 3 (green) of the gasket temperature.
図11に示すように、風速及び日射を考慮した計算値は、実測値との乖離が最も小さい。このような図10及び図11に示した結果から、実測値の温度と計算値の温度との乖離を少なくするためには、風速及び日射を考慮する必要がある。 As shown in FIG. 11, the calculated value taking into account wind speed and solar radiation has the smallest deviation from the actual measured value. From the results shown in FIGS. 10 and 11, it is necessary to consider wind speed and solar radiation in order to reduce the deviation between the measured temperature and the calculated temperature.
以上に説明した柱上変圧器の寿命評価方法によれば、気象台等から得た環境データを基づいてガスケット温度を計算し、このガスケット温度に基づいてガスケットの劣化指標(例えば圧縮永久ひずみ率)を推定し、劣化指標に基づく柱上変圧器1の寿命を評価することができる。ガスケット温度の計算においては、柱上変圧器1の周辺における環境データを用いている。これにより、それらの影響を考慮しない場合と比較して、実際のガスケット温度を精度良く推定することができる。この結果、ガスケットの劣化指標をより確実に推定し、柱上変圧器1の寿命をより精度良く評価することができる。
According to the above-described method for evaluating the life of a pole-mounted transformer, the gasket temperature is calculated based on environmental data obtained from a meteorological observatory, etc., and the gasket deterioration index (for example, compression set rate) is calculated based on this gasket temperature. It is possible to estimate and evaluate the life of the
具体的な柱上変圧器1の寿命評価方法としては、計算したガスケット温度と、図5(a)に示したガスケット熱特性から劣化指標の増加量を求め、図5(b)に示した劣化指標の経時変化を計算する。このような劣化指標と閾値とに基づいてガスケット5の劣化状況が判断でき、柱上変圧器1の寿命を評価することができる。
As a specific method for evaluating the life of the
累積時間に応じた複数のガスケット熱特性を切り替えて使用することで、より正確に劣化指標の増加量を得ることができ、この結果、より精度良くガスケットの劣化指標を得ることができる。 By switching and using a plurality of gasket thermal characteristics depending on the cumulative time, it is possible to more accurately obtain the amount of increase in the deterioration index, and as a result, it is possible to obtain the gasket deterioration index with higher accuracy.
また、柱上変圧器の寿命評価方法は、環境データを柱上変圧器1の設置場所で取得しなくても、気象台等の環境データを用いて精度良くガスケット温度を計算することができる。また、環境データを取得するための各種装置を柱上変圧器1の設置場所に配置しなくてよいので、それらに要するコストを発生させずにすむ。
Furthermore, the method for evaluating the life of a pole transformer can accurately calculate the gasket temperature using environmental data from a weather observatory, etc., without having to obtain environmental data at the location where the
また、熱等価回路に環境データとして気温、日射による熱流、風速を入力する。これにより、より精度良くガスケット温度を計算することができる。 In addition, the temperature, heat flow due to solar radiation, and wind speed are input as environmental data to the thermal equivalent circuit. Thereby, the gasket temperature can be calculated with higher accuracy.
また、熱等価回路に与える風速として平均風速を用いる。これにより、瞬間的な突風の影響を低減することができる。 Furthermore, the average wind speed is used as the wind speed given to the thermal equivalent circuit. This makes it possible to reduce the effects of momentary gusts of wind.
また、熱等価回路に雨係数を用いる。これにより、雨の影響を考慮してガスケット温度をより精度良く計算することができる。 In addition, the rain coefficient is used in the thermal equivalent circuit. Thereby, the gasket temperature can be calculated with higher accuracy taking into account the influence of rain.
また、上述した説明では、気象台等から環境データを取得する場合について説明したがこのような構成に限定されない。環境データは、柱上変圧器1を含む範囲として柱上変圧器1の設置場所付近に設けたセンサー等によって得てもよい。さらに、風速、温度、日射などの環境データを得ることができるセンサー等を有するスマートメーターが実現されれば、そのようなスマートメーターから環境データを取得してもよい。
Further, in the above description, the case where environmental data is acquired from a weather observatory or the like has been described, but the present invention is not limited to such a configuration. The environmental data may be obtained by a sensor or the like provided near the installation location of the
スマートメーター2により30分に一回の頻度で電流が測定される場合について説明したが、本発明はそのような頻度に限定されない。本発明は任意の頻度で電流を測定可能なスマートメーターを利用することができる。 Although a case has been described in which the smart meter 2 measures current at a frequency of once every 30 minutes, the present invention is not limited to such a frequency. The present invention can utilize a smart meter that can measure current at any frequency.
ガスケットの劣化指標として圧縮永久ひずみ率を用いたがこれに限定されない。例えば、ガスケットの硬度を用いてもよい。熱劣化とともに硬度が高くなることが知られているので、硬度がある閾値を越えたら交換するといった評価を行ってもよい。また、ガスケットが劣化するほど減少する劣化指標を用いる場合は、図5を「減少量」と読み替えればよい。そして、圧縮永久ひずみ率を用いた場合と同様にして劣化指標と閾値に基づいてガスケットの劣化を推定すればよい。 Although the compression set rate was used as the gasket deterioration index, the present invention is not limited to this. For example, the hardness of the gasket may be used. Since it is known that the hardness increases with thermal deterioration, an evaluation may be performed such as replacing it when the hardness exceeds a certain threshold. Furthermore, when using a deterioration index that decreases as the gasket deteriorates, FIG. 5 may be read as "decreased amount." Then, the deterioration of the gasket may be estimated based on the deterioration index and the threshold value in the same manner as when using the compression set rate.
柱上変圧器を保守する産業分野などで利用することができる。 It can be used in industrial fields where pole-mounted transformers are maintained.
1…柱上変圧器、2…スマートメーター、3…リード線、4…ブッシング、5…ガスケット、6…タンク、7…電線、8…電流測定器、10…需要家、11…寿命評価装置 1... Pole transformer, 2... Smart meter, 3... Lead wire, 4... Bushing, 5... Gasket, 6... Tank, 7... Electric wire, 8... Current measuring device, 10... Consumer, 11... Life evaluation device
Claims (9)
前記柱上変圧器の周囲の環境データを取得し、
前記電流、及び前記環境データを入力データとし、柱上変圧器に備わるガスケットの温度(以下、ガスケット温度)を出力するための熱等価回路を用いて前記ガスケット温度を計算し、
前記ガスケット温度と、前記ガスケットの劣化の程度を表す指標(以下、劣化指標)との関係を表すガスケット熱特性に基づいて前記劣化指標を推定することにより前記柱上変圧器の寿命を推定する
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 calculating said current from a smart meter capable of measuring the current passing through the pole transformer;
acquiring environmental data around the pole transformer;
Calculating the gasket temperature using the current and the environmental data as input data and using a thermal equivalent circuit for outputting the temperature of the gasket provided in the pole transformer (hereinafter referred to as gasket temperature),
estimating the lifespan of the pole-mounted transformer by estimating the deterioration index based on gasket thermal characteristics representing a relationship between the gasket temperature and an index representing the degree of deterioration of the gasket (hereinafter referred to as deterioration index); A method for evaluating the life of a pole-mounted transformer.
前記ガスケット熱特性は、前記ガスケット温度と、前記劣化指標の増加量又は減少量との関係を表し、
前記ガスケット温度を計算するごとに、前記ガスケット温度に対応する前記増加量又は前記減少量を前記ガスケット熱特性から取得し、前記増加量又は前記減少量を前記劣化指標に加算し、
前記劣化指標に対して、前記ガスケットの交換を要することを表す閾値を設定し、
前記劣化指標と前記閾値とに基づいて前記柱上変圧器の寿命を推定する
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 A method for evaluating the life of a pole transformer according to claim 1, comprising:
The gasket thermal characteristics represent the relationship between the gasket temperature and the amount of increase or decrease in the deterioration index,
Each time the gasket temperature is calculated, the increase amount or the decrease amount corresponding to the gasket temperature is obtained from the gasket thermal characteristics, and the increase amount or the decrease amount is added to the deterioration index,
setting a threshold value indicating that the gasket needs to be replaced for the deterioration index;
A method for evaluating the life of a pole transformer, comprising estimating the life of the pole transformer based on the deterioration index and the threshold.
前記ガスケットを使い始めてからの累積時間ごとに異なるガスケット熱特性を用意し、
前記累積時間に応じた前記ガスケット熱特性から前記増加量又は前記減少量を取得する
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 A method for evaluating the life of a pole transformer according to claim 2, comprising:
Different gasket thermal characteristics are prepared for each cumulative time since the gasket was first used,
A method for evaluating the life of a pole-mounted transformer, characterized in that the amount of increase or the amount of decrease is obtained from the gasket thermal characteristics according to the cumulative time.
前記環境データは、前記柱上変圧器を含む範囲を対象として測定されたものである
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 A method for evaluating the life of a pole transformer according to any one of claims 1 to 3, comprising:
A method for evaluating the life of a pole transformer, wherein the environmental data is measured in an area including the pole transformer.
前記熱等価回路は、
前記柱上変圧器の巻線、前記柱上変圧器のタンクの油温、前記ガスケット、気温とがそれぞれ熱抵抗を挟んで直列に接続され、
前記気温には、前記環境データとして得られた気温を入力する
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 A method for evaluating the life of a pole transformer according to any one of claims 1 to 4, comprising:
The thermal equivalent circuit is
The winding of the pole transformer, the oil temperature of the tank of the pole transformer, the gasket, and the air temperature are each connected in series with a thermal resistance in between,
A method for evaluating the life of a pole-mounted transformer, characterized in that the air temperature obtained as the environmental data is inputted as the air temperature.
前記熱等価回路の前記ガスケットには、前記環境データとして日射による熱流を入力する
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 A method for evaluating the life of a pole transformer according to claim 5, comprising:
A method for evaluating the life of a pole transformer, characterized in that heat flow due to solar radiation is input as the environmental data to the gasket of the thermal equivalent circuit.
前記熱等価回路の前記ガスケットと前記気温との間の前記熱抵抗を、前記環境データとしての風速が強いほど小さくなるよう補正する
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 A method for evaluating the life of a pole transformer according to claim 5 or 6, comprising:
A method for evaluating the life of a pole-mounted transformer, comprising: correcting the thermal resistance between the gasket of the thermal equivalent circuit and the air temperature so that it becomes smaller as the wind speed as the environmental data becomes stronger.
前記環境データとしての風速から所定期間における平均風速を計算し、前記平均風速が強いほど小さくなるよう前記熱抵抗を補正する
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 A method for evaluating the life of a pole transformer according to claim 7, comprising:
A method for evaluating the life of a pole-mounted transformer, comprising: calculating an average wind speed for a predetermined period from the wind speed as the environmental data, and correcting the thermal resistance so that it becomes smaller as the average wind speed becomes stronger.
雨の影響を考慮しない場合を1とし、雨の影響を考慮する程度に応じて1未満の値を雨係数として設定し、
前記熱等価回路の前記ガスケットと前記気温との間の前記熱抵抗に、前記雨係数を乗じる
ことを特徴とする柱上変圧器の寿命評価方法。 A method for evaluating the life of a pole transformer according to any one of claims 5 to 8,
If the effect of rain is not considered, it is set as 1, and a value less than 1 is set as the rain coefficient depending on the degree to which the effect of rain is considered.
A method for evaluating the life of a pole transformer, comprising: multiplying the thermal resistance between the gasket of the thermal equivalent circuit and the air temperature by the rain coefficient.
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