JP2617907B2 - 変圧器運転監視装置 - Google Patents

変圧器運転監視装置

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JP2617907B2 JP59142266A JP14226684A JP2617907B2 JP 2617907 B2 JP2617907 B2 JP 2617907B2 JP 59142266 A JP59142266 A JP 59142266A JP 14226684 A JP14226684 A JP 14226684A JP 2617907 B2 JP2617907 B2 JP 2617907B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、変圧器運転監視装置に関するものであ
り、さらに詳しくいうと、変圧器の負荷時タツプ切換え
装置の異常を検知することにより変圧器を監視する変圧
器運転監視装置に関するものである。
〔従来の技術〕
変圧器の負荷時タップ切換え装置(以下、タップチェ
ンジャという)は、一般に切換え開閉器およびタップ選
択器により構成されている。さらに、このタップチェン
ジャを駆動する電動機が設置されている。そして、この
タップチェンジャは、変圧器の課電中において、負荷変
動に伴い電圧比を変更する場合に、変圧器回路を遮断す
ることなくタップ切り換えを遂行させるものである。
つぎに、タップチェンジャの動作について説明する。
変圧器の課電中において、電圧比を変更する必要が生
じると、例えば制御装置(図示せず)から負荷時タップ
切換え起動信号が発せられる。この負荷時タップ切換え
起動信号が発せられると、電動機の駆動信号がタップチ
ェンジャのタップ切り換え動作の1サイクルの時間、例
えば約5.5秒出力される。この電動機の駆動により、ま
ずタップ選択器が動作されて所定のタップが選択され、
ついで切換え開閉器が動作されて電気回路が切り換えら
れて、タップ切り換え動作が遂行される。この時、タッ
プ選択器によるタップ選択動作は負荷時タップ切換え起
動信号の発生から約3.5秒の間に行われ、切換え開閉器
による電気回路の切り換え動作は負荷時タップ切換え起
動信号の発生から約4.5秒経過後約数十ミリ秒の間に行
われる。
ここで、切換え開閉器による電気回路の切り換え動作
は、変圧器タップ巻線の切り換え対象タップ間で、一
時、切換え開閉器内の抵抗器やリアクトルを通じて短絡
させるために、万が一タップ切換え機構が正常に動作し
ない場合には、タップ巻線のタップ間に過大な短絡電流
を生じて大事故に発展する恐れがある。
このような事故を防止して変圧器を正常に運転させる
ために、従来は、タップチェンジャの動作回数を監視
し、規定回数に達したときに部品の交換等を行う他、タ
ップチェンジャ動作時の切り換え動作準備時間を含めた
時間監視を行っているが、数十ミリ秒という短い切換え
開閉器による実際のタップ切換え時間の監視ではないた
め、異常の前駆現象の把握は困難であり、異常予知方法
としては十分とはいえないものであった。
他方、人による巡視点検時にタツプ切換え音から正常
時との差異で異常を発見することはあるが、この聴覚に
よる異常検知には、人が変圧器の近傍に出向く必要があ
り、さらにそのときにタツプ切換えが行われているこ
と、また、巡視員が対象のタツプチエンジヤの切換え音
から正常・異常の判断ができることなど種々の条件に制
約され、かつ、常時監視でない等、これも異常検出方法
としては十分ではなかつた。
〔発明の概要〕
この発明は、以上のような従来の方法における欠点を
除去しようとするもので、常時監視ができ、数十ミリ秒
という短い切換え開閉器による実際のタップ切換え時間
に相当する実質タツプ切換え時間を検出し判断処理する
ことにより、自動的にタツプチエンジヤの異常を早期に
発見できる変圧器運転監視装置を提供することを目的と
し、負荷時タツプ切換え装置の切換え開閉器内に圧力検
出器を取付け、タップ切換え時に切換え開閉器内に生じ
る圧力上昇を圧力検出器で検出し、負荷時タップ切換え
起動信号に同期してこの検出信号を取り込み、この検出
信号に基づいて実質タップ切換え時間を算出し、算出さ
れた実質タップ切換え時間からタツプ切換え装置の異常
の有無を判定するようにしてなるものである。
また、この発明は、圧力信号、負荷時タツプ切換え起
動信号に、変圧器の負荷電流レベル信号を加味して等価
タツプ切換え時間を判別検出するようにした変圧器運転
監視装置を提供する。
〔発明の実施例〕
この発明の第一の実施例を第1図について説明する。
タツプチエンジヤの収納容器1の上面にタツプ切換え駆
動装置2が配設されており、タツプ切換え駆動装置2に
連結された切換え開閉器3とタツプ選択器4が収納容器
1に収納されている。
切換え開閉器3内には圧力検出器5が配置されてお
り、圧力検出器5の圧力信号を処理する電気的処理部6
は、圧力信号を圧力の大小に応じて所定の電気信号に変
換する信号変換回路7、フイルタ回路8を経た上記の電
気信号が入力されゲート回路11を駆動する信号比較回路
9、ゲート回路11が開放されたときパルス発生回路10の
出力パルスが入力されるパルスカウンタ回路12、このパ
ルスカウンタ回路12の出力および負荷時タップ切換え起
動信号14が入力される判断処理回路13で構成されてい
る。なお、実線矢印は信号伝達経路を、破線矢印は判断
処理回路13からパルスカウンタ回路12へのリセツト信号
経路を示す。
次に動作について説明する。変圧器の課電中におい
て、電圧比を変更する必要が生じると、例えば制御装置
(図示せず)から負荷時タップ切換え起動信号14が発せ
られる。この負荷時タップ切換え起動信号14が発せられ
ると、電動機の駆動信号がタップチェンジャのタップ切
り換え動作の1サイクルの時間出力される。この電動機
の駆動により、まずタップ選択器4が動作されて所定の
タップが選択され、ついでタップ切換え駆動装置2内で
バネ等により蓄勢された機械的エネルギーが解放されて
切換え開閉器3の接点が切り換えられ、電気回路が切り
換えられる。この切換え開閉器3による電気回路の切り
換え動作においては、発生する機械力および接点間に発
生するアークにより、切換え開閉器3内の圧力が上昇す
る。そして、電気回路の切り換え動作が完了した後、切
換え開閉器3内の圧力は徐々に下降する。そこで、切換
え開閉器3内の圧力は、負荷時タップ切換え起動信号14
の発生から、所定のタップが選択され、切換え開閉器3
によりタップの切り換えが開始されるまでは定常状態を
維持し、切換え開閉器3によりタップの切り換えが開始
された後上昇を始め、切換え開閉器3によりタップの切
り換えが完了した後徐々に下降し、所定時間経過後定常
状態に戻ることになる。
この切換え開閉器3内の圧力は圧力検出器5で検出さ
れ、信号変換回路7により所定の電気レベルに変換され
た後、フィルタ回路8を通じて信号比較回路9に出力さ
れる。信号比較回路9では、入力信号のレベルが所定の
基準値以上の場合にゲート回路11を開放させ、パルス発
生回路10よりのパルス信号をパルスカウンタ回路12に出
力させる。パルスカウンタ回路12では、ゲート回路11を
通過して入力されたパルス信号を積算し、判断処理回路
13に出力する。
判断処理回路13では、パルスカウンタ出力値から切換
え開閉器3の実際のタップ切り換え時間に相当する実質
タップ切換え時間を算出する。この時、タップ切換え機
構が正常に動作していない場合、例えば限流抵抗が壊れ
ていると限流できなくなり、またタップ間に過大な短絡
電流が生じると、アークエネルギーが増大して、算出さ
れた実質タップ切換え時間が長くなり、あるいはタップ
切り換え時間が長くなっても、算出された実質タップ切
換え時間が長くなる。
そこで、この判断処理回路13では、予め設定されてい
た正常時における切換え開閉器3のタップ切換え時間で
ある設定タップ切換え時間と、算出された実質タップ切
換え時間とを比較し、該実質タップ切換え時間が設定タ
ップ切換え時間に対して所定のN倍より長い場合に、タ
ップチェンジャが異常と判断し、適宜の警報または表示
を出力するようにしている。
ここで、判断処理回路13は、ノイズによる誤信号を防
止するために、負荷時タップ切換え起動信号14を受けた
ときにパルスカウンタ回路12をリセットしている。そし
て、負荷時タップ切換え起動信号14を受けてから所定時
間経過後、即ち切換え開閉器3のタップ切り換え動作開
始直前に、パルスカウンタ回路12のパルス信号の積算を
開始させ、その後一定時間経過後、タップ切り換え完了
とみなしパルスカウンタ回路12からの出力を読み取るよ
うにしている。
第2図に示す第二の実施例は、第1図の装置の判断処
理回路13にデータ記憶・演算処理回路15を接続してなる
ものである。
ここでは、データ記憶・演算処理回路15は、判断処理
回路13で算出された実質タップ切換え時間のデータを記
憶し、その記憶データから第3図のような頻度分布を求
め、さらに標準偏差値σを求めていう。そして、判断処
理回路13で算出された実質タップ切換え時間が平均値か
ら標準偏差値σの数倍(例えば3σ)より長いか否かを
演算処理し、該実質タップ切換え時間が平均値から標準
偏差値σの数倍より長い場合には、タップチェンジャに
異常が発生したと判断するようにしている。
かような統計処理機能の付加により、さらに高精度の
異常検知ができる。
第4図に示す第三の実施例は、変圧器の負荷電流iL
検出する負荷電流検出器16と、負荷電流検出器16よりの
信号を受け負荷電流値に応じて所定の電気レベル信号を
判断処理回路13へ入力する第2の信号変換回路17とを設
けてなるものである。その他の部分は第1図の構成と同
様である。
この実施例における動作の、第一の実施例との相違点
は、判断処理回路13で算出された実質タップ切換え時間
(tx)から負荷電流による増加分を差し引いて、等価タ
ップ切換え時間(te)を算出するものである。
つまり、変圧器の運転においては、負荷の変動が生
じ、この負荷電流によって、切換え開閉器3内の圧力変
動の要因であるアークエネルギーが変動してしまう。そ
こで、タップチェンジャが正常に動作している場合にお
いても、圧力検出器5の検出信号に基づいて算出された
実質タップ切換え時間(tx)は負荷電流(iL)により変
動する。即ち、等価タップ切換え時間(te)と実質タッ
プ切換え時間(tx)とは、te=tx(1−f(iL))と表
される。
したがって、ここで算出された等価タップ切換え時間
(te)は、実質タップ切換え時間(tx)から負荷電流に
よる増加分(txf(iL))が差し引かれ、切換え開閉器
3の実際のタップ切り換え時間と等価となっている。
そこで、この判断処理回路13では、予め設定されてい
た正常時における切換え開閉器3のタップ切換え時間で
ある設定タップ切換え時間と、算出された等価タップ切
換え時間とを比較し、該等価タップ切換え時間が設定タ
ップ切換え時間に対して所定のN倍より長い場合に、タ
ップチェンジャが異常と判断し、適宜の警報または表示
を出力するようにしている。
第5図は第四の実施例を示し、第4図における判断処
理回路にデータ記憶・演算処理回路18を接続してなるも
ので、その他は第4図のものと同様である。
以上の構成により、データ記憶・演算処理回路18に算
出した等価タツブ切換え時間等のデータを記憶し、その
記憶データについての第3図のような頻度分布から標準
偏差値σを求め算出データが平均値から標準偏差値σの
所定の数倍より長い場合に異常と判断する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明は、タツプチエンジヤ異常の
前駆現象を示すタツプ切換え時間を負荷時タップ切換え
起動信号と同期して切換え開閉器内の圧力上昇から、も
しくはこの圧力上昇に負荷電流の影響を考慮して算出
し、算出されたタップ切換え時間から、タツプチエンジ
ヤの異常ないし異常の徴候を判定するようにしたので、
自動的、かつ、高精度に変圧器運転に関する監視を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第一の実施例の結線図、第2図は第
二の実施例の結線図、第3図は第二実施例におけるタツ
プ切換え時間−動作回数のヒストグラムを示す線図、第
4図は第三の実施例の結線図、第5図は第四の実施例の
結線図である。 1……収納容器、3……切換え開閉器、5……圧力検出
器、6……電気的処理部、7……信号変換回路、8……
フイルタ回路、9……信号比較回路、10……パルス発生
回路、11……ゲート回路、12……パルスカウンタ回路、
13……判断処理回路、14……タツプ切換え起動信号、1
5,18……データ記憶・演算処理回路、16……負荷電流検
出器、17……第2の信号変換回路。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 貞夫 赤穂市天和651番地 三菱電機株式会社 赤穂製作所内 (56)参考文献 特公 昭50−31254(JP,B1)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】負荷時タップ切換え装置の切換え開閉器内
    に配置された圧力検出器と、負荷時タップ切換え起動信
    号に同期して前記圧力検出器からの信号を取り込み、該
    信号に基づいて実質タップ切換え時間を算出し、算出さ
    れた該実質タップ切換え時間から前記負荷時タップ切換
    え装置の異常を判別検出する電気的処理部とを備えてな
    る変圧器運転監視装置。
  2. 【請求項2】圧力検出器からの信号を所定の電気信号に
    変換する信号変換回路と、この信号変換回路からの信号
    を基準値と比較してゲート回路を駆動する信号比較回路
    と、前記ゲート回路を経たパルス発生回路からのパルス
    信号が入力されるパルスカウンタ回路と、負荷時タップ
    切換え起動信号に応じて前記パルスカウンタ回路をリセ
    ットし前記パルスカウンタ回路からの信号に基づいて実
    質タップ切換え時間を算出し、算出された該実質タップ
    切換え時間から前記負荷時タップ切換え装置の異常を判
    別検出する判断処理回路とからなる電気的処理部を備え
    た特許請求の範囲第1項記載の変圧器運転監視装置。
  3. 【請求項3】判断処理回路により算出された実質タップ
    切換え時間を記憶して統計処理を行い、この統計処理か
    らの前記実質タップ切換え時間の許容値を基準に負荷時
    タップ切換え装置の異常を判定するデータ記憶・演算処
    理回路が接続された判断処理回路を備えた特許請求の範
    囲第2項記載の変圧器運転監視装置。
  4. 【請求項4】負荷時タップ切換え装置の切換え開閉器内
    に配置された圧力検出器と、負荷時タップ切換え起動信
    号に同期して前記圧力検出器からの信号および変圧器の
    負荷電流レベル信号を取り込み、これらの信号に基づい
    て負荷電流による変動分を除去した等価タップ切換え時
    間を算出し、算出された該等価タップ切換え時間から前
    記負荷時タップ切換え装置の異常を判別検出する電気的
    処理部とを備えてなる変圧器運転監視装置。
  5. 【請求項5】圧力検出器からの信号を所定の電気信号に
    変換する信号変換回路と、この信号変換回路からの信号
    を基準値と比較してゲート回路を駆動する信号比較回路
    と、前記ゲート回路を経たパルス発生回路からのパルス
    信号が入力されるパルスカウンタ回路と、負荷時タップ
    切換え起動信号に応じて前記パルスカウンタ回路をリセ
    ットし前記パルスカウンタ回路からの信号および負荷電
    流レベル信号に基づいて等価タップ切換え時間を算出
    し、算出された該等価タップ切換え時間から前記負荷時
    タップ切換え装置の異常を判別検出する判断処理回路と
    からなる電気的処理部を備えた特許請求の範囲第4項記
    載の変圧器運転監視装置。
  6. 【請求項6】判断処理回路により算出された等価タップ
    切換え時間を記憶して統計処理を行い、この統計処理か
    らの前記等価タップ切換え時間の許容値を基準に負荷時
    タップ切換え装置の異常を判定するデータ記憶・演算処
    理回路が接続された判断処理回路を備えた特許請求の範
    囲第5項記載の変圧器運転監視装置。
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JPS6122726A JPS6122726A (ja) 1986-01-31
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