JP3064854B2 - 変圧器油温計測装置 - Google Patents

変圧器油温計測装置

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JP3064854B2
JP3064854B2 JP7020407A JP2040795A JP3064854B2 JP 3064854 B2 JP3064854 B2 JP 3064854B2 JP 7020407 A JP7020407 A JP 7020407A JP 2040795 A JP2040795 A JP 2040795A JP 3064854 B2 JP3064854 B2 JP 3064854B2
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弘幸 近藤
健七郎 三島
友弘 藤井
滋 平野
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/04Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402Association of measuring or protective means
    • H01F2027/404Protective devices specially adapted for fluid filled transformers

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  • Power Engineering (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油入変圧器の油温計測
およびその計測要素を利用した電力管理機器や受配電設
備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、油入変圧器の油温計測は、変圧器
の寿命や過負荷の管理を行う上で重要な要素となってい
る。
【0003】以下に従来の油入変圧器の油温計測につい
て説明する。従来、油入変圧器の油温計測は、例えば、
特開平3−161911号公報に記載されているような
構成を有しており、温度計測手段を変圧器内部に備えて
いた。また、例えば、実開平3−53811号公報に記
載されているような構成を有しており、変圧器ケース外
面に取り付けられた温度計測手段のみで温度表示を行っ
ていた。このような変圧器ケース外面の温度による油温
計測では、通例変圧器ケース外面温度に、ある一定補正
値を加えて油温としていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、変圧器内部に温度計測手段を取り付けた
場合は、変圧器の構造が複雑となり、コストアップにも
つながる。また、温度計測手段の故障時のメンテナンス
も簡単に行えず、さらに設置後温度計測手段を取り付け
るのも困難である。
【0005】一方、温度計測手段を変圧器ケースに外側
から取り付けただけでは、変圧器の運転開始時や負荷率
変動時や運転停止時に、油の熱容量により変圧器油温と
変圧器ケース温度では、変圧器油温の変化の方が遅れ、
また変圧器の運転状態が安定している時の変圧器の油温
とケース温度の温度差は、変圧器の負荷率により異なる
ので、単に変圧器ケース温度に、ある一定温度差を加え
るという単純な油温換算装置では誤差が大きくなるとい
う問題点を有していた。
【0006】本発明は、上記の従来の課題を解決するも
ので、油入変圧器のケース外面温度と変圧器の負荷率か
ら、変圧器油温を精度良く計測する装置を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の油入変圧器油温計測装置は、油入変圧器のケ
ース外側に取り付けた温度計測手段と変圧器の負荷率計
測手段と同二つの計測手段から変圧器油温に換算する油
温換算とを備えたものである。また変圧器油温換算手段
を変圧器油温換算時とそれより特定時限前の変圧器油温
変化の大小を判定する条件判定手段と、その判定による
変圧器油温変化大の時と小の時とで選択的に換算する2
つの変圧器油温換算手段とを備えた構成を有している。
【0008】また、本発明は下記数式により演算される
もので、(数4)の条件の時、(数5)により演算さ
れ、(数4)の条件外の時、(数6)により演算される
油温換算手段を備えたものである。
【0009】
【数4】
【0010】
【数5】
【0011】
【数6】
【0012】ただし、A1は特定時限前の変圧器ケース
温度(実測値)、B1は変圧器油温換算時の変圧器ケー
ス温度(実測値)、A2は特定時限前の変圧器油温(演
算値)、B2は変圧器油温換算時の変圧器油温(演算
値)、Cは特定時限平均の負荷率、Dは補正係数、Eは
判定係数、Fは補正係数である。
【0013】
【作用】この構成によって、油入変圧器のケース外側に
取り付けた温度計測手段によって計測された温度と、変
圧器の負荷率計測手段によって計測された負荷率から、
変圧器油温換算時とそれより特定時限前の変圧器油温変
化の大小を条件判定手段で(数1)により判定し、その
判定結果が変圧器油温変化大の時には一方の変圧器油温
換算手段で(数2)を適用し、小の時には他方の変圧器
油温換算手段で(数3)を適用して選択的に換算する。
この構成により、変圧器の油温を精度良く計測し、その
計測結果を表示手段や外部出力手段に出力することがで
きる。
【0014】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0015】図1において、1は油入変圧器、2は油入
変圧器1のケース外側に取り付けた温度計測手段、3は
電圧計測用変成器(PT)、4は電流計測用変成器(C
T)、5は電圧計測用PT3からの電圧と電流計測用C
T4からの電流を入力とする変圧器の負荷率計測手段、
6は温度計測手段2と変圧器の負荷率計測手段5からの
信号により変圧器油温を換算する変圧器油温換算手段、
7は変圧器油温換算手段6における変圧器油温変化の条
件判定手段、8aは変圧器油温変化の条件判定手段7に
よる判定結果が変圧器油温変化大の時の変圧器油温換算
手段、8bは変圧器油温変化の条件判定手段7による判
定結果が変圧器油温変化小の時の変圧器油温換算手段で
ある。9は変圧器油温換算手段6により求められた変圧
器油温の表示手段、10は変圧器油温換算手段6により
求められた変圧器油温データの外部出力手段、11は変
圧器の負荷率計測手段5と変圧器油温換算手段6と表示
手段9と外部出力手段10より構成される電力管理機
器、12は油入変圧器1から電力管理機器11を含む受
配電設備である。
【0016】図2は本実施例における油入変圧器油温計
測装置の時間により負荷率を変化させたときの温度グラ
フを示す。13は変圧器の特定時限の負荷率C、14は
変圧器油温(実測値)、15は変圧器ケース温度(実測
値)、16は(数7)と(数8)または(数9)により
求められる変圧器油温(演算値)である。
【0017】
【数7】
【0018】
【数8】
【0019】
【数9】
【0020】ただし、A1は特定時限前の変圧器ケース
温度(実測値)、B1は変圧器油温換算時の変圧器ケー
ス温度(実測値)、A2は特定時限前の変圧器油温(演
算値)、B2は変圧器油温換算時の変圧器油温(演算
値)、Cは特定時限平均の負荷率、Dは補正係数、Eは
判定係数、Fは補正係数である。また、本実施例で使用
した数式の各定数は、nを0.5、Dを9.0、Eを
2.0、Fを1.2とし、A1とA2の初期値は変圧器
油温換算時の変圧器ケース温度(実測値)とした。また
変圧器の特定時限の負荷率Cは30分平均の負荷率とし
た。
【0021】ここで(数7)は変圧器油温換算時とそれ
より特定時限前の変圧器油温の変化の大小を判定する条
件式で、(数7)の条件のときは変圧器油温の変化が大
であり、(数8)を適用して変圧器油温換算値を求め、
(数7)の条件より外れるときは変圧器油温の変化が小
であり、(数9)を適用して変圧器油温換算値を求める
ものである。このようにして求めた結果を(表1)に示
し、(図2)の温度グラフと対応しているのが分かる。
【0022】
【表1】
【0023】以上のように構成された受配電設備12
は、油入変圧器1により高圧から低圧に降圧され、その
低圧から電圧計測用PT3により電圧、電流計測用CT
4により電流を電力管理機器11内の変圧器の負荷率計
測手段5に入力する。その計測された変圧器の負荷率C
を変圧器油温換算手段6に入力し、同時に油入変圧器1
のケース外側に取り付けた温度計測手段2からの温度も
入力する。ここで温度計測手段2の取り付け位置は、油
入変圧器1のケース側面の油面線下部の温度の最も高い
箇所とすれば、最も油温の変化が伝わり易いので、精度
良く計測できる。つぎに変圧器油温換算手段6は、変圧
器油温変化の条件判定手段7における(数7)にしたが
って変圧器油温変化大の時は変圧器油温換算手段8aに
おける(数8)、または変圧器油温変化小の時の変圧器
油温換算手段8bにおける(数9)により変圧器油温換
算値を演算する。
【0024】ここで油の熱容量により変圧器油温と変圧
器ケース温度では、変圧器油温の変化の方が遅れ、また
変圧器の油温とケース温度の温度差は、変圧器の負荷率
により異なるので、特定時限の温度変化を考慮して(数
7)と(数8)または(数9)を適用することとなり、
この特定時限の温度変化の差を(数7)の判定係数Eと
して反映させる。また油の熱容量により油温の変化は、
変圧器の負荷率Cの変化に比して緩慢なため、変圧器の
負荷率Cを同上特定時限の平均負荷率とすることによ
り、油温の変化と短時間における変圧器の負荷変動の差
を吸収できる。
【0025】(数7)は変圧器油温換算時の変圧器ケー
ス温度A2に、変圧器の負荷率Cによる補正上昇値を加
えたもの、つまり変圧器油温換算時の推定される変圧器
油温と、特定時限前の変圧器油温との差の絶対値が、判
定係数E以上の場合、変圧器油温の変化が大きいので、
(数8)により特定時限前の変圧器油温に変圧器油温換
算時と特定時限前との変圧器ケース温度の差にみあった
補正係数Fを乗じたものを加え、変圧器油温とする。
(図2)および(表1)においては、0時と8時から1
3時と18時30分から23時30分の間がこれに相当
する。
【0026】また(数7)の絶対値が判定係数E値を超
えない場合、変圧器油温の変化が小さく安定しているの
で、(数9)により変圧器油温換算時の変圧器ケース温
度B1に変圧器の負荷率Cによる補正上昇値を加えたも
のを変圧器油温とする。(図2)および(表1)におい
ては、0時30分から7時30分と13時30分から1
8時の間がこれに相当する。
【0027】さらにこの演算結果を表示手段9により表
示させたり、外部出力手段10により、プリンタへ印字
させたり、通信により外部機器へデータ出力を行い、遠
隔監視等を行うことができる。
【0028】なお、変圧器の負荷率計測手段5における
負荷率Cを定格電圧と電流等から求めてもよい。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明の油入変圧器油温計
測装置は、変圧器内に温度計測手段を内蔵しなくてもよ
いので変圧器の構造が複雑にならず、そのことにより設
置後容易に温度計測手段を取り付けることもでき、油温
換算手段により、変圧器ケースの温度と変圧器の負荷率
より変圧器の外部から変圧器油温を容易に計測すること
ができ、産業上優れた効果を奏するものである。
【0030】また温度計測手段を変圧器ケースに外側か
ら取り付けただけでは、変圧器の運転開始時や負荷率変
動時や運転停止時に、油の熱容量により変圧器油温と変
圧器ケース温度では、変圧器油温の変化の方が遅れ、ま
た変圧器の運転状態が安定している時の変圧器の油温と
ケース温度の温度差は、変圧器の負荷率により異なるの
で、単に変圧器ケース温度に、ある一定温度差を加える
という単純な油温換算方法では誤差が大きくなる弊害を
除去し、特定時限の温度変化と変圧器の負荷率を考慮し
た(数7)と(数8)または(数9)を適用することで
精度良く、また追従性良く計測することができ、したが
って油入変圧器の安全運転管理に優れた効果を奏するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における油入変圧器油温計測
装置を利用した受配電設備のブロック図
【図2】同油入変圧器油温計測装置の時間により負荷率
を変化させた時の温度グラフ
【符号の説明】
1 油入変圧器 2 温度計測手段 5 変圧器の負荷率計測手段 6 変圧器油温換算手段 7 変圧器油温変化の条件判定手段 8a,8b 変圧器油温換算手段
フロントページの続き (72)発明者 平野 滋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 27/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油入変圧器のケース外側に取り付けた温
    度計測手段と変圧器の負荷率計測手段と同二つの計測手
    段から変圧器油温に換算する油温換算手段とを備えた変
    圧器油温計測装置。
  2. 【請求項2】 温度計測手段の取り付け位置を油入変圧
    器ケース側面の油面線下部の温度の最も高い箇所とする
    請求項1記載の変圧器油温計測装置。
  3. 【請求項3】 変圧器の負荷率計測手段を特定時限平均
    の負荷率計測手段とする請求項1記載の変圧器油温計測
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の変圧器油温計測装置であ
    って、変圧器油温換算手段は変圧器油温変化の大小を判
    定する条件判定手段と、その判定による変圧器油温変化
    大の時と小の時とで選択的に換算する2つの変圧器油温
    換算手段とを備えた変圧器油温計測装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の変圧器油温計測装置であ
    って、下記数式により演算され、(数1)の条件の時、
    (数2)により演算され、(数1)の条件外の時、(数
    3)により演算される油温換算手段を備えた変圧器油温
    計測装置。 【数1】 【数2】 【数3】 ただし、A1は特定時限前の変圧器ケース温度(実測
    値)、B1は変圧器油温換算時の変圧器ケース温度(実
    測値)、A2は特定時限前の変圧器油温(演算値)、B
    2は変圧器油温換算時の変圧器油温(演算値)、Cは特
    定時限平均の負荷率、Dは補正係数、Eは判定係数、F
    は補正係数である。
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JP4323396B2 (ja) * 2004-08-23 2009-09-02 東北電力株式会社 電力用変圧器の余寿命診断装置および余寿命診断方法
US8427374B2 (en) 2007-10-26 2013-04-23 Toray Industries, Inc. Planar antenna and method of manufacturing the same
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