JP3219378U - 変圧器台数決定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変圧器の運転台数を取得することで各々の変圧器の損失を低減する変圧器台数決定装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の変圧器台数決定装置１００−１、１００−２は、取得部、判定部及び決定部を持つ。取得部は、並列接続される複数の変圧器３０−１、３０−２のそれぞれの負荷電力を取得する。判定部は、前記負荷電力が、複数の前記変圧器それぞれの無負荷損及び１００％負荷時の負荷損の値を有する前記変圧器の情報に基づいて決定された値である閾値を超えるか否かに基づいて、複数の前記変圧器の総損失の合計が最小になるよう負荷に接続する前記変圧器の台数を判定する。決定部は、前記判定部により判定される前記変圧器の台数に基づいて、解列又は接続する前記変圧器を決定する。
【選択図】図１

Description

本考案は、変圧器台数決定装置に関する。

一般に、受変電設備は、複数台の変圧器を有し、その変圧器を並列運転させることで受変電設備に接続される負荷設備に電力（以下、「負荷電力」という。）を供給する。ただし、負荷設備に負荷電力を供給する際に、変圧器に負荷電力に応じた損失（負荷損及び無負荷損）が発生する。したがって、受変電設備は、負荷電力に基づいて変圧器の損失を算出し、その変化器の損失が低減される運転台数の変圧器を駆動させる。

しかしながら、変圧器の並列運転時において、負荷電力に応じた変圧器の運転台数は、作業者による手計算によって求められている。変圧器の容量が同一でない場合や受変電設備の負荷の変動が大きい場合、変圧器の運転台数の計算が複雑又は煩雑になる。したがって、このような手計算は、作業負荷が大きくなり、非効率である。

特開平９−３２２３９５号公報

本考案が解決しようとする課題は、変圧器の運転台数を取得することで各々の変圧器の損失を低減する変圧器台数決定装置を提供することである。

実施形態の変圧器台数決定装置は、取得部、判定部及び決定部を持つ。取得部は、並列接続される複数の変圧器のそれぞれの負荷電力を取得する。判定部は、前記負荷電力が、複数の前記変圧器それぞれの無負荷損及び１００％負荷時の負荷損の値を有する前記変圧器の情報に基づいて決定された値である閾値を超えるか否かに基づいて、複数の前記変圧器の総損失の合計が最小になるよう負荷に接続する前記変圧器の台数を判定する。決定部は、前記判定部により判定される前記変圧器の台数に基づいて、解列又は接続する前記変圧器を決定する。

第１の実施形態の変圧器台数決定装置１００を用いた受電電源設備の一例を示す概略ブロック図。 第１の実施形態の変圧器台数決定装置１００−１の一例を示す概略ブロック図。 第１の実施形態の変圧器を２台並列運転した際の変圧器の総損失Ｗ_２Ｌｉと変圧器を１台運転した際の変圧器の総損失Ｗ_１Ｌｉとをプロットした図。 第１の実施形態の変圧器を１台運転した際の変圧器の負荷損と無負荷損とをプロットした図。 第１の実施形態における変圧器台数決定装置１００−１の処理のフローチャート図。 第２の実施形態の変圧器台数決定装置１００Ａを用いた受電電源設備の一例を示す概略ブロック図。 第２の実施形態の変圧器台数決定装置の制御部３００の一例を示す概略ブロック図。 第２の実施形態における変圧器台数決定装置１００−１の処理のフローチャート図。

以下、実施形態の変圧器台数決定装置を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の変圧器台数決定装置を用いた受電電源設備の一例を示す概略ブロック図である。
本実施形態の受電電源設備１は、並列接続された複数の変圧器を有している。
受電電源設備１は、複数の負荷計測部１０（負荷計測部１０−１及び負荷計測部１０−２）、複数の変圧器一次側開閉器２０（変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器一次側開閉器２０−２）、複数の変圧器３０（変圧器３０−１及び変圧器３０−２）、複数の変圧器二次側開閉器４０（変圧器二次側開閉器４０−１及び変圧器二次側開閉器４０−２）、負荷設備５０及び複数の変圧器台数決定装置１００（変圧器台数決定装置１００−１及び変圧器台数決定装置１００−２）を備えている。なお、本実施形態において、変圧器３０は、２つの変圧器３０−１及び変圧器３０−２を備えている場合について説明するが、この数に限定されない。

変圧器３０は、電力系統から供給される高圧又は特別高圧（以下、単に「高圧」という。）の受電電圧を負荷設備５０用の所定の電圧に変圧する。変圧器３０−１の一次巻線は、変圧器一次側開閉器２０−１を介して電力系統に接続されている。変圧器３０−１は、電力系統から高圧の受電電圧が供給される。
変圧器３０−１の二次巻線は、変圧器二次側開閉器４０−１を介して負荷設備５０に接続されている。変圧器３０−１は、変圧した電圧を変圧器二次側開閉器４０−１に供給する。

変圧器３０−２の一次巻線は、変圧器一次側開閉器２０−２を介して電力系統に接続されている。変圧器３０−２は、電力系統から高圧の受電電圧が供給される。
変圧器３０−２の二次巻線は、変圧器二次側開閉器４０−２を介して負荷設備５０に接続されている。変圧器３０−２は、変圧した電圧を変圧器二次側開閉器４０−２に供給する。

変圧器一次側開閉器２０−１は、一次側が電力系統に接続されている。変圧器一次側開閉器２０−１は、二次側が変圧器３０−１の一次巻線に接続されている。また、変圧器一次側開閉器２０−１は、変圧器台数決定装置１００−１に接続されている。変圧器一次側開閉器２０−１は、変圧器台数決定装置１００−１から制御信号が供給されると、変圧器３０−１の一次巻線と電力系統とを接続又は開放する。本実施形態では、変圧器一次側開閉器２０−１は、変圧器台数決定装置１００−１から制御信号が供給されると、変圧器３０−１の一次巻線と電力系統とを接続する。

変圧器一次側開閉器２０−２は、一次側が電力系統に接続されている。変圧器一次側開閉器２０−２は、二次側が変圧器３０−２の一次巻線に接続されている。また、変圧器一次側開閉器２０−２は、変圧器台数決定装置１００−２に接続されている。変圧器一次側開閉器２０−２は、変圧器台数決定装置１００−２から制御信号が供給されると、変圧器３０−２の一次巻線と電力系統とを接続又は開放する。本実施形態では、変圧器一次側開閉器２０−２は、変圧器台数決定装置１００−１から制御信号が供給されると、変圧器３０−２の一次巻線と電力系統とを接続する。

変圧器二次側開閉器４０−１は、入力部が変圧器３０−１の二次巻線に接続されている。変圧器二次側開閉器４０−１は、二次側が負荷設備５０に接続されている。また、変圧器二次側開閉器４０−１は、変圧器台数決定装置１００−１に接続されている。変圧器二次側開閉器４０−１は、変圧器台数決定装置１００−１から制御信号が供給されると、変圧器３０−１の二次巻線と負荷設備５０とを接続又は開放する。本実施形態では、変圧器二次側開閉器４０−１は、変圧器台数決定装置１００−１から制御信号が供給されると、変圧器３０−１の二次巻線と負荷設備５０とを接続する。

変圧器二次側開閉器４０−２は、一次側が変圧器３０−２の二次巻線に接続されている。変圧器二次側開閉器４０−２は、二次側が負荷設備５０に接続されている。また、変圧器二次側開閉器４０−２は、変圧器台数決定装置１００−２に接続されている。変圧器二次側開閉器４０−２は、変圧器台数決定装置１００−２から制御信号が供給されると、変圧器３０−２の二次巻線と負荷設備５０とを接続又は開放する。本実施形態では、変圧器二次側開閉器４０−２は、変圧器台数決定装置１００−１から制御信号が供給されると、変圧器３０−２の二次巻線と負荷設備５０とを接続する。
なお、変圧器３０の一次巻線と電力系統とを接続し、かつ変圧器３０の二次巻線と負荷設備５０とを接続することを変圧器の接続という。一方、変圧器３０の一次巻線と電力系統とを開放し、かつ変圧器３０の二次巻線と負荷設備５０とを開放することを変圧器の解列という。

負荷計測部１０−１は、変圧器３０−１の負荷Ｆ_１を測定する。負荷Ｆ_１は、変圧器３０−１の負荷電力でもよいし、負荷電流でもよい。負荷計測部１０−１は、測定した負荷Ｆ_１を変圧器台数決定装置１００−１に出力する。
負荷計測部１０−２は、変圧器３０−２の負荷Ｆ_２を測定する。負荷Ｆ_２は、変圧器３０−２の負荷電力でもよいし、負荷電流でもよい。負荷計測部１０−２は、測定した負荷Ｆ_２を変圧器台数決定装置１００−２に出力する。
負荷設備５０は、例えば、大規模工場、プラント、高層ビル、共用施設又は商業施設などの電源設備である。

変圧器台数決定装置１００は、変圧器３０の損失から変圧器３０の運転台数を決定し、その決定に基づいて、変圧器一次側開閉器２０及び変圧器二次側開閉器４０の開閉を制御する。変圧器台数決定装置１００−１は、変圧器台数決定装置１００−２と接続され、互いに通信可能な状態である。

図２は、第１の実施形態の変圧器台数決定装置１００−１の一例を示す概略ブロック図である。なお、変圧器台数決定装置１００−２は、図２に示す変圧器台数決定装置１００−１と同様の構成を有しているため、説明を省略する。

変圧器台数決定装置１００−１は、計測値取得部１１０、通信部１２０、判定部１３０、記憶部１４０、決定部１５０及び出力部１６０を備える。
計測値取得部１１０は、負荷計測部１０−１から供給される負荷Ｆ_１を取得する。計測値取得部１１０は、取得した負荷Ｆ_１を通信部１２０及び判定部１３０に出力する。また、計測値取得部１１０は、通信部１２０を介して負荷Ｆ_２を取得する。計測値取得部１１０は、取得した負荷Ｆ_２を判定部１３０に出力する。

通信部１２０は、計測値取得部１１０から供給された負荷Ｆ_１を変圧器台数決定装置１００−２の通信部１２０に出力する。また、通信部１２０は、変圧器台数決定装置１００−２の通信部１２０から負荷Ｆ_２を取得し、計測値取得部１１０に出力する。
通信部１２０は、判定部１３０で判定した判定結果（以下、「第１の判定結果」という。）を変圧器台数決定装置１００−２の通信部１２０に出力するとともに、変圧器台数決定装置１００−２の判定部１３０の判定結果（以下、「第２の判定結果」という。）を変圧器台数決定装置１００−２から取得する。通信部１２０は、取得した第２の判定結果を判定部１３０に出力する。

判定部１３０は、変圧器３０の損失が所定の条件を満たす変圧器３０の運転台数を決定する。例えば、所定の条件とは、変圧器３０の損失が最小となることである。以下、変圧器３０の運転台数の決定方法を説明する。
判定部１３０は、負荷Ｆ_１及び負荷Ｆ_２を加算し、加算した値を総負荷Ｆ_３とする。総負荷Ｆ_３は、例えば総負荷電力又は総負荷電流である。
判定部１３０は、記憶部１４０から負荷閾値Ｆ_ｔｈを取得し、総負荷Ｆ_３が負荷閾値Ｆ_ｔｈを超えるか否かを判定することで、変圧器３０の運転台数を判定する。負荷閾値Ｆ_ｔｈは、変圧器３０の運転台数を判定する閾値であり、予め記憶部１４０に記憶されている。判定部１３０は、変圧器３０の運転台数に関する第１の判定結果を通信部１２０に出力する。一方、判定部１３０は、通信部１２０から変圧器３０の運転台数に関する第２の判定結果を取得する。判定部１３０は、第１の判定結果と第２の判定結果とを比較し、同じ結果である場合、その結果を確定する。例えば、判定部１３０は、第１の判定結果と第２の判定結果がともに「変圧器３０の運転台数が２台である」である場合、２台の変圧器３０を接続することを確定する。以下に、負荷閾値Ｆ_ｔｈについて説明する。

変圧器３０の運転台数は、変圧器３０の損失に基づいて決定される。まず、変圧器３０の損失を算出する。例えば、定格容量Ｐｉの変圧器がＮ台並列運転されている場合、総負荷電力を総負荷電力Ｗ_ｉとすると、変圧器１台あたりの負荷損Ｗ_ＬＬｉは、（１）式で表される。

なお、負荷損Ｗ_ＬＭｉは、変圧器の１００％負荷時の負荷損を示す。また、総負荷電力Ｗ_ｉは、総負荷電流と負荷に印加される電圧で求められる。負荷に印加される電圧は、予め設定されている。したがって、総負荷電力Ｗ_ｉは、電力センサ等で直接測定されてもよいし、測定された総負荷電流から間接的に求められてもよい。
変圧器１台当りの損失Ｗ_Ｌｉは、負荷損Ｗ_ＬＬｉに無負荷損Ｗ_ＮＬｉを加算したものであり、（２）式で表される。

したがって、変圧器を複数台、すなわちＮ台並列運転する場合、変圧器の総損失Ｗ_ＴＬｉは、変圧器１台当りの損失Ｗ_Ｌｉに変圧器の台数を乗算した値であり、（３）式で表される。

ここで例として、受変電設備に定格容量Ｐ_ｉの変圧器が２台設置された場合に、変圧器を２台並列運転した際の使用電力量、すなわち総負荷電力を総負荷電力Ｗ_２とすると、変圧器の総損失Ｗ_２Ｌｉは、（１）式から（３）式より、（４）式で表される。

また、同設備において、定格容量Ｐ_ｉの変圧器を１台運転とすると、その損失Ｗ_１Ｌｉは（１）式から（３）式より、（５）式で表される。

これにより、（１）式から（３）式により、変圧器に台数に基づいた変圧器３０の損失を算出することができる。
次に、変圧器３０の損失から変圧器３０の運転台数を求める方法を説明する。例として、受変電設備に定格容量Ｐ_ｉの変圧器が２台設置された場合について説明する。
図３は、変圧器を２台並列運転した際の変圧器の総損失Ｗ_２Ｌｉと変圧器を１台運転した際の変圧器の総損失Ｗ_１Ｌｉとをプロットした図である。図３に示すように、縦軸（ｙ軸）が損失を示し、横軸（ｘ軸）が負荷率を示す。負荷率は、総負荷電力Ｗ_２を定格容量Ｐ_ｉで除算した値である。なお、変圧器を２台並列運転した際の変圧器の総損失Ｗ_２Ｌｉを図３にプロットするために（４）式を（６）式に変形した。また、変圧器を１台運転した際の変圧器の総損失Ｗ_１Ｌｉを図３にプロットするために（５）式を（７）式に変形した。

ここで、ｙ_２≧ｙ_１となるｘの値は、（６）式及び（７）式より、（８）式となる。

したがって、図３に示すように、（８）式に示す負荷率ｘ_ｔｈは、ｙ_１とｙ_２との交点である点Ａのｘ座標の値となる。なお、図３に示すｙ_１又はｙ_２は、変圧器の損失である。したがって、図４に示すように、ｙ_１は、負荷損と無負荷損との合計値である。例えば、負荷損は、負荷電流による変圧器３０の巻線の抵抗による抵抗損である。例えば、無負荷損は、変圧器３０の磁束の通路である鉄心に発生する鉄損である。図４は、変圧器を１台運転した際の変圧器の負荷損と無負荷損とをプロットした図である。縦軸は、損失であり、横軸が負荷率である。したがって、図３に示すｙ_１は、図４に示す負荷損と無負荷損との合計値を負荷率毎にプロットしたグラフである。また、図３に示すｙ_２は、変圧器を２運転した際の２台の変圧器の負荷損と無負荷損とを負荷率毎にプロットしたグラフである。

図３及び（８）式に示すように、実測した負荷率が負荷率ｘ_ｔｈ以下となる場合、変圧器の１台運転（接続）時の損失は、２台並列運転時の変圧器の損失以下となることがわかる。したがって、実測した負荷率が負荷率ｘ_ｔｈ以下となる場合、変圧器の１台運転は、変圧器の２台並列運転よりも効率が良いことがわかる。一方、実測した負荷率が負荷率ｘ_ｔｈを超える場合、１台運転時の変圧器の損失は、２台並列運転時の変圧器の損失を超えることがわかる。したがって、実測した負荷率が負荷率ｘ_ｔｈを超える場合、変圧器の２台並列運転は、変圧器の１台運転よりも効率がよいことがわかる。

ここで、無負荷損Ｗ_ＮＬｉ及び負荷損Ｗ_ＬＭｉは定数であり、予め設定されている。したがって、（８）式に示す負荷率ｘ_ｔｈは、受変電設備１等に設置されている変圧器３０の台数Ｎにより決定される値である。すなわち、変圧器３０の台数Ｎが決定されれば、閾値となる負荷率ｘ_ｔｈは、予め設定されることが可能となる。なお、負荷率ｘ_ｔｈを負荷閾値として記憶部１４０に記憶されている。また、負荷率は、総負荷電力や総負荷電流と１対１対応している。したがって、負荷率ｘ_ｔｈに対応する総負荷電力、又は総負荷電流を負荷閾値として記憶部１４０に記憶されていてもよい。

決定部１５０は、判定部１３０における判定結果が確定すると、その判定結果に基づいて、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１を開状態又は閉状態にするかを決定する。すなわち、決定部１５０は、変圧器３０−１を接続又は解列するかを決定する。例えば、決定部１５０は、判定結果が「２台の変圧器３０の接続」である場合、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１を閉状態にする指令信号を出力部１６０に出力する。ただし、判定結果が「１台の変圧器３０の接続」である場合、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１、又は変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１を閉状態のいずれかを閉状態にする必要がある。したがって、「１台の変圧器３０の接続」との判定結果が得られた場合、予め閉状態にする（又は開状態とする）変圧器を設定されていてもよい。ただし、変圧器の寿命は、変圧器の接続及び解列した回数にも起因する。したがって、決定部１５０は、各々の変圧器（変圧器３０−１及び変圧器３０−２）の接続及び解列した回数を平準化するように、変圧器３０を制御する。すなわち、決定部１５０は、変圧器３０を解列又は接続した情報の過去の履歴を記憶部１４０に記憶し、その変圧器３０の解列又は接続履歴に基づいて、変圧器３０を交互運転する。例えば、決定部１５０は、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１の開閉状態の履歴を記憶部１４０に記憶するとともに、変圧器台数決定装置１００−２に出力する。変圧器台数決定装置１００−１及び１００−２の決定部１５０は、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１の開閉状態と、変圧器一次側開閉器２０−２及び変圧器二次側開閉器４０−２の開閉状態との履歴に基づいて出力部１６０に開状態又は閉状態の指令を出力する。例えば、前回のステップにおいて、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１が閉状態、かつ変圧器一次側開閉器２０−２及び変圧器二次側開閉器４０−２が開状態であった場合、変圧器台数決定装置１００−１の決定部１５０は、出力部１６０に変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１を開状態にする指令を出力する。一方、変圧器台数決定装置１００−２の決定部１５０は、出力部１６０に変圧器一次側開閉器２０−２及び変圧器二次側開閉器４０−２を閉状態にする指令を出力する。

また、前回のステップにおいて、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１が開状態であった場合、変圧器台数決定装置１００−１の決定部１５０は、出力部１６０に変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１を閉状態にする指令を出力する。一方、変圧器台数決定装置１００−２の決定部１５０は、出力部１６０に変圧器一次側開閉器２０−２及び変圧器二次側開閉器４０−２を開状態にする指令を出力する。

出力部１６０は、決定部１５０から供給された指令に基づいて変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１に制御信号を出力する。例えば、出力部１６０は、決定部１５０から変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１を開状態にする指令を取得した場合、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１に制御信号を出力する。

なお、変圧器台数決定装置１００は、変圧器３０の各々が同時に接続、又は解列しないように、変圧器一次側開閉器２０及び変圧器二次側開閉器４０に制御信号を出力するタイミングが変圧器台数決定装置１００毎に任意に設定されている。また、変圧器台数決定装置１００は、変圧器３０の接続、又は解列が短時間で繰り替えさないように、変圧器３０の接続、又は解列の実施後一定時間以内は変圧器一次側開閉器２０及び変圧器二次側開閉器４０に制御信号を出力しない。

図５は、第１の実施形態における変圧器台数決定装置１００−１の処理のフローチャート図である。
ステップＳ１０１において、計測値取得部１１０は、負荷計測部１０−１から供給される負荷Ｆ_１を取得する。計測値取得部１１０は、取得したＦ_１を通信部１２０及び判定部１３０に出力する。また、計測値取得部１１０は、通信部１２０を介して負荷Ｆ_２を取得する。計測値取得部１１０は、取得した負荷Ｆ_２を判定部１３０に出力する。通信部１２０は、計測値取得部１１０から供給された負荷Ｆ_１を変圧器台数決定装置１００−２の通信部１２０に出力する。また、通信部１２０は、変圧器台数決定装置１００−２の通信部１２０から負荷Ｆ_２を取得し、計測値取得部１１０に出力する。

ステップＳ１０２において、判定部１３０は、負荷Ｆ_１及び負荷Ｆ_２を加算し、加算した値を総負荷Ｆ_３とする。

ステップＳ１０３において、判定部１３０は、記憶部１４０から負荷閾値Ｆ_ｔｈを取得し、総負荷Ｆ_３が負荷閾値Ｆ_ｔｈを超えるか否かを判定する。判定部１３０は、総負荷Ｆ_３が負荷閾値Ｆ_ｔｈを超える場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、変圧器の損失が最小となる運転台数は２台であると判定する。一方、判定部１３０は、総負荷Ｆ_３が負荷閾値Ｆ_ｔｈ未満である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、変圧器の損失が最小となる運転台数は１台であると判定する。
ステップＳ１０４において、判定部１３０は、変圧器の損失が最小となる運転台数は２台であることを示す判定結果を通信部１２０を介して他の変圧器台数決定装置（変圧器台数決定装置１００−２）に出力する。
ステップＳ１０５において、判定部１３０は、変圧器の損失が最小となる運転台数は１台である判定結果を通信部１２０を介して他の変圧器台数決定装置（変圧器台数決定装置１００−２）に出力する。

ステップＳ１０６において、判定部１３０は、他の変圧器台数決定装置（変圧器台数決定装置１００−２）から変圧器の損失が最小となる運転台数を示す判定結果を取得する。そして、判定部１３０は、自身の判定結果と他の変圧器台数決定装置の判定結果とが同様の結果である場合、自身の判定結果を確定する。

ステップＳ１０７において、決定部１５０は、判定部１３０において確定した判定結果に基づいて、自身に接続された変圧器３０−１を解列又は接続するか決定する。そして、出力部１６０は、変圧器３０−１を解列すると決定した場合、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１に制御信号を出力しない。出力部１６０は、変圧器３０−１を接続すると決定した場合、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１に制御信号を出力する。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、実施形態の変圧器台数決定装置１００は、総負荷による変圧器３０の損失が所定の条件を満たす、例えば、最小となる変圧器３０の台数を負荷閾値に基づいて判定する。これにより、変圧器台数決定装置１００は、変圧器の損失を最小となる変圧器の運転台数を手計算よりも効率良く算出することができる。
また、変圧器台数決定装置１００は、変圧器３０の接続又は解列履歴に基づいて、変圧器３０を交互運転することにより、変圧器３０の接続又は解列回数を平準化することができる。したがって、一部の変圧器３０の製品寿命が短くなることを防ぐ。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の変圧器台数決定装置１００Ａについて説明する。なお、第１の実施形態と同じ部分については同一符号を付することにより詳細な説明を省略する。
図６は、第２の実施形態の変圧器台数決定装置１００Ａを用いた受電電源設備の一例を示す概略ブロック図である。

本実施形態の受電電源設備１Ａは、並列接続された複数の変圧器を有している。
受電電源設備１Ａは、複数の負荷計測部１０（負荷計測部１０−１及び負荷計測部１０−２）、複数の変圧器一次側開閉器２０（変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器一次側開閉器２０−２）、複数の変圧器３０（変圧器３０−１及び変圧器３０−２）、複数の変圧器二次側開閉器４０（変圧器二次側開閉器４０−１及び変圧器二次側開閉器４０−２）、負荷設備５０及び変圧器台数決定装置１００Ａを備えている。

変圧器台数決定装置１００Ａは、入力部２００及び制御部３００を備えている。
入力部２００は、１００％負荷時の負荷損、無負荷損及び定格容量等の変圧器の情報を受変電設備１Ａに設置されている変圧器３０毎に予め記憶している。そして、入力部２００は、受変電設備１Ａに設置されている変圧器３０毎に、変圧器３０の情報を制御部３００に出力する。したがって、例えば、３台以上の変圧器を並列運転する場合、異なる容量の変圧器３０を並列運転する場合、また変圧器を追加又は削除する等の変圧器の台数が変更する場合、入力部２００は、変圧器３０の情報を制御部３００に出力する。

図７は、第２の実施形態の変圧器台数決定装置の制御部３００の一例を示す概略ブロック図である。
図７に示すように、制御部３００は、計測値取得部３１０、計算部３２０、判定部１３０、記憶部１４０、決定部１５０及び出力部１６０を備えている。

計測値取得部３１０は、負荷計測部１０−１から供給される負荷Ｆ_１を取得する。計測値取得部１１０は、負荷計測部１０−２から供給される負荷Ｆ_２を取得する。計測値取得部３１０は、判定部１３０に負荷Ｆ_１及び負荷Ｆ_２を出力する。

計算部３２０は、入力部２００から変圧器３０毎の負荷損、無負荷損及び定格容量の値を取得する。計算部３２０は、（８）式に入力部２００から取得した負荷損、無負荷損及び定格容量の値を代入することで、負荷率ｘ_ｔｈを算出する。計算部３２０は、算出した負荷率ｘ_ｔｈを判定部１３０に出力する。

図８は、第２の実施形態における変圧器台数決定装置１００Ａの処理のフローチャート図である。
ステップＳ２０１において、計算部３２０は、入力部２００から変圧器の情報を取得する。
ステップＳ２０２において、計算部３２０は、（８）式に入力部２００から取得した負荷損、無負荷損及び定格容量の値を代入することで、負荷率ｘ_ｔｈを算出する。計算部３２０は、算出した負荷率ｘ_ｔｈを判定部１３０に出力する。

ステップＳ２０３において、計測値取得部１１０は、負荷計測部１０−１から供給される負荷Ｆ_１を取得する。計測値取得部１１０は、負荷計測部１０−２から供給されたＦ_２を取得する。計測値取得部１１０は、取得した負荷Ｆ_１と負荷Ｆ_２とを判定部１３０に出力する。

ステップＳ２０４において、判定部１３０は、負荷Ｆ_１及び負荷Ｆ_２を加算し、加算した値を総負荷Ｆ_３とする。

ステップＳ２０５において、判定部１３０は、総負荷Ｆ_３が、計算部３２０から取得した負荷閾値Ｆ_ｔを超えるか否かを判定する。判定部１３０は、総負荷Ｆ_３が負荷閾値Ｆ_ｔｈを超える場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、変圧器の損失が最小となる運転台数は２台であると判定する。一方、判定部１３０は、総負荷Ｆ_３が負荷閾値Ｆ_ｔｈ未満である場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、変圧器の損失が最小となる運転台数は１台であると判定する。
ステップＳ２０６において、判定部１３０は、変圧器の損失が最小となる運転台数は２台であることを示す判定結果を通信部１２０を介して他の変圧器台数決定装置（変圧器台数決定装置１００−２）に出力する。
ステップＳ２０７において、判定部１３０は、変圧器の損失が最小となる運転台数は１台である判定結果を通信部１２０を介して他の変圧器台数決定装置（変圧器台数決定装置１００−２）に出力する。

ステップＳ２０８において、判定部１３０は、他の変圧器台数決定装置（変圧器台数決定装置１００−２）から変圧器の損失が最小となる運転台数を示す判定結果を取得する。そして、判定部１３０は、自身の判定結果と他の変圧器台数決定装置の判定結果とが同様の結果である場合、自身の判定結果を確定する。

ステップＳ２０９において、決定部１５０は、判定部１３０において確定した判定結果に基づいて、自身に接続された変圧器３０−１を解列又は接続するか決定する。そして、出力部１６０は、変圧器３０−１を解列すると決定した場合、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１に制御信号を出力しない。出力部１６０は、変圧器３０−１を接続すると決定した場合、変圧器一次側開閉器２０−１及び変圧器二次側開閉器４０−１に制御信号を出力する。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、実施形態の変圧器台数決定装置１００Ａは、総負荷による変圧器３０の損失が所定の条件を満たす、例えば最小となる変圧器３０の台数を負荷閾値に基づいて判定する。これにより、変圧器台数決定装置１００Ａは、変圧器の損失を最小となる変圧器の運転台数を手計算よりも効率良く算出することができる。
また、実施形態の変圧器台数決定装置１００Ａは、変圧器３０の情報を有する入力部２００をさらに有し，計算部３２０は、入力部２００から変圧器３０の情報を取得し、変圧器３０の情報に基づいて負荷閾値を算出する。これにより、３台以上の変圧器を並列運転する場合、異なる容量の変圧器３０を並列運転する場合、また、変圧器を追加又は削除する等の変圧器の台数が変更する場合、変圧器台数決定装置１００Ａは、大幅な改造を必要とすることなく、入力部２００からの変圧器３０の情報を変更するだけで、変圧器の損失を最小となる変圧器の運転台数を効率良く算出することができる。

また、変圧器台数決定装置１００Ａは、変圧器３０の接続又は解列履歴に基づいて、変圧器３０を交互運転することにより、変圧器３０の接続又は解列回数を平準化することができる。したがって、一部の変圧器３０の製品寿命が短くなることを防ぐ。

上述の実施形態において、ノイズ等の影響で、総負荷Ｆ_３が負荷閾値Ｆ_ｔｈを短時間に複数回超える又は下回ることで発生する変圧器一次側開閉器２０及び変圧器二次側開閉器４０のチャタリングを防ぐために、負荷閾値Ｆ_ｔｈにヒステリシスを持たせてもよい。

また、上述の実施形態において、変圧器台数決定装置１００、又は１００Ａは、さらに表示装置を有し、その表示装置に自身が削減した変圧器３０の損失やその損失に対応する電力料金を表示させるようにしてもよい。

また、上述の実施形態において、１つの負荷閾値Ｆ_ｔｈを用いたが、これに限定されない。例えば、並列運転する変圧器の台数に応じて値が異なる複数の負荷閾値を使用し、その複数の負荷閾値に基づいて変圧器の損失が最小となる変圧器の運転台数を求めてもよい。

上述した実施形態における変圧器台数決定装置１００又は変圧器台数決定装置１００Ａの機能をコンピュータで実現しても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

本考案のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、本考案の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本考案の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、考案の範囲や要旨に含まれると同様に、実用新案登録請求の範囲に記載された考案とその均等の範囲に含まれるものである。

１…受電電源設備、１０…負荷計測部、２０…変圧器一次側開閉器、３０…変圧器、４０…変圧器二次側開閉器、５０…負荷設備、１００、１００Ａ…変圧器台数決定装置、１１０…計測値取得部、１２０…通信部、１３０…判定部、１４０…記憶部、１５０…決定部、１６０…出力部、２００…入力部、３００…制御部

Claims (4)

1. 並列接続される複数の変圧器のそれぞれの負荷電力を取得する取得部と、
   前記負荷電力が、複数の前記変圧器それぞれの無負荷損及び１００％負荷時の負荷損の値を有する前記変圧器の情報に基づいて決定された値である閾値を超えるか否かに基づいて、複数の前記変圧器の総損失の合計が最小になるよう負荷に接続する台数を判定する判定部と、
   前記判定部により判定される前記変圧器の台数に基づいて、解列又は接続する前記変圧器を決定する決定部と、
   を備える変圧器台数決定装置。
2. 前記変圧器の情報に基づいて前記閾値を計算する計算部をさらに備える、
   請求項１に記載の変圧器台数決定装置。
3. 前記決定部は、前記変圧器を解列又は接続した情報の過去の履歴に基づいて、前記変圧器の開閉状態を制御する、
   請求項１又は２のいずれか一項に記載の変圧器台数決定装置。
4. 前記負荷電力による前記変圧器の前記負荷損と前記無負荷損との合計の損失の最大値と最小値との差分値、又は前記差分値に対応する電気料金を表示させる、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の変圧器台数決定装置。

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