JP3219378U - 変圧器台数決定装置 - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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30−1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。
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F1を測定する。負荷F1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F1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F2を測定する。負荷F2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F2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。
負荷計測部10−2は、変圧器30−2の負荷F2を測定する。負荷F2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F2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F1を取得する。計測値取得部110は、取得した負荷F1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F2を取得する。計測値取得部110は、取得した負荷F2を判定部130に出力する。
計測値取得部110は、負荷計測部10−1から供給される負荷F1を取得する。計測値取得部110は、取得した負荷F1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F2を取得する。計測値取得部110は、取得した負荷F2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F1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F2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。
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F1及び負荷F2を加算し、加算した値を総負荷F3とする。総負荷F3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Fthを取得し、総負荷F3が負荷閾値Fth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Fth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Fthについて説明する。
判定部130は、負荷F1及び負荷F2を加算し、加算した値を総負荷F3とする。総負荷F3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Fthを取得し、総負荷F3が負荷閾値Fth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Fth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Fth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Wiとすると、変圧器1台あたりの負荷損WLLiは、(1)式で表される。
なお、負荷損WLMiは、変圧器の100%負荷時の負荷損を示す。また、総負荷電力Wi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Wi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WLiは、負荷損WLLiに無負荷損WNLiを加算したものであり、(2)式で表される。
変圧器1台当りの損失WLiは、負荷損WLLiに無負荷損WNLi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WTLiは、変圧器1台当りの損失WLi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Pi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W2とすると、変圧器の総損失W2Li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Piの変圧器を1台運転とすると、その損失W1Li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Pi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W2Liと変圧器を1台運転した際の変圧器の総損失W1Li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W2を定格容量Pi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W2Li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W1Liを図3にプロットするために(5)式を(7)式に変形した。
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Pi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W2Liと変圧器を1台運転した際の変圧器の総損失W1Li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W2を定格容量Pi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W2Li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W1Li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、y2≧y1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xthは、y1とy2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y1又はy2は、変圧器の損失である。したがって、図4に示すように、y1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y1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y2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xth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xth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xth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xth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WNLi及び負荷損WLMi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xth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xthは、予め設定されることが可能となる。なお、負荷率xth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xth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F1を取得する。計測値取得部110は、取得したF1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F2を取得する。計測値取得部110は、取得した負荷F2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F1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F2を取得し、計測値取得部110に出力する。
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F1を取得する。計測値取得部110は、取得したF1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F2を取得する。計測値取得部110は、取得した負荷F2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F1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F2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F1及び負荷F2を加算し、加算した値を総負荷F3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Fthを取得し、総負荷F3が負荷閾値Fthを超えるか否かを判定する。判定部130は、総負荷F3が負荷閾値Fth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F3が負荷閾値Fth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。
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。
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。
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。
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。
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F1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F2を取得する。計測値取得部310は、判定部130に負荷F1及び負荷F2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xthを算出する。計算部320は、算出した負荷率xth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xthを算出する。計算部320は、算出した負荷率xthを判定部130に出力する。
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xthを算出する。計算部320は、算出した負荷率xth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F1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F2を取得する。計測値取得部110は、取得した負荷F1と負荷F2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F1及び負荷F2を加算し、加算した値を総負荷F3とする。
ステップS205において、判定部130は、総負荷F3が、計算部320から取得した負荷閾値Ftを超えるか否かを判定する。判定部130は、総負荷F3が負荷閾値Fth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F3が負荷閾値Fth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、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F3が負荷閾値Fth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Fth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Fth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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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