JP5030686B2 - Transformer load state detection device, load state detection method of transformer load state detection device, and program - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統において例えば変圧器を保護するためにこの変圧器の負荷状態を検出する、変圧器の負荷状態検出装置、この装置の負荷状態検出方法、及びこの装置におけるコンピュータに負荷状態検出方法を実行させるためのプログラムに関する。 The present invention relates to a load state detection device for a transformer, a load state detection method for the device, and a load state detection for a computer in the device, for detecting the load state of the transformer in order to protect the transformer in the power system, for example. The present invention relates to a program for executing a method.
電力系統において、例えば、高圧側の母線の電圧を2つの低圧側の母線の電圧に変圧する3巻線変圧器が知られている。一般に、電力系統が安定した良質の電力を負荷に供給するためには、この変圧器に問題が発生した場合の処置及び対策が予めたてられている必要がある。そこで、通常、変圧器には過負荷保護設備が付加されている。つまり、変圧器の定格を超える過負荷運転が継続している場合、これを検出して、警報を発したり、或いは自動的に負荷遮断を行ったりしている(例えば、特許文献1参照。)。尚、定格とは、変圧器に保証された使用制限を意味し、容量に対する使用限度を定めるとともに、電圧、電流、周波数、力率等を指定するものである。 In a power system, for example, a three-winding transformer that transforms the voltage of a high-voltage side bus to two low-voltage side buses is known. In general, in order to supply high-quality power with a stable power system to a load, it is necessary to take measures and measures when a problem occurs in this transformer. Therefore, an overload protection facility is usually added to the transformer. That is, when the overload operation exceeding the rating of the transformer continues, this is detected and an alarm is issued or the load is interrupted automatically (see, for example, Patent Document 1). . The rating means a usage limit guaranteed for the transformer, defines a usage limit for the capacity, and specifies a voltage, a current, a frequency, a power factor, and the like.
図8を参照しつつ、前述した過負荷の有無を判別するために負荷状態を検出する負荷状態検出装置900の構成例について説明する。同図は、3巻線の変圧器10及びその制御装置920の構成例を示す模式図である。変圧器10の1次巻線11は高圧側の母線1に接続されている一方、変圧器10の2次巻線12及び3次巻線13は2つの低圧側の母線2、3にそれぞれ接続されている。また、1次巻線11、2次巻線12、及び3次巻線13には、各電流を検出するブッシング変流器(以後、単に「変流器」と称する)901、902、903がそれぞれ設けられている。制御装置920は、各変流器901、902、903により検出された電流値に基づいて、変圧器10に対する過負荷の有無を判別する機能や、この判別結果に応じて、警報を発したり、或いは変圧器10と母線2、3の負荷(不図示)との間を遮断したりする機能等を有している。この場合、負荷状態検出装置900は、3つの変流器901、902、903と、制御装置920における前述した判別機能を司る部分とを備えて構成されるものである。
A configuration example of the load
尚、変圧器は3巻線に限定されるものではなく、例えば高圧側の1次巻線と低圧側の2次巻線とからなる2巻線であってもよい。
しかしながら、一般に、1次巻線11に設けられる変流器901は、2次巻線12及び3次巻線13に設けられる変流器902、903に比べて高価であるとされている。これに伴い、負荷状態検出装置900もより高価となって、結局、変圧器10の過負荷保護設備の設備コストが嵩む虞がある。
However, in general, the
一方、もし1次巻線11の電流値を考慮せずに、例えば2次巻線12及び3次巻線13の電流値のみに基づいて過負荷の有無を判別する場合、その判別精度は低下するため、変圧器10の過負荷保護が不十分となる虞がある。
On the other hand, if the presence / absence of overload is determined based on only the current values of the
尚、前述したように、以上は3巻線以外(例えば2巻線)の変圧器についても生じ得る問題である。また、以上は、変圧器10に対する過負荷の有無の判別に限らず、一般に、変圧器10の負荷状態を検出する場合にも生じ得る問題である。
As described above, the above is a problem that may occur even with a transformer other than three windings (for example, two windings). Further, the above is not limited to the determination of the presence or absence of an overload on the
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変圧器の負荷状態を精度良く検出可能な低コストの負荷状態検出装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this subject, The place made into the objective is providing the low-cost load state detection apparatus which can detect the load state of a transformer accurately.
前記課題を解決するための発明は、電力系統に接続される第1電力線から電力が供給される入力巻線と、第2電力線へ電力を供給する出力巻線とを有する変圧器の負荷状態検出装置であって、前記出力巻線を流れる電流を検出する電流検出部と、前記第1電力線の電圧を検出する第1電圧検出部と、前記第2電力線の電圧を検出する第2電圧検出部と、前記電流検出部の検出電流と、前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部の検出電圧から定まる前記入力巻線及び前記出力巻線の巻線比とに基づいて、前記入力巻線を流れる電流を算出する電流算出部と、前記電流検出部の検出電流と前記電流算出部の算出電流と、が過負荷の有無を判別するための電流値の範囲内であるか否かに応じて、前記変圧器の負荷の状態を検出する負荷状態検出部と、を備えてなる。 The invention for solving the above-mentioned problems is to detect a load state of a transformer having an input winding to which power is supplied from a first power line connected to a power system and an output winding for supplying power to a second power line. A device that detects a current flowing through the output winding; a first voltage detector that detects a voltage of the first power line; and a second voltage detector that detects a voltage of the second power line. And the input winding based on the detection current of the current detection unit and the turns ratio of the input winding and the output winding determined from the detection voltages of the first voltage detection unit and the second voltage detection unit. Whether or not the current calculation unit for calculating the current flowing through the line, the detection current of the current detection unit, and the calculation current of the current calculation unit are within a range of current values for determining whether or not there is an overload. in response to detecting the state of loading of the transformer load state detection And, it made with a.
この負荷状態検出装置によれば、入力巻線を流れる電流Aを例えば変流器等により検出することなく、電流算出部は、出力巻線側の電流検出部により検出される電流Bと巻線比Cとに基づいて、電流Aを算出により求めることができる。これにより、負荷状態検出部は、電流A及び電流Bに基づいて、変圧器の負荷の状態を検出することができる。つまり、この負荷状態検出装置は、入力巻線側の電流検出部が無い分だけそのコストを低く抑えることができる。また、電流A、Bの双方に基づいて負荷状態を検出しているため、その検出精度は、例えば電流Bのみに基づいて負荷状態を検出をしている場合と比較してより高く、例えば変圧器の過負荷保護等に十分なものとなり得る。以上から、変圧器の負荷状態を精度良く検出可能な低コストの負荷状態検出装置が提供されることになる。 According to this load state detection device, the current calculation unit does not detect the current A flowing through the input winding by, for example, a current transformer, and the current calculation unit detects the current B and the winding detected by the current detection unit on the output winding side. Based on the ratio C, the current A can be obtained by calculation. Thereby, the load state detection part can detect the state of the load of a transformer based on the electric current A and the electric current B. FIG. That is, this load state detection device can keep the cost low because there is no current detector on the input winding side. In addition, since the load state is detected based on both the currents A and B, the detection accuracy is higher than that in the case where the load state is detected based only on the current B, for example, This may be sufficient for overload protection of the vessel. From the above, a low-cost load state detection device capable of accurately detecting the load state of the transformer is provided.
この変圧器の負荷状態検出装置によれば、入力巻線及び出力巻線の巻線比Cは、例えば、第1電力線の電圧Dと第2電力線の電圧Eとの比に相当するものである。例えば、電力系統において電圧D、Eを検出するための手段(第1電圧検出部、第2電圧検出部)が標準的に装備されているものであれば、この既設の手段を用いて巻線比Cを容易に求めることができる。 According to this transformer load state detection device, the winding ratio C between the input winding and the output winding corresponds to, for example, the ratio between the voltage D of the first power line and the voltage E of the second power line. . For example, if the means (first voltage detection unit, second voltage detection unit) for detecting the voltages D and E in the power system is equipped as standard, the existing means is used for winding. The ratio C can be easily obtained.
また、かかる変圧器の負荷状態検出装置において、前記変圧器の入力巻線は1次巻線であり、前記変圧器の出力巻線は2次巻線及び3次巻線であり、前記電流検出部は、前記2次巻線及び前記3次巻線を流れる各電流を検出し、前記電流算出部は、前記電流検出部の2次巻線の検出電流を、前記1次巻線及び前記2次巻線の巻線比により、前記1次巻線側の第1換算電流に換算し、前記電流検出部の3次巻線の検出電流を、前記1次巻線及び前記3次巻線の巻線比により、前記1次巻線側の第2換算電流に換算し、前記第1換算電流及び前記第2換算電流に基づいて、前記1次巻線を流れる電流を求める、こととしてもよい。 In the transformer load state detection device, the input winding of the transformer is a primary winding, the output winding of the transformer is a secondary winding and a tertiary winding, and the current detection is performed. The unit detects each current flowing through the secondary winding and the tertiary winding, and the current calculation unit determines the detected current of the secondary winding of the current detection unit as the primary winding and the 2 According to the winding ratio of the secondary winding, it is converted into the first converted current on the primary winding side, and the detected current of the tertiary winding of the current detection unit is set to the primary winding and the tertiary winding. It is good also as converting into the 2nd conversion current by the side of the above-mentioned primary winding by winding ratio, and obtaining the current which flows through the above-mentioned primary winding based on the above-mentioned 1st conversion current and the 2nd conversion current. .
この変圧器の負荷状態検出装置を、いわゆる3巻線変圧器に適用する場合、1次巻線を流れる電流Aを例えば変流器等により検出することなく、電流算出部は、電流検出部により検出される2次巻線側の電流B’及び3次巻線側の電流B”と、巻線比C’、C”とに基づいて、電流Aを算出により求めることができる。これにより、負荷状態検出部は、電流A、B’、B”に基づいて、変圧器の負荷の状態を検出することができる。つまり、この負荷状態検出装置は、1次巻線側の電流検出部が無い分だけそのコストを低く抑えることができる。また、3つの電流A、B’、B”に基づいて負荷状態を検出しているため、その検出精度は、例えば2つの電流B’、B”のみに基づいて負荷状態を検出している場合と比較してより高く、例えば変圧器の過負荷保護等に十分なものとなり得る。尚、電流算出部は、電流B’に対し例えば巻線比C’又はその逆数を乗算することにより、電流B’を1次巻線側に換算するとともに、電流B”に対し例えば巻線比C”又はその逆数を乗算することにより、電流B”を1次巻線側に換算し、2つの換算電流の例えば実部及び虚部どうしを合計することにより、電流Aを求めることができる。 When this load state detection device of a transformer is applied to a so-called three-winding transformer, the current calculation unit is detected by the current detection unit without detecting the current A flowing through the primary winding by, for example, a current transformer. Based on the detected current B ′ on the secondary winding side and current B ″ on the tertiary winding side and winding ratios C ′ and C ″, the current A can be obtained by calculation. Thereby, the load state detection unit can detect the state of the load of the transformer based on the currents A, B ′, B ″. That is, the load state detection device can detect the current on the primary winding side. The cost can be reduced to the extent that there is no detection unit. Further, since the load state is detected based on the three currents A, B ′, B ″, the detection accuracy is, for example, two currents B ′. , B ″ alone, which is higher than the case where the load state is detected, and may be sufficient for, for example, the overload protection of the transformer. By multiplying the winding ratio C ′ or its reciprocal, the current B ′ is converted to the primary winding side, and by multiplying the current B ″ by, for example, the winding ratio C ″ or its reciprocal, the current B ′ "Is converted to the primary winding side, for example the real part of the two converted currents By summing fine imaginary part each other, it is possible to obtain the current A.
また、かかる変圧器の負荷状態検出装置において、前記第1電力線は前記第2電力線よりも高圧の電力線である、ことが好ましい。
この変圧器の負荷状態検出装置によれば、高圧側に電流検出部を設けることなく、変圧器の負荷の状態を精度良く検出できる。一般に、高圧側に設けられるべき電流検出部(例えばブッシング変流器)は、低圧側に設けられる電流検出部に比べて高価であるとされているため、負荷状態検出装置のコストをより効果的に低く抑えることができる。
In the transformer load state detection apparatus, it is preferable that the first power line is a higher-voltage power line than the second power line.
According to this transformer load state detection device, it is possible to accurately detect the load state of the transformer without providing a current detector on the high voltage side. In general, a current detection unit (for example, a bushing current transformer) to be provided on the high voltage side is considered to be more expensive than a current detection unit provided on the low voltage side, and thus the cost of the load state detection device is more effective. Can be kept low.
また、前記課題を解決するための発明は、電力系統に接続される第1電力線から電力が供給される入力巻線と、第2電力線へ電力を供給する出力巻線とを有する変圧器の負荷状態検出装置の負荷状態検出方法であって、前記出力巻線を流れる電流を検出する電流検出ステップと、前記第1電力線の電圧を検出する第1電圧検出ステップと、前記第2電力線の電圧を検出する第2電圧検出ステップと、前記電流検出ステップの検出電流と、前記第1電圧検出ステップ及び前記第2電圧検出ステップの検出電圧から定まる前記入力巻線及び前記出力巻線の巻線比とに基づいて、前記入力巻線を流れる電流を算出する電流算出ステップと、前記電流検出ステップの検出電流と、前記電流算出ステップの算出電流と、が過負荷の有無を判別するための電流値の範囲内であるか否かに応じて、前記変圧器の負荷の状態を検出する負荷状態検出ステップと、を備えてなる。
この変圧器の負荷状態検出装置の負荷状態検出方法によれば、負荷状態検出装置を低コストに抑えつつ、変圧器の負荷状態を精度良く検出できる。
Moreover, the invention for solving the above-mentioned problems is a load of a transformer having an input winding to which power is supplied from a first power line connected to a power system and an output winding for supplying power to the second power line. A load state detection method for a state detection device, comprising: a current detection step for detecting a current flowing through the output winding; a first voltage detection step for detecting a voltage of the first power line; and a voltage of the second power line. A second voltage detection step to detect, a detection current of the current detection step, a winding ratio of the input winding and the output winding determined from the detection voltages of the first voltage detection step and the second voltage detection step ; based on a current calculating step of calculating the current flowing through the input winding, and a detection current of the current detection step, and calculating the current of the current calculating step, but for determining the presence or absence of overload Depending on whether it is within the range of current values, comprising and a load state detection step for detecting the state of loading of the transformer.
According to the load state detection method of the load state detection device for a transformer, the load state of the transformer can be detected with high accuracy while suppressing the load state detection device at low cost.
また、前記課題を解決するための発明は、電力系統に接続される第1電力線から電力が供給される入力巻線と、第2電力線へ電力を供給する出力巻線とを有する変圧器の負荷状態検出装置における負荷状態検出動作を制御するコンピュータに、前記出力巻線を流れる電流を検出する電流検出手順と、前記第1電力線の電圧を検出する第1電圧検出手順と、前記第2電力線の電圧を検出する第2電圧検出手順と、前記電流検出手順の検出電流と、前記第1電圧検出手順及び前記第2電圧検出手順の検出電圧から定まる前記入力巻線及び前記出力巻線の巻線比とに基づいて、前記入力巻線を流れる電流を算出する電流算出手順と、前記電流検出手順の検出電流と、前記電流算出手順の算出電流と、が過負荷の有無を判別するための電流値の範囲内であるか否かに応じて、前記変圧器の負荷の状態を検出する負荷状態検出手順と、を実行させるためのプログラムである。
このプログラムによれば、例えばこのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、負荷状態検出装置を低コストに抑えつつ、変圧器の負荷状態を精度良く検出できる。
Moreover, the invention for solving the above-mentioned problems is a load of a transformer having an input winding to which power is supplied from a first power line connected to a power system and an output winding for supplying power to the second power line. A computer for controlling a load state detection operation in the state detection device includes: a current detection procedure for detecting a current flowing through the output winding; a first voltage detection procedure for detecting a voltage of the first power line; A second voltage detection procedure for detecting a voltage; a detection current of the current detection procedure; a winding of the input winding and the output winding determined from the detection voltages of the first voltage detection procedure and the second voltage detection procedure A current calculation procedure for calculating a current flowing through the input winding based on the ratio, a detection current of the current detection procedure, and a calculation current of the current calculation procedure for determining whether or not there is an overload. Within the range of values Depending on whether there is a program for executing a load state detection step of detecting the state of loading of the transformer.
According to this program, for example, by installing this program in a computer, it is possible to accurately detect the load state of the transformer while suppressing the load state detection device at low cost.
変圧器の負荷状態を精度良く検出可能な低コストの負荷状態検出装置を提供できる。 It is possible to provide a low-cost load state detection device that can accurately detect the load state of a transformer.
===第1の実施の形態===
<<<負荷状態検出装置>>>
図1〜図3を参照しつつ、本実施の形態の負荷状態検出装置100の構成例について説明する。図1は、第1の実施の形態の3巻線の変圧器10及びその制御装置200の構成例を示す模式図である。図2は、第1の実施の形態の負荷状態検出装置100の構成例を示すブロック図である。図3は、第1の実施の形態の許容負荷分担曲線データ104bの一例を可視化したグラフである。
=== First Embodiment ===
<<< Load state detection device >>>
A configuration example of the load
図1に例示されるように、変圧器10の1次巻線(入力巻線)11は高圧側の母線(第1電力線)1に接続されている一方、変圧器10の2次巻線(出力巻線)12及び3次巻線(出力巻線)13は低圧側の母線(第2電力線)2及び母線(第2電力線)3にそれぞれ接続されている。尚、図1及び前述した図8では、同一装置には同一番号が付されている。1次巻線11には、切換可能な複数のタップ(不図示)が設けられている。このタップの位置を切り換えてタップ比(巻線比)を変えることにより、2次巻線12及び3次巻線13それぞれの電圧が調整可能となっている。また、2次巻線12及び3次巻線13には、各電流を検出するブッシング変流器(以後、単に「変流器」と称する)102、103がそれぞれ設けられている一方、1次巻線11には変流器は設けられていない。制御装置200は、後述するように、各変流器102、103により検出された電流値と、1次巻線11のタップ位置とに基づいて、変圧器10に対する過負荷の有無を判別する機能や、この判別結果に応じて、警報を発したり、或いは変圧器10と母線2、3の負荷(不図示)との間を遮断したりする機能等を有している。
As illustrated in FIG. 1, the primary winding (input winding) 11 of the
図2に例示されるように、負荷状態検出装置100は、主として、制御部(電流算出部、負荷状態検出部)101と、2つの変流器(電流検出部)102、103と、RAM104と、カウンタ105と、ROM106とを備えて構成されるものである。尚、本実施の形態の負荷状態検出装置100は、後述する、交流過電流継電器110、負荷時タップ切換器120、及び警報部130とともに、変圧器10の制御装置200を構成するものである。
As illustrated in FIG. 2, the load
制御部101は、制御装置200を統括制御して、変圧器10に対する過負荷の有無を判別したり、この判別結果に応じて警報又は負荷遮断したりする機能を有するものである。変流器102は2次巻線12を流れる電流を検出する周知のブッシング変流器であり、変流器103は3次巻線13を流れる電流を検出する周知のブッシング変流器である。RAM104は、1次巻線104aのタップの位置を示すタップ位置データ104aと、変圧器10に対する過負荷の有無を判別するための電流値の範囲を示す許容負荷分担曲線データ104bとを記憶するものである。カウンタ105は、1次巻線11のタップの上げ下げを指示するタップ切換信号が所定の電圧調整部(不図示)から発信されると、この信号の示すタップの上げ幅及び下げ幅を別々に計数するものである。この電圧調整部は、例えば母線2又は母線3における電圧を所定の電圧検出手段により検出する機能とともに、この電圧を補償するためのタップ切換信号を発信する機能を有する周知の装置であり、本実施の形態の制御装置200の内部又は外部に備えられているものである。ROM106は、制御部101の後述する処理の手順を定めるプログラム等を記憶するものである。
The
交流過電流継電器110は、変圧器10に対して過負荷が有ると制御部101により判別された場合、例えばこの過負荷の程度に応じて変圧器10と母線2、3の負荷との間を遮断する機能を有する周知の継電器である。
When the
負荷時タップ切換器120は、変圧器10と母線2、3の負荷との間を遮断することなく(即ち、負荷が常時接続された状態で)、変圧器10の複数のタップのうちの或るタップから他のタップへ切り換える機能を有する周知の装置である。負荷を遮断することなく、或るタップから他のタップへ移るためには、切換途中において両タップにまたがる状態が必要である。この際、タップ間電圧を短絡して1次巻線11に損傷を与えることがないように、負荷時タップ切換器120の回路は、限流抵抗やリアクトル等を備えている。また、負荷時タップ切換器120は、前述した電圧調整部から発信されるタップ切換信号に基づいてタップの上げ又は下げを実行する機能を有するものである。
The on-
警報部130は、変圧器10に対して過負荷が有ると制御部101により判別された場合、この旨を例えば作業者に通知するための周知の通知手段である。
The
尚、図2の例示では、交流過電流継電器110、負荷時タップ切換器120、及び警報部130は、本実施の形態の負荷状態検出装置100の外部にあるものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、負荷状態検出装置100は、交流過電流継電器110、負荷時タップ切換器120、及び警報部130を更に備えたものであってもよい。或いは、例えば、交流過電流継電器110が、本実施の形態の負荷状態検出装置100の機能を備えたものであってもよい。
In the illustration of FIG. 2, the
図3に例示されるように、変圧器10に対する過負荷の有無は、1次巻線11、2次巻線12、及び3次巻線13における各電流値が、許容負荷分担曲線データ104bの示す電流値の範囲内であるか否かにより判別される。本実施の形態の1次巻線11には変流器が設けられていないため、後述するように、判別に先立って、タップ比と、2次巻線12及び3次巻線13における各電流値とに基づいて、1次巻線11の電流値が求められる。図3の例示では、例えば、2次巻線12に接続される2次負荷(不図示)の電力と、3次巻線13に接続される3次負荷(不図示)の電力とが曲線Dから紙面左下側となるような各電流値の範囲が、変圧器10に対して過負荷が無い範囲に相当する。尚、曲線Dで囲まれる領域は、変圧器10に対する許容負荷の範囲の一例であり、これに限定されるものではない。
As illustrated in FIG. 3, whether or not there is an overload on the
<<<負荷状態検出方法>>>
図4を参照しつつ、前述した負荷状態検出装置100の負荷状態検出方法について説明する。同図は、第1の実施の形態の負荷状態検出装置100が負荷状態検出方法を実施する際の制御部101の処理の手順を説明するためのフローチャートである。
<<< Load status detection method >>>
The load state detection method of the load
先ず、制御部101は、2次巻線12に接続された変流器102から、検出された電流値の情報を受信するとともに(S100)、3次巻線13に接続された変流器103から、検出された電流値の情報を受信する(S101)。尚、本実施の形態では、制御部101は、ステップS100及びS101で取得した電流値を、例えばRAM104に記憶させておくものとする。
First, the
ところで、制御部101は、負荷時タップ切換器120が電圧調整部(不図示)から受信したタップ切換信号の示すタップの上げ幅又は下げ幅をそれぞれカウンタ105により計数している。一方、変圧器10におけるタップの初期位置はタップ位置データ104aとしてRAM104に予め記憶されている。そこで、制御部101は、カウンタ105が上げ幅又は下げ幅を計数する都度、この計数結果とタップの初期位置とに基づいて、タップの現在位置を求め、RAM104におけるタップ位置データ104aを更新している。
By the way, the
制御部101は、RAM104に記憶されたタップ位置データ104aに基づいて、1次巻線11に対する2次巻線12のタップ比(以後、「2次/1次タップ比」と称する)と、1次巻線11に対する3次巻線13のタップ比(以後、「3次/1次タップ比」と称する)とを求める(S102)。
Based on the
制御部101は、2次/1次タップ比と、ステップS100で取得した2次巻線12の電流値とに基づいて、2次巻線12の電流値を1次巻線11側に換算して第1換算値を求める。具体的には、2次巻線12の有効電流及び無効電流のそれぞれの値に対し、例えば2次/1次タップ比の逆数を乗じて第1換算値(第1換算電流)を求める。尚、第1換算値も実部及び虚部からなる値となる。また、同様に、制御部101は、3次/1次タップ比と、ステップS101で取得した3次巻線13の電流値とに基づいて、3次巻線13の電流値を1次巻線11側に換算して第2換算値(第2換算電流)を求める。具体的には、3次巻線13の有効電流及び無効電流のそれぞれの値に対し、例えば3次/1次タップ比の逆数を乗じて第2換算値を求める。尚、第2換算値も実部及び虚部からなる値となる。以上求めた第1換算値及び第2換算値に基づいて、制御部101は、1次巻線11の電流値を求める(S103)。具体的には、第1換算値及び第2換算値の実部及び虚部どうしの和を求める。尚、本実施の形態では、制御部101は、ステップS103で求めた電流値を、例えばRAM104に記憶させておくものとする。
The
制御部101は、ステップS103で求めた1次巻線11の電流値と、ステップS100で取得した2次巻線12の電流値と、ステップS101で取得した3次巻線13の電流値とが、RAM104に記憶される許容負荷分担曲線データ104bの示す電流値の範囲内であるか否かを判別する(S104)。
The
3つの電流値が、許容負荷分担曲線データ104bの示す電流値の範囲内であると判別した場合(S105:YES)、変圧器10に対して過負荷は無いとすることができるため、制御部101は、ステップS100の処理を再度実行する。
When it is determined that the three current values are within the range of the current value indicated by the allowable load
3つの電流値が、許容負荷分担曲線データ104bの示す電流値の範囲内ではないと判別した場合(S105:NO)、変圧器10に対して過負荷が有るため、制御部101は、交流過電流継電器110又は警報部130を動作させる(S106)。この場合、例えば、許容負荷分担曲線データ104bにおける許容外の電流値の範囲が、更に、過負荷の程度を示すより詳細な範囲に予め分類して定められていれば、この過負荷の程度に応じて、その対応を変えることができる。例えば、過負荷の程度が相対的に小さければ、警報部130を通じて警報を発するのみである一方、過負荷の程度が相対的に大きければ、交流過電流継電器110により負荷遮断を実行する。
When it is determined that the three current values are not within the range of the current value indicated by the allowable load
尚、前述したステップS100〜S102の処理は、この手順に限定されるものではなく、例えば順序を入れ換えたり同時に処理したりするものであってもよい。 In addition, the process of step S100-S102 mentioned above is not limited to this procedure, For example, the order may be changed and it may process simultaneously.
===第2の実施の形態===
<<<負荷状態検出装置>>>
図5及び図6を参照しつつ、第2の実施の形態の負荷状態検出装置100’の構成例について説明する。図5は、第2の実施の形態の3巻線の変圧器10及びその制御装置200’の構成例を示す模式図である。図6は、第2の実施の形態の負荷状態検出装置100’の構成例を示すブロック図である。
=== Second Embodiment ===
<<< Load state detection device >>>
A configuration example of the load
図5において、前述した図1と同一の装置には同一番号が付されている。前述した第1の実施の形態の場合と同様に、1次巻線11には変流器は設けられていない。一方、1次巻線11、2次巻線12、及び3次巻線には、計器用変圧器107、108、109がそれぞれ設けられている。制御装置200’は、後述するように、各変流器102、103により検出された電流値と、各計器用変圧器107、108、109により検出された電圧値とに基づいて、変圧器10に対する過負荷の有無を判別する機能や、この判別結果に応じて、警報を発したり、或いは変圧器10と母線2、3の負荷(不図示)との間を遮断したりする機能等を有している。
In FIG. 5, the same devices as those in FIG. As in the case of the first embodiment described above, the primary winding 11 is not provided with a current transformer. On the other hand,
図6において、前述した図2と同一の装置には同一番号が付されている。図6に例示されるように、負荷状態検出装置100’は、主として、制御部(電流算出部、負荷状態検出部)101と、2つの変流器(電流検出部)102、103と、RAM104と、3つの計器用変圧器107、108、109と、ROM106とを備えて構成されるものである。尚、第2の実施の形態の負荷状態検出装置100’は、第1の実施の形態の負荷状態検出装置100と同様に、交流過電流継電器110、負荷時タップ切換器120、及び警報部130とともに、変圧器10の制御装置200’を構成するものである。
In FIG. 6, the same devices as those in FIG. 2 are given the same numbers. As illustrated in FIG. 6, the load
制御部101、変流器102、103、及びROM106の機能は、第1の実施の形態の機能と同様である。RAM104は、第1の実施の形態と同様の許容負荷分担曲線データ104bを記憶するものである。計器用変圧器(第1電圧検出部)107は1次巻線11の電圧を検出する周知の変圧器であり、計器用変圧器(第2電圧検出部)108は2次巻線12の電圧を検出する周知の変圧器であり、計器用変圧器(第2電圧検出部)109は3次巻線13の電圧を検出する周知の変圧器である。
The functions of the
尚、交流過電流継電器110、負荷時タップ切換器120、及び警報部130は、負荷状態検出装置100’の内部又は外部の何れに設けられるものであってもよい。或いは、例えば、交流過電流継電器110が、負荷状態検出装置100’の機能を備えたものであってもよい。
The
また、第2の実施の形態の変圧器10は、特にタップ付の変圧器である必要はない。変圧器10がタップ付の変圧器でない場合、制御装置200’は負荷時タップ切換器120を備えている必要はない。
Further, the
<<<負荷状態検出方法>>>
図7を参照しつつ、前述した負荷状態検出装置100’の負荷状態検出方法について説明する。同図は、第2の実施の形態の負荷状態検出装置100’が負荷状態検出方法を実施する際の制御部101の処理の手順を説明するためのフローチャートである。
<<< Load status detection method >>>
The load state detection method of the load
先ず、制御部101は、2次巻線12に接続された変流器102から、検出された電流値の情報を受信するとともに(S200)、3次巻線13に接続された変流器103から、検出された電流値の情報を受信する(S201)。尚、第2の実施の形態では、制御部101は、ステップS200及びS201で取得した電流値を、例えばRAM104に記憶させておくものとする。
First, the
また、制御部101は、計器用変圧器107により検出された電圧値に対する計器用変圧器108により検出された電圧値の比を求めて、1次巻線11に対する2次巻線12の巻線比(以後、「2次/1次巻線比」と称する)とするとともに、計器用変圧器107により検出された電圧値に対する計器用変圧器109により検出された電圧値の比を求めて、1次巻線11に対する3次巻線13の巻線比(以後、「3次/1次巻線比」と称する)とする(S202)。
Further, the
制御部101は、2次/1次巻線比と、ステップS200で取得した2次巻線12の電流値とに基づいて、2次巻線12の電流値を1次巻線11側に換算して第1換算値(第1換算電流)を求める。具体的には、2次巻線12の有効電流及び無効電流のそれぞれの値に対し、例えば2次/1次巻線比の逆数を乗じて第1換算値を求める。尚、第1換算値も実部及び虚部からなる値となる。また、同様に、制御部101は、3次/1次巻線比と、ステップS201で取得した3次巻線13の電流値とに基づいて、3次巻線13の電流値を1次巻線11側に換算して第2換算値(第2換算電流)を求める。具体的には、3次巻線13の有効電流及び無効電流のそれぞれの値に対し、例えば3次/1次巻線比の逆数を乗じて第2換算値を求める。尚、第2換算値も実部及び虚部からなる値となる。以上求めた第1換算値及び第2換算値に基づいて、制御部101は、1次巻線11の電流値を求める(S203)。具体的には、第1換算値及び第2換算値の実部及び虚部どうしの和を求める。尚、第2の実施の形態では、制御部101は、ステップS203で求めた電流値を、例えばRAM104に記憶させておくものとする。
The
制御部101は、ステップS203で求めた1次巻線11の電流値と、ステップS200で取得した2次巻線12の電流値と、ステップS201で求めた3次巻線13の電流値とが、RAM104に記憶される許容負荷分担曲線データ104bの示す電流値の範囲内であるか否かを判別する(S204)。
The
3つの電流値が、許容負荷分担曲線データ104bの示す電流値の範囲内であると判別した場合(S205:YES)、変圧器10に対して過負荷は無いとすることができるため、制御部101は、ステップS200の処理を再度実行する。
When it is determined that the three current values are within the range of the current value indicated by the allowable load
3つの電流値が、許容負荷分担曲線データ104bの示す電流値の範囲内ではないと判別した場合(S205:NO)、変圧器10に対して過負荷が有るため、制御部101は、交流過電流継電器110又は警報部130を動作させる(S206)。この場合、例えば、許容負荷分担曲線データ104bにおける許容外の電流値の範囲が、更に、過負荷の程度を示すより詳細な範囲に予め分類して定められていれば、この過負荷の程度に応じて、その対応を変えることができる。例えば、過負荷の程度が相対的に小さければ、警報部130を通じて警報を発するのみである一方、過負荷の程度が相対的に大きければ、交流過電流継電器110により負荷遮断を実行する。
If it is determined that the three current values are not within the range of the current value indicated by the allowable load
尚、前述したステップS200〜S202の処理は、この手順に限定されるものではなく、例えば順序を入れ換えたり同時に処理したりするものであってもよい。 In addition, the process of step S200-S202 mentioned above is not limited to this procedure, For example, the order may be changed and it may process simultaneously.
===高検出精度及び低コスト===
前述した実施の形態の負荷状態検出装置100、100’によれば、1次巻線11に変流器を設けることなく1次巻線11の電流値を求めて、この電流値と、2次巻線12及び3次巻線13それぞれの電流値とに基づいて、変圧器10に対する過負荷の有無を判別することができる。一般に、1次巻線11に設けられるべき変流器は、2次巻線12及び3次巻線13に設けられる変流器102、103に比べて高価であるとされているため、負荷状態検出装置100、100’は、1次巻線11の変流器が無い分だけそのコストを低く抑えることができる。また、前述した実施の形態では、1次巻線11、2次巻線12、及び3次巻線13の全ての電流値に基づいて過負荷の有無を判別しているため、その判別精度は、例えば変圧器10の過負荷保護に十分なものとなる。以上から、変圧器10に対する過負荷の有無を精度良く判別可能な低コストの負荷状態検出装置100、100’が提供されることになる。
=== High detection accuracy and low cost ===
According to the load
尚、前述した実施の形態において、ROM106に記憶されるプログラムは、制御部101にステップS100〜S106の処理(図4)又はステップS200〜S206の処理を実行させるものである。例えば、このプログラムを、制御部101を備えたコンピュータにインストールすることにより、負荷状態検出装置100、100’を低コストに抑えつつ、変圧器10の負荷状態を精度良く検出できる。
In the above-described embodiment, the program stored in the
前述した実施の形態では、母線1が高圧側であり、母線2、3が低圧側であったが、これに限定されるものではない。前述した実施の形態の負荷状態検出装置100、100’によれば、母線1側又は母線2、3側の何れか一方の側には変流器を設けることなく、他方の側の変流器と巻線比とに基づいて、両方の側の電流を求めることができる。これにより、装置のコストを低く抑えることができる。
In the above-described embodiment, the
また、前述した実施の形態では、負荷状態検出部の処理の一例として、この変圧器10に対する過負荷の有無を判別する処理について述べたが、これに限定されるものではなく、一般に、変圧器10の負荷状態を検出する処理であればいかなる処理であってもよい。
In the above-described embodiment, as an example of the process of the load state detection unit, the process of determining whether or not there is an overload on the
===その他の実施の形態===
前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されるとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
=== Other Embodiments ===
The above-described embodiment is intended to facilitate understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention is changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
前述した第1の実施の形態では、変圧器10のタップの初期位置に対し、カウンタ105により計数された上げ幅又は下げ幅を加減することにより、タップ位置データ104aが生成されるものであったが、これに限定されるものではない。要するに、変圧器10の現在のタップ位置を検出するための検出手段であれば、いかなるものであってもよい。
In the first embodiment described above, the
前述した第1及び第2の実施の形態の変圧器10は3巻線の変圧器であったが、これに限定されるものではなく、3巻線以外(例えば2巻線)の変圧器であってもよい。3巻線以外の場合でも、1次巻線側の電流を、1次巻線及びN次巻線(Nは2以上の整数)のタップ比又は巻数比と、N次巻線の電流とに基づいて求めることができる。
The
1 高圧側の母線
2、3 低圧側の母線
10 変圧器
11 1次巻線
12 2次巻線
13 3次巻線
100、100’、900 負荷状態検出装置
101 制御部
102、103、901、902、903 変流器
104 RAM
104a タップ位置データ
104b 許容負荷分担曲線データ
105 カウンタ
106 ROM
107、108、109 計器用変圧器
110 交流過電流継電器
120 負荷時タップ切換器
130 警報部
200、200’、920 制御装置
DESCRIPTION OF
104a
107, 108, 109
Claims (5)
前記出力巻線を流れる電流を検出する電流検出部と、
前記第1電力線の電圧を検出する第1電圧検出部と、
前記第2電力線の電圧を検出する第2電圧検出部と、
前記電流検出部の検出電流と、前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部の検出電圧から定まる前記入力巻線及び前記出力巻線の巻線比とに基づいて、前記入力巻線を流れる電流を算出する電流算出部と、
前記電流検出部の検出電流と前記電流算出部の算出電流と、が過負荷の有無を判別するための電流値の範囲内であるか否かに応じて、前記変圧器の負荷の状態を検出する負荷状態検出部と、
を備えたことを特徴とする変圧器の負荷状態検出装置。 A transformer load state detection device having an input winding to which power is supplied from a first power line connected to a power system and an output winding for supplying power to a second power line,
A current detector for detecting a current flowing through the output winding;
A first voltage detector for detecting a voltage of the first power line;
A second voltage detector for detecting a voltage of the second power line;
Based on the detection current of the current detection unit and the turns ratio of the input winding and the output winding determined from the detection voltage of the first voltage detection unit and the second voltage detection unit, the input winding A current calculation unit for calculating a flowing current ;
The state of the load of the transformer is detected depending on whether or not the detection current of the current detection unit and the calculation current of the current calculation unit are within a range of current values for determining whether or not there is an overload. A load state detection unit to perform,
A transformer load state detection device comprising:
前記変圧器の出力巻線は2次巻線及び3次巻線であり、
前記電流検出部は、前記2次巻線及び前記3次巻線を流れる各電流を検出し、
前記電流算出部は、
前記電流検出部の2次巻線の検出電流を、前記1次巻線及び前記2次巻線の巻線比により、前記1次巻線側の第1換算電流に換算し、
前記電流検出部の3次巻線の検出電流を、前記1次巻線及び前記3次巻線の巻線比により、前記1次巻線側の第2換算電流に換算し、
前記第1換算電流及び前記第2換算電流に基づいて、前記1次巻線を流れる電流を求める、ことを特徴とする請求項1に記載の変圧器の負荷状態検出装置。 The input winding of the transformer is a primary winding,
The output winding of the transformer is a secondary winding and a tertiary winding,
The current detection unit detects each current flowing through the secondary winding and the tertiary winding,
The current calculator is
The detected current of the secondary winding of the current detection unit is converted into the first converted current on the primary winding side by the winding ratio of the primary winding and the secondary winding,
The detected current of the tertiary winding of the current detector is converted into a second converted current on the primary winding side by the winding ratio of the primary winding and the tertiary winding,
2. The transformer load state detection device according to claim 1, wherein a current flowing through the primary winding is obtained based on the first converted current and the second converted current.
前記出力巻線を流れる電流を検出する電流検出ステップと、
前記第1電力線の電圧を検出する第1電圧検出ステップと、
前記第2電力線の電圧を検出する第2電圧検出ステップと、
前記電流検出ステップの検出電流と、前記第1電圧検出ステップ及び前記第2電圧検出ステップの検出電圧から定まる前記入力巻線及び前記出力巻線の巻線比とに基づいて、前記入力巻線を流れる電流を算出する電流算出ステップと、
前記電流検出ステップの検出電流と、前記電流算出ステップの算出電流と、が過負荷の有無を判別するための電流値の範囲内であるか否かに応じて、前記変圧器の負荷の状態を検出する負荷状態検出ステップと、
を備えたことを特徴とする変圧器の負荷状態検出装置の負荷状態検出方法。 A load state detection method for a load state detection device for a transformer having an input winding to which power is supplied from a first power line connected to a power system and an output winding for supplying power to a second power line,
A current detection step of detecting a current flowing through the output winding;
A first voltage detecting step of detecting a voltage of the first power line;
A second voltage detecting step of detecting a voltage of the second power line;
Based on the detection current of the current detection step and the turns ratio of the input winding and the output winding determined from the detection voltage of the first voltage detection step and the second voltage detection step , the input winding A current calculation step for calculating a flowing current;
Depending on whether the detection current of the current detection step and the calculation current of the current calculation step are within the range of current values for determining whether or not there is an overload, the load state of the transformer is determined. A load state detection step to detect;
A load state detecting method for a transformer load state detecting device.
前記出力巻線を流れる電流を検出する電流検出手順と、
前記第1電力線の電圧を検出する第1電圧検出手順と、
前記第2電力線の電圧を検出する第2電圧検出手順と、
前記電流検出手順の検出電流と、前記第1電圧検出手順及び前記第2電圧検出手順の検出電圧から定まる前記入力巻線及び前記出力巻線の巻線比とに基づいて、前記入力巻線を流れる電流を算出する電流算出手順と、
前記電流検出手順の検出電流と、前記電流算出手順の算出電流と、が過負荷の有無を判別するための電流値の範囲内であるか否かに応じて、前記変圧器の負荷の状態を検出する負荷状態検出手順と、
を実行させるためのプログラム。 A computer for controlling a load state detection operation in a load state detection device for a transformer having an input winding for supplying power from a first power line connected to the power system and an output winding for supplying power to the second power line In addition,
A current detection procedure for detecting a current flowing through the output winding;
A first voltage detection procedure for detecting a voltage of the first power line;
A second voltage detection procedure for detecting the voltage of the second power line;
Based on the detection current of the current detection procedure and the turns ratio of the input winding and the output winding determined from the detection voltages of the first voltage detection procedure and the second voltage detection procedure , A current calculation procedure for calculating a flowing current;
Depending on whether or not the detection current of the current detection procedure and the calculation current of the current calculation procedure are within the range of current values for determining whether or not there is an overload, the state of the load of the transformer is determined. A load state detection procedure to be detected;
A program for running
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