JP7446249B2 - Monitoring and diagnostic equipment for electromagnetic equipment - Google Patents

Monitoring and diagnostic equipment for electromagnetic equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7446249B2
JP7446249B2 JP2021014134A JP2021014134A JP7446249B2 JP 7446249 B2 JP7446249 B2 JP 7446249B2 JP 2021014134 A JP2021014134 A JP 2021014134A JP 2021014134 A JP2021014134 A JP 2021014134A JP 7446249 B2 JP7446249 B2 JP 7446249B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
vibration
data
transformer
electromagnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021014134A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022117568A (en
Inventor
裕亮 竹中
智 市村
明 山岸
耕平 山口
瑞 小木
千絵 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2021014134A priority Critical patent/JP7446249B2/en
Publication of JP2022117568A publication Critical patent/JP2022117568A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7446249B2 publication Critical patent/JP7446249B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、電磁機器を監視して診断する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for monitoring and diagnosing electromagnetic equipment.

電磁機器は、コイル体を構成する巻線と鉄心とこれらを収容する筐体を備える機器である。電磁機器の例には、変圧器、モーター、及び発電機を含めることができる。 An electromagnetic device is a device that includes a winding that constitutes a coil body, an iron core, and a casing that houses them. Examples of electromagnetic equipment may include transformers, motors, and generators.

変圧器では、鉄心と巻線が、絶縁油等の絶縁媒体に浸漬されて、筐体であるタンクの内部に収納されている。一般に、商用周波数で通電し、定常運転している三相交流変圧器では、各相の鉄心や巻線が、商用周波数の2倍の周波数及びその高調波成分の周波数を持つ電磁気力により加振され、これらの振動が直接または絶縁媒体を介してタンクに伝わり、タンクが振動する。 In a transformer, an iron core and a winding are immersed in an insulating medium such as insulating oil and housed inside a tank that is a housing. In general, in a three-phase AC transformer that is energized at the commercial frequency and operated steadily, the core and windings of each phase are vibrated by electromagnetic force with a frequency twice the commercial frequency and its harmonic components. These vibrations are transmitted to the tank either directly or through an insulating medium, causing the tank to vibrate.

変圧器などの電磁機器の監視診断装置は、電磁機器に取り付けられたセンサを用いて、電磁機器の内部の状態、すなわち鉄心や巻線の異常や劣化状態を監視、診断する装置である。従来の変圧器の監視診断装置の例は、特許文献1、2に記載されている。 A monitoring and diagnosing device for electromagnetic equipment such as a transformer is a device that uses sensors attached to the electromagnetic equipment to monitor and diagnose the internal state of the electromagnetic equipment, that is, abnormalities and deterioration states of the iron core and windings. Examples of conventional transformer monitoring and diagnosis devices are described in Patent Documents 1 and 2.

特許文献1には、変圧器に装着されて変圧器が発生する低周波数領域から可聴音領域(1Hz~20kHz)に至る振動に対し検出感度を有する振動検出器と、巻線に通電して変圧器を稼働している間に、タンクの天板をハンマーで叩いて得られる機械的振動に基づく固有振動を求める解析器と、解析器から得られたデータを演算する演算手段とを備える、変圧器の診断装置が記載されている。 Patent Document 1 discloses a vibration detector that is attached to a transformer and has detection sensitivity for vibrations generated by the transformer ranging from the low frequency range to the audible sound range (1 Hz to 20 kHz), and a vibration detector that is attached to a transformer and has a detection sensitivity for vibrations generated by the transformer ranging from the low frequency range to the audible sound range (1 Hz to 20 kHz), and A transformer that is equipped with an analyzer that calculates the natural vibration based on the mechanical vibration obtained by hitting the top plate of the tank with a hammer while the equipment is in operation, and a calculation means that calculates the data obtained from the analyzer. A diagnostic device for the device is described.

特許文献2には、変圧器のタンクに複数の加速度センサを設置し、変圧器の稼働状態において、加速度センサから得られる情報を基に、タンクの振動を肉眼で視覚可能となるように時間分割して表示装置にアニメーション表示し、この表示内容から、巻線の振動モードまたは鉄心の振動モードに特徴的な固有振動を拾い出し、固有振動数の変化を基に稼働状態の変圧器の振動応答を解析する変圧器の診断手法が記載されている。 Patent Document 2 discloses that a plurality of acceleration sensors are installed in the tank of a transformer, and when the transformer is in operation, based on information obtained from the acceleration sensors, vibrations of the tank are time-divided so that they can be seen with the naked eye. From this displayed content, the characteristic vibrations of the vibration mode of the winding or the vibration mode of the iron core are picked up, and the vibration response of the transformer in operation is determined based on the change in the natural frequency. A transformer diagnostic method for analyzing the

特開2018-096706号公報JP2018-096706A 特開2020-94938号公報JP2020-94938A

変圧器などの電磁機器では、内部の構造的な状態として、主に、内部に収納された鉄心や配線の状態、すなわち鉄心や配線の異常の有無や劣化状態の有無が監視、診断される。鉄心や配線の異常の例としては、巻線の位置ずれや変形と、巻線の締付圧力の低下と、ブッシングの中の電線の位置ずれや変形を挙げることができる。劣化状態の例としては、鉄心や巻線に設置された絶縁物の劣化を挙げることができる。 In electromagnetic equipment such as transformers, the internal structural condition is mainly monitored and diagnosed to determine the condition of the core and wiring housed inside, that is, the presence or absence of an abnormality or deterioration of the core or wiring. Examples of abnormalities in the iron core or wiring include misalignment or deformation of the winding, a decrease in the tightening pressure of the winding, and misalignment or deformation of the wire in the bushing. An example of a deterioration state is deterioration of an insulator installed in an iron core or a winding.

特許文献1に記載の変圧器の診断装置では、機械的振動に基づいて求めた固有振動数を用いて変圧器の状態を解析するが、機械的振動を得るためにハンマー等の付加的な能動装置でタンクを打撃する必要がある。このため、能動装置を用意する工程と、用意した能動装置でタンクを打撃する工程が必要であり、これらの工程に労力と時間等のコストがかかり、実行するのが容易ではない。 The transformer diagnostic device described in Patent Document 1 analyzes the condition of the transformer using the natural frequency determined based on mechanical vibration. It is necessary to hit the tank with the device. Therefore, a step of preparing an active device and a step of hitting the tank with the prepared active device are required, and these steps require labor, time, and other costs, and are not easy to carry out.

特許文献2に記載の変圧器の診断手法では、稼働状態の変圧器において変圧器の振動応答を解析する。変圧器では、内部に異常または劣化が発生した場合以外に、稼働条件(例えば、負荷電流)が変化した場合においても、振動応答が変化する。このため、特許文献2に記載の変圧器の診断手法では、振動応答の変化が変圧器の内部の異常や劣化によるものなのか、それとも稼働条件(負荷電流)の変化によるものなのかを判断することが難しく、変圧器を正確に診断できないこともあり得る。 The transformer diagnostic method described in Patent Document 2 analyzes the vibration response of the transformer in an operating state. In a transformer, the vibration response changes not only when an abnormality or deterioration occurs internally but also when operating conditions (for example, load current) change. Therefore, the transformer diagnostic method described in Patent Document 2 determines whether a change in vibration response is due to an abnormality or deterioration inside the transformer, or a change in operating conditions (load current). It may be difficult to diagnose the transformer accurately.

本発明は、負荷電流の大きさといった稼働条件の違いによらず、稼働状態の電磁機器の内部の構造的な状態を監視し診断できる監視診断装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a monitoring and diagnostic device that can monitor and diagnose the internal structural state of an electromagnetic device in an operating state, regardless of differences in operating conditions such as the magnitude of load current.

本発明による電磁機器の監視診断装置は、コイル体を構成する巻線と、鉄心と、前記巻線と前記鉄心を収容する筐体とを備える電磁機器に設置され、前記筐体に備えられ振動を測定する1つまたは複数の振動センサと、前記筐体に備えられ磁場を測定する1つまたは複数の磁場センサと、診断装置とを備える。前記診断装置は、前記電磁機器の稼働中に、前記振動センサが測定した振動データの特徴量と、前記磁場センサが測定した磁場データの特徴量とを求めるとともに、前記磁場データから前記電磁機器の負荷電流を求める。前記診断装置は、前記振動データの特徴量と前記磁場データの特徴量との間の関係を、前記負荷電流が同じ場合について、正常な状態の前記電磁機器と比較することで、前記電磁機器を監視し診断する。 The monitoring and diagnosis device for electromagnetic equipment according to the present invention is installed in an electromagnetic equipment that includes a winding that constitutes a coil body, an iron core, and a casing that accommodates the winding and the iron core. The present invention includes one or more vibration sensors that measure a magnetic field, one or more magnetic field sensors that are included in the housing and that measure a magnetic field, and a diagnostic device. The diagnostic device determines a characteristic amount of vibration data measured by the vibration sensor and a characteristic amount of magnetic field data measured by the magnetic field sensor while the electromagnetic device is in operation, and determines the characteristic amount of the electromagnetic device from the magnetic field data. Find the load current. The diagnostic device diagnoses the electromagnetic device by comparing the relationship between the feature amount of the vibration data and the feature amount of the magnetic field data with the electromagnetic device in a normal state when the load current is the same. Monitor and diagnose.

本発明によると、負荷電流の大きさといった稼働条件の違いによらず、稼働状態の電磁機器の内部の構造的な状態を監視し診断できる監視診断装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a monitoring and diagnostic device that can monitor and diagnose the internal structural state of an electromagnetic device in operation, regardless of differences in operating conditions such as the magnitude of load current.

本発明の実施例による、電磁機器の監視診断装置の構成を示す図で、本実施例による監視診断装置が設置された変圧器の正面図。1 is a diagram showing the configuration of a monitoring and diagnosing device for electromagnetic equipment according to an embodiment of the present invention, and is a front view of a transformer in which the monitoring and diagnosing device according to this embodiment is installed. FIG. 本発明の実施例による、電磁機器の監視診断装置の構成を示す図で、本実施例による監視診断装置が設置された変圧器の平面図。1 is a diagram showing the configuration of a monitoring and diagnosing device for electromagnetic equipment according to an embodiment of the present invention, and is a plan view of a transformer in which the monitoring and diagnosing device according to this embodiment is installed. 低圧ブッシングと、低圧ブッシングの近傍に設置された磁場センサを示す図であり、図2に示した線A-Aにおける断面図。3 is a diagram showing a low-pressure bushing and a magnetic field sensor installed near the low-pressure bushing, and is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2. FIG.

本発明による監視診断装置は、コイル体を構成する巻線と鉄心とこれらを収容する筐体を備える電磁機器を監視して診断する。本発明による監視診断装置が監視、診断する電磁機器の例には、変圧器、モーター、及び発電機などを含めることができる。以下の実施例では、一例として、変圧器を監視、診断する監視診断装置について説明する。 The monitoring and diagnosis device according to the present invention monitors and diagnoses an electromagnetic device that includes a winding that constitutes a coil body, an iron core, and a casing that houses them. Examples of electromagnetic equipment monitored and diagnosed by the monitoring and diagnosis device according to the present invention may include transformers, motors, generators, and the like. In the following embodiments, a monitoring and diagnosis device for monitoring and diagnosing a transformer will be described as an example.

本発明による監視診断装置は、診断装置と、電磁機器の筐体に備えられた振動センサと磁場センサを備える。診断装置は、巻線に通電されて電磁機器が稼働しているときに、振動センサが測定した振動データの特徴量と磁場センサが測定した磁場データの特徴量を求め、磁場データから電磁機器の負荷電流を求める。診断装置は、振動データの特徴量と磁場データの特徴量との間の関係を、負荷電流が同じ場合について正常な状態の電磁機器と比較することで、電磁機器を監視し診断する。 A monitoring diagnostic device according to the present invention includes a diagnostic device, a vibration sensor, and a magnetic field sensor provided in a housing of an electromagnetic device. The diagnostic device calculates the feature amount of vibration data measured by the vibration sensor and the feature amount of the magnetic field data measured by the magnetic field sensor when the electromagnetic device is in operation with the winding energized, and diagnoses the electromagnetic device from the magnetic field data. Find the load current. The diagnostic device monitors and diagnoses the electromagnetic device by comparing the relationship between the feature amount of the vibration data and the feature amount of the magnetic field data with that of the electromagnetic device in a normal state when the load current is the same.

以下、本発明の実施例による、電磁機器の監視診断装置を、図面を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electromagnetic equipment monitoring and diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings used in this specification, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and repeated explanations of these components may be omitted.

図1と図2は、本実施例による、電磁機器の監視診断装置の構成を示す図である。本実施例では、上述したように、電磁機器として変圧器を監視、診断する監視診断装置の例を説明する。 FIGS. 1 and 2 are diagrams showing the configuration of an electromagnetic equipment monitoring and diagnosis apparatus according to this embodiment. In this embodiment, as described above, an example of a monitoring and diagnosing device that monitors and diagnoses a transformer as an electromagnetic device will be described.

図1は、本実施例による監視診断装置が設置された変圧器の正面図である。図2は、この変圧器の平面図である。本実施例による監視診断装置は、振動センサ1、2、3、4、5、6、7、8、9と、磁場センサ10、11、12、13、14、15と、診断装置60を備え、電磁機器である変圧器1000に設置され、変圧器1000の内部の状態を監視し診断する。監視診断装置は、1つまたは複数の振動センサと、1つまたは複数の磁場センサを備える。図1と図2では、監視診断装置が9個の振動センサ1~9と6個の磁場センサ10~15を備える例を示している。図2では、診断装置60の図示を省略している。変圧器1000は、一例として、三相交流変圧器であるとする。 FIG. 1 is a front view of a transformer in which a monitoring and diagnosis device according to this embodiment is installed. FIG. 2 is a plan view of this transformer. The monitoring diagnostic device according to this embodiment includes vibration sensors 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, magnetic field sensors 10, 11, 12, 13, 14, 15, and a diagnostic device 60. is installed in the transformer 1000, which is an electromagnetic device, and monitors and diagnoses the internal state of the transformer 1000. The monitoring and diagnostic device includes one or more vibration sensors and one or more magnetic field sensors. 1 and 2 show an example in which the monitoring and diagnostic device includes nine vibration sensors 1 to 9 and six magnetic field sensors 10 to 15. In FIG. 2, illustration of the diagnostic device 60 is omitted. The transformer 1000 is assumed to be a three-phase AC transformer, for example.

変圧器1000は、筐体であるタンク400と、絶縁油等の絶縁媒体に浸漬されてタンク400の内部に設置された鉄心と巻線100、200、300を備える。鉄心は、主脚31、32、33と、上部ヨーク36aと、下部ヨーク(図示せず)を備える。巻線100、200、300は、コイル体を構成し、それぞれ主脚31、32、33に巻き回されている。鉄心と巻線100、200、300は、上部締め金具40aと下部締め金具40bとにより相互に固定され、支持部材51、52、53を介して、タンク400の底部に設置されている。上部締め金具40aと下部締め金具40bは、図示していないボルト類により接続されている。 The transformer 1000 includes a tank 400 that is a casing, and an iron core and windings 100, 200, and 300 that are immersed in an insulating medium such as insulating oil and installed inside the tank 400. The iron core includes main legs 31, 32, 33, an upper yoke 36a, and a lower yoke (not shown). The windings 100, 200, and 300 constitute a coil body, and are wound around the main legs 31, 32, and 33, respectively. The iron core and the windings 100, 200, 300 are fixed to each other by an upper fastener 40a and a lower fastener 40b, and are installed at the bottom of the tank 400 via support members 51, 52, 53. The upper fastener 40a and the lower fastener 40b are connected by bolts (not shown).

タンク400の上面には、高圧ブッシング142、242、342が配置されている。高圧ブッシング142、242、342のそれぞれの接続端141、241、341は、各巻線100、200、300の1次巻線の一端にそれぞれ接続されている。 High pressure bushings 142, 242, 342 are arranged on the upper surface of tank 400. The connection ends 141, 241, 341 of the high voltage bushings 142, 242, 342 are connected to one end of the primary winding of each winding 100, 200, 300, respectively.

タンク400の右側面には、低圧ブッシング192、292、392が配置されている。低圧ブッシング192、292、392のそれぞれの接続端191、291、391は、各巻線100、200、300の2次巻線の一端にそれぞれ接続されている。 Low pressure bushings 192, 292, 392 are arranged on the right side of tank 400. The connection ends 191, 291, 391 of each of the low pressure bushings 192, 292, 392 are connected to one end of the secondary winding of each winding 100, 200, 300, respectively.

図1と図2に示すように、本実施例による監視診断装置は、変圧器1000のタンク400の正面の表面部で変圧器1000の巻線100、200、300に対向する位置に、振動センサ1、2、3、4、5、6、7、8、9を備える。振動センサ1~9は、変圧器1000の稼働中に変圧器1000(具体的にはタンク400)の振動を測定するセンサであり、例えば加速度センサを用いることができる。振動センサ1~9は、タンク400の正面、背面、側面、上面、及び下面のうちの任意の位置に設置してもよいが、巻線100、200、300に交流電流が流れることで生じる電磁力によって発生する機械振動を検出しやすいように、できるだけ巻線100、200、300に近い位置に設置することが好ましい。例えば、振動センサ1~9は、タンク400の正面の表面部で巻線100、200、300の中心軸に近い位置に設置するのが好ましい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the monitoring and diagnosis device according to this embodiment includes a vibration sensor installed at a position facing the windings 100, 200, and 300 of the transformer 1000 on the front surface of the tank 400 of the transformer 1000. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9. The vibration sensors 1 to 9 are sensors that measure vibrations of the transformer 1000 (specifically, the tank 400) while the transformer 1000 is in operation, and may be, for example, acceleration sensors. The vibration sensors 1 to 9 may be installed at any position on the front, back, side, top, or bottom of the tank 400; It is preferable to install it as close to the windings 100, 200, and 300 as possible so that mechanical vibrations generated by force can be easily detected. For example, it is preferable that the vibration sensors 1 to 9 be installed on the front surface of the tank 400 at positions close to the central axes of the windings 100, 200, and 300.

また、本実施例による監視診断装置は、変圧器1000のタンク400の正面の表面部で巻線100、200、300に対向する位置に、それぞれ磁場センサ10、11、12を備え、タンク400の表面部で低圧ブッシング192、292、392の近傍に、それぞれ磁場センサ13、14、15を備える。磁場センサ10、11、12は、それぞれ、変圧器1000の稼働中に巻線100、200、300に流れる電流が発生させた磁場を測定する。磁場センサ13、14、15は、それぞれ、変圧器1000の稼働中に低圧ブッシング192、292、392の中の電線に流れる電流が発生させた磁場を測定する。磁場センサ10~15は、磁場を測定することで、それぞれ、巻線100、200、300に流れる電流や低圧ブッシング192、292、392の中の電線に流れる電流を検出することができる。 Further, the monitoring and diagnosis device according to the present embodiment includes magnetic field sensors 10, 11, and 12 at positions facing the windings 100, 200, and 300 on the front surface of the tank 400 of the transformer 1000, respectively. Magnetic field sensors 13, 14, and 15 are provided near the low-pressure bushings 192, 292, and 392 on the surface, respectively. Magnetic field sensors 10, 11, and 12 measure magnetic fields generated by currents flowing through windings 100, 200, and 300, respectively, during operation of transformer 1000. Magnetic field sensors 13, 14, 15 measure the magnetic field generated by the current flowing in the wires in low voltage bushings 192, 292, 392, respectively, during operation of transformer 1000. By measuring the magnetic field, the magnetic field sensors 10 to 15 can detect the current flowing in the windings 100, 200, and 300, and the current flowing in the electric wires in the low-voltage bushings 192, 292, and 392, respectively.

磁場センサ13、14、15は、低圧ブッシング192、292、392の近傍ではなく、高圧ブッシング142、242、342の近傍に設置されてもよい。但し、低圧ブッシング192、292、392では、内部の電線に流れる電流が、高圧ブッシング142、242、342の内部の電線に流れる電流よりも大きいため、磁場センサ13、14、15は、低圧ブッシング192、292、392の近傍に設置することが望ましい。 The magnetic field sensors 13, 14, 15 may be installed near the high pressure bushings 142, 242, 342 instead of near the low pressure bushings 192, 292, 392. However, in the low voltage bushings 192, 292, 392, the current flowing through the internal wires is larger than the current flowing through the internal wires of the high voltage bushings 142, 242, 342, so the magnetic field sensors 13, 14, 15 , 292, and 392.

振動センサ1~9と磁場センサ10~15は、診断装置60と有線通信または無線通信が可能な通信部を備える。 The vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15 each include a communication unit capable of wired or wireless communication with the diagnostic device 60.

診断装置60は、例えばコンピュータで構成でき、通信装置61を備える。通信装置61は、振動センサ1~9と磁場センサ10~15に対して有線通信または無線通信が可能である。診断装置60は、通信装置61を介して振動センサ1~9と磁場センサ10~15に接続し、これらのセンサ1~15からデータを受信したり、これらのセンサ1~15に信号を送信したりする。 The diagnostic device 60 can be configured with a computer, for example, and includes a communication device 61. The communication device 61 is capable of wired or wireless communication with the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15. The diagnostic device 60 is connected to the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15 via a communication device 61, and receives data from these sensors 1 to 15 and sends signals to these sensors 1 to 15. or

診断装置60は、センサ1~15と通信が可能であると、診断装置60が変圧器1000から遠く離れた遠隔地に設置されていても、変圧器1000の監視と診断が可能である。このため、診断装置60から遠く離れた地点にある変圧器1000で作業員が作業しなくてもよく、人員コストを削減することができる。 If the diagnostic device 60 is capable of communicating with the sensors 1 to 15, it is possible to monitor and diagnose the transformer 1000 even if the diagnostic device 60 is installed in a remote location far away from the transformer 1000. Therefore, a worker does not have to work on the transformer 1000 located far from the diagnostic device 60, and personnel costs can be reduced.

診断装置60は、変圧器1000の稼働中に、振動センサ1~9が測定した振動のデータを入力し、変圧器1000(タンク400)の振動のデータ(波形)を得る。また、診断装置60は、磁場センサ10~15が測定した磁場のデータを入力し、この磁場データから、巻線100、200、300に流れる電流の時間変化のデータ(波形)と、低圧ブッシング192、292、392の中の電線に流れる電流の時間変化のデータ(波形)を得る。 Diagnosis device 60 inputs vibration data measured by vibration sensors 1 to 9 while transformer 1000 is in operation, and obtains vibration data (waveform) of transformer 1000 (tank 400). The diagnostic device 60 also inputs magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15, and from this magnetic field data, generates data (waveforms) of time changes in the current flowing through the windings 100, 200, and 300, and the low-pressure bushing 192. , 292, and 392, data (waveforms) of the time change of the current flowing through the wires are obtained.

また、診断装置60は、正常な状態の変圧器1000についての、振動センサ1~9と磁場センサ10~15の測定データと、この測定データに対応するデータを、正常時のデータとして保存している。測定データに対応するデータには、これらのセンサ1~15の測定データから求められたデータも含まれている。この正常時のデータは、例えば、出荷前の変圧器1000、設置直後の変圧器1000、及び稼働開始の直前または直後の変圧器1000などの、正常な状態の変圧器1000で測定することにより予め得ることができる。また、正常時のデータには、機械学習などで正常状態を学習することで得られたデータを用いてもよい。 Furthermore, the diagnostic device 60 saves the measurement data of the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15 and the data corresponding to this measurement data regarding the transformer 1000 in a normal state as normal data. There is. The data corresponding to the measured data also includes data obtained from the measured data of these sensors 1 to 15. This normal data can be obtained in advance by measuring the transformer 1000 in a normal state, such as the transformer 1000 before shipment, the transformer 1000 just after installation, and the transformer 1000 just before or after starting operation. Obtainable. Furthermore, data obtained by learning the normal state using machine learning or the like may be used as the data during the normal state.

本実施例による監視診断装置では、巻線100、200、300に通電された稼働状態の変圧器1000において、振動センサ1~9と磁場センサ10~15は、振動と磁場(電流)をそれぞれ測定し、診断装置60は、振動センサ1~9と磁場センサ10~15の測定データと正常時のデータを用いて、変圧器1000の内部の構造的な状態を診断する。変圧器1000の内部の構造的な状態とは、主に、鉄心や配線の異常の有無や劣化状態の有無のことである。鉄心や配線の異常には、例えば、巻線100、200、300の位置ずれや変形と、巻線100、200、300の締付圧力の低下と、低圧ブッシング192、292、392の中の電線の位置ずれや変形が含まれる。劣化状態には、例えば、鉄心や巻線100、200、300に設置された絶縁物の劣化が含まれる。 In the monitoring and diagnosis device according to the present embodiment, in the transformer 1000 in the operating state where the windings 100, 200, and 300 are energized, the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15 measure vibration and magnetic field (current), respectively. However, the diagnostic device 60 diagnoses the internal structural condition of the transformer 1000 using the measurement data of the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15 and normal data. The internal structural condition of the transformer 1000 mainly refers to the presence or absence of an abnormality or deterioration of the iron core or wiring. Abnormalities in the core or wiring include, for example, misalignment or deformation of the windings 100, 200, and 300, a decrease in the tightening pressure of the windings 100, 200, and 300, and wires in the low-pressure bushings 192, 292, and 392. This includes misalignment and deformation. The deterioration state includes, for example, deterioration of the insulators installed in the iron core and the windings 100, 200, and 300.

以下では、本実施例による監視診断装置が、変圧器1000の内部の構造的な状態を監視し診断する方法について説明する。 Below, a method for monitoring and diagnosing the internal structural condition of the transformer 1000 by the monitoring and diagnosis device according to the present embodiment will be described.

変圧器1000が稼働している状態において、タンク400の正面の表面部に設置された振動センサ1~9は、振動を測定して振動データを取得し、タンク400の正面の表面部に設置された磁場センサ10~12と低圧ブッシング192、292、392の近傍に設置された磁場センサ13~15は、磁場を測定して磁場データを取得する。振動センサ1~9と磁場センサ10~15は、連続的に測定を行ってもよいが、連続で測定せずに、任意の時間間隔で所定の時間の間だけ測定を行ってもよい。振動センサ1~9と磁場センサ10~15が任意の時間間隔で測定を行う場合には、診断装置60が、振動センサ1~9と磁場センサ10~15に測定開始を示す測定トリガを送信し、測定トリガを受信した複数のセンサ1~15が、同じ時刻から測定を開始することが望ましい。さらには、全てのセンサ1~15が、測定トリガを受信して同じ時刻から測定を開始することがより望ましい。 When the transformer 1000 is in operation, the vibration sensors 1 to 9 installed on the front surface of the tank 400 measure vibrations and obtain vibration data. The magnetic field sensors 10 to 12 and the magnetic field sensors 13 to 15 installed near the low pressure bushings 192, 292, and 392 measure the magnetic field and obtain magnetic field data. The vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15 may perform measurements continuously, but they may also perform measurements only for a predetermined time at arbitrary time intervals instead of continuously. When the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15 perform measurements at arbitrary time intervals, the diagnostic device 60 transmits a measurement trigger indicating the start of measurement to the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15. It is desirable that the plurality of sensors 1 to 15 that have received the measurement trigger start measurement from the same time. Furthermore, it is more desirable that all sensors 1 to 15 receive the measurement trigger and start measurement from the same time.

振動センサ1~9と磁場センサ10~15は、測定したデータを診断装置60に送信する。診断装置60は、振動センサ1~9が測定した振動データを振動センサ1~9から受信し、磁場センサ10~15が測定した磁場データを磁場センサ10~15から受信する。 The vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15 transmit measured data to the diagnostic device 60. The diagnostic device 60 receives vibration data measured by the vibration sensors 1-9 from the vibration sensors 1-9, and receives magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10-15 from the magnetic field sensors 10-15.

診断装置60は、振動センサ1~9と磁場センサ10~15が同じ時刻から測定を開始することで、振動センサ1~9と磁場センサ10~15が測定して得たデータの時間波形から、それぞれの波形の間の位相相関関係を計算して求めることが可能である。診断装置60は、測定開始時刻を同期させて複数の波形データを取得した場合には、基準とするセンサの波形データと他のセンサの波形データとの間の位相差の情報も取得することできる。本実施例による監視診断装置では、この位相差の変化を診断に利用することで、単にFFT解析により各周波数成分の振幅を求めてその変化から変圧器1000の内部を診断する場合と比べ、診断精度を向上させることができる。 The diagnostic device 60 starts measurement from the same time as the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15, so that from the time waveforms of the data measured by the vibration sensors 1 to 9 and the magnetic field sensors 10 to 15, It is possible to calculate and obtain the phase correlation between the respective waveforms. When the diagnostic device 60 synchronizes the measurement start times and acquires a plurality of waveform data, it can also acquire information on the phase difference between the waveform data of the reference sensor and the waveform data of other sensors. . In the monitoring and diagnosis device according to the present embodiment, by using the change in this phase difference for diagnosis, the diagnosis can be made more easily than in the case where the amplitude of each frequency component is simply determined by FFT analysis and the inside of the transformer 1000 is diagnosed based on the change. Accuracy can be improved.

磁場センサ10~15が測定した磁場データは、巻線100、200、300に流れる電流と低圧ブッシング192、292、392の中の電線に流れる電流から生じる漏れ磁場によるものである。このため、磁場センサ10~15が測定した磁場データの波形は、巻線100、200、300と低圧ブッシング192、292、392の中の電線に流れる電流の波形と相似の関係にある。また、磁場センサ10~15が測定した磁場データの波形の最大値は、巻線100、200、300と低圧ブッシング192、292、392の中の電線に流れる電流の大きさと比例する。 The magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 - 15 is due to stray magnetic fields resulting from the current flowing in the windings 100 , 200 , 300 and the current flowing in the wires in the low voltage bushings 192 , 292 , 392 . Therefore, the waveforms of the magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15 have a similar relationship to the waveforms of the currents flowing through the wires in the windings 100, 200, 300 and the low-voltage bushings 192, 292, 392. Furthermore, the maximum value of the waveform of the magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15 is proportional to the magnitude of the current flowing through the windings 100, 200, 300 and the electric wires in the low voltage bushings 192, 292, 392.

このことから、診断装置60は、磁場センサ10~15が測定した磁場データを受信し、この磁場データから変圧器1000の負荷電流の大きさを相対的に推定できる。具体的には、出荷前などの正常な状態の変圧器1000において、稼働状態の負荷電流と磁場センサ10~15が測定した磁場データとの関係(比例関係)を予め求めておくと、運転開始後の稼働状態の変圧器1000において、磁場データから負荷電流の大きさを求めることができる。診断装置60は、正常な状態の変圧器1000における、稼働状態の負荷電流と磁場センサ10~15が測定した磁場データとの関係を保存しており、運転開始後の稼働状態の変圧器1000において、磁場データから負荷電流の大きさを算出することができる。 Therefore, the diagnostic device 60 can receive the magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15 and relatively estimate the magnitude of the load current of the transformer 1000 from this magnetic field data. Specifically, if the relationship (proportional relationship) between the load current in the operating state and the magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15 is determined in advance for the transformer 1000 in a normal state such as before shipping, operation can be started. Later, in the transformer 1000 in the operating state, the magnitude of the load current can be determined from the magnetic field data. The diagnostic device 60 stores the relationship between the load current in the operating state and the magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15 in the transformer 1000 in the normal state, and stores the relationship between the load current in the operating state and the magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15 in the transformer 1000 in the operating state after the start of operation. , the magnitude of the load current can be calculated from the magnetic field data.

本実施例による監視診断装置は、磁場センサ10~15が測定した磁場データから変圧器1000の負荷電流を求め、この負荷電流の大きさと磁場データを用いて、変圧器1000の内部の構造的な状態(例えば、巻線100、200、300の位置ずれや変形と、低圧ブッシング192、292、392の中の電線の位置ずれや変形などの、配線の異常の有無)を監視し診断する。 The monitoring and diagnosis device according to the present embodiment determines the load current of the transformer 1000 from the magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15, and uses the magnitude of the load current and the magnetic field data to determine the internal structure of the transformer 1000. The condition (for example, the presence or absence of wiring abnormalities, such as misalignment or deformation of the windings 100, 200, 300 and misalignment or deformation of the electric wires in the low voltage bushings 192, 292, 392) is monitored and diagnosed.

以下では、本実施例による監視診断装置が変圧器1000の内部の構造的な状態を監視し診断する方法を、図3を用いて説明する。なお、以下の説明では、一例として、本実施例による監視診断装置が、低圧ブッシング192の近傍に設置された磁場センサ13が測定した磁場データを用いて、変圧器1000の内部の構造的な状態として、低圧ブッシング192の中の電線の位置ずれや変形の有無を監視し診断する場合について説明する。 Below, a method for monitoring and diagnosing the internal structural condition of the transformer 1000 by the monitoring and diagnosis device according to the present embodiment will be explained using FIG. 3. In the following description, as an example, the monitoring and diagnosis device according to the present embodiment determines the internal structural state of the transformer 1000 using magnetic field data measured by the magnetic field sensor 13 installed near the low-voltage bushing 192. A case of monitoring and diagnosing the presence or absence of positional deviation or deformation of the electric wire in the low-voltage bushing 192 will be described.

図3は、低圧ブッシング192と、低圧ブッシング192の近傍に設置された磁場センサ13を示す図であり、図2に示した線A-Aにおける断面図である。 FIG. 3 is a diagram showing the low-pressure bushing 192 and the magnetic field sensor 13 installed near the low-pressure bushing 192, and is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2.

低圧ブッシング192の内部には、電線W1aが配置されており、稼働状態の変圧器1000では電線W1aに電流が流れる。電線W1aに流れる電流の向きを法線ベクトルとする平面(図2の線A-Aにおける断面)において、電線W1aから磁場センサ13までのベクトルをD1と定義する。ベクトルD1は、互いに直交する2つのベクトルX1とY1に分解することができる。ベクトルX1とY1の向き(X1方向とY1方向)は、互いに直交していれば、任意に定めることができる。電線W1aに流れる電流から生じる磁場は、X1方向の成分とY1方向の成分とに分解することができる。 An electric wire W1a is disposed inside the low-voltage bushing 192, and a current flows through the electric wire W1a when the transformer 1000 is in operation. A vector from the electric wire W1a to the magnetic field sensor 13 is defined as D1 on a plane (cross section along line AA in FIG. 2) whose normal vector is the direction of the current flowing through the electric wire W1a. Vector D1 can be decomposed into two mutually orthogonal vectors X1 and Y1. The directions of vectors X1 and Y1 (X1 direction and Y1 direction) can be arbitrarily determined as long as they are orthogonal to each other. The magnetic field generated from the current flowing through the electric wire W1a can be decomposed into a component in the X1 direction and a component in the Y1 direction.

磁場センサ13は、X1方向の成分の磁場と、Y1方向の成分の磁場を得ることができるセンサである。例えば、磁場センサ13は、2方向以上の磁場を測定できるセンサで構成されていてもよく、または複数の磁場センサで構成されて2方向以上の磁場を測定することができてもよい。 The magnetic field sensor 13 is a sensor that can obtain a magnetic field having a component in the X1 direction and a magnetic field having a component in the Y1 direction. For example, the magnetic field sensor 13 may be configured with a sensor that can measure magnetic fields in two or more directions, or may be configured with a plurality of magnetic field sensors and can measure magnetic fields in two or more directions.

診断装置60は、磁場センサ13が測定した磁場データ(電線W1aの磁場のデータ)を用いて、ビオ・サバールの法則により電線W1aに流れる負荷電流を求めるとともに、電線W1aのX1方向とY1方向の位置ずれや変形を求めることができる。具体的には、診断装置60は、磁場センサ13が測定した磁場データの絶対値の大きさから、電線W1aに流れる負荷電流を推定することができ、磁場データのX1方向の成分とY1方向の成分から、電線W1aの位置の変化(位置ずれや変形)を求めることができる。 The diagnostic device 60 uses the magnetic field data measured by the magnetic field sensor 13 (data on the magnetic field of the electric wire W1a) to determine the load current flowing in the electric wire W1a according to the Biot-Savart law, and also calculates the load current flowing in the electric wire W1a in the X1 direction and the Y1 direction. Positional deviations and deformations can be determined. Specifically, the diagnostic device 60 can estimate the load current flowing through the electric wire W1a from the magnitude of the absolute value of the magnetic field data measured by the magnetic field sensor 13, and calculates the X1 direction component and the Y1 direction component of the magnetic field data. From the components, changes in the position (positional shift and deformation) of the electric wire W1a can be determined.

診断装置60は、電線W1aの負荷電流と位置の正常時からの差異を調べることで、変圧器1000の異常の有無を判定することができる。診断装置60は、電線W1aに流れる負荷電流が正常な状態の変圧器1000での値からどれだけ変化したかと、電線W1aの位置が正常な状態の変圧器1000での位置からどれだけ変化したかを調べることで、変圧器1000の内部の構造的な状態(電線W1aの位置ずれや変形の有無)を監視することができる。例えば、診断装置60は、変圧器1000の内部の構造的な状態の変化(電線W1aの位置ずれや変形)が、予め任意に定めた値より大きい場合には、変圧器1000が異常であると診断する。 The diagnostic device 60 can determine whether there is an abnormality in the transformer 1000 by checking the difference in the load current and position of the electric wire W1a from the normal state. The diagnostic device 60 determines how much the load current flowing through the electric wire W1a has changed from its value in the transformer 1000 in a normal state, and how much the position of the electric wire W1a has changed from its position in the transformer 1000 in a normal state. By checking this, it is possible to monitor the internal structural condition of the transformer 1000 (presence or absence of positional deviation or deformation of the electric wire W1a). For example, the diagnostic device 60 determines that the transformer 1000 is abnormal if a change in the internal structural state of the transformer 1000 (displacement or deformation of the electric wire W1a) is larger than a predetermined value. Diagnose.

診断装置60は、正常な状態の変圧器1000について、磁場センサ13が測定した磁場データから得られる、電線W1aに流れる負荷電流の値と、電線W1aの磁場のX1方向の成分とY1方向の成分の値を、正常時のデータとして保存している。 The diagnostic device 60 calculates the value of the load current flowing through the electric wire W1a, the X1 direction component and the Y1 direction component of the magnetic field of the electric wire W1a, which are obtained from the magnetic field data measured by the magnetic field sensor 13 for the transformer 1000 in a normal state. The value is saved as normal data.

診断装置60は、低圧ブッシング292、392の中の電線や、巻線100、200、300についても、上述の説明と同様に、磁場データを2方向の成分に分解し、負荷電流の正常時からの変化と、配線の位置の正常時からの変化を調べることで、変圧器1000の内部の構造的な状態(配線の位置ずれや変形の有無)を監視し、変圧器1000の異常を診断することができる。 The diagnostic device 60 also decomposes the magnetic field data into components in two directions for the electric wires and windings 100, 200, and 300 in the low-voltage bushings 292 and 392, in the same way as described above, and calculates the data from when the load current is normal. By examining the changes in the wiring position and the changes in the wiring position from normal, the internal structural condition of the transformer 1000 (presence of wiring misalignment or deformation) can be monitored, and abnormalities in the transformer 1000 can be diagnosed. be able to.

振動センサ1~9が測定した振動データは、振動センサ1~9の近い位置にある巻線100、200、300の影響を大きく受ける。このため、巻線100、200、300に異常(例えば、巻線100、200、300の位置ずれや変形や、巻線100、200、300の締付圧力の低下や、巻線100、200、300に設置された絶縁物の劣化)が発生すると、巻線100、200、300の振動が変化し、振動データの波形と周波数成分の少なくとも一方に変化が生じる。ただし、振動データの波形と周波数成分は、変圧器1000の稼働条件(例えば、負荷電流)によっても変化する。このため、振動データが変化しても、この変化が巻線100、200、300の異常によって起きたものなのか、変圧器1000の負荷電流の変化によって起きたものなのかを判別するのは難しい。 The vibration data measured by the vibration sensors 1 to 9 is greatly influenced by the windings 100, 200, and 300 located near the vibration sensors 1 to 9. For this reason, an abnormality may occur in the windings 100, 200, 300 (for example, positional deviation or deformation of the windings 100, 200, 300, decrease in the tightening pressure of the windings 100, 200, 300, When the deterioration of the insulating material installed in the windings 300 occurs, the vibrations of the windings 100, 200, and 300 change, and at least one of the waveform and frequency component of the vibration data changes. However, the waveform and frequency components of the vibration data also change depending on the operating conditions of the transformer 1000 (for example, load current). Therefore, even if the vibration data changes, it is difficult to determine whether this change is caused by an abnormality in the windings 100, 200, or 300 or by a change in the load current of the transformer 1000. .

そこで、本実施例による監視診断装置では、磁場センサ10~15が測定した磁場データと、この磁場データから計算して求めた負荷電流を利用して、振動データを正常時の振動データと比較することで、変圧器1000の内部の構造的な状態(例えば、巻線100、200、300の異常)を監視し、変圧器1000の異常を診断する。 Therefore, in the monitoring and diagnosis device according to the present embodiment, vibration data is compared with normal vibration data by using the magnetic field data measured by the magnetic field sensors 10 to 15 and the load current calculated from this magnetic field data. By doing so, the internal structural condition of the transformer 1000 (for example, an abnormality in the windings 100, 200, and 300) is monitored, and an abnormality in the transformer 1000 is diagnosed.

以下、本実施例による監視診断装置が、振動データと磁場データ(負荷電流)の双方を用いて変圧器1000の内部の構造的な状態を監視し診断する構成について説明する。 Hereinafter, a configuration will be described in which the monitoring and diagnosis device according to this embodiment monitors and diagnoses the internal structural condition of the transformer 1000 using both vibration data and magnetic field data (load current).

診断装置60は、振動データの特徴量を振動データから求める。振動データの特徴量には、例えば、FFTなどの手法を用いて計算した周波数成分、周波数成分のスペクトルから計算された重心周波数、振幅の最大値、及び振幅から計算されたパワーが含まれる。次に、診断装置60は、磁場データの特徴量を磁場データから求める。磁場データの特徴量には、例えば、磁場の絶対値、磁場の振幅値、磁場の振幅値から計算されたパワー、及び磁場から計算された負荷電流が含まれる。 The diagnostic device 60 obtains the feature amount of the vibration data from the vibration data. The feature amount of vibration data includes, for example, a frequency component calculated using a method such as FFT, a center of gravity frequency calculated from a spectrum of the frequency component, a maximum value of amplitude, and power calculated from the amplitude. Next, the diagnostic device 60 obtains the feature amount of the magnetic field data from the magnetic field data. The feature amount of the magnetic field data includes, for example, the absolute value of the magnetic field, the amplitude value of the magnetic field, the power calculated from the amplitude value of the magnetic field, and the load current calculated from the magnetic field.

診断装置60は、稼働状態の変圧器1000と正常な状態の変圧器1000とで、磁場データから計算した負荷電流が同じ場合について、振動データの特徴量と磁場データの特徴量との間の関係を比較することで、変圧器1000を監視し診断する。 The diagnostic device 60 determines the relationship between the feature amount of the vibration data and the feature amount of the magnetic field data when the load current calculated from the magnetic field data is the same for the transformer 1000 in an operating state and the transformer 1000 in a normal state. The transformer 1000 is monitored and diagnosed by comparing the .

診断装置60は、振動データの特徴量の値を磁場データの特徴量の値で除し、振動データの特徴量と磁場データの特徴量との間の比例係数を計算して求める。診断装置60は、この比例係数を用いて、変圧器1000を監視し診断することができる。振動データの特徴量の変化は、磁場データの特徴量の変化に対して、ある程度の比例関係がみられる。診断装置60は、この関係を利用し、磁場データから計算した負荷電流が同じ場合について、稼働状態の変圧器1000における比例係数を、正常な状態の変圧器1000における比例係数と比較し、これらの比例係数の差が予め任意に定めた値より大きい場合には、変圧器1000が異常であると診断する。 The diagnostic device 60 divides the value of the feature amount of the vibration data by the value of the feature amount of the magnetic field data, and calculates and obtains a proportionality coefficient between the feature amount of the vibration data and the feature amount of the magnetic field data. Diagnostic device 60 can monitor and diagnose transformer 1000 using this proportionality coefficient. A certain degree of proportionality can be seen between the change in the feature amount of the vibration data and the change in the feature amount of the magnetic field data. Using this relationship, the diagnostic device 60 compares the proportionality coefficient of the transformer 1000 in the operating state with the proportionality coefficient of the transformer 1000 in the normal state for cases where the load current calculated from the magnetic field data is the same, and If the difference in proportionality coefficients is larger than a predetermined value, the transformer 1000 is diagnosed as abnormal.

また、診断装置60は、予め任意に定めた一定期間における振動データの特徴量のトレンド波形(時間変化を示す波形)と磁場データの特徴量(例えば、振幅値)のトレンド波形との間の相関係数を任意の方法で計算して求め、この相関係数を用いて、変圧器1000を監視し診断することもできる。診断装置60は、磁場データから計算した負荷電流が同じ場合について、稼働状態の変圧器1000における相関係数を、正常な状態の変圧器1000における相関係数と比較し、これらの相関係数の差が予め任意に定めた値より大きい場合には、変圧器1000が異常であると診断する。 The diagnostic device 60 also detects the correlation between the trend waveform of the feature amount of the vibration data (waveform indicating time change) and the trend waveform of the feature amount of the magnetic field data (for example, amplitude value) over a predetermined period of time. It is also possible to calculate and determine the correlation coefficient using any method and use this correlation coefficient to monitor and diagnose transformer 1000. The diagnostic device 60 compares the correlation coefficient of the transformer 1000 in the operating state with the correlation coefficient of the transformer 1000 in the normal state for cases where the load current calculated from the magnetic field data is the same, and calculates the correlation coefficient of these correlation coefficients. If the difference is larger than a predetermined value, the transformer 1000 is diagnosed as abnormal.

磁場データの振幅値は、負荷電流におおよそ比例する。そこで、診断装置60は、振動データの特徴量の変化から磁場データの振幅値の変化に起因する成分を取り除くことで、振動データの特徴量の変化を修正し、この修正した振動データの特徴量の変化を正常な状態の変圧器1000における振動データの特徴量の変化と比較し、これらの特徴量の変化の差が予め任意に定めた値より大きい場合には、変圧器1000が異常であると診断することもできる。 The amplitude value of the magnetic field data is approximately proportional to the load current. Therefore, the diagnostic device 60 corrects the change in the feature amount of the vibration data by removing the component caused by the change in the amplitude value of the magnetic field data from the change in the feature amount of the vibration data, and corrects the change in the feature amount of the vibration data. The change is compared with the change in the feature amount of the vibration data of the transformer 1000 in a normal state, and if the difference between the changes in the feature amount is larger than a predetermined value, it is determined that the transformer 1000 is abnormal. It can also be diagnosed.

診断装置60は、正常な状態の変圧器1000について、様々な負荷電流の値に対する、振動データの特徴量と磁場データの特徴量のデータと、様々な負荷電流の値に対する、振動データの特徴量と磁場データの特徴量との間の比例係数のデータと、様々な負荷電流の値に対する、振動データの特徴量のトレンド波形と磁場データの特徴量のトレンド波形との間の相関係数のデータを、正常時のデータとして保存している。上述したように、この正常時のデータは、例えば、出荷前の変圧器1000、設置直後の変圧器1000、及び稼働開始の直前または直後の変圧器1000などの、正常な状態の変圧器1000で測定することにより予め得ることができる。また、正常時のデータには、機械学習などで正常状態を学習することで得られたデータを用いてもよい。 The diagnostic device 60 calculates, for the transformer 1000 in a normal state, vibration data feature amounts and magnetic field data feature amounts for various load current values, and vibration data feature amounts for various load current values. data on the proportionality coefficient between and the feature quantity of the magnetic field data, and data on the correlation coefficient between the trend waveform of the feature quantity of the vibration data and the trend waveform of the feature quantity of the magnetic field data for various load current values. is saved as normal data. As described above, this normal data is for the transformer 1000 in a normal state, such as the transformer 1000 before shipment, the transformer 1000 just after installation, and the transformer 1000 just before or after starting operation. It can be obtained in advance by measurement. Furthermore, data obtained by learning the normal state using machine learning or the like may be used as the data during the normal state.

本実施例による監視診断装置は、振動データの特徴量と磁場データの特徴量との間の関係を、負荷電流が同じ場合について正常な状態の変圧器1000と比較することで、変圧器1000の負荷電流の違いによる影響をなくし、負荷電流の違いによらず、稼働状態の変圧器1000の内部の構造的な状態を監視し診断することができる。 The monitoring diagnostic device according to the present embodiment compares the relationship between the feature amount of vibration data and the feature amount of magnetic field data with that of the transformer 1000 in a normal state when the load current is the same. It is possible to eliminate the influence of differences in load current, and to monitor and diagnose the internal structural condition of transformer 1000 in an operating state, regardless of differences in load current.

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, the above-mentioned embodiments have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to embodiments having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment. Further, it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or to add or replace other configurations.

1、2、3、4、5、6、7、8、9…振動センサ、10、11、12、13、14、15…磁場センサ、31、32、33…主脚、36a…上部ヨーク、40a…上部締め金具、40b…下部締め金具、51、52、53…支持部材、60…診断装置、61…通信装置、100…巻線、141…接続端、142…高圧ブッシング、191…接続端、192…低圧ブッシング、200…巻線、241…接続端、242…高圧ブッシング、291…接続端、292…低圧ブッシング、300…巻線、341…接続端、342…高圧ブッシング、391…接続端、392…低圧ブッシング、400…タンク、1000…変圧器、D1…電線から磁場センサまでのベクトル、W1a…電線、X1、Y1…ベクトル。 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9... Vibration sensor, 10, 11, 12, 13, 14, 15... Magnetic field sensor, 31, 32, 33... Main landing gear, 36a... Upper yoke, 40a... Upper fastener, 40b... Lower fastener, 51, 52, 53... Support member, 60... Diagnosis device, 61... Communication device, 100... Winding wire, 141... Connection end, 142... High pressure bushing, 191... Connection end , 192...Low pressure bushing, 200...Winding, 241...Connection end, 242...High pressure bushing, 291...Connection end, 292...Low pressure bushing, 300...Winding, 341...Connection end, 342...High pressure bushing, 391...Connection end , 392...Low pressure bushing, 400...Tank, 1000...Transformer, D1...Vector from electric wire to magnetic field sensor, W1a...Electric wire, X1, Y1... Vector.

Claims (5)

コイル体を構成する巻線と、鉄心と、前記巻線と前記鉄心を収容する筐体とを備える電磁機器に設置され、
前記筐体に備えられ振動を測定する1つまたは複数の振動センサと、前記筐体に備えられ磁場を測定する1つまたは複数の磁場センサと、診断装置とを備え、
前記診断装置は、前記電磁機器の稼働中に、前記振動センサが測定した振動データの特徴量と、前記磁場センサが測定した磁場データの特徴量とを求めるとともに、前記磁場データから前記電磁機器の負荷電流を求め、
前記診断装置は、前記振動データの特徴量と前記磁場データの特徴量との間の関係を、前記負荷電流が同じ場合について、正常な状態の前記電磁機器と比較することで、前記電磁機器を監視し診断する、
ことを特徴とする、電磁機器の監視診断装置。
installed in an electromagnetic device comprising a winding forming a coil body, an iron core, and a casing housing the winding and the iron core,
One or more vibration sensors that are installed in the housing and measure vibrations, one or more magnetic field sensors that are installed in the housing and measure magnetic fields, and a diagnostic device,
The diagnostic device determines a characteristic amount of vibration data measured by the vibration sensor and a characteristic amount of magnetic field data measured by the magnetic field sensor while the electromagnetic device is in operation, and determines the characteristic amount of the electromagnetic device from the magnetic field data. Find the load current,
The diagnostic device diagnoses the electromagnetic device by comparing the relationship between the feature amount of the vibration data and the feature amount of the magnetic field data with the electromagnetic device in a normal state when the load current is the same. monitor and diagnose;
A monitoring and diagnostic device for electromagnetic equipment, characterized by:
前記診断装置は、前記振動データの特徴量と前記磁場データの特徴量との間の比例係数を求め、
前記診断装置は、前記比例係数を、前記負荷電流が同じ場合について、正常な状態の前記電磁機器における前記比例係数と比較することで前記電磁機器を監視し診断する、
請求項1に記載の電磁機器の監視診断装置。
The diagnostic device determines a proportionality coefficient between the feature amount of the vibration data and the feature amount of the magnetic field data,
The diagnostic device monitors and diagnoses the electromagnetic device by comparing the proportionality coefficient with the proportionality coefficient of the electromagnetic device in a normal state when the load current is the same.
The monitoring and diagnosis device for electromagnetic equipment according to claim 1.
前記診断装置は、予め定めた期間における前記振動データの特徴量のトレンド波形と前記磁場データの特徴量のトレンド波形との間の相関係数を求め、
前記診断装置は、前記相関係数を、前記負荷電流が同じ場合について、正常な状態の前記電磁機器における前記相関係数と比較することで前記電磁機器を監視し診断する、
請求項1に記載の電磁機器の監視診断装置。
The diagnostic device calculates a correlation coefficient between a trend waveform of the feature amount of the vibration data and a trend waveform of the feature amount of the magnetic field data in a predetermined period,
The diagnostic device monitors and diagnoses the electromagnetic device by comparing the correlation coefficient with the correlation coefficient of the electromagnetic device in a normal state when the load current is the same.
The monitoring and diagnosis device for electromagnetic equipment according to claim 1.
前記振動センサと前記磁場センサは、前記診断装置と通信が可能な通信部を備え、
前記診断装置は、通信装置を備え、前記通信装置を介して、前記振動センサから前記振動データを受信し、前記磁場センサから前記磁場データを受信する、
請求項1に記載の電磁機器の監視診断装置。
The vibration sensor and the magnetic field sensor include a communication unit capable of communicating with the diagnostic device,
The diagnostic device includes a communication device, and receives the vibration data from the vibration sensor and the magnetic field data from the magnetic field sensor, via the communication device.
The monitoring and diagnosis device for electromagnetic equipment according to claim 1.
前記診断装置は、前記振動センサと前記磁場センサに測定開始を示すトリガを送信し、
前記トリガを受信した前記振動センサと前記磁場センサの複数または全てが、同じ時刻から測定を開始する、
請求項4に記載の電磁機器の監視診断装置。
The diagnostic device transmits a trigger indicating the start of measurement to the vibration sensor and the magnetic field sensor,
A plurality or all of the vibration sensors and the magnetic field sensors that have received the trigger start measurement from the same time;
The monitoring and diagnosis device for electromagnetic equipment according to claim 4.
JP2021014134A 2021-02-01 2021-02-01 Monitoring and diagnostic equipment for electromagnetic equipment Active JP7446249B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021014134A JP7446249B2 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Monitoring and diagnostic equipment for electromagnetic equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021014134A JP7446249B2 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Monitoring and diagnostic equipment for electromagnetic equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022117568A JP2022117568A (en) 2022-08-12
JP7446249B2 true JP7446249B2 (en) 2024-03-08

Family

ID=82750318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021014134A Active JP7446249B2 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Monitoring and diagnostic equipment for electromagnetic equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7446249B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010151773A (en) 2008-12-25 2010-07-08 International Institute Of Universality Compound sensor for monitoring state of rotation device
JP2012103270A (en) 2007-10-16 2012-05-31 Shikoku Res Inst Inc Diagnostic method for electrically-powered apparatus
JP2015053767A (en) 2013-09-05 2015-03-19 パナソニック株式会社 Electric vehicle abnormality detection device and electric vehicle
JP2017072420A (en) 2015-10-05 2017-04-13 セイコーエプソン株式会社 Structure monitoring system and structure monitoring method
WO2020095303A1 (en) 2018-11-09 2020-05-14 Augury Systems Ltd. Automated analysis of non-stationary machine performance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012103270A (en) 2007-10-16 2012-05-31 Shikoku Res Inst Inc Diagnostic method for electrically-powered apparatus
JP2010151773A (en) 2008-12-25 2010-07-08 International Institute Of Universality Compound sensor for monitoring state of rotation device
JP2015053767A (en) 2013-09-05 2015-03-19 パナソニック株式会社 Electric vehicle abnormality detection device and electric vehicle
JP2017072420A (en) 2015-10-05 2017-04-13 セイコーエプソン株式会社 Structure monitoring system and structure monitoring method
WO2020095303A1 (en) 2018-11-09 2020-05-14 Augury Systems Ltd. Automated analysis of non-stationary machine performance

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022117568A (en) 2022-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3283859B1 (en) Enhanced optical condition monitoring system for power transformer and method for operating power transformer
US9823308B2 (en) Method for monitoring demagnetization
CN101310427B (en) Stator core loosening diagnosis device and stator core loosening diagnosis method
KR101674686B1 (en) Structural integrity monitoring system
JP6869499B2 (en) Diagnostic method and diagnostic equipment for transformer internal abnormalities and deterioration
US20180100895A1 (en) Method and apparatus for diagnosing a fault condition in an electric machine
JP2012506686A (en) Method for monitoring and / or analyzing an electric machine during operation of the rotor of the electric machine and apparatus for monitoring and / or analyzing the electric machine during operation
EP2194388A2 (en) Winding diagnostic system and method
Shengchang et al. The vibration measuring system for monitoring core and winding condition of power transformer
CN111856168A (en) Transformer fault detection method and box-type transformer
JP4542957B2 (en) Loosening detection method and apparatus for laminated iron core of electrical equipment
JP7446249B2 (en) Monitoring and diagnostic equipment for electromagnetic equipment
WO2021070437A1 (en) Transformer monitoring and diagnostic device
JP5584036B2 (en) Deterioration diagnosis device
CN107991074A (en) Winding machinery method for diagnosing status during transformer sudden short circuit based on noise signal
EP3648336B1 (en) Motor parallel winding differential current protection and associated method
US11456647B2 (en) Rotating electrical machine and diagnostic method for the same
KR101108306B1 (en) vibrometer of suddenpressure relay in power transformer and controlling method thereof
CN205861172U (en) The oil-immersed power transformer vacation oil level diagnostic equipments based on three vibrating sensors
CN108151795B (en) Method and system for configuring a condition monitoring device
JP2023167580A (en) Abnormality diagnostic device and abnormality diagnostic method of power plant
US20230213375A1 (en) Vibro-electric condition monitoring
CN106289435A (en) Oil-immersed power transformer vacation oil level diagnostic methods based on three vibrating sensors
JPS5945092B2 (en) Abnormality diagnosis device for windings of electrical equipment
KR20010086815A (en) Method for inspecting windings of generator stator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230601

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7446249

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150