JPH03274473A - 油入変圧器とその寿命診断装置及び寿命診断システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、油入変圧器の寿命診断装置及び寿命診断シス
テムに係り、特に前記変圧器の巻線に使用されている絶
縁紙の劣化度から前記変圧器の余寿命を求める診断装置
及び診断システムに関する。

〔従来の技術］ 従来の寿命診断装置は、特開昭５９ −２１９９０９号公報に記載のように変圧器の巻線に使
用されている絶縁紙と同種類の絶縁紙片を絶縁油中に浸
漬し、絶縁紙片の温度を巻線内の温度と常に同一に保持
し、余寿命診断の際には、前記絶縁紙片を取り出して劣
化度を測定することにより余寿命を推測する構成である
。また、特願平１−１０５９１９号出願による先行発明
には、変圧器の絶縁油中に溶存するガスのＣＯとＣＯ２
の生成量を分析して余寿命を診断する装置が示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術では、油入変圧器の余寿命を知るためには
、被診断変圧器の絶縁紙を採集し、重合度を測定するか
、絶縁油を採集しガス分析を行ってＣＯとＣＯ７を測定
する必要があった。また絶縁油を交換した時には、ＣＯ
とＣＯ，の値が全く変ってしまうので、油交換時のＣＯ
とＣＯ，の前記データを記録しておく必要があった。

油入変圧器巻線内の絶縁紙の熱的寿命は、絶縁物の機械
的強度により推定することができる。すなわち、絶縁紙
の引張り強度の残率が１５％程度になったときを機械的
強度の限界とみて、絶縁紙は寿命に達したと考えられる
。（を気協同研究第４３巻第２号Ｐ７８）Ｌかし、絶縁
紙は変圧器を製作する過程で、応力を受けるため引張り
強度残率に安全率を見るのが一般的である。絶縁紙の弓
張り強度残率は、絶縁紙の重合度残率と相関関係があり
、重合度残率がわかれば絶縁紙の劣化度を求めることは
可能となる。本発明の目的は、被診断変圧器の油温度と
周囲温度を測定または演算により前記変圧器の熱的劣化
度を求めることにより、その余寿命を算出することにあ
る。

１課題を解決するための手段］ 上記目的は、絶縁紙の劣化度は負荷率と運転時間により
求められることに着目し、また、絶縁油の温度若しくは
二次負荷電流と変圧器の周囲温度を所定時間毎に実測し
て負荷率を算出し、該負荷率と変圧器の運転時間から絶
縁紙の劣化度を求めることにより達成される。

［作用］ 油温度を所定時間毎に測定しているため過去の履歴は明
白であり、この油温度と周囲温度データを用いることに
より変圧器巻線の最高点温度を知ることができ、その温
度と運転時間により絶縁紙の重合度の劣化度合を知るこ
とが可能となる。劣化度合がわかれば、寿命とする所定
の劣化度合に達するまでの時間は、Ｍｏｎｔｓｉｎｇｅ
ｒの式を用いて求めることが知られている。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の装置の構成を示すブロック
図、第３図は第１図の演算処理部６における処理手順を
示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施例を第１図、第３図により説明す
る。本発明の油入変圧器の寿命診断装置は、被診断変圧
器８内の絶縁油９の温度を測定するセンサ（例えば測温
抵抗体）１と、被診断変圧器８の所定の周囲温度を測定
する温度測定センサ（例えば熱電対）２を有し、これら
の測定温度出力を診断装置３へ人力する。入力の読み込
みは、所定時間毎に行われ、被診断変圧器８のデータ収
納部４へ格納される。サンプリング時間は一定でなくて
もよく、たとえば夜間など負荷変動の少ない場合には、
サンプリング間隔を長くシ旦間の負荷変動の多い場合は
、短くするように測定時間を設定する。

ここでｊ　ｌｓ　ｔｊ＋１　’測定時 θ０１、θ。１＋、：被診断変圧器の測定油温度θ２１
、θ６．ヤ、：被診断変圧器の測定周囲温度θｏＲ：定
格負荷時の油温度上昇値 Ｒ：定格時の負荷損失／無負荷損失 ΔθＣ：巻線最高点温度と油温度最高点温度の差 ΔＬ−：使用時間（１；＋１１　；） とする。

測定時し；、シ１＋１、被診断変圧器８の油温θ。；、
θ。、÷１、被診断変圧器８の周囲温度θｉ、θ１＋１
などのサンプリングデータを演算処理部６へ送り、また
、被診断変圧器８の個別データファイル５に入力されて
いるデータ、すなわち定格時の負荷損失／無負荷損失Ｒ
５定格負荷時の油温度上昇値θＯＲ１巻線最高点温度と
油温度最高点温度の差△θＣを演算処理部６へ転送する
。

演算処理部６では第３図に示すように、測定時”＋　ｉ
ｓ　Ｌ　ｉ＋＋間の平均負荷率が計算され、この値から
巻線最高点温度を計算する。このときの使用時間である
Δ１．を計算しておき、これを１００％負荷時使用した
時の時間り、に換算する。この値をし１時までの１００
％負荷換算時間に加算してＹｌを求める。あらかじめ寿
命と判断される使用時間Ｙ０からＹ、を差引いた値Ｙを
余寿命とする。

この結果は出力表示部ｌＯに表示される。

第４図は第３図の計算手順の一例をさらに詳細に示すフ
ローチャートである。

ここでｍｌ、ｍＨ中、＋ｔ；　　ｔｉ÷１時の負荷率〒
ニジ１、シ１＋１間の平均負荷率 θＣｍｉ　：巻線の最高点温度 とする。

演算処理部６では、ｔ１時の測定油温度Ｏｏ１と、測定
周囲温度θ。、から、次式により負荷率ｍ１を計算する
。

次に１．９１時の測定油温度θむヤ１、測定周囲温度θ
Ｆ＋１から負荷率ｍ　ｉ　＋　＋を算出する。

このｉ、ｉ＋１番目のデータから時刻し１とし１十の間
の６間Δｔ；＝ｔ；＋＋　−Ｌ；の平均負荷重石を次式
から算出する。

また測定時し、と℃、＋、の間の油温度を次式により平
均値として求めておく。

次にこの時の巻線の最高点温度θＣ１，を次式から計算
する。

θ。；＝（Δθ。Ｘ都・・・）土工。、　・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（５）絶縁物の熱劣化は、Ｍ
ｏｎｔｓｉｎｇｅｒの式で計算されるから、巻線最高温
度θＣ１１ｌｉから次式を用いて（１）〜（５）を順次
繰返し１００％負荷時での使用時間に換算する。

θＣ岨−θ′ Ｙ、＝Σ（Δｔ１×２　０　）・・・・・・・・・・・
・・・・（６）ここでθは寿命半減温度で一般には６℃
である。

又θ′は基準温度で一般には９５℃が採用される。

あらかじめ寿命と”判断される使用時間ＹｏからＹ；を
差引いた値Ｙが余寿命となる。

変圧器の絶縁油の温度測定に代えて、二次負荷電流の測
定による実施例を第２図で説明する。油温度の一測定が
不可能の場合は、二次ライン線１２に変流器１１を入れ
て電流値Ｉ、と、変圧器の周囲温度θ、、を所定時間毎
に温度センサ２によりサンプリング測定し周囲温度の入
力データとする。

これらのデータは被診断変圧器８のデータ収納部１３に
格納される。これら入力データを演算処理部１４に送る
と演算処理部１４では第５図に示すようにＴ、ｉｕ；＋
、時の負荷率の計算を行う。またデータサンプリング時
間の間隔Δｔ１を計算する。

計算した負荷率からｔｌ、ｔ、＋１時の油温度を計算し
、次にし１．１１＋、時の巻線最高点温度θＣｊｌｌｉ
の計算を行う。

次にΔＬ−が１００％負荷率で使用されたと仮定した場
合の時間り、に換算する。これ以後は第３図に示したも
のと同様の計算を実施して余寿命を求める。

第５図の計算方法の一例を第６図に示す。

時刻し１時の電流１．と時刻ｔｉヤ１時の電流１ｉ＋に
より負荷率ｍを次の式を用いて計算する。以下第４図に
て説明する。

但しこの場合は、変圧器の個別データファイル１５には
定格電流ＩＲ１定格負荷時の負荷損失／無負荷損失＝Ｒ
１油温変化の時定数τ。、θＯＲ１Δｅｃが入力される
。これらのデータを演算処理部１４に送り巻線最高点温
度を計算する。そのためには油温度上昇値θ′。、とθ
　Ｏｉ　＋　＋を次式で計算する。

−Ａｌ；−１／ｙ ・　（１−ｅ　　　　　　）　＋θ　０ｉ−１・・・・
・・（１０）・（１−ｅＡｔｉ／ｒ：、＋θ′。、　　
・・・・・・（１１）これにより油温度θ。；及びθ。

１＋、は周囲温度θ２９、θａ１＋１を加算した値とな
り次式で示される。

Ｏｏ、；θ　Ｏｉ＋θ＆１　　　　　・・・・・・・・
・・・・・・・（１２）００、＋１＝θ′　ｏ１＋、十
〇。ｉ＋１　　　　　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・　（１３）前述の（４）式以後の式にてＹを計算
する。二の場合θ′ｉ−１の初期値はＯとする。

このように計算された余寿命は、結果を表示する出力表
示部１０により表示される。

他の実施例としては被診断変圧器８の最高油温度となる
高さのタンク表面温度を測定し、その値から表面温度と
油温度の差を表面温度に加えて油温度を計算し、第１図
に示す入力データとするものである。これによれば、油
温度を直接測定せずともよく、油温測定用センサの取付
座を変圧器に加工することも不要となる。

また、油温度の代わりに二次電流を測定データとして使
用する他の実施例として、第７図に示すように二次負荷
電流１．をサンプリングする際、異常電流の限度値■。

をあらかじめ設定しておき、それより大きな電流が入力
された時には、異常を知らせる警報を発する警報回路部
１６を配設しである。これにより、異常な過負荷を検品
可能である。また上述した装置を変圧器自体に取付ける
ことも可能である。

上記実施例においては、入力となる油温度若しくは二次
負荷電流、変圧器周囲温度等の測定データは、本寿命診
断装置に直接入力されるが、第８図に示すように、磁気
的な手段によるデータ収納部４′例えばフロッピディス
ク等を用いて、前記データを記録しておき、寿命診断装
置３にデータ読取部１７を備えて前記データを読み取っ
てもよい。この実施例によれば、１台の寿命診断装置３
′を利用して複数の被診断変圧器８を処理することが可
能である。なお、データ収納部４′は破該断変圧器８と
一体に設けても別体としてもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、絶縁油や絶縁紙を変圧器内から直接採
集しなくても油入変圧器の余寿命を診断することが可能
で、また油温度の測定の代りに、二次負荷電流から油温
度を算出することができるから、変圧器に油温測定用の
センサを設置する必要がなく、また誤り定データの収集
を別体とする二とにより、１台の寿命診断装置により、
複数の被診断変圧器を取扱う集中管理を実現することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図、第
３図は第１図の演算処理部における処理手順を示すフロ
ーチャート、第４図は第３図の計算手順を詳細に示すフ
ローチャート、第５図は第２図の演算処理部における処
理手順を示すフローチャート、第６図は第５図の計算手
順を詳細に示すフローチャート、第７図は本発明の他の
実施例の構成を示すブロック図、第８図は本発明のさら
に他の実施例の構成を示すブロック図である。 １・・・油温度測定用センサ ２・・・周囲温度測定用センサ ３．３′・・・寿命診断装置 ４．４′　　１３・・・データ収納部 ５．１５・・・個別データファイル ６．１４・・・演算処理部　　８・・・被診断変圧器９
・・・絶縁油　　　　　　１０・・・高力表示部１６・
・・警報回路　　　　１７・・・データ読取部筒 ２図 ８・・・制御部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．変圧器の油温度と変圧器の周囲温度から寿命を診断
   する寿命診断装置において、 被診断変圧器個別の定格時の負荷損失と無負荷損失の比
   、定格時の油温度上昇値、巻線最高点温度と油温度最高
   点温度の差を収納するデータファイルと、 前記油温度と周囲温度とに係る測定時間及び測定結果を
   収納するデータ収納部と、 前記データファイルのデータと前記データ収納部のデー
   タに基いて該変圧器の余寿命を算出する演算部と、 前記演算部による演算結果を出力する出力表示部と、 前記各部を制御する制御部とを備え、 前記演算部は、前記測定データから算出した巻線の最高
   点温度と前記変圧器の運転時間から前記変圧器の余寿命
   を算出するように構成されたことを特徴とする油入変圧
   器の寿命診断装置。
2. ２．変圧器の油温度と変圧器の周囲温度から寿命を診断
   する寿命診断装置において、 被診断変圧器個別の定格時の油温度上昇値、巻線最高点
   温度と油温度最高点温度の差、定格負荷時の負荷損失と
   無負荷損失の比、油温変化の時定数を収納するデータフ
   ァイルと、 油温度に代る二次負荷電流と周囲温度とに係る測定デー
   タ及び測定時間を収納するデータ収納部と、 前記二次負荷電流値から換算した油温度と、前記測定デ
   ータから算出した巻線の最高点温度と、前記変圧器の運
   転時間から余寿命を算出する演算部と、 前記演算部の算出結果を出力する出力表示部と、 前記データファイルのデータと前記データ収納部のデー
   タに基いて該変圧器の余寿命を算出する演算部と、 前記各部を制御する制御部とを備え、 前記演算部は、前記測定データから算出した巻線の最高
   点温度と前記変圧器の運転時間から前記変圧器の余寿命
   を算出するように構成されたことを特徴とする油入変圧
   器の寿命診断装置。
3. ３．前記二次負荷電流が所定値を超える過負荷電流であ
   るとき警報を発信する機能を備えていることを特徴とす
   る請求項２記載の油入変圧器の寿命診断装置。
4. ４．請求項１若しくは請求項２記載の寿命診断装置を装
   着していることを特徴とする油入変圧器。
5. ５．複数の油入変圧器と、 前記各変圧器の油温度若しくは二次負荷電流、及び周囲
   温度を収集し磁気的に収納するデータ収納部と、 前記収納データを読み込む読込部、前記データファイル
   、前記演算部、前記出力表示部、及び前記制御部とを備
   えた寿命診断装置と、 からなる油入変圧器の寿命診断システム。