JPS59126611A - 変圧器冷却器の制御装置 - 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】 この発明は電力用変圧器冷却器の運転制御装置に関する
。

一般に電力用変圧器の冷却器は、多くの場合冷却ユニッ
トによって構成され、これらの冷却器が複数群に分けら
れ負荷の軽重に応じて一部の群の冷却器を運転したり、
あるいはまた全群の冷却器を運転したりして冷却器運転
損失、すなわち、補機損を最少とするようにしていた。

しかしながら、このような変圧器冷却器の群運伝力式に
よれば、どうしても過冷却部分を生じ。

この分の補機損は無駄に消費されてし才い不経済である
ばかりか、冷却を強化して変圧器損失を最少とすること
が必ずしも最も経済的であるともいえなかった。そこで
この発明は、上述した従来の欠点を除き、最も経済的な
変圧器の運転を可能とする変圧器の最適制御装置を提供
することを目的とする。このためこの発明によれば、変
圧器の負荷損要素を検知する検知器と、この検知器から
得られた出力に基いて変圧器の総損失を算出し、出力す
るとともに変圧器総損失の評価価格と冷却器運転に要す
る補１機損の評価価格との和が最小となる冷却器運転台
数を算定する演算装置とを備えてなる変圧器冷却器の制
御装置を形成する。このようにすることにより、いたず
らに負荷損や補機損を最少とすることなしに最も費用の
安い変圧器の運転が達成される効果が得られる。

この発明の構成に当って、検知器は巻線タップ位置の変
更に応じる負荷損変動を検知づ−る手段を備えるように
すればさらζこすぐれた効果が得られ。

また演算装置は、変圧器の過負荷運転を判定する機能、
冷却器運転指令機能、表示機能等を備えれば好適である
。

次に図によってこの発明の実施例につきさらに詳細に説
明する。

第１図は従来の変圧器冷却器の制御装置の構成説明図で
ある。第１図に示す従来の制御装置において、変圧器主
回路の回路しゃ断器ＣＢが投入されると、この回路しゃ
断器ＣＢの閉路と応動して冷却器１を運転制御する冷却
器制御盤２内の接点ＣＢＯＮが閉路されて第１群冷却器
１ａが運転される。この場合、冷却器１の第１群ｌａｇ
第２群ｌｂ。

第３群１ｃはそれぞれ３ユニツトの冷却器からなってい
る。

その後、負荷が増大すると、変圧器３の最高油温部に設
けた感温ポケット４内屹装備した感温筒５内の温度計感
温部が加熱コイル６による巻線最高点温度と最高油温度
との差に相当する温度上昇を重ねて検知してダイヤル式
巻線温度計７に指示する。この温度計の指示に応動して
低整定温度と高整定温度とが、それぞれ低整定温度接点
２６Ｔ−１および高整定温度接点２６Ｔ−２によって電
気的（こ取り出せるようになっている。

一方、変圧器３の負荷状態は、ブッシング変流器８に接
続された補助変流器９に直列に接続された低整定定電流
継電器５７−１および高整定定電流継電器５７−２によ
っても感知できるようになっている。これらの継電器と
加熱コイル６とは巻線電流ないしは巻線温度に比例する
値を指示すべく相互に直列に接続されている。

変圧器３の負荷状態が低整定定電流継電器５７−１を作
動させる負荷電流値に達するか、あるいは負荷状態また
は外気温等の運転条件が低整定温度接点２６Ｔ−１を作
動させる状態になると、冷却器制御盤２のＯＲ回路１０
が動作して信号が発信され、この信号によって第２群指
示用のＡＮＤ回路１１が接点ＣＢ６Ｎの閉路を条件に成
立し、第２群冷却器１ｂの運転を指示する。同様にして
、高整定定電流継電器５７−２または高整定温度接点２
６Ｔ−２が閉路すると第３群指示用のＯＲ回路１２とこ
れに続（ＡＮＤ回路１３が作動して第３群冷却器ＩＣに
運転指示が発せられる。

このようにして冷却器１を複数群に分割して冷却運転す
る従来方式によれば１分割数番こ応じて補機損が節約で
きるものの、次のステツナに切り替わるまでの間の過冷
却となる無駄な補機損をどうしてもなくすことができな
い欠点があった。特に。

送油風冷式の大形電力用変圧器においては、多数の送油
ポンプと送風機が冷却器ユニットごとに設けられている
ので、その傾向が大きかった。この傾向は温度計の指示
と負荷電流とのＯＲ条件によって冷却器を運転指示する
従来方式においては、季節による過冷却運転を生ずるこ
とによってさらに増幅されていた。

そこでこの発明においては、上記従来の欠点を除き、抵
抗損、鉄損、漂遊負荷損等の変圧器総損失と補機損失と
を比較し、最も変圧器の運転費用を経済的にする冷却器
の制御装置を提供することを目的とする。

このためこの発明によれば、変圧器の負荷損要素を検知
する検知器と、この検知器より得られた出力ｌこ基いて
変圧器の総損失を算出し出力するとともに、変圧器総損
失の評価価格と冷却器運転ζこ要する補機損の評価価格
との和が最小となる冷却器運転指令器品定する演算装置
とを備えてなる変圧器冷却器の制御装置を形成する。

この際検知器は巻線タップ位置の変更に応じる負荷訊変
動を検知する手段を備えることにより綿密な制御が可能
となり、さらに演算装置には過負荷運転判定機能、冷却
器運転指令機能、各種表示機能等を備えると好適である
。

ここで、抵抗損は負荷電流の２乗に比例し変圧器巻線温
度に比例する１直として算出でき、漂遊負荷損は負荷電
流の２乗に比例し温度の逆数に比例する値として算出で
きるので、負荷損は負荷成分によって演算できる。−力
無負荷損は一定とみなすことができるので、負荷損と無
負荷損とを有効に放熱冷却するに足る最少補機損の冷却
器運転数を算出することによって冷却器運転数示を与え
るようにすればよい。

第２図はこの発明による一実施例を示す結線図である。

第２図において、変圧器３には第１の負荷損要素検出器
として負荷電流を検知する変流器２０が設けられ、第２
の負荷損要素検出器として油温検出用の測温体２１が設
けられている。

第１の負荷損要素検出器どしての変流器２０の検出値は
電流変換器２２を介して演算装置２３のアナログ−デジ
タル変換器２４に導かれている。

第２の負荷損要素検出器としての測温体２１の検出値は
変換増幅器２５を介して同様ζこ演算装置２３のアナロ
グ−デジタル変換器２６に導かれている。両検出器から
の信号はデジタル値として取り出され、演算装置２３内
において設定順に演算され、巻線温度計算器２７を作動
後、信号は負荷評定器２８に至り、ここで変圧器３の運
転状態が定格値内であるか否かを評定し、定格値を超え
る場合は過負荷運転として検出し、Ｖ報器２９を作動さ
せる。

負荷評定器２８における評定値が定格値以内である場合
、信号は負荷損計算器３０に至り、ここで計算された負
荷損値と変圧器３固有の無負荷損及びこれらの損失を冷
却するに足る補機損とを比較器３１で比較され、評価価
格が最小となる運転条件信号が出力される。この信号に
応じて冷却器数設定器３２が作動して運転冷却器数が決
定され。

その運転数が冷却器運転数表示器３３に表示されると共
に冷却器運転指令器３４を作動させ、冷却器ｌにおける
所望台数が運転される。この状態での巻線温度と変圧器
総損失も、それぞれ巻線温度表示器３５と、損失表示器
３６に表示される。

上記のようなこの発明による冷却器制御装置によれば、
冷却器の運転は小きざみに制御され、変圧器損失の評価
額に比較して高価な補機損を極力小さな値とすることが
できる。

この発明に基づく変圧器運転における変圧器巻線温度と
負荷率との関係は第３図のようになる。

すなわち、図において実線はこの発明による運転による
ものであり、一点鎖線は従来の運転方式によるものであ
る。図から明らかなように、この発明によれば、−日の
うち大多数をしめる軽負荷運転時において冷却器運転数
を極力少なくして補機損を大幅に低減できる。この場合
巻線温度が高めの許容値内に設定されることになり、そ
の分銅損すなわち、負荷損が大きくはなるが負荷損増加
分の評価額に比較して補機損低減による評価額の方が格
段に高額になる。ちなみに、実験によると大形電力用変
圧器１台で年間数千万円にもおよぶ省エネルギー効果を
得ることができた。

棺４図はこの発明による他の実施例を示す。

この場合、第１の負荷損要素検出器としての変流器２０
の出力は補助変流器４ｏを介して接続され、第２の負荷
損要素検出器としての測温体４１にヒータ４２を介して
負荷電流条件を加え、測温体４１の出力が等測的に真の
巻線温度となるようにした例である。この場合は従って
、演算装置２３内の巻線温度計算器２７が不要となり、
演算装置２３の能力を低減できる。

第５図はこρ発明による他の異なる実施例の結線図であ
る。この場合、変圧器３内に設けたタップ切換器５０の
電動操作機５１内に設けたタップ位置検出器（図示せず
）がそのまま第３の負荷要素検知器として用いられ、そ
の信号は演算装置２３内の負荷損計算器３０に伝達され
、タップ位置に応じる銅損と漂遊負荷損の要素が加味さ
れて正確な実負荷値が算出できるようになっている。従
ってこの実施例においてはさらにきめ細かい冷却器制御
が可能となる。この実施例では、タップ位置表示器５２
が設けられている。

第６図はこの発明によるさらに異なる実施例を示す。こ
の実施例においては演算装置２３に比較的長い時間の過
負荷を検出し、安全適格に変圧器の過負荷を検出する機
能をもたせるものである。

この場合変圧器の負荷電流を検出する変流器２０の出力
を入力するアナログ−デジタル変換器の出力により、過
負荷判定器６０が作動し、過負荷でない場合はその信号
は冷却器運転制御用として用いられるが、過負荷である
場合は過負荷判定器６０の出力は巻線温度演算器６１に
至り、最高点温度が１５０℃以下であるか否かを算出し
、その値が比較器６２！ごよって判別され％　１５０℃
以上の異常値である場合は警報と主回路しゃ断器用のト
リップ信号が発せられる。異常値に満たない値である場
合はその値に応じた過負荷率が表示器６３に表示される
。

過負荷判定器６０においては、過負荷時間、巻線の最高
温点の温度が９５℃一定の場合の年間寿命損失と等しく
なるような許容過負荷率、最高油温か１００℃以下であ
るか否か、過負荷率が定格の１５０チ以下であるか否か
等が算出される。

この実施例によれば、演算装置に過負荷検出機能を持た
せることにより、従来の過電流検出リレーのような短時
間の過負荷検出ではなく、比較的時間の長い過負荷積を
好適にとらえることができる。

以上の通りこの発明番こよれば、変圧器の負荷損要素を
検出する検出器と、この検出器から得られた資料にもと
づいて変圧器の総損失を算出し、変圧器総損失の評価価
格と冷却器運転に要する補機損の評価価格との和を最少
とするように冷却器運転台数を決定するように構成する
ことによって。

冷却器運転をきめ細かに調整できるようになり極めて経
済的な運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器冷却器制御装置の結線図。 第２図はこの発明の一実施例を示す変圧器冷却器の制御
装置の結線図、第３図はこの発明による冷却器制御を行
なった場合の変圧器の巻線温度と負荷率との関係を示す
特性図、第４図、第５図はそれぞれこの発明による異な
る実施例を示す冷却器の制御装置の結線図、第６図はこ
の発明によるさらに異なる実施例を示し、過負荷検出機
能を持たせた場合の制御装置の結線図である。 １：冷却器、３；変圧器、２０；変流器。 ２１；測温抵抗体、２３；演算装置、２８；負荷評定器
、３１；比較器、３２：冷却器数設定器。 ３４；冷却器運転指令器、５０；タップ切換器。 ６０；過負荷判定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）変圧器の負荷損要素を検知する検知器と、該検知器
   から得られた出力にもとづいて変圧器の総損失を算出し
   出力するとともｉこ該総損失の評価価格と冷却器運転に
   要する補機損の評価価格との和が最少となる冷却器運転
   台数を算定する演算装置とを備えてなる変圧器冷却器の
   制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において。 検知器は変圧器の巻線に設けられたタップ位置の変更に
   応じる負荷損変動を検知する手段を備えることを特徴と
   する変圧器冷却器□の制御装置。 ３）特許請求の範囲第１項及び第２項のいずれかに記載
   の装置において、演算装置は変圧器の過負荷運転を判定
   する機能を備えることを特徴とする変圧器冷却器の制御
   装置。 ４）特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載
   の装置において、演算装置は変圧器巻線温度、負荷電流
   、巻線タップ位置の少なくとも一つを検知器を介して入
   力して演算することを特徴とする変圧器冷却器の制御装
   置。 ５）特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか置。 ６）特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載
   の装置において、演算装置は検知器から得られた出力又
   は演算値を表示する機能を備えることを特徴とする変圧
   器冷却器の制御装置。