JPS5913310A - 変圧器冷却装置 - 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、例えば送油風冷式などの強制冷却式変圧器
の冷却装置ｔＶｃ関し、特に冷却器用送油ポンプ及びフ
ァン運転のための所要電力（以下、補機損失と記す）の
低減を図るための改良に関する。

第１図は従来の送油風冷式変圧器の冷却装置を中心とし
た構成図であり　、　ｔｔ＋は変圧器本体Ｃ冷却媒体で
ある油が入っている。（２月ま冷却器、（３）は冷却媒
体である油を変圧器本体［１１と冷却ｉ４　ｆ２）との
間で循環させる送油ポンプ及びモータ（以下送油ポンプ
モータと記す）　、　＋４１は冷却器（２）　Ｋ送られ
た油を冷却する送風用のファンとモータ（以下ファンモ
ータと記す）　、＋５３は変圧器の負荷４流あるいは油
４を検出する検出部、（６）は検出部（５］で検出し／
ｂ変圧器の負荷状態に応じて送油ポンプモータ（３）や
７アンモータ（４）の電源回路をｌ！磁接触器（７］に
より開閉させる制御４１部、＋８７は冷却装置を全体の
４源を開閉するノー７ユーズａ断器、（９）は制ｕｌ１
１部（６）、ト櫨磁接触器（／ｌ　、ノー７ユーズＪ断
器（８１などを収納する冷却器“制御盤、１０）は商用
電源である。／ｊお、送油である。

第２図は第１図の冷却装置の主要部分を示すブロック図
であり、４台又は４群の冷却器を接続した場合を示して
いる。なお、第１図、第２図において、各機器や装置間
の接続線のうち、実線は電力線、破線は信号線、一点鎖
線は電磁接触器への制ｉＩ［！１線を示し、以下の図に
おいても同様とする。

従来の送油風冷式変圧器は上記のように構成され、冷却
装置は、定格負荷状態において変圧器の温度が規定の一
度上昇限度以下となるよう選定されている。従って変圧
器の負荷が定格負荷より低減した軽負萄状態では、変圧
器の発生損失は定格負荷状態より低減し、一部の冷却器
を停止しても変圧器は規定の（一度上昇限度以下で運転
することが可能である。このため、検出部ｔ５Ｊで検出
し几変圧器負＃峨流や変圧器温度など変圧器の負荷状態
に応じて電磁接触器＋７１を開閉して冷却器（２）の運
転台数を劃−することが行われている。この場合の冷却
装置全体の補機損失は冷却器の運転台数ＶＣ比例し、定
格運転時に比べて補機損失を低減することができる。

しかるＶＣ１近年、省エネルギー化の観点から、変圧′
ａｖＣついても更に補機損失の低減が要求されている。

変圧器用冷却装置として従来の装置に比べて史ｉ’（補
機損失の低減を図る方法として、冷却器（２）の送油ポ
ンプモータ（３）及びファンモータ（４＋　５：Ｉ３ｒ
変亀圧町変周波数逆変換器（以下口Ｉ変周波インバータ
と記す）で７１ＪＫ動し、送油ポンプ及びファンの回転
数１ＩｉｌＪｒＪ４Ｊを１テうことか考えられる。

第３図は、改良された冷却装置の主要部分を示すグロッ
ク図であｐ、４台（又は４群）の冷却器を接続し之場会
を示している。第３図においτ。

（２）〜（５１、（７＋　（ｇ）　、　ｕｔｌは第２図
と同一であり、（１ス１は商用電源１１（ｌよりの磁力
を制御部ｔｌａｌの出力１を号によって定まる周波数の
磁力に変換し、送油ポンプ（Ａ）とファンモータ［４ｉ
（供給する。Ｔ変周波インバータ、（１３）は検出部＋
５１の１ｄ号にもとづい−Ｃ送油ボングモーク（３）及
び７アンモータ（４）の駆動周波数を決定し、その信号
を可変周波インバータｕ匂に出力する制一部である。

上記のよう［構成された冷却装置において、＝ｔｒ変周
波インバータ（１匂の出力周波数を変化すれば、送油ポ
ンプモータ（３）及び７アンモータ（４）の回転数が変
化し、送油肴及び送風攪が変化するので、冷却器（２）
の冷却能力と補機損失が変化する。

第４図及び第５図は送油ポンプモータ（３）及びファン
モータ（４）の回転数Ｎと冷却器の冷却能力Ｃ及び補機
損失Ｗの特性の一例を示すものであり、送油ポンプとフ
ァンの軸動力が回転数のほぼ３乗に比例して変化するの
に対し、送油ポンプとファンの回転数変化に対、する冷
却能力の変化は、一般に補機損失の変化に比べて緩やか
であるので、冷却装置全体の冷却能力の変化を送油ポン
プモータ（３）及びファンモータ（４）の回転数変化に
よつ１行つと、従来装置の如く冷却器の運転台数の変化
によって行う場曾に比へて同一冷却能力でも補機損失が
低下する。

従って検出部（５）で検出した信号をもとに、制岬部ｔ
１３［おりて変圧器の負荷状態に応じた所要冷却ｊｊシ
カを求め、これに対応する送油ポンプモータ（３）及び
ファンモータ（４）の回転数が得られるよう町変周波イ
ンバータ（１２１の出力周波数を匍］ｌ１１１すれば、
従来の冷ｉ４Ｊ装置に比べて補機損失を低減できる。こ
の場合、送油ポンプモータ及びファンモータの回転数を
低減するほど補機損失は低下するが、冷却器の冷却能力
も低下するので、変圧器の温度上昇による限界や、巻線
温度の上昇に伴う変圧器本体損失の増加の面から限度が
あり、第６図（ａ）の如く変圧ａ負荷磁流に対応して、
所要の回転数が定まる。

しかるに、通゛清、変圧器の負荷１１を流は一定でなく
、一般に第６図（ｂ）の如く時間と共に変化する変動負
荷である。変ｔ＋：、器が第６メＩ（＋））のりＵき変
動負荷で運転されている状態で送油ポンプモータ及びフ
ァンモータの回転数を渠６１区（ａ）に従って制御する
と、送油ポンプモータ及びファンモータの回転数は、変
圧器の貝萄変ｄＫ対応しｃ４６図（Ｃ）の如く膚時変化
する。このため、送油ポンプ及びファンモータは僅かな
負荷変動に対しても加速又は減速されることとなり、過
渡磁流による効率の悪化や温度上昇２機械的変動応力に
よる損傷などを受けるおそれがある。

この発明は、上記の欠点を除去する几めになされたもの
で、送油ポンプモータ及び７アンモータを可変周波イン
バータで駆動するこ′とにより補機損失の低減を図ると
ともに、変圧器負荷の変動による頻繁な加減速を防止す
ることを目的とする。

４７図はこの発明の一実施例を示すものであシ、第７図
におｌ＋Ｎ　１：　、ｔ２１〜＋５１及Ｕ（ｎ　、　［
８Ｊ　、　Ｌｌ（１、［１は第３図と同一のものであり
、圓は検出部（５）で検出した変圧器負荷電流が予め設
定し之瀧流区分の何れに該当するかを判別するレベル判
別部、ｕ５１は醸流区分に対応して予め設定した回転数
が得られるよう町変周波インバータｔ１２＋の出力周波
数を制御する制御部である。

第８図（、）は瀧流区分に対応する回転数の設定例を示
し、負荷心流工がＩｌ以下の場＆　Ｎ　ｘ　＋　　工ｘ
Ｐ１上工、以下の場合ＮＱ、１２以上の場１ｉ　Ｎｎｖ
ｃ設定し之場合を示している。

この発明の効果を第８図（ｂ）及び第８図（ｃ）　ＶＣ
よって説明する。

上記のように構成したものにおいては、変圧器が第８図
ｔ１＋）の如き変動負荷で運転されている場合にも、送
油ボングモーク及びファンモータの回転数の変化は第８
図（Ｃ）の如く変圧器負荷電流が閾値ＩＩ又はＩ２を昇
降する場合に限られ、閾値を昇降しない負荷変動に対し
ては一定に探足れるので。

変圧器の負荷変＃ｌＶｃ伴う頻繁な加速減速を防止する
ことができる。

なお、第８１ｇｌ　ｔａ）の一点鎖線は第６図（ａ）で
与えられる回転数を示しており、各磁流区分に対応する
回転数を、第８図（ａ）の如く第６図（ａ）よジ萌く設
定すれば、変圧器の運転１度は４６図（＆）の場合に比
べて低（維持することができる。

第９図（ａ）はこの発明の他の実施例を示すもので、回
転数の低下に対する変圧器負荷Ｉｉ流の閾値を、回転数
の増加に対する閾値に比へて低く設定し。

ヒステリシス特性を付加したものを示している。

この発明の効果を第９図（’ｂ）及び第９図（ｃ）　Ｖ
Ｃよって説明する。変圧器の負荷が閾値工１１を中心に
変動する場合、第８図（ａ）の場合には閾値工１１をこ
える心に回転数が変化′するが、第９図（ａ）の如くヒ
ステリシスを付加した場合は、負荷磁流が■２をこえ１
回転数がＮｎＶＣ設定された後、負荷磁流が１２より若
干低下しても、工２′を下廻るまで回転数はＮｎＨ維持
されるので、閾値近辺での負荷変動によるＷ４繁な加速
減速を防止することができる。

なお、上記の説明では、検出部（５）で変圧器負荷電流
を検出して可変周波インバータを制御する場合ニついて
説明し之が、検出部（５）て変圧器油温又は巻線温度な
ど変圧器の運転状態に対応する他の信号を検出する場合
に適用しても同様の効果が期待できる。

また、上記実施例では送油風冷式変圧器について述べた
が、送油自冷式や油入風冷式など送油ポンプモータある
いはファンモータの何れか一方のみを有する冷却方式や
、他の冷却媒体による冷却方式１例えば送油水冷式変圧
器に本発明を適用しても同様な効果が期待できる。

この発明は１以上説明したように、冷却器をＯＩ変周波
インバータで駆動し、その出力周波数を変圧器の負荷＋
［＊　ＶＣ対応して階段状に制御することにより、補機
損失を低減し、同時に変圧器負荷の変動による頻繁な／
ＪＤ減速を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

、４１図は従来の送油風冷式変圧器の冷却装置を中心と
した構成図、第２図は第１図の冷却装置のブロック図、
第３図は改良された冷却装置のブロック図、第４図は冷
却器の駆動周波数（回転数）と冷却能力の特性例を示す
図、第５図は冷却器の駆動周波数（回転数）と補機損失
の特性例を示す図、第６図は冷却器運転状態説明図、第
７図はこの発明の一実施例をホすブロック図、第８図は
この発明の一実施例による冷却器運転状態説明図、第９
図はこの発明の他の実施例による冷却器４転状態説明図
である。 図において、＋１１は変圧器本体、（幻は冷却器、（３
）は送油ポンプモータ、（４）は７アンモータ、（５Ｊ
は検出部、四は電源、１１２ｊは可変周波インノ（−タ
、圓はレベル判別部、（１６）は制御部。 なお、図中同一符号は同一あるいは相当する部分を示す
。 代理人　葛　野　信　− 第３図 第４図 第５図 一回転数Ｎ 第６図 第７図 第８図 一角間　　　Ｔ 第９図 −行同ノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１変圧器内の冷却媒体を誘導′４＠機によるファン
   またはポンプで冷却してなる冷却機構、前記変圧器の運
   転状態を検出する検出部、この検出部からの信号レベル
   が複数の区分のいずれの区分に属するかを判別するレベ
   ル判別部、このレベル判別部で判別した区分に応じて前
   記誘導電動機へ供給する出力周波数を決定し、周波数指
   令信号を発生する制御胛部、およびこの制御部からの指
   令に基づいて電源を所定の周波数の電力１’（変換し、
   前記誘導電動機を変速駆動する可変峨圧町斐周波数逆変
   換器を備え、前記検出部で検出した信号レベルと前記町
   変電圧町変周波数逆変換器の出力周波数との゛対応を階
   段状に設定し次ことを特徴とする変圧器冷却装置。 （２）検出部は変圧器の負荷ｄｌ流を検出する１流検出
   器で構成し几ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の変圧器冷却装置。 （３）　　検出部は変圧器の油温または巻線温度を検出
   する温度検出器で構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲５１１１項記載の変圧器冷却装置。 （４）変圧器内の冷却媒体を誘４電動機によるファンま
   たはポンプで冷却してなる冷却機構、前記変圧器の運転
   状態を検出する検出部、この検出部からの信号レベルが
   複数の区分のいｊ′れの区分に属するかを判別すると共
   に、上記信号レベルが上昇する時と下降する時とて、そ
   の区分の範囲を変えてなるレベル判別部、このレベル判
   別部で判別し之区分に応じて前記誘導慰動憬へ供給する
   出力周波数を決定し１周波数指令信号を発生する制両部
   、およびこの制御部力コらの指令に基づいて′Ｒｉ源を
   所定の周波数の電力ｖｃ変漠し、前記誘導＠動機を変速
   駆動する可変慰圧可斐周波数逆変換器を備え、前記検出
   部で検出し比信号レベルと前記可変′埴圧司変周波数逆
   変換器の出力周波数との対応をヒステリシスを有する階
   段状に設定したことを特徴とする変圧器冷却装置。