JPS6058601A - 油入電気機器の監視装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は変圧器などの油入電気機器の内部異常検出、保
護診断を行う油入電気機器の監視装置に関するものでり
る。

〔発明の技術的背景と問題点〕

近年において成力需要の増大から高シ圧犬容量送電が行
われるようになり、それに伴って変圧器などの油入電気
機器の高電圧化・大容倣化が進められて来た。

従って、これらの大容量送電の基幹機器である変圧器等
の信頼性は従来以上に要求てれるものであり、内部の異
常を早期に検出する保護診断技術の開発が要請されて来
た。

一方、変電所等の無人化等が同時に進められており、そ
の面からも信頼性の高い機器の保守。

点検、保護技術の開発が望まれていた。

これに応えるため、従来より１是案されていた保護、保
守診断技術として内部部分放准自Ｔ！ＪＪ検出技術と、
放電や過熱により生じた油中の分解ガス濃度が上昇する
ことを利用して該油中ガス濃度の測定値から異常を知る
ようにする油中溶存分解ガスの測定技術がある。

これらのうち、部分数４測定は１講器周１甜ＩＣ取り付
けられた超音波マイクロフォンによる超音波測定と、電
流・ぞルスとの対応から；ＩＩ５分放心の発生を検知し
、その位置をも標定しようとする高度な技術であるが、
一方、変電所現地等では送電線による外部コロナ等のノ
イズが大きく、ノイズ除去対策が大きな課題であった。

すなわち、この方法は内部で発生した異常の検知には有
効であるが、その精確度を上げるためにはまだ不充分な
点がろるのが現状である。

また、油中溶存分解ガスの測定技術の場合は畜分放岨の
発生のみならず、局部過熱の検知。

識別も可能であシ、これまでにも優Ｉした効力を発揮し
てきた。しかしながら、異常発生位置の標定かできない
ことや、極＜ｆ！、ａの異常時には検出点までに到達す
るまでにガスが拡散されてしまい、感度が低下する恐れ
が必シ、やはシ、異常検知の確度に対し、まだ不充分な
点がある。

また、従来技術では上記いずれの方法によっても内部局
部過熱などの異常発生点の標定はできないと云う欠点が
あった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、内部異常発
生の検出精度全高め、部分放電や局部過熱などの発生位
置標定全可能とした信頼性の高い油入電気機器の監視装
置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は上記目的を達成するため、監視対象と
なる油入心気様器に設けてこの油入１気機器内の油中の
溶存ガス濃度全検出する互いに離間して配された複数の
検知器と、これら各検知器からの検出１＃報を得てこれ
よりこれら各々の検知器からの溶存ガス濃度変化を時間
との対応のもとに比較し、各々の検出溶存ガス濃度変化
点の時間差と各検知器設置位置に基づいて異常発生点の
標定を行う比較演算手段と、この標定位置の表示をする
表示手段とよシ構成し、油入電気機器に部分過熱や放心
などの異常が生じると、これによって油中に分解ガスが
生じ、この油中分Ｍガス濃度が上昇すると共に異常発生
点より生じた該分解ガスがゆっくりと油中を拡散してゆ
き５他の位置でも分解ガス濃度が次第に上昇してゆくこ
と全利用して、油中電気機器の各所に設けた検知器によ
υそれぞれ油中のガス濃度を検知し、ガス濃度の変化が
生じたときは各検知器出力の変化点の時間的な差と各検
知器の油大成気機器内設置位置よυ上記異常発生点の位
置を標定し、これを表示させるようにする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図に本装置の構成を示す。図においては説明をわか
り易くするため、油入電気１幾器として油入変圧器を例
にとって示す。図中１は油入変圧器であり、この油入変
圧器１内に本体でおるコイル２、鉄心３が収納されてお
り、そして更に絶縁油４が封入されている。また、冷却
のだめのクーラポンｆ５が変圧器１の周囲に取り付けで
ある。この油入変圧器１の周囲の互いに離れた位置に絶
縁油４の油中溶存分解ガス金検知する油中溶存分解ガス
検知器６１．６Ｂが設けである。なお、図ではコイル２
は２に、２Ｂから成る並列コイルとなっている。

また、前記油中溶存分解プｆス倹知器は第２図に示すよ
うに６ｈ、ｅＢ、６ｃ、ｅＤの４個の油中溶存分解ガス
検知器を用いて油入変圧器１の四隅に１つずつ取り付け
るようにしても良く、また、第３図に示すように２つの
単位変圧器ｌＡ、ＩＢから成り、これら２つの単位変圧
器１に、１Ｂ間にその内部を連路するための油ダクト７
を用いて連結した変圧器では各々の単位変圧器１に、Ｉ
Ｂに少なくとも１つずつ油中溶存分解ガス検知器６に、
６Ｂを取り付けるようにする。

以上のように変圧器１に取り付けられた油中溶存分解ガ
ス検知器は第４図に示すような７ステムに接続される。

ここでは簡単のため、第３図のケースを用いているが、
他の場合も同様である。

第４図において、６に、６Ｂは単位変圧器ＩＡ　、ＪＢ
にそれぞれ取り付けられｌこ油中ｄ存分解ガス検知器で
あり、４１Ａ、４１Ｂはこれら各油中温存分解ガス検知
器６Ａ、６Ｂにそれぞれ対応して設けられた該検知器６
Ａ、６Ｂの検知出力を電気信号に変換して出力する変１
央器である。４２は比較演算部であり、前記変換器４１
に、４１Ｂの出力信号を所定のザンゾリング時間毎に記
憶し、記憶部４３に取り込むと共にそれぞれの油中溶存
分解ガス検知器６　Ａ　、　（ｉ　１３のガス濃度検出
開始点の記憶、終了点のＶ白、は。

検出時間の演算や各油中溶存分１９（ｒガス検知器６Ａ
　、６Ｂ間の検出値変化の時間差演算、咬た各油中溶存
分解ガス検知器６Ａ　、６Ｂの検出立ち上がり度の比較
演算などを行い、検知器６Ａ。

６Ｂの設置位置を加味してガス濃Ｉｆ変化状況から異常
発生の標定とまたガス＃度変化の緩急等から重大な異常
か軽微な異常かなどの判断を行うものである。４４は表
示装置でめシ、比較演算部４２の演算結果全表示する。

４５は警報装置であり、比較演算部４２による演算の結
果、重大な異常が発生したと判断された場合に警報を出
力する。

次に上記構成の本装置の作用について説明する。

今、例えば単位変圧器１側で部分放電あるいは内部局部
加熱などの異常発生があったとする。

単位変圧器１に、ＪＢ間は油ダクト７で連結されている
のみであるから、上記異常による分解ガスはまず、単位
変圧器ＪＡ内で拡散した後、徐々に単位変圧器ＩＢに拡
散してゆく。この時間は全体の構成や油量あるいは異常
の大きざにも依存するが、単位変圧器ＩＡ内で拡散する
のに数時間を要し、更に単位変圧器ＩＢの他端の油中溶
存分解ガス検知器６Ｂに達するのに数〜数十時間を要す
るのが普通であるので、上記異常発生の時には油中溶存
分解ガス検知器６　Ａ　ｒ６Ｂのガス検出に明確な時間
差が生じる。

各油中溶存分解ガス検知器６Ａ、６Ｂの検出出力は各々
に対応して設けられる変換器４１Ａ。

４１Ｂによシそれぞれ電気信号に変換されて比較演算部
４２に与えられる。これにより、比較演算部４２は所定
サンプリング時間毎にこの各変換器４１Ａ、４１Ｂより
与えられる信号をサンプリングして取り込み、記憶部４
３に記憶させると共に該信号の時間的並びに大きさの比
較演算全行う。そして異常判定と異常発生点の標定を行
いその結果全表示部４４に表示し、−また、異常と判断
すれば警報部４５に警報を出す。もちろん表示内容につ
いては必要があれば各検知器６に、６Ｂの検出値と、そ
の推移などをも表示させるようにしても良い。

ここで上記比較演算部４２の演算内容について少し詳し
く説明する。

第５図は油中溶存分解ガス検知器６Ａ、６Ｂの検出出力
の推移の一例を示したものでめる・図において横軸は時
間を、また縦軸はガス濃度を示しておシ、またＡは油中
溶存分解ガス検知器６Ａによる検出出力を、Ｂは油中溶
存分解ガス検知器６Ｂによる検出出力を示している。

第５図に示す如く、上記の如き異常が発生するとまず、
検出出力Ａが変化し、ついで検出出力Ｂが変化する。そ
の変化開始点の時刻がＡではｔｌ、Ｂではｔｚであると
し、ガス濃度ゾに安定する時刻がＡではｔｌ’、Ｂでは
ｔ２′である。

このようにＡ、Ｂ間に（ｔｌ−ｔｌ）と云う時間差が生
じていると、第４図の場合、異常発生点はＡの検出出力
を得ている油中溶存分解ガス検知器６Ａに近い位置でお
ることになり、該検知器６Ａの設置しである単位変圧器
ＩＡで異常発生があることがわかる。

更に（ｔｘｔｌ）の時間差だけでなく　（ｔｚ’　ｔｔ
’）や（ｔ２’−ｔｔ’　）／（ｔｚ　ｔｔ　）などの
値を算出すれば異常発生点が単位変圧器ＩＡ側であるこ
とがよシ正確に確認できる。

この時間差による異常発生点の標定は検出出力Ａ、Ｂ間
で時間差の顕著に表われる第３図の如き構成の変圧器に
おいて最も正確となるが、第１図、第２図のような単一
変圧器においても複数の油中溶存分解ガス検知器を互い
に離した位置に取り付ければ、各油中溶存分）１イガス
検知器による各検出出力の変化に対し、異常発生点から
の距離に応じた時間差が生じるので、これより、異常発
生点が並列コイル２におけるコイル２Ａ側であるか２Ｂ
側であるかの確認ができる。従って、油中溶存分解がス
検知器の故をある程度ふやしてしかも互いが離間するよ
うにして飼ｔば異常発生点をよシ正確に標定できるよう
になる。

例えば、第２図のように４個用いた例では、各油中溶存
分解ガ゛ス検知器６Ａ、６Ｂ、６Ｃ。

６Ｄの各検出出力がＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの如くとなるので、
各々の検出出力Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの変化開始時刻ｔ４　＋
ｊ３　＋ｔ２　、ｔ、よシタ゛４常発生点標定か正確に
できるようになる。従って、この場合、各検出出力Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄの変化開始時刻間の時間差より、コイル２Ｂ
側で且つ検知器６Ｄに近い位置に異常発生があることが
わかる。

このように本発明によれば、従来の部分数’ＩＩＬ測定
２位置標定の場合のように外部ノイズの影＃を全く受け
ることなく内部部分放電の検出・位置標定かできるばか
シでなく、従来不可能であった局部過熱の位置標定もで
きるようになる。

もちろん、従来のガス分析法では不可能であった位置標
定を可能としたばかりでなく、極く軽微な異常発生に対
しても複数個の検知器のいずれか至近のものがガス濃度
の変化を検知できるので、これよシ検知でき、これに基
づいて他の複数個の検出点でのガス濃度変化時点の時間
差を測定することによシ、感度良く且つ正確にそれを検
出できるようになるなどの効果が得られる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものであり、例えば本発明の場合、油中溶存分
解ガス検知器の設置数は多いほど精度が良くなるが、あ
まシ多すぎても演算内容が複雑化したシ、ハードウェア
が複雑化するなどの問題が生ずるので、一般的には２個
〜５個程度で十分である。また、その取シ付は位置は互
いがなるべく離れた位置であることか望ましく、これに
よって精度良く、シかも効率良く測定ができるように４
る。

特に油中溶存分解ガス検知器の取り付は位置を工夫する
ことで、すなわち、油流のある部分とコイル外部とに分
けると本システムＶＣよυ異常発生がコイル内部である
かコイル外部の例えばリード部分であるかなどの位置標
定かＤｆ能となる。

また、油中溶存分解ガス検知器はここでは特に限定しな
いが、分解ガス検知ができるものであれば何でも良い。

しかし、検出対象はトＩ２゜Ｃ２■２．Ｃ２ｔ（６，Ｃ
［（４などについて行えるものが曜ましい。最も、感度
良く異常を検出するにはＩＩ２に依るのが好ましく、こ
の他、部分放電に注目する場合にはＣ２Ｈ２を、また、
過熱に注目する場合にはＣＨ４を対象とするようにする
など、目的に応じて検出対象ガスを分けることも可能で
ある。

また、ガス検出方法はテフロンなどの分離膜による方法
や、ガスクロマトグラフィによる方法などが考えられる
が、ここでは限定しない。

さらに監視対象である単位変圧器の並列台数は２台の例
を示しているが、油が相互に流通できる構造であれば３
台以上としても同様の効果が得られる。また、変圧器に
限らず、油入コンデンサなど油を封入して絶縁を図る屈
気機器に対して本発明を適用し得る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は監視対象となる油入電気機
器に設けられ、この油入′電気機器内の油中の溶存ガス
濃度を検出する互いに離間して配された複数の検知器と
、これら各検知器からの検出情報を得てこれよりこれら
各々の検知器からの溶存ガス濃度変化を時間との対応の
もとに比較し、各々の検出溶存ガス濃度変化点の時間差
と各検知器設置位置に基づいて異常発生点の標定を行う
比較演算手段と、この標定位置の表示をする表示手段と
より構成し、油入電気機器に部分過熱や放電などの異常
が生じると、これによって油中に分解ガスが生じ、この
油中分解ガス濃度が上昇すると共に異常発生点より生じ
た該分解ガスがゆりくシと油中を拡１ｊｔ　シてゆき、
他の位置でも分解がス濃度が次第に上昇してゆくことを
利用して、油中電気機器の各所に設けた検知器によシそ
れぞれ油中のガス４度を検知し、ガス濃度の変化が生じ
たときは各検知器出力の変化点の時間的な差と各検知器
の油入電気機器内設置位置より上記異常発生点の位置全
標定し、これを表示するようにしたので、標定は油入笹
気機器内各位置のガス濃度の変化状況と変化に至る時間
差との関係から行うことから、外来ノイズ等の影響を全
く受けず、従って高精度に異常発生箇所の標定を行うこ
とができる他、ガス濃度検出方式で″あることから局部
過熱の位置標定も可能となシ、従って油入Ｉ′ハ気機器
の監視を高い信頼性をもって行うことができるようにな
るなどの特徴を有する油入電気機器の監視装置全提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示す図、第５図、
第６図は異常発生による各油中溶存分解ｆス検知器の検
知出力の変化を示す図である。 １・・・変圧器、１に、ＩＢ・・・単位変圧器、２・・
・並列コイ／ｌ／、−２Ａ　、　２　Ｂ・・・コイル、
３・・・鉄心、４・・・絶縁油、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ，６
Ｄ・・・油中溶存分解ガス検知器、７・・・油ダクト、
’４１１゜４１Ｂ・・・変換器、４２・・・比較演算部
、４３・・・記憶部、４４・・・表示部、４５・・・警
報部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 ３ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 監視対象となる油入電気機器に設けらｉｔ、この油入４
   気機器内の油中の溶存ガス濃度を検出する互いに離間し
   て配された複数の検知器と、これら各検知器からの検出
   情報を得てこれよシこれら各々の検知器からの溶存ガス
   濃Ｉｆ変化金時間との対応のもとに比較し、各々の検出
   ｆｉｊ　ｒｒ’ガス濃度変化点の時間差と各恢り、１］
   にＪｌ、λ１ａ位置に基づいて異常発生点の標定を行う
   比ｆ設演算手段と、との標定位置の表示をする表示手段
   と全具備したことを特徴とする油入電気機器の監視装置
   。