WO2018186467A1 - 制御装置、制御方法、および制御プログラム - Google Patents

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WO2018186467A1
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temperature
unit
value
transformer
control
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翔 野上
理裕 今井
忠彰 安田
信彦 萩元
勝則 竹井
義治 市川
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東芝エネルギーシステムズ株式会社
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to a control device, a control method, and a control program.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a control device, a control method, and a control program that can efficiently utilize the facility capacity of transmission and transformation equipment.
  • the control device of the embodiment includes a temperature acquisition unit, a current value acquisition unit, a state prediction unit, and a control output determination unit.
  • the temperature acquisition unit acquires temperature information from a plurality of temperature sensors that measure the temperature of the transformer.
  • the current value acquisition unit acquires a current value flowing through the transformer.
  • the state prediction unit predicts a future state of the transformer based on the temperature information acquired by the temperature acquisition unit and the current value acquired by the current value acquisition unit.
  • a control output determination part determines the necessity of the output of the control command with respect to the control object apparatus relevant to the said transformer based on the state estimated by the said state prediction part.
  • the flowchart which shows an example of the flow of the process in 100 A of overload interruption
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a facility control system 1 according to the first embodiment.
  • the equipment control system 1 shown in FIG. 1 includes a transformer 10, a temperature sensor 20, and an overload cutoff device 100.
  • the overload cutoff device 100 is an example of a “control device”.
  • the transformer 10 includes, for example, an iron core serving as a magnetic flux path and two or more windings serving as a current path interlinking with the magnetic flux.
  • the iron core and the two or more windings are installed so as not to change their positions relative to each other. Further, the iron core and the two or more windings are accommodated in a container filled with insulating oil for increasing the insulation strength and the cooling effect, for example.
  • the insulating oil is, for example, silicone oil or mineral oil.
  • the transformer 10 receives AC power from the outside, transforms voltage and current by electromagnetic induction, and supplies AC power to the outside.
  • the transformer 10 is provided with the current sensor 12, for example.
  • the current sensor 12 measures the current flowing through the winding of the transformer 10.
  • the transformer 10 includes, for example, a plurality of taps (not shown) for adjusting the output voltage attached to the windings, and a tap switching control unit (not shown) for switching the taps.
  • the tap switching control unit adjusts the transformation ratio by switching the conductive state of the plurality of taps according to the received voltage and changing the number of turns of the winding.
  • a plurality of temperature sensors 20 are installed inside and / or outside the transformer 10, for example, and measure the temperature of the transformer 10.
  • the temperature sensor 20 installed inside the transformer 10 measures, for example, the temperature of the insulating oil (hereinafter referred to as “oil temperature”).
  • the temperature sensor 20 installed outside the transformer 10 measures, for example, the temperature around the transformer 10 (hereinafter referred to as “outside air temperature”).
  • the temperature sensor 20 acquires, as sensor information, information related to the electrical resistivity proportional to the temperature obtained by the resistance temperature detector.
  • the temperature sensor 20 outputs sensor information related to the oil temperature and the outside air temperature to the overload cutoff device 100.
  • the overload cutoff device 100 includes, for example, an acquisition unit 110, a state prediction unit 120, a driving support information generation unit 130, and an overload cutoff control unit 140. These mechanisms are software function units that function when a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executes a program stored in the memory of the overload cutoff device 100, for example.
  • the program may be installed in the memory of the overload cutoff device 100 by attaching a portable storage medium storing the program to a drive device (not shown).
  • some or all of the functional units of the overload interrupt device 100 are realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and FPGA (Field-Programmable Gate Array). Also good.
  • the acquisition unit 110 includes, for example, a sensor information acquisition unit 111, a temperature acquisition unit 112, and a current value acquisition unit 113.
  • the sensor information acquisition unit 111 and a sensor information acquisition unit 210 described later are examples of “sensor interface”.
  • the sensor information acquisition unit 111 acquires sensor information measured by the temperature sensor 20.
  • the temperature acquisition unit 112 manages the sensor information acquired by the sensor information acquisition unit 111 together with the acquired time information, and converts the sensor information into a temperature value that can be calculated by the state prediction unit 120 and the driving support information generation unit 130. Further, the temperature acquisition unit 112 may include, for example, an AD converter that changes an analog signal to a digital signal when the temperature sensor 20 performs an analog output.
  • the current value acquisition unit 113 samples analog data of the current measured by the current sensor 12 provided in the transformer 10 and converts it into a current value.
  • the state prediction unit 120 predicts the future state of the transformer 10 based on the temperature value acquired by the temperature acquisition unit 112 and the current value acquired by the current value acquisition unit 113, for example.
  • the future state is, for example, a part or all of winding temperature, oil temperature, and life loss.
  • the driving support information generation unit 130 generates information for supporting the operation of the transformer 10 based on the future state of the transformer 10 predicted by the state prediction unit 120, for example.
  • the driving support information generation unit 130 may include information on a thermal allowable limit based on a future temperature rise value calculated by the state prediction unit 120, or a current value for avoiding exceeding the thermal allowable limit. , Generate at least one.
  • the thermal allowable limit is, for example, a limit value that allows thermal facility operation.
  • the information regarding the allowable thermal limit is, for example, a continuous allowable current value, a time limit allowable value, a continuable time, a measured value, a temperature measured value, apparatus operation information, and the like.
  • the continuous allowable current value is, for example, the maximum current value that can be passed through the facility without continuously exceeding the allowable thermal limit.
  • the time limit allowable value is, for example, the maximum current value that can be allowed to flow through the facility without exceeding the thermal allowable limit until a certain time (for example, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 4 hours, 8 hours) elapses.
  • the continuable time is, for example, a time during which operation can be continued at the current current value.
  • the measured values are, for example, the oil temperature and the outside air temperature.
  • the calculated temperature values are, for example, winding temperature and oil temperature.
  • the device operation information is, for example, the remaining time until the output of the control command and the output control command.
  • the driving support information generation unit 130 outputs the generated driving support information 131 to an administrator terminal or the like used by the administrator or operator of the equipment control system 1.
  • the overload cutoff control unit 140 includes a control output determination unit 141, for example.
  • the control output determination unit 141 outputs a control command to a control target device (for example, the generator, the transformer 10) and the like related to the transformer 10 based on the predicted temperature value calculated by the state prediction unit 120. It is determined whether or not.
  • the control command is, for example, a signal that instructs the control target device to suppress or block the output of AC power.
  • the control output determination unit 141 determines to output a control command to the control target device when the value predicted by the state prediction unit 120 exceeds a threshold value within a predetermined time.
  • the threshold value in this case is, for example, at least one preset thermal tolerance limit.
  • the control output determination part 141 outputs the control command corresponding to a control object apparatus, when it determines with outputting a control command.
  • the state prediction unit 120 uses the outside air temperature ⁇ a [° C.] and the oil temperature initial value ⁇ OS [° C.] acquired by the temperature acquisition unit 112 and the current in the transformer 10 acquired by the current value acquisition unit 113.
  • the value I is applied to (Equation 1) to calculate the calculated oil temperature ⁇ ot (t) of the transformer 10 at time t.
  • ⁇ 0 represents a time constant of oil temperature change.
  • ⁇ OL indicates the oil temperature final reached temperature [° C.], and is calculated by, for example, (Expression 2).
  • ⁇ 0 indicates the maximum oil temperature increase value [K], and is calculated by, for example, (Expression 3).
  • ⁇ ON indicates the maximum oil temperature rise value [k] at the rated load
  • the state prediction unit 120 calculates the winding temperature [° C.] at a plurality of future times using, for example, (Equation 4).
  • ⁇ g represents the winding temperature rise value [K].
  • the state prediction unit 120 may perform a calculation for predicting the cumulative value of the life loss.
  • the life loss is mainly affected by the winding temperature ⁇ gt (t). For example, assuming that the winding temperature is continuously operated at 95 ° C., the transformer 10 can be expected to have a life of about 30 years. On the other hand, when it is assumed that the winding temperature is continuously operated in a state of 6 [K] higher than 95 [° C.], it is assumed that the life of the transformer 10 is halved. Further, when it is assumed that continuous operation is performed in a state where the winding temperature is 6 [K] lower than 95 [° C.], it is assumed that the life of the transformer 10 is doubled. Therefore, the state prediction unit 120 can calculate the life loss [minute / year] using (Formula 5).
  • the control output determination unit 141 determines the output of the control command using at least one of the predicted oil temperature value, winding temperature predicted value, and life loss predicted value predicted by the state prediction unit 120. In the following description, control based on the predicted oil temperature value will be described.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining output determination of a control command using the oil temperature.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates oil temperature.
  • the control output determination unit 141 compares the future oil temperature calculation value ⁇ ot (t) of the transformer 10 calculated by the state prediction unit 120 with a first threshold value of a preset allowable thermal limit. .
  • control output determination unit 141 refers to the prediction result (at a plurality of times) of the calculated oil temperature ⁇ ot (t) and obtains the time when the predicted oil temperature reaches the threshold value. In addition, the control output determination unit 141 determines whether or not the time at which the threshold value is reached is within a certain time compared to the current time. The control output determination unit 141 outputs a control signal to the control target device related to the transformer 10 when the time to reach the threshold is within a certain time.
  • the control output determination unit 141 performs the first output at a time (t1) a certain time (Ta1) before the time (t4) when the predicted oil temperature exceeds the first threshold value of the thermal tolerance limit.
  • a suppression control signal is output.
  • the control output determination unit 141 outputs the second suppression control signal at a time (t2) before a time (Ta2) shorter than the certain time (Ta1) with reference to the time (t4).
  • the first and second suppression control signals are, for example, signals that request the control target device to suppress use for reducing the load on the transformer 10.
  • the output destinations of the first and second suppression control signals are different control target devices, but may be the same control target device.
  • the control output determination unit 141 outputs an alarm output to an administrator terminal or the like used by the administrator or the operator for the facility control system 1 before a certain time (Ta3) before the time (t4). Do. Moreover, the control output determination part 141 outputs a suppression signal, when the present time becomes time t1.
  • a suppression signal is a signal for making control object apparatus suppress use of the transformer 10, for example.
  • the control output determination unit 141 determines that the future oil temperature calculated value ⁇ ot (t) of the transformer 10 calculated by the state prediction unit 120 exceeds the second threshold value of the thermal allowable limit (t7). ) To get. Further, the control output determination unit 141 outputs a pre-interruption alarm to the control target device at a time (t5) that is a predetermined time (Ta4) before the current time (t7).
  • the pre-interruption alarm is a signal that notifies in advance that the second threshold is likely to be reached if the current state continues.
  • control output determination unit 141 outputs a transfer cut-off signal at a time (t6) before a time (Ta5) shorter than a certain time (Ta4).
  • the transfer cut-off signal is a signal that cuts off the supply of power to a specified control target device, for example.
  • control output determination unit 141 outputs a self-end cutoff signal to the transformer 10 when the current time reaches the time (t7).
  • the self-end cutoff signal is a signal for shutting down the transformer 10, for example. In this manner, the control output determination unit 141 can output a control signal at a more appropriate timing to the control target device related to the transformer 10 based on the predicted oil temperature value with time.
  • control output determination unit 141 sets a threshold value of the thermal tolerance limit corresponding to the winding temperature, and based on the comparison result between the set threshold value and the winding temperature predicted value, The output determination may be performed.
  • control output determination unit 141 may perform output determination based on the life loss calculated by the state prediction unit 120.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining output determination of a control command using life loss.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates the winding temperature (vertical axis on the left side in FIG. 3)
  • the life loss vertical axis on the right side in FIG. 3).
  • the life loss is predicted based on the elapsed time after the temperature of the winding temperature exceeds a predetermined value (for example, 95 ° C.) and the amount of increase from the predetermined value of the winding temperature.
  • a predetermined value for example, 95 ° C.
  • the state predicting unit 120 performs the calculation by setting the time when the winding temperature exceeds a predetermined value as T1 and the current time as T2. Moreover, the state prediction unit 120 ends the calculation when the winding temperature falls below a predetermined value. Note that the state prediction unit 120 may provide hysteresis for preventing hunting.
  • the control output determination unit 141 acquires a time (t10) when the predicted life loss value exceeds the lifetime loss determination threshold. Then, the control output determination unit 141 outputs a pre-interruption alarm to the control target device when it reaches a time (t8) before a certain time (Ta6) from the acquired time (t10). Further, when the control output determination unit 141 arrives at a time (t9) before a time (Ta7) shorter than the predetermined time (Ta6), the control output determination unit 141 outputs a transfer cutoff signal to the control target device. Furthermore, the control output determination unit 141 outputs a self-end cutoff signal to the transformer 10 when time (t10) is reached. As described above, the control output determination unit 141 is more suitable for the control target device related to the transformer 10 based on at least one of the accumulated values of the oil temperature, the winding temperature, and the life loss over time. A control signal can be output at an appropriate timing.
  • the state prediction unit 120 may predict a plurality of oil temperatures, winding temperatures, or life losses of the transformer 10.
  • the control output determination unit 141 compares the plurality of predicted values by the state prediction unit 120 with the limit values for each predicted value, and is predicted to exceed the limit value earliest among the plurality of predicted values. In contrast, it is determined that a control command needs to be output. And the control output determination part 141 outputs the suppression control signal which suppresses a raise with respect to the value estimated to exceed a limit value earliest. As a result, the overload interrupt device 100 outputs a control command at the earliest timing when the allowable limit is reached based on a plurality of predicted values, so that control under the strictest facility operating conditions is possible.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a process flow in the overload interrupter 100 according to the first embodiment.
  • the process shown in FIG. 4 shows the process which performs control output determination on the basis of an oil temperature estimated value as an example.
  • the flowchart shown in FIG. 4 is repeatedly executed at a predetermined timing.
  • the temperature acquisition unit 112 acquires temperature information of the transformer 10 from the temperature sensor 20 (step S100).
  • the current value acquisition unit 113 samples analog data of a current flowing from the current sensor 12 installed in the transformer 10 to the transformer 10 and acquires a current value (step S110).
  • the state prediction unit 120 predicts the future oil temperature of the transformer 10 based on the outside air temperature, the oil temperature, and the current value (step S130).
  • the driving support information generation unit 130 acquires information on the allowable heat limit based on the predicted oil temperature (step S140), and generates the driving support information 131 based on the acquired allowable heat limit. (Step S150).
  • the driving support information generation unit 130 outputs the generated driving support information 131 to an administrator terminal that manages the facility control system 1 (step S160).
  • control output determination unit 141 of the overload cutoff control unit 140 determines whether or not the oil temperature exceeds a threshold value within a certain time (step S170). When the oil temperature exceeds the threshold value within a certain time, the control output determination unit 141 outputs a control command (for example, a suppression control signal) to the control target device related to the transformer 10 (step S180), and performs the processing of this flowchart. finish.
  • a control command for example, a suppression control signal
  • the future state of the transformer 10 is predicted based on the actually measured temperature information and current value information, and the predicted state is obtained. Since it is possible to operate the equipment control system 1 without providing an excessive margin by determining whether or not the output of the control command for the control target equipment related to the transformer 10 is necessary, the equipment of the transmission and substation equipment The ability can be utilized efficiently.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the facility control system 2 according to the second embodiment.
  • the equipment control system 2 includes a transformer 10, a temperature sensor 20, and an overload cutoff device 100A.
  • the overload cutoff device 100A includes a sensor information acquisition unit 111, a temperature acquisition unit 112, a current value acquisition unit 113, an outside air temperature monitoring unit 114, an oil temperature monitoring unit 115, a state prediction unit 120, and driving support information.
  • a generation unit 130 and an overload cutoff control unit 140 are provided.
  • the configuration of the outside air temperature monitoring unit 114 and the oil temperature monitoring unit 115 that are different from the first embodiment will be mainly described.
  • the outside air temperature monitoring unit 114 includes, for example, a temperature monitoring unit 114a and an outside air temperature mismatch monitoring unit 114b.
  • the temperature monitoring unit 114a monitors whether or not the plurality of outside air temperatures 112a obtained from the temperature acquisition unit 112 are within the effective range. For example, the temperature monitoring unit 114a monitors whether the outside air temperature ⁇ a is in the range of “ ⁇ L1 ⁇ a ⁇ H1”.
  • ⁇ L1 is, for example, a set value [° C.] at the lower limit value of the outside air temperature.
  • ⁇ H1 is, for example, a set value [° C.] at the upper limit value of the outside air temperature.
  • the temperature monitoring unit 114a determines whether each of the plurality of outside air temperatures 112a is within the above-described effective range. If the outside air temperature 112a is within the effective range, the outside temperature is determined to be a normal value. If it is outside, it is determined that the outside air temperature is an abnormal value. Further, the temperature monitoring unit 114a determines whether there are two or more outside air temperatures determined to be normal values. When two or more quantities exist, the outside air temperature 112a acquired by the temperature acquisition unit 112 is determined to be a normal value. Further, when the outside air temperature determined to be a normal value is less than 2 amounts, the temperature monitoring unit 114a determines that all the outside air temperatures 112a acquired by the temperature acquisition unit 112 are abnormal values. .
  • the outside air temperature inconsistency monitoring unit 114b has two or more amounts of outside air temperatures determined to be normal values by the temperature monitoring unit 114a (in other words, outside air temperatures excluding outside air temperatures determined to be abnormal values).
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the temperature values obtained from a plurality of temperature sensors at the same time is calculated.
  • the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b has the absolute value
  • is acquired, and the determination is made based on whether or not the difference is less than a preset value ⁇ a for the outside air temperature.
  • the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b acquires the absolute value of the difference value, and whether or not the acquired absolute value is less than the set value ⁇ a for the outside air temperature. Judge by.
  • the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b When it is determined that the acquired absolute value is less than the set value ⁇ a for the outside air temperature, the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b outputs an arbitrary temperature value from the plurality of temperature values to the state prediction unit 120.
  • the arbitrary temperature value is, for example, an average temperature value of a plurality of input outside air temperatures.
  • the arbitrary temperature value may be a maximum value or a minimum value of a plurality of outside air temperatures.
  • the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b determines that the temperature value is abnormal when the acquired absolute value is equal to or greater than the set value ⁇ a for the outside air temperature, and informs the control output determining unit 141 of the information to that effect. Output.
  • the control output determination unit 141 receives information indicating that the temperature value is abnormal, the control output determination unit 141 outputs an abnormality alarm to the outside.
  • the control output determination unit 141 may perform error control such as stopping the prediction process by the state prediction unit 120 or stopping the operation of the overload cutoff device 100A.
  • the oil temperature monitoring unit 115 includes, for example, a temperature monitoring unit 115a and an oil temperature mismatch monitoring unit 115b.
  • the temperature monitoring unit 115a monitors whether the plurality of oil temperatures 112b obtained from the temperature acquisition unit 112 are within the effective range.
  • the temperature monitoring unit 115a monitors whether the oil temperature ⁇ o is in the range of “ ⁇ L2 ⁇ o ⁇ H2”.
  • ⁇ L2 is, for example, a set value [° C.] at the lower limit value of the oil temperature.
  • ⁇ H2 is, for example, a set value [° C.] at the upper limit value of the oil temperature.
  • the temperature monitoring unit 115a determines whether each of the plurality of oil temperatures 112b is within the above-described effective range. If the oil temperature 112b is within the effective range, the temperature monitoring unit 115a determines that the oil temperature is a normal value. If it is outside, it is determined that the oil temperature is an abnormal value. In addition, the temperature monitoring unit 115a determines whether there are two or more oil temperatures determined to be normal values. When there are two or more oil temperatures determined to be normal values, the temperature monitoring unit 115a determines that the oil temperature 112b acquired by the temperature acquisition unit 112 is a normal value, and the normal value. When the oil temperature determined to be less than 2 amounts, all the outside air temperatures 112a acquired by the temperature acquisition unit 112 are determined to be abnormal values.
  • the oil temperature mismatch monitoring unit 115b has an oil temperature determined to be a normal value by the temperature monitoring unit 115a (in other words, the oil temperature excluding the oil temperature determined to be an abnormal value) is 2 quantities or more.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the temperature values acquired from the plurality of temperature sensors 20 at the same time is calculated. For example, if the acquired value is 3 quantities or more, the oil temperature mismatch monitoring unit 115b has the absolute value
  • the oil temperature mismatch monitoring unit 115b When it is determined that the acquired absolute value is less than the set value ⁇ o for the oil temperature, the oil temperature mismatch monitoring unit 115b outputs an arbitrary temperature value from the plurality of temperature values to the state prediction unit 120.
  • the arbitrary temperature value is, for example, an average temperature value of a plurality of input oil temperatures.
  • the arbitrary temperature value may be a maximum value or a minimum value of a plurality of oil temperatures.
  • the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b determines that the temperature value is abnormal, and sends information to that effect to the control output determination unit 141. Output.
  • control output determination unit 141 When the control output determination unit 141 receives information indicating that the temperature value is abnormal, the control output determination unit 141 outputs an abnormality alarm to the outside. In addition, the control output determination unit 141 may perform error control such as stopping the prediction process by the state prediction unit 120 or stopping the operation of the overload cutoff device 100A.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of a process flow in the overload interrupter 100A of the second embodiment. Note that the flowchart shown in FIG. 6 is different from the flowchart shown in FIG. 4 described above in that steps S111 to S115 are added. Therefore, the following description will mainly focus on the processing of steps S111 to S115.
  • the outside air temperature monitoring unit 114 determines whether or not two or more of the acquired outside air temperatures are within a predetermined temperature range (step S111). When the amount of 2 or more is not within the predetermined temperature range, the control output determination unit 141 performs error control such as an alarm or stop of processing (step S112).
  • the outside air temperature monitoring unit 114 determines whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of acquired outside air temperatures is less than the threshold value (Ste S113). When the difference between the outside air temperatures is not less than the threshold value, the control output determination unit 141 performs the error control described above (step S112). When the difference between the outside air temperatures is less than the threshold value, the oil temperature monitoring unit 115 determines whether or not two or more of the acquired oil temperatures are within a predetermined temperature range (step S114). ). When the amount of 2 or more is not within the predetermined temperature range, the control output determination unit 141 performs the error control described above (step S112).
  • the oil temperature monitoring unit 115 determines whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the acquired plurality of oil temperatures is less than the threshold value (Ste S115).
  • the control output determination unit 141 performs the error control described above (step S112).
  • the state predicting unit 120 predicts the future oil temperature of the transformer based on the outside air temperature, the oil temperature, and the current value (Step S130), and after Step S140. Execute the process.
  • the overload cutoff device 100A of the second embodiment As described above, according to the overload cutoff device 100A of the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the validity of the temperature value can be confirmed. It is possible to suppress erroneous control due to values.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the facility control system 3 according to the third embodiment.
  • the equipment control system 3 includes a transformer 10, a temperature sensor 20, and an overload interrupt device 100B.
  • the overload cutoff device 100B includes an outside air temperature monitoring unit 114 that includes an outside air temperature maximum value selection unit 114c, and the oil temperature monitoring unit 115 includes an oil temperature maximum value selection unit.
  • 115 c is different. Therefore, in the following description, the description mainly focuses on the configurations of the maximum outside air temperature value selection unit 114c and the maximum oil temperature value selection unit 115c.
  • the outside air temperature maximum value selection unit 114c selects the maximum value from the outside air temperatures determined as normal values among the plurality of outside air temperatures monitored by the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b, and the selected maximum value is the state prediction unit. 120 is output.
  • the oil temperature maximum value selection unit 115c selects the maximum value from the oil temperatures determined to be normal values among the plurality of oil temperatures monitored by the oil temperature mismatch monitoring unit 115b, and the selected maximum value is the state prediction unit. To 120.
  • the state prediction unit 120 can calculate the predicted value on the condition that the temperature becomes the highest by performing the state prediction based on the maximum values of the outside air temperature and the oil temperature, safer equipment control can be performed. Can be realized.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a process flow in the overload interrupter 100B of the third embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 8 is different from the flowchart shown in FIG. 6 described above in that the process of step S116 is added. Therefore, the following description will mainly focus on the processing in step S116.
  • step S115 when the difference between the plurality of obtained oil temperatures is less than the threshold, the outside air temperature maximum value selection unit 114c is set to the normal value among the plurality of outside air temperatures output from the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b. The maximum value is selected from the determined temperature values. Moreover, the oil temperature maximum value selection unit 115c selects the maximum value from the temperature values determined as normal values among the plurality of oil temperatures output from the oil temperature mismatch monitoring unit 115b (step S116). Next, the state prediction unit 120 predicts the future oil temperature of the transformer based on the maximum value of each of the outside air temperature and the oil temperature and the current value (step S130), and executes the processes after step S140. .
  • the overload interrupting device 100B of the third embodiment the same effect as that of the second embodiment can be obtained, and by using the maximum value of the temperature values from a plurality of temperature sensor information, It is possible to calculate an estimated temperature rise value of the equipment under the condition that the equipment temperature is highest. Therefore, the overload cutoff device 100B can perform the overload cutoff determination more safely and can perform facility control based on the determination result.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the facility control system 4 according to the fourth embodiment.
  • the equipment control system 4 includes a transformer 10, a temperature sensor 20, and an overload cutoff device 100C.
  • the overload cutoff device 100C includes a temperature value holding unit 114d in the outside air temperature monitoring unit 114 and a temperature value holding unit 115d in the oil temperature monitoring unit 115. Is different. Therefore, in the following description, the description mainly focuses on the configuration of the temperature value holding units 114d and 115d.
  • the temperature value holding units 114d and 115d are realized by non-volatile storage media such as flash memory, HDD (Hard Disk Drive), and SD card, or volatile storage media such as RAM (Random Access Memory) and registers, for example. Is done. Further, the temperature value holding units 114d and 115d do not have to be realized by a separate storage medium, and may be realized by a single storage medium.
  • the storage medium described above is an example of a “storage unit”.
  • the outside air temperature maximum value selection unit 114ca selects the maximum value of the normal outside air temperature as described in the third embodiment. Then, the outside air temperature maximum value selection unit 114ca outputs the maximum outside air temperature value to the state prediction unit 120 and holds it in the temperature value holding unit 114d. Further, when the outside air temperature is determined to be an abnormal value, the outside air temperature maximum value selection unit 114ca acquires the maximum value of the outside air temperature held in the temperature value holding unit 114d as a monitoring result by the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b. Then, the acquired maximum value of the outside air temperature is output to the state prediction unit 120.
  • the oil temperature maximum value selection unit 115ca selects the maximum value of the normal oil temperature, as described in the third embodiment. Then, the maximum oil temperature value selection unit 115ca outputs the maximum value of the oil temperature to the state prediction unit 120 and holds it in the temperature value holding unit 115d. The oil temperature maximum value selection unit 115ca obtains the maximum value of the oil temperature held in the temperature value holding unit 115d when the oil temperature is determined to be an abnormal value as a monitoring result by the oil temperature mismatch monitoring unit 115b. Then, the maximum value of the acquired oil temperature is output to the state prediction unit 120.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a process flow in the overload interrupter 100C of the fourth embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 10 is different from the flowchart shown in FIG. 8 described above in that the process in step S116 is deleted and the processes in steps S117 to S124 are added. Therefore, the following description will mainly focus on the processing of steps S117 to S124.
  • step S113 when the difference between the plurality of acquired outside air temperatures is less than the threshold value, the outside air temperature maximum value selection unit 114ca selects the maximum outside air temperature (step S117), and the selected maximum outside air temperature is determined. The temperature value is held in the temperature value holding unit 114d (step S118).
  • step S115 when the difference between the plurality of acquired oil temperatures is within a predetermined range, the oil temperature maximum value selection unit 115ca selects the maximum value of the oil temperature (step S119), and the selected maximum Is held in the temperature value holding unit 115d (step S120).
  • step S111 if two or more of the acquired outside air temperatures are not within the predetermined range, or if the difference between the acquired outside air temperatures is not less than the threshold in the process of step S113, the outside The maximum temperature value selection unit 114ca determines whether or not the outside temperature is held in the temperature value holding unit 114d (step S121).
  • the outside air temperature maximum value selecting unit 114ca acquires the maximum outside air temperature from the temperature value holding unit 114d (step S122), and executes the processing after step S114. To do.
  • the control output determination unit 141 performs error control such as an alarm or a process stop (step S112).
  • the maximum temperature value selection unit 115ca determines whether or not the oil temperature is held in the temperature value holding unit 115d (step S123). When the oil temperature is held in the temperature value holding unit 115d, the maximum oil temperature value selection unit 115ca acquires the maximum value of the oil temperature from the temperature value holding unit 115d (step S124), and executes the processing after step S130. To do. When the oil temperature is not held in the temperature value holding unit 115d, the control output determination unit 141 performs error control such as an alarm or a process stop (step S112).
  • the state prediction unit 120 predicts the future oil temperature of the transformer based on the maximum value of each of the outside air temperature and the oil temperature and the current value (step S130), and executes the processes after step S140. .
  • the overload cutoff device 100C of the fourth embodiment the same effect as that of the third embodiment can be obtained, and even when the outside air temperature and the oil temperature become abnormal values.
  • the maximum normal value before becoming an abnormal value the predicted temperature rise value can be prevented from becoming an abnormal value. Therefore, the overload cutoff device 100C can be used even when the acquired temperature is abnormally abnormal due to an instantaneous change in temperature due to a transient sensor failure or an instantaneous change in temperature due to a sudden change in weather conditions. Since the temperature calculation result can be used, the operation of the apparatus can be continued.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the facility control system 5 according to the fifth embodiment.
  • the equipment control system 5 includes a transformer 10, a temperature sensor 20, and an overload cutoff device 100D.
  • the overload cutoff device 100D includes a set value switching unit 114e in the outside air temperature monitoring unit 114, and an oil temperature switching unit 115e in the oil temperature monitoring unit 115. Is different. Therefore, in the following description, the configuration of the set value switching unit 114e and the oil temperature switching unit 115e will be mainly described.
  • the set value switching unit 114e determines that the outside air temperature is determined when the abnormality of the outside air temperature continues for a certain time or longer in the monitoring result by the temperature monitoring unit 114a or the outside air temperature mismatch monitoring unit 114b. Switch to setting value.
  • the oil temperature switching unit 115e sets the oil temperature to the calculated oil temperature ⁇ Ot (t) when the abnormality of the oil temperature continues for a certain time or more. Switch.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a processing flow in the overload cutoff device 100D of the fifth embodiment. Note that the flowchart shown in FIG. 12 is different from the flowchart shown in FIG. 10 described above in that steps S125 to S128 are added. Therefore, the following description will mainly focus on the processing of steps S125 to S128.
  • step S121 when the previous normal temperature value is held in the temperature value holding unit 114d, the set value switching unit 114e determines whether or not the abnormality in the temperature value of the outside air temperature continues for a predetermined time. (Step S125). When the abnormality in the temperature value of the outside air temperature continues for a predetermined time or more, the set value switching unit 114e switches the outside air temperature to a preset set value (step S126), and executes the processes after step S114. In addition, when the abnormality of the temperature value of the outside air temperature has not continued for a predetermined time or more, the set value switching unit 114e obtains the maximum outside air temperature obtained from the temperature value holding unit 114d (S122), and after step S114 Execute the process.
  • step S123 when the previous normal temperature value is set in the temperature value holding unit 115d, the oil temperature switching unit 115e determines whether or not the abnormality in the oil temperature value continues for a predetermined time. Determination is made (step S127). When the abnormality of the temperature value of the oil temperature continues for a predetermined time or more, the oil temperature switching unit 115e switches the oil temperature to the oil temperature calculated value ⁇ Ot (t) (step S128), and performs the processing after step S130. Execute.
  • the oil temperature switching unit 115e acquires the maximum value of the oil temperature from the temperature value holding unit 115d (step S124), and the processing after step S114 Execute.
  • the state predicting unit 120 predicts the future oil temperature of the transformer based on the outside air temperature, the oil temperature, and the current value (step S130), and executes the processes after step S140.
  • the overload cutoff device 100D of the fifth embodiment As described above, according to the overload cutoff device 100D of the fifth embodiment, the same effect as that of the third or fourth embodiment can be obtained, and the temperature even if the abnormal state of the acquired temperature value continues. The calculation can be continued. Therefore, the overload cutoff device 100D can improve facility operability.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the facility control system 6 according to the sixth embodiment.
  • the equipment control system 6 includes a transformer 10, a temperature sensor 20, and an overload cutoff device 100E.
  • the outside air temperature monitoring unit 114 and the oil temperature monitoring unit 115 of the overload cutoff device 100E are simplified for convenience of explanation.
  • the overload cutoff device 100E is different from the overload cutoff device 100D of the fifth embodiment in that the overload cutoff control unit 140 includes a control release determination unit 142. Therefore, in the following description, the configuration of the control release determination unit 142 will be mainly described.
  • the control release determination unit 142 is a case where a control output signal is output from the control output determination unit 141, and the temperature (for example, the oil temperature) predicted by the state prediction unit 120 is a predetermined value. When the temperature falls below the temperature, a control signal output cancel command is output.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the output of a control signal output release command.
  • a determination example regarding the output of the suppression control signal and its release command is shown.
  • the horizontal axis in FIG. 14 indicates time, and the vertical axis indicates oil temperature.
  • the control output determination unit 141 performs the first and second suppression controls at time points (t1, t2) before a certain time (Ta1 and Ta2) before the time (t4) to reach the first threshold value of the thermal tolerance limit, respectively. Output a signal. Due to this suppression control signal, the use of the transformer 10 is suppressed, the oil temperature tends to decrease, and the oil temperature reaches the first threshold value or less of the thermal tolerance limit. In this case, if the control release determination unit 142 cancels the suppression control signal immediately after the oil temperature reaches the first threshold value of the thermal allowable limit or less, the temperature immediately rises. A signal is output.
  • the control release determination unit 142 determines whether or not the predicted oil temperature has decreased to a predetermined temperature (first release determination value and second release determination value).
  • the first release determination value and the second release determination value are, for example, a temperature that is lower than the first threshold value of the thermal tolerance limit by a certain temperature or more.
  • the control cancellation determination unit 142 outputs a suppression cancellation signal for canceling the second suppression control signal to the control target device at the time (t11) when the predicted oil temperature is decreased to the second cancellation determination value or less.
  • release determination part 142 outputs the suppression cancellation
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of a processing flow in the overload cutoff device 100E of the sixth embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 15 is different from the flowchart shown in FIG. 12 described above in that steps S181 to S182 are added. Therefore, the following description will mainly focus on the processing of steps S181 to S182.
  • step S180 the control output determination unit 141 outputs a control command (for example, a suppression control signal) to the control target device related to the transformer 10, and then the control release determination unit 142 calculates a subsequent predicted value, It is determined whether or not the calculated predicted value is less than or equal to a preset release determination value (step S181). If the predicted value is less than or equal to the release determination value, a suppression release signal is output to the control target device related to the transformer 10 (step S182). If the predicted value is not less than or equal to the release determination value, the process of this flowchart ends.
  • a control command for example, a suppression control signal
  • the overload cutoff device 100E of the sixth embodiment As described above, according to the overload cutoff device 100E of the sixth embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment is obtained, and after the suppression control signal is output, the suppression is performed until the temperature decreases to a certain temperature. Since the state can be continued, it is possible to suppress repeated output of the suppression control signal and the suppression release signal in a short time. Therefore, the overload cutoff device 100E can improve the stability of equipment operation.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the facility control system 7 according to the seventh embodiment.
  • FIG. 16 is based on the equipment control system 6 of the sixth embodiment, and is added with a configuration in which the sensor information acquisition unit is connected as a separate body via an optical transmission line. It may be added to any of the embodiments.
  • the facility control system 7 includes a transformer 10, a temperature sensor 20, an overload cutoff device 100F, a sensor information acquisition device 200, and an optical transmission line 300.
  • the sensor information acquisition device 200 is an example of a “first device”.
  • the overload cutoff device 100F is an example of a “second device”.
  • the overload cutoff device 100F includes the sensor information acquisition device 200 and the optical transmission path 300, and the sensor information acquisition unit 111 and the temperature provided in the overload cutoff device 100E.
  • the acquisition unit 112 is provided in the sensor information acquisition apparatus 200. Therefore, in the following description, the configuration of the sensor information acquisition device 200 and the optical transmission line 300 will be mainly described.
  • the sensor information acquisition apparatus 200 includes a sensor information acquisition unit 210, a temperature acquisition unit 211, and a communication unit 212.
  • the sensor information acquisition unit 210 and the temperature acquisition unit 211 have the same functions as the sensor information acquisition unit 111 and the temperature acquisition unit 112, for example.
  • the communication unit 212 is an example of a “first communication unit”.
  • the communication unit 212 transmits the temperature values of the outside air temperature and the oil temperature acquired by the temperature acquisition unit 211 to the overload cutoff device 100F via the optical transmission path 300.
  • the optical transmission path 300 is a transmission path capable of optical communication, for example. Therefore, the communication unit 212 performs optical communication with the communication unit 101 of the overload cutoff device 100F described later, and transmits sensor information to the overload cutoff device 100F.
  • the overload cutoff device 100F includes a communication unit 101, an acquisition unit 110, a state prediction unit 120, a driving support information generation unit 130, and an overload cutoff control unit 140.
  • the communication unit 101 is an example of a “second communication unit”.
  • the communication unit 101 acquires reception data 116 including the outside air temperature and the temperature value of the oil temperature transmitted by the sensor information acquisition device 200 via the optical transmission path 300. Further, the communication unit 101 outputs the reception data 116 to the acquisition unit 110.
  • the acquisition unit 110 inputs the outside air temperature included in the reception data 116 to the outside air temperature monitoring unit 114 and inputs the oil temperature to the oil temperature monitoring unit 115.
  • the overload cutoff device 100F is preferably installed in a room where the maintenance and installation environment of the device is in place, and the transformer 10 is often installed outdoors. For this reason, the transformer 10 and the overload cutoff device 100F may be installed in a remote place. For this reason, when the temperature sensor 20 that measures the temperature inside and / or outside of the transformer 10 and the sensor information acquisition unit 210 are connected with an electric cable, the electric cable becomes longer, and thus the voltage attenuation increases. End up. This may affect the accuracy of sensor information.
  • the sensor information acquisition device 200 is installed near the temperature sensor 20 to shorten the cable length and suppress voltage attenuation.
  • the communication unit 212, the communication unit 101, are connected by the optical transmission line 300 that is not significantly affected by the distance, the temperature acquisition unit 112 can acquire more accurate sensor information. As a result, the accuracy of the predicted value calculation can be improved.
  • the overload cutoff device 100F of the seventh embodiment the same effects as those of the first to sixth embodiments can be obtained, and the sensor information can be acquired without reducing the accuracy. Therefore, the predicted state value can be calculated with higher accuracy. Therefore, the overload cutoff device 100F can perform more appropriate equipment control. Note that the first to seventh embodiments described above may be combined with some or all of the other embodiments.
  • the temperature acquisition unit 112 that acquires temperature information from the plurality of temperature sensors 20 that measure the temperature of the transformer 10 and the current value acquisition that acquires the current value flowing through the transformer 10. Based on the temperature information acquired by the unit 113, the temperature acquisition unit 112, and the current value acquired by the current value acquisition unit 113, a state prediction unit 120 that predicts the future state of the transformer 10, and a state prediction
  • a control output determination unit 141 that determines whether it is necessary to output a control command for the control target device related to the transformer 10 based on the state predicted by the unit 120, the facility capacity of the transmission and substation equipment can be improved. Can be used.
  • operation support beyond the rated capacity is obtained by acquiring information such as equipment temperature and outside air temperature and grasping the thermal allowable limit under the current equipment conditions. Information can be notified to an administrator or the like, or a control command for a control target device can be output based on a value predicted by the state prediction unit 120. Thereby, operation by dynamic rating can be realized more suitably.

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Abstract

実施形態の制御装置は、温度取得部と、電流値取得部と、状態予測部と、制御出力判定部とを持つ。温度取得部は、変圧器の温度を計測する複数の温度センサから温度情報を取得する。電流値取得部は、前記変圧器に流れる電流値を取得する。状態予測部は、前記温度取得部により取得された温度情報と、前記電流値取得部により取得された電流値とに基づいて、前記変圧器の将来の状態を予測する。制御出力判定部は、前記状態予測部により予測された状態に基づいて、前記変圧器に関連した制御対象機器に対する制御指令の出力の要否を判定する。

Description

制御装置、制御方法、および制御プログラム
　本発明の実施形態は、制御装置、制御方法、および制御プログラムに関する。
　従来の電力系統の送変電設備では、設備運用を熱的に許容できる限界値以下で運用するため、発電機等の出力の抑制制御または設備の増強等が行われている。従来の送変電設備では、設備温度や外気温、送電設備の電気量情報等を取得し、現在の設備使用状態での設備温度の上昇予測値に基づく制御を行っていた。しかしながら、従来の技術では、設備温度や外気温は、夏期または冬期の過酷な外気温、あるいは年間を通した等価周囲温度の下で所定温度を超えない値が設定されている。このため、送変電設備は、実際の設備使用温度よりも温度差が大きい状態で運用されていることが多く、設備能力に余裕を残すため、非効率な場合があった。
日本国特開昭６３－３１４１２８号公報 日本国特開平５－２９２６５１号公報 日本国特開平７－２２２３４５号公報
　本発明が解決しようとする課題は、送変電設備の設備能力を効率的に活用することができる制御装置、制御方法、および制御プログラムを提供することである。
　実施形態の制御装置は、温度取得部と、電流値取得部と、状態予測部と、制御出力判定部とを持つ。温度取得部は、変圧器の温度を計測する複数の温度センサから温度情報を取得する。電流値取得部は、前記変圧器に流れる電流値を取得する。状態予測部は、前記温度取得部により取得された温度情報と、前記電流値取得部により取得された電流値とに基づいて、前記変圧器の将来の状態を予測する。制御出力判定部は、前記状態予測部により予測された状態に基づいて、前記変圧器に関連した制御対象機器に対する制御指令の出力の要否を判定する。
第１の実施形態の設備制御システム１の一例を示す図。 油温を用いた制御指令の出力判定について説明するための図。 寿命損失を用いた制御指令の出力判定について説明するための図。 第１の実施形態の過負荷遮断装置１００における処理の流れの一例を示すフローチャート。 第２の実施形態の設備制御システム２の一例を示す図。 第２の実施形態の過負荷遮断装置１００Ａにおける処理の流れの一例を示すフローチャート。 第３の実施形態の設備制御システム３の一例を示す図。 第３の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｂにおける処理の流れの一例を示すフローチャート。 第４の実施形態の設備制御システム４の一例を示す図。 第４の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｃにおける処理の流れの一例を示すフローチャート。 第５の実施形態の設備制御システム５の一例を示す図。 第５の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｄにおける処理の流れの一例を示すフローチャート。 第６の実施形態の設備制御システム６の一例を示す図。 制御信号出力の解除指令の出力について説明するための図。 第６の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｅにおける処理の流れの一例を示すフローチャート。 第７の実施形態の設備制御システム７の一例を示す図。
　以下、実施形態の制御装置、制御方法、および制御プログラムを、図面を参照して説明する。
　（第１の実施形態）
　［全体構成］
　図１は、第１の実施形態の設備制御システム１の一例を示す図である。図１に示す設備制御システム１は、変圧器１０と、温度センサ２０と、過負荷遮断装置１００とを備える。過負荷遮断装置１００は、「制御装置」の一例である。
　変圧器１０は、例えば、磁束の通路となる鉄心と、磁束と鎖交する電流の通路となる二つ以上の巻線とを備える。鉄心と二つ以上の巻線は、相互に位置を変えないように設置されている。また、鉄心と二つ以上の巻線は、例えば、絶縁強度や冷却効果を高めるための絶縁油が充填された容器内に収容されている。絶縁油は、例えば、シリコーン油または鉱油である。変圧器１０は、外部から交流電力を受け、電磁誘導作用により電圧および電流を変成して、外部に交流電力を供給する。また、変圧器１０は、例えば、電流センサ１２を備える。電流センサ１２は、変圧器１０の巻線を流れる電流を計測する。
　また、変圧器１０は、例えば、巻線に取り付けられる出力電圧調整用の複数のタップ（不図示）と、タップを切り換えるタップ切換制御部（不図示）とを備える。タップ切換制御部は、受電電圧に応じて複数のタップの導通状態を切り換えて、巻線の巻数を変更することで変圧比を調整する。
　温度センサ２０は、例えば、変圧器１０の内部および／または外部に複数設置され、変圧器１０の温度を計測する。変圧器１０の内部に設置された温度センサ２０は、例えば、絶縁油の温度（以下、「油温」という）を計測する。また、変圧器１０の外部に設置された温度センサ２０は、例えば、変圧器１０の周囲の温度（以下、「外気温」という）を計測する。温度センサ２０は、例えば、測温抵抗体により得られる温度に比例した電気抵抗率に関する情報を、センサ情報として取得する。温度センサ２０は、油温および外気温に関するセンサ情報を、過負荷遮断装置１００に出力する。
　過負荷遮断装置１００は、例えば、取得部１１０と、状態予測部１２０と、運転支援情報生成部１３０と、過負荷遮断制御部１４０とを備える。これらの機構は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが過負荷遮断装置１００のメモリに格納されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで過負荷遮断装置１００のメモリにインストールされてもよい。また、過負荷遮断装置１００の各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよい。
　取得部１１０は、例えば、センサ情報取得部１１１と、温度取得部１１２と、電流値取得部１１３とを備える。センサ情報取得部１１１および後述するセンサ情報取得部２１０は、「センサインターフェース」の一例である。センサ情報取得部１１１は、温度センサ２０により計測されたセンサ情報を取得する。
　温度取得部１１２は、センサ情報取得部１１１で取得したセンサ情報を取得した時刻情報とともに管理するとともに、センサ情報を状態予測部１２０および運転支援情報生成部１３０で演算可能な温度値に換算する。また、温度取得部１１２は、例えば、温度センサ２０がアナログ出力をする場合には、アナログ信号をデジタル信号に変更するＡＤ変換器を含んでもよい。
　電流値取得部１１３は、変圧器１０に設けられた電流センサ１２により計測された電流のアナログデータをサンプリングして電流値に変換する。
　状態予測部１２０は、例えば、温度取得部１１２により取得された温度値と、電流値取得部１１３により取得された電流値とに基づいて、変圧器１０の将来の状態を予測する。将来の状態とは、例えば、巻線温度、油温、寿命損失のうち一部または全部である。
　運転支援情報生成部１３０は、例えば、状態予測部１２０により予測された変圧器１０の将来の状態に基づいて、変圧器１０の運転を支援するための情報を生成する。例えば、運転支援情報生成部１３０は、状態予測部１２０により演算された将来の温度上昇値に基づいて熱的許容限度に関する情報、または、熱的許容限度の超過を回避するための電流値のうち、少なくとも一方を生成する。熱的許容限度とは、例えば、熱的に設備運用を許容できる限界値である。熱的許容限度に関する情報は、例えば、連続許容電流値、限時許容値、継続可能時間、計測値、温度計測値、装置動作情報等である。連続許容電流値とは、例えば、連続して熱的許容限度を超えずに設備に流せる最大の電流値である。限時許容値とは、例えば、一定時間（例えば３０分、１時間、２時間、４時間、８時間）を経過するまでに熱的許容限度を超えずに設備に流せる最大の電流値である。継続可能時間とは、例えば、現在の電流値で運用を継続できる時間である。計測値は、例えば、油温および外気温である。温度計算値とは、例えば、巻線温度および油温である。装置動作情報とは、例えば、制御指令出力までの残り時間、および出力される制御指令である。運転支援情報生成部１３０は、生成された運転支援情報１３１を、設備制御システム１の管理者または運用者が使用する管理者端末等に出力する。
　過負荷遮断制御部１４０は、例えば、制御出力判定部１４１を備える。制御出力判定部１４１は、状態予測部１２０により演算された将来の温度予測値に基づいて、変圧器１０に関する制御対象機器（例えば、発電機、変圧器１０）等に対して制御指令を出力するか否かを判定する。制御指令とは、例えば、制御対象機器に対して交流電力の出力の抑制または遮断を指示する信号である。例えば、制御出力判定部１４１は、状態予測部１２０により予測された値が、所定時間内に閾値を超える場合に、制御対象機器に対して制御指令を出力すると判定する。この場合の閾値とは、例えば、予め設定された少なくとも一つの熱的許容限度である。また、制御出力判定部１４１は、制御指令を出力すると判定した場合に、制御対象機器に対応する制御指令を出力する。
　［状態予測］
　ここで、上述した状態予測部１２０による演算処理について説明する。例えば、状態予測部１２０は、温度取得部１１２により取得された外気温θａ［℃］および油温初期値θＯＳ［℃］と、電流値取得部１１３により取得された変圧器１０内の電流値Iとを（式１）に適用し、時刻ｔにおける変圧器１０の油温計算値θｏｔ(t)を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　（式１）において、τ０は油温変化の時定数を示す。また、θＯＬは油温最終到達温度[℃]を示し、例えば（式２）で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　（式２）において、θ０は、最高油温上昇値［Ｋ］を示し、例えば（式３）で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　（式３）において、θＯＮは定格負荷時の最高油温上昇値［ｋ］を示し、Ｋは負荷率（＝現在の電流値Ｉ[Ａ]／定格負荷時の電流値ＩＮ［Ａ］）を示し、Ｒは損失比（＝定格負荷時の負荷損／無負荷損）を示し、ｍは冷却方式により定まる定数を示す。これにより、状態予測部１２０は、現在の変圧器使用状態の外気温および電流値を使用して、異なる時刻ｔについて上記の演算を行うことで、将来の複数の時点における油温計算値θＯｔ（ｔ）を演算して、変圧器１０の将来の油温を予測することができる。
　また、状態予測部１２０は、巻線温度の将来の値を予測する演算を行う場合、例えば、（式４）を用いて、将来の複数の時点における巻線温度[℃]を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　（式４）において、θｇは巻線温度上昇値［Ｋ］を示す。
　また、状態予測部１２０は、寿命損失の累積値を予測する演算を行ってもよい。寿命損失は、主に巻線温度θｇｔ（ｔ）の影響を受ける。例えば、巻線温度が９５℃の状態で連続運用されるものと仮定した場合、変圧器１０は、約３０年の寿命が期待できる。一方、巻線温度が９５［℃］より６［Ｋ］上昇した状態で連続運用されるものと仮定した場合、変圧器１０の寿命は、半減することが想定される。また、巻線温度が９５［℃］よりも６［Ｋ］下降した状態で連続運用するものと仮定した場合、変圧器１０の寿命は、倍増することが想定される。したがって、状態予測部１２０は、（式５）を用いて、寿命損失［分／年］を演算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　（式５）において、ｂは、寿命損失係数を示す。例えば、巻線温度が６℃上昇するごとに寿命が半減するものと仮定した場合、寿命損失係数は、（ｌｎ２）／６＝０．１１５５となる。また、（式５）において、Ｔ１は監視期間の開始時刻を示し、Ｔ２は監視期間の終了時刻を示す。
　制御出力判定部１４１は、状態予測部１２０により予測された油温予測値、巻線温度予測値、および寿命損失予測値のうち、少なくとも一つの情報を用いて、制御指令の出力判定を行う。なお、以下の説明では、油温予測値に基づく制御について説明する。
　図２は、油温を用いた制御指令の出力判定について説明するための図である。図２の例において、横軸は、時間を示し、縦軸は油温を示す。制御出力判定部１４１は、例えば、状態予測部１２０により演算された変圧器１０の将来の油温計算値θｏｔ（ｔ）と、予め設定された熱的許容限度の第１閾値とを比較する。
　制御出力判定部１４１は、例えば、油温計算値θｏｔ（ｔ）の予測結果（複数時点の）を参照し、油温予測値が閾値に到達する時刻を求める。また、制御出力判定部１４１は、現在時刻と比較して、閾値に到達する時刻が一定時間以内であるか否かを判定する。制御出力判定部１４１は、閾値に到達する時刻が一定時間以内である場合に、変圧器１０に関連する制御対象機器に制御信号を出力する。
　図２の例において、制御出力判定部１４１は、油温予測値が熱的許容限界の第１閾値を越える時刻（ｔ４）よりも一定時間（Ｔａ１）前の時刻（ｔ１）に、第１の抑制制御信号を出力する。また、制御出力判定部１４１は、時刻（ｔ４）を基準として、一定時間（Ｔａ１）よりも短い時間（Ｔａ２）前の時刻（ｔ２）に、第２の抑制制御信号を出力する。第１および第２の抑制制御信号とは、例えば、制御対象機器に対して、変圧器１０の負荷を軽減させるための使用の抑制を要求する信号である。第１および第２の抑制制御信号の出力先は、例えば、異なる制御対象機器であるが、同一の制御対象機器でもよい。
　また、図２の例において、制御出力判定部１４１は、時刻（ｔ４）よりも一定時間（Ｔａ３）前に、設備制御システム１を管理者または運用者が使用する管理者端末等に警報出力を行う。また、制御出力判定部１４１は、現在時刻が時刻ｔ１になった場合に、抑制信号を出力する。抑制信号とは、例えば、制御対象機器に変圧器１０の使用を抑制させるための信号である。
　更に、図２において、制御出力判定部１４１は、状態予測部１２０により演算された変圧器１０の将来の油温計算値θｏｔ（ｔ）が熱的許容限度の第２閾値を超える時刻（ｔ７）を取得する。また、制御出力判定部１４１は、現在時刻が、その時刻（ｔ７）よりも一定時間（Ｔａ４）前の時刻（ｔ５）に、制御対象機器に対して遮断前警報を出力する。遮断前警報とは、現状の状態が継続すると第２閾値に到達する可能性が高いことを事前に通知する信号である。
　また、制御出力判定部１４１は、一定時間（Ｔａ４）よりも短い時間（Ｔａ５）前の時刻（ｔ６）に、転送遮断信号を出力する。転送遮断信号とは、例えば、指定した制御対象機器に対して、電力の供給を遮断する信号である。更に、制御出力判定部１４１は、現在時刻が時刻（ｔ７）に到達した場合に、変圧器１０に自端遮断信号を出力する。自端遮断信号とは、例えば、変圧器１０を遮断するための信号である。このように、制御出力判定部１４１は、時間経過に伴う油温予測値に基づいて、変圧器１０に関する制御対象機器に対して、より適切なタイミングで制御信号を出力することができる。
　なお、巻線温度に対する将来の温度予測値についても図２に示す油温の予測結果と同様の結果が得られる。そのため、制御出力判定部１４１は、油温と同様に、巻線温度に対応する熱的許容限界の閾値を設定し、設定した閾値と巻線温度予測値との比較結果に基づいて、制御指令の出力判定を行ってもよい。
　また、制御出力判定部１４１は、状態予測部１２０により演算された寿命損失に基づいて、出力判定を行ってもよい。図３は、寿命損失を用いた制御指令の出力判定について説明するための図である。図３の例において、横軸は、時間を示し、縦軸は、巻線温度（図３の左側の縦軸）を示すとともに、寿命損失（図３の右側の縦軸）を示す。
　寿命損失は、巻線温度の温度が所定値（例えば、９５℃）を超えてからの経過時間および巻線温度の所定値からの増加量に基づいて、その累積値が予測される。状態予測部１２０は、（式５）において、巻線温度の温度が所定値を超えた時刻をＴ１、現在時刻をＴ２として演算を行う。また、状態予測部１２０は、巻線温度の温度が所定値を下回ったら演算を終了する。なお、状態予測部１２０は、ハンチング防止のためヒステリシスを設けてもよい。
　図３の例において、制御出力判定部１４１は、寿命損失予測値が、寿命損失判定閾値を超える時刻（ｔ１０）を取得する。そして、制御出力判定部１４１は、取得された時刻（ｔ１０）から一定時間（Ｔａ６）前の時刻（ｔ８）に到達した場合に、制御対象機器に遮断前警報を出力する。また、制御出力判定部１４１は、一定時間（Ｔａ６）よりも短い時間（Ｔａ７）前の時刻（ｔ９）に到達すると、制御対象機器に転送遮断信号を出力する。更に、制御出力判定部１４１は、時刻（ｔ１０）に到達した場合に、変圧器１０に自端遮断信号を出力する。このように、制御出力判定部１４１は、時間経過に伴う油温、巻線温度、寿命損失の累積値のうち、少なくとも一つの情報に基づいて、変圧器１０に関する制御対象機器に対して、より適切なタイミングで制御信号を出力することができる。
　また、第１の実施形態において、状態予測部１２０は、変圧器１０の油温、巻線温度、または寿命損失のうち複数を予測してもよい。この場合、制御出力判定部１４１は、状態予測部１２０による複数の予測値と、各予測値に対する限界値とを比較し、複数の予測値のうち最も早く限界値を超えると推定される予測値に対して、制御指令を出力する必要があると判定する。そして、制御出力判定部１４１は、最も早く限界値を超えると推定される値に対して、上昇を抑制する抑制制御信号を出力する。これにより、過負荷遮断装置１００は、複数の予測値に基づいて、最も早く許容限度に到達するタイミングで制御指令を出力するため、最も厳しい設備運用条件での制御が可能となる。
　図４は、第１の実施形態の過負荷遮断装置１００における処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図４に示す処理は、一例として、油温予測値を基準に制御出力判定を行う処理を示す。また、図４に示すフローチャートは、所定のタイミングで繰り返し実行される。
　図４の例において、まず、温度取得部１１２は、温度センサ２０から変圧器１０の温度情報を取得する（ステップＳ１００）。次に、電流値取得部１１３は、変圧器１０に設置された電流センサ１２から変圧器１０に流れる電流のアナログデータをサンプリングして電流値を取得する（ステップＳ１１０）。次に、状態予測部１２０は、外気温および油温と、電流値とに基づいて、変圧器１０の将来の油温を予測する（ステップＳ１３０）。次に、運転支援情報生成部１３０は、予測された油温に基づいて、熱許容限度に関する情報を取得し（ステップＳ１４０）、取得した熱的許容限度に基づいて、運転支援情報１３１を生成する（ステップＳ１５０）。次に、運転支援情報生成部１３０は、生成した運転支援情報１３１を、設備制御システム１を管理する管理者端末に出力する（ステップＳ１６０）。
　また、過負荷遮断制御部１４０の制御出力判定部１４１は、油温が一定時間以内に閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。油温が一定時間以内に閾値を超える場合、制御出力判定部１４１は、変圧器１０に関する制御対象機器に制御指令（例えば、抑制制御信号）を出力して（ステップＳ１８０）、本フローチャートの処理を終了する。
　以上説明したように、第１の実施形態の過負荷遮断装置１００によれば、実測した温度情報と電流値情報とに基づいて、変圧器１０の将来の状態を予測し、予測された状態に基づいて、変圧器１０に関連した制御対象機器に対する制御指令の出力の要否を判定することにより、過度な余裕を設けることなく設備制御システム１を運用させることができるため、送変電設備の設備能力を効率的に活用することができる。
　（第２の実施形態）
　次に、設備制御システムの第２の実施形態について説明する。以下において、第１の実施形態の設備制御システム１と同様の機能を備える構成については、同一の名称および符号を用いることとし、具体的な説明は省略する。
　図５は、第２の実施形態の設備制御システム２の一例を示す図である。設備制御システム２は、変圧器１０と、温度センサ２０と、過負荷遮断装置１００Ａとを備える。過負荷遮断装置１００Ａは、センサ情報取得部１１１と、温度取得部１１２と、電流値取得部１１３と、外気温監視部１１４と、油温監視部１１５と、状態予測部１２０と、運転支援情報生成部１３０と、過負荷遮断制御部１４０とを備える。以下の説明では、主に第１の実施形態との相違点である外気温監視部１１４および油温監視部１１５の構成を中心として説明する。
　外気温監視部１１４は、例えば、温度監視部１１４ａと、外気温不一致監視部１１４ｂとを備える。温度監視部１１４ａは、温度取得部１１２から得られる複数の外気温１１２ａが有効範囲内にあるかを監視する。例えば、温度監視部１１４ａは、外気温θａが「θＬ１＜θａ＜θＨ１」の範囲にあるかを監視する。θＬ１とは、例えば、外気温の下限値における設定値[℃]である。また、θＨ１とは、例えば、外気温の上限値における設定値[℃]である。
　温度監視部１１４aは、複数の外気温１１２ａのそれぞれが、上述した有効範囲内であるか否かを判定し、有効範囲であれば、その外気温が正常な値であると判定し、有効範囲外であれば、その外気温が異常な値であると判定する。また、温度監視部１１４aは、正常な値であると判定された外気温が２量以上存在するか否かを判定する。２量以上存在する場合、温度取得部１１２により取得された外気温１１２ａは、正常な値であると判定する。また、温度監視部１１４aは、正常な値であると判定された外気温が２量未満である場合、温度取得部１１２により取得された外気温１１２ａは、全て、異常な値であると判定する。
　外気温不一致監視部１１４ｂは、温度監視部１１４aにより正常な値であると判定された外気温（言い換えると、異常な値であると判定された外気温を除いた外気温）が２量以上である場合に、複数の温度センサから取得した同時刻の温度値の最大値と最小値との差を演算する。例えば、外気温不一致監視部１１４ｂは、取得した値が３量以上の場合は、３量以上の外気温のうち、最大値（θｍａｘ）と最小値（θｍｉｎ）との差の絶対値｜θｍａｘ－θｍｉｎ｜を取得し、その差分が予め設定された外気温用の設定値βａ未満であるか否かで判定する。また、外気温不一致監視部１１４ｂは、取得した差分値が２量である場合には、その差分値の絶対値を取得し、取得した絶対値が外気温用の設定値βａ未満であるか否かで判定する。
　外気温不一致監視部１１４ｂは、取得した絶対値が外気温用の設定値βａ未満であると判定された場合、複数の温度値の中から任意の温度値を状態予測部１２０に出力する。任意の温度値とは、例えば、入力された複数の外気温の平均の温度値である。また、任意の温度値とは、複数の外気温の最大値でもよく、最小値でもよい。
　また、外気温不一致監視部１１４ｂは、取得した絶対値が、外気温用の設定値βａ以上である場合に、温度値が異常であると判定し、その旨の情報を制御出力判定部１４１に出力する。制御出力判定部１４１は、温度値が異常である旨の情報を受け付けると、外部に異常発生の警報を出力する。また、制御出力判定部１４１は、状態予測部１２０による予測処理を停止したり、過負荷遮断装置１００Ａの動作を停止する等のエラー制御を行ってもよい。
　油温監視部１１５は、例えば、温度監視部１１５ａと、油温不一致監視部１１５ｂとを備える。温度監視部１１５ａは、温度取得部１１２から得られる複数の油温１１２ｂが有効範囲内にあるかを監視する。例えば、温度監視部１１５ａは、油温θｏが「θＬ２＜θｏ＜θＨ２」の範囲にあるかを監視する。θＬ２とは、例えば、油温の下限値における設定値[℃]である。また、θＨ２とは、例えば、油温の上限値における設定値[℃]である。
　温度監視部１１５ａは、複数の油温１１２ｂのそれぞれが、上述した有効範囲内であるか否かを判定し、有効範囲であれば、その油温が正常な値であると判定し、有効範囲外であれば、その油温が異常な値であると判定する。また、温度監視部１１５ａは、正常な値であると判定された油温が２量以上存在するか否かを判定する。温度監視部１１５ａは、正常な値であると判定された油温が２量以上存在する場合、温度取得部１１２により取得された油温１１２ｂが正常な値であると判定し、正常な値であると判定された油温が２量未満である場合、温度取得部１１２により取得された外気温１１２ａは、全て、異常な値であると判定する。
　油温不一致監視部１１５ｂは、温度監視部１１５ａにより正常な値であると判定された油温（言い換えると、異常な値であると判定された油温を除いた油温）が２量以上である場合に、複数の温度センサ２０から取得した同時刻の温度値の最大値と最小値との差を演算する。例えば、油温不一致監視部１１５ｂは、取得した値が３量以上の場合は、３量以上の外気温のうち、最大値（θｍａｘ）と最小値（θｍｉｎ）との差の絶対値|θmax－θmin|を取得し、その差分が予め設定された油温用の設定値βｏ未満であるか否かを判定する。また、油温不一致監視部１１５ｂは、取得した差分値が２量である場合には、その差分値の絶対値を取得し、その差分が油温用の設定値βｏ未満であるか否かを判定する。
　油温不一致監視部１１５ｂは、取得した絶対値が油温用の設定値βｏ未満であると判定された場合、複数の温度値の中から任意の温度値を状態予測部１２０に出力する。任意の温度値とは、例えば、入力された複数の油温の平均の温度値である。また、任意の温度値とは、複数の油温の最大値でもよく、最小値でもよい。また、外気温不一致監視部１１４ｂは、取得した絶対値が、外気温用の設定値βｏ以上である場合に、温度値が異常であると判定し、その旨の情報を制御出力判定部１４１に出力する。制御出力判定部１４１は、温度値が異常である旨の情報を受け付けると、外部に異常発生の警報を出力する。また、制御出力判定部１４１は、状態予測部１２０による予測処理を停止したり、過負荷遮断装置１００Ａの動作を停止する等のエラー制御を行ってもよい。
　図６は、第２の実施形態の過負荷遮断装置１００Ａにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートは、上述した図４に示すフローチャートと比較すると、ステップＳ１１１～Ｓ１１５の処理が追加されている点で相違する。したがって、以下では、主にステップＳ１１１～Ｓ１１５の処理を中心として説明する。
　ステップＳ１１０の処理後、外気温監視部１１４は、取得した複数の外気温のうち、２量以上が所定の温度の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。２量以上が所定の温度の範囲内でない場合、制御出力判定部１４１は、警報や処理の停止等のエラー制御を行う（ステップＳ１１２）。
　また、２量以上が所定の温度の範囲内である場合、外気温監視部１１４は、取得した複数の外気温の最大値と最小値との差が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。外気温の差が閾値未満でない場合、制御出力判定部１４１は、上述したエラー制御を行う（ステップＳ１１２）。また、外気温の差が閾値未満である場合、油温監視部１１５は、取得した複数の油温のうち、２量以上が所定の温度の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。２量以上が所定の温度の範囲内でない場合、制御出力判定部１４１は、上述したエラー制御を行う（ステップＳ１１２）。また、２量以上が所定の温度の範囲内である場合、油温監視部１１５は、取得した複数の油温の最大値と最小値との差が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。外気温の差が閾値未満でない場合、制御出力判定部１４１は、上述したエラー制御を行う（ステップＳ１１２）。また、状態予測部１２０は、外気温の差が閾値未満である場合、外気温および油温と、電流値とに基づいて変圧器の将来の油温を予測し（ステップＳ１３０）、ステップＳ１４０以降の処理を実行する。
　以上説明したように、第２の実施形態の過負荷遮断装置１００Ａによれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する他、温度値の有効性確認を行うことができるため、異常な温度値による誤制御を抑制することが可能である。
　（第３の実施形態）
　次に、設備制御システムの第３の実施形態について説明する。以下において、第２の実施形態の設備制御システム２と同様の機能を備える構成については、同一の名称および符号を用いることとし、具体的な説明は省略する。
　図７は、第３の実施形態の設備制御システム３の一例を示す図である。設備制御システム３は、変圧器１０と、温度センサ２０と、過負荷遮断装置１００Ｂとを備える。過負荷遮断装置１００Ｂは、第２の実施形態の過負荷遮断装置１００Ａと比較すると、外気温監視部１１４に外気温最大値選択部１１４ｃを備え、油温監視部１１５に油温最大値選択部１１５ｃを備える点で相違する。したがって、以下の説明では、主に外気温最大値選択部１１４ｃおよび油温最大値選択部１１５ｃの構成を中心として説明する。
　外気温最大値選択部１１４ｃは、外気温不一致監視部１１４ｂが監視した複数の外気温のうち、正常値と判定された外気温の中から最大値を選択し、選択した最大値を状態予測部１２０に出力する。
　油温最大値選択部１１５ｃは、油温不一致監視部１１５ｂが監視した複数の油温のうち、正常値と判定された油温の中から最大値を選択し、選択した最大値を状態予測部１２０に出力する。
　状態予測部１２０は、外気温および油温の最大値に基づいて状態予測を行うことで、温度が最も高くなったことを条件として、予測値を計算することできるため、より安全な設備制御を実現することができる。
　図８は、第３の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｂにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートは、上述した図６に示すフローチャートと比較すると、ステップＳ１１６の処理が追加されている点で相違する。したがって、以下では、主にステップＳ１１６の処理を中心として説明する。
　ステップＳ１１５の処理において、取得した複数の油温の差が閾値未満である場合、外気温最大値選択部１１４ｃは、外気温不一致監視部１１４ｂから出力される複数の外気温のうち、正常値と判定された温度値の中から最大値を選択する。また、油温最大値選択部１１５ｃは、油温不一致監視部１１５ｂから出力される複数の油温のうち、正常値と判定された温度値の中から最大値を選択する（ステップＳ１１６）。次に、状態予測部１２０は、外気温および油温のそれぞれの最大値と、電流値とに基づいて変圧器の将来の油温を予測し（ステップＳ１３０）、ステップＳ１４０以降の処理を実行する。
　以上説明したように、第３の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｂによれば、第２の実施形態と同様の効果を奏する他、複数の温度センサ情報から温度値の最大値を用いることで、最も設備温度が高くなる条件で設備の温度上昇予測値等を算出することができる。したがって、過負荷遮断装置１００Ｂは、より安全に過負荷遮断判定を行うことができるとともに、判定結果に基づく設備制御を行うことができる。
　（第４の実施形態）
　次に、設備制御システムの第４の実施形態について説明する。以下において、第３の実施形態の設備制御システム３と同様の機能を備える構成については、同一の名称および符号を用いることとし、具体的な説明は省略する。
　図９は、第４の実施形態の設備制御システム４の一例を示す図である。設備制御システム４は、変圧器１０と、温度センサ２０と、過負荷遮断装置１００Ｃとを備える。過負荷遮断装置１００Ｃは、第３の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｂと比較すると、外気温監視部１１４に温度値保持部１１４ｄを備え、油温監視部１１５に温度値保持部１１５ｄを備える点で相違する。したがって、以下の説明では、主に温度値保持部１１４ｄ、１１５ｄの構成を中心として説明する。
　温度値保持部１１４ｄ、１１５ｄは、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＤカード等の不揮発性の記憶媒体、或いは、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体によって実現される。また、温度値保持部１１４ｄ、１１５ｄは、別体の記憶媒体により実現される必要はなく、一つの記憶媒体により実現されてもよい。上述した記憶媒体は、「記憶部」の一例である。
　外気温最大値選択部１１４ｃａは、第３の実施形態で説明したのと同様に、正常な外気温の最大値を選択する。そして、外気温最大値選択部１１４ｃａは、外気温の最大値を状態予測部１２０に出力するとともに、温度値保持部１１４ｄに保持させておく。また、外気温最大値選択部１１４ｃａは、外気温不一致監視部１１４ｂによる監視結果として、外気温が異常値である判定された場合、温度値保持部１１４ｄに保持された外気温の最大値を取得し、取得した外気温の最大値を状態予測部１２０に出力する。
　油温最大値選択部１１５ｃａは、第３の実施形態で説明したのと同様に、正常な油温の最大値を選択する。そして、油温最大値選択部１１５ｃａは、油温の最大値を状態予測部１２０に出力するとともに、温度値保持部１１５ｄに保持させておく。また、油温最大値選択部１１５ｃａは、油温不一致監視部１１５ｂによる監視結果として、油温が異常値である判定された場合、温度値保持部１１５ｄに保持された油温の最大値を取得し、取得した油温の最大値を状態予測部１２０に出力する。
　図１０は、第４の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｃにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１０に示すフローチャートは、上述した図８に示すフローチャートと比較すると、ステップＳ１１６の処理が削除され、ステップＳ１１７～Ｓ１２４の処理が追加されている点で相違する。したがって、以下では、主にステップＳ１１７～Ｓ１２４の処理を中心として説明する。
　ステップＳ１１３の処理において、取得した複数の外気温の差が閾値未満である場合、外気温最大値選択部１１４ｃａは、外気温の最大値を選択し（ステップＳ１１７）、選択した最大の外気温を、温度値保持部１１４ｄに保持させておく（ステップＳ１１８）。また、ステップＳ１１５の処理において、取得した複数の油温の差が所定に範囲内である場合、油温最大値選択部１１５ｃａは、油温の最大値を選択し（ステップＳ１１９）、選択した最大の油温を、温度値保持部１１５ｄに保持させておく（ステップＳ１２０）。
　また、ステップＳ１１１の処理において、取得した複数の外気温のうち２量以上が所定の範囲内でない場合、または、ステップＳ１１３の処理において、取得した複数の外気温の差が閾値未満でない場合、外気温最大値選択部１１４ｃａは、温度値保持部１１４ｄに外気温が保持されているか否かを判定する（ステップＳ１２１）。温度値保持部１１４ｄに外気温が保持されている場合、外気温最大値選択部１１４ｃａは、温度値保持部１１４ｄから外気温の最大値を取得し（ステップＳ１２２）、ステップＳ１１４以降の処理を実行する。また、温度値保持部１１４ｄに外気温が保持されていない場合、制御出力判定部１４１は、警報や処理の停止等のエラー制御を行う（ステップＳ１１２）。
　また、ステップＳ１１４の処理において、取得した複数の油温のうち２量以上が所定の範囲内でない場合、または、ステップＳ１１５の処理において、取得した複数の油温の差が閾値未満でない場合、油温最大値選択部１１５ｃａは、温度値保持部１１５ｄに油温が保持されているか否かを判定する（ステップＳ１２３）。温度値保持部１１５ｄに油温が保持されている場合、油温最大値選択部１１５ｃａは、温度値保持部１１５ｄから油温の最大値を取得し（ステップＳ１２４）、ステップＳ１３０以降の処理を実行する。また、温度値保持部１１５ｄに油温が保持されていない場合、制御出力判定部１４１は、警報や処理の停止等のエラー制御を行う（ステップＳ１１２）。
　次に、状態予測部１２０は、外気温および油温のそれぞれの最大値と、電流値とに基づいて変圧器の将来の油温を予測し（ステップＳ１３０）、ステップＳ１４０以降の処理を実行する。
　以上説明したように、第４の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｃによれば、第３の実施形態と同様の効果を奏する他、外気温や油温が異常値となった場合であっても、異常値になる前の正常値の最大値を保持しておくことで、温度上昇予測値が異常値になることを防止することができる。したがって、過負荷遮断装置１００Ｃは、一過性のセンサ不良による温度の瞬時的変化や、急激な気象条件の変化に伴う温度の瞬時的変化により、取得温度が瞬時的に異常となった場合でも、温度演算の結果を使用することができるため、継続して装置の運用が可能となる。
　（第５の実施形態）
　次に、設備制御システムの第５の実施形態について説明する。以下において、第４の実施形態の設備制御システム４がと同様の機能を備える構成については、同一の名称および符号を用いることとし、具体的な説明は省略する。
　図１１は、第５の実施形態の設備制御システム５の一例を示す図である。設備制御システム５は、変圧器１０と、温度センサ２０と、過負荷遮断装置１００Ｄとを備える。過負荷遮断装置１００Ｄは、第４の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｃと比較すると、外気温監視部１１４に整定値切替部１１４ｅを備え、油温監視部１１５に油温切替部１１５ｅを備える点で相違する。したがって、以下の説明では、主に整定値切替部１１４ｅおよび油温切替部１１５ｅの構成を中心として説明する。
　例えば、外気温最大値選択部１１４ｃａおよび油温最大値選択部１１５ｃａが温度値の異常状態が長期間（所定時間以上）継続している場合に、温度値保持部１１４ｄおよび１１５ｄから取得した値を継続して利用していると、実際の温度と大きな差が生じる場合がある。したがって、第５の実施形態では、温度値の異常状態が所定時間以上継続した場合は、予め設定された整定値の温度値または所定の計算式による計算結果で得られた温度に切り替えて、処理を継続する。
　具体的には、整定値切替部１１４ｅは、温度監視部１１４ａまたは外気温不一致監視部１１４ｂによる監視結果において、外気温の異常が一定時間以上継続している場合、外気温を決められた値（整定値）に切り替える。
　油温切替部１１５ｅは、温度監視部１１５ａまたは油温不一致監視部１１５ｂによる監視結果において、油温の異常が一定時間以上継続している場合、油温を油温計算値θＯｔ（ｔ）に切り替える。
　図１２は、第５の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｄにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１２に示すフローチャートは、上述した図１０に示すフローチャートと比較すると、ステップＳ１２５～Ｓ１２８の処理が追加されている点で相違する。したがって、以下では、主にステップＳ１２５～Ｓ１２８の処理を中心として説明する。
　ステップＳ１２１の処理において、温度値保持部１１４ｄに前回の正常な温度値が保持されている場合、整定値切替部１１４ｅは、外気温の温度値の異常が所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ１２５）。外気温の温度値の異常が所定時間以上継続している場合、整定値切替部１１４ｅは、外気温を予め設定された整定値に切り替えて（ステップＳ１２６）、ステップＳ１１４以降の処理を実行する。また、外気温の温度値の異常が所定時間以上継続していない場合、整定値切替部１１４ｅは、温度値保持部１１４ｄから取得した外気温の最大値を取得し（Ｓ１２２）、ステップＳ１１４以降の処理を実行する。
　また、ステップＳ１２３の処理において、温度値保持部１１５ｄに前回の正常な温度値がされている場合、油温切替部１１５ｅは、油温の温度値の異常が所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ１２７）。油温の温度値の異常が所定時間以上継続している場合、油温切替部１１５ｅは、油温を油温計算値θＯｔ（ｔ）に切り替えて（ステップＳ１２８）、ステップＳ１３０以降の処理を実行する。また、油温の温度値の異常が所定時間以上継続していない場合、油温切替部１１５ｅは、温度値保持部１１５ｄから油温の最大値を取得し（ステップＳ１２４）、ステップＳ１１４以降の処理を実行する。
　次に、状態予測部１２０は、外気温および油温と、電流値とに基づいて変圧器の将来の油温を予測し（ステップＳ１３０）、ステップＳ１４０以降の処理を実行する。
　以上説明したように、第５の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｄによれば、第３または第４の実施形態と同様の効果を奏する他、取得した温度値の異常状態が継続しても温度演算を継続することが可能となる。したがって、過負荷遮断装置１００Ｄは、設備稼働性を向上させることができる。
　（第６の実施形態）
　次に、設備制御システムの第６の実施形態について説明する。以下において、第５の実施形態の設備制御システム５と同様の機能を備える構成については、同一の名称および符号を用いることとし、具体的な説明は省略する。
　図１３は、第６の実施形態の設備制御システム６の一例を示す図である。設備制御システム６は、変圧器１０と、温度センサ２０と、過負荷遮断装置１００Ｅとを備える。図１３において、過負荷遮断装置１００Ｅの外気温監視部１１４および油温監視部１１５は、説明の便宜上、簡略化して示している。過負荷遮断装置１００Ｅは、第５の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｄと比較すると、過負荷遮断制御部１４０に制御解除判定部１４２を備える点で相違する。したがって、以下の説明では、主に制御解除判定部１４２の構成を中心として説明する。
　制御解除判定部１４２は、制御出力判定部１４１により制御出力信号が出力されている場合であって、且つ、状態予測部１２０により予測された予測値による温度（例えば、油温）が、所定の温度以下となった場合に、制御信号出力の解除指令を出力する。
　図１４は、制御信号出力の解除指令の出力について説明するための図である。なお、図１４の例では、抑制制御信号の出力と、その解除指令に関する判定例を示したものである。図１４の横軸は時間を示し、縦軸は油温を示す。
　制御出力判定部１４１は、熱的許容限界の第１閾値に到達する時間（ｔ４）よりも一定時間（Ｔａ１およびＴａ２）前の時点（ｔ１、ｔ２）で、それぞれ第１および第２の抑制制御信号を出力する。この抑制制御信号によって、変圧器１０の使用が抑制され、油温が低下傾向となり、油温が熱的許容限界の第１閾値以下に到達する。この場合、制御解除判定部１４２は、油温が熱的許容限界の第１閾値以下に到達した直後に抑制制御信号を解除すると、すぐに温度が上昇してしまうため、短時間で再び抑制制御信号を出力することになる。
　そこで、制御解除判定部１４２は、油温予測値が所定の温度（第１解除判定値および第２解除判定値）まで低下しているか否かを判定する。第１解除判定値および第２解除判定値は、例えば、熱的許容限界の第１閾値よりも一定温度以上低い温度である。制御解除判定部１４２は、油温予測値が第２解除判定値以下まで低下した時刻（ｔ１１）で、制御対象機器に第２の抑制制御信号を解除する抑制解除信号を出力する。また、制御解除判定部１４２は、油温予測値が第１解除判定値以下まで低下した時刻（ｔ１２）で、制御対象機器に第１の抑制制御信号を解除する抑制解除信号を出力する。
　図１５は、第６の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｅにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１５に示すフローチャートは、上述した図１２に示すフローチャートと比較すると、ステップＳ１８１～Ｓ１８２の処理が追加されている点で相違する。したがって、以下では、主にステップＳ１８１～Ｓ１８２の処理を中心として説明する。
　ステップＳ１８０の処理において、制御出力判定部１４１は、変圧器１０に関する制御対象機器に制御指令（例えば、抑制制御信号）を出力した後、制御解除判定部１４２は、その後の予測値を演算し、演算した予測値が予め設定された解除判定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１８１）。予測値が解除判定値以下である場合、変圧器１０に関連する制御対象機器に抑制解除信号を出力する（ステップＳ１８２）。また、予測値が解除判定値以下でない場合、本フローチャートの処理を終了する。
　以上説明したように、第６の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｅによれば、第５の実施形態と同様の効果を奏する他、抑制制御信号を出力した後、一定の温度に低下するまで抑制状態を継続させることが可能となるため、抑制制御信号と抑制解除信号とか短時間で繰り返し出力されることを抑制することができる。したがって、過負荷遮断装置１００Ｅは、設備稼働の安定性を向上することができる。
　（第７の実施形態）
　次に、設備制御システムの第７の実施形態について説明する。以下において、第６の実施形態の設備制御システム６と同様の機能を備える構成については、同一の名称および符号を用いることとし、具体的な説明は省略する。
　図１６は、第７の実施形態の設備制御システム７の一例を示す図である。図１６は、第６の実施形態の設備制御システム６をベースとして、センサ情報取得部を別体として光伝送路で接続する構成を追加したものであるが、この構成は、第１～第５のいずれの実施形態に追加されてもよい。
　設備制御システム７は、変圧器１０と、温度センサ２０と、過負荷遮断装置１００Ｆと、センサ情報取得装置２００と、光伝送路３００とを備える。センサ情報取得装置２００は、「第１の装置」の一例である。過負荷遮断装置１００Ｆは、「第２の装置」の一例である。過負荷遮断装置１００Ｆは、第６の実施形態の設備制御システム６と比較すると、センサ情報取得装置２００および光伝送路３００を備え、過負荷遮断装置１００Ｅが備えていたセンサ情報取得部１１１および温度取得部１１２がセンサ情報取得装置２００内に設けられている点で相違する。したがって、以下の説明では、主にセンサ情報取得装置２００および光伝送路３００の構成を中心として説明する。
　センサ情報取得装置２００は、センサ情報取得部２１０と、温度取得部２１１と、通信部２１２とを備える。センサ情報取得部２１０および温度取得部２１１は、例えば、センサ情報取得部１１１および温度取得部１１２と同様の機能を有する。通信部２１２は、「第１の通信部」の一例である。通信部２１２は、温度取得部２１１により取得された外気温および油温の温度値を、光伝送路３００を介して、過負荷遮断装置１００Ｆに送信する。光伝送路３００は、例えば、光通信が可能な伝送路である。したがって、通信部２１２は、後述する過負荷遮断装置１００Ｆの通信部１０１と、光通信を行い、過負荷遮断装置１００Ｆにセンサ情報を送信する。
　過負荷遮断装置１００Ｆは、通信部１０１と、取得部１１０と、状態予測部１２０と、運転支援情報生成部１３０と、過負荷遮断制御部１４０とを備える。通信部１０１は、「第２の通信部」の一例である。通信部１０１は、光伝送路３００を介してセンサ情報取得装置２００により送信された外気温および油温の温度値を含む受信データ１１６を取得する。また、通信部１０１は、受信データ１１６を取得部１１０に出力する。取得部１１０は、受信データ１１６に含まれる外気温を外気温監視部１１４に入力し、油温を油温監視部１１５に入力する。
　ここで、過負荷遮断装置１００Ｆは、装置の保守および設置環境が整っている室内に設置するのが好ましく、変圧器１０は、屋外に設置されることが多い。このため、変圧器１０と過負荷遮断装置１００Ｆは、離れた場所に設置されることがある。このため、変圧器１０の内部および／または外部の温度を計測する温度センサ２０と、センサ情報取得部２１０との間を電気ケーブルで接続すると、電気ケーブルが長くなることで、電圧減衰が大きくなってしまう。これによって、センサ情報の精度に影響が出る可能性がある。
　これに対し、第７の実施形態は、センサ情報取得装置２００を温度センサ２０の近くに設置することで、ケーブル長を短くして電圧減衰を抑制し、更に、通信部２１２と通信部１０１とを、距離の影響を余り受けない光伝送路３００で接続することで、より正確なセンサ情報を、温度取得部１１２が取得することができる。この結果、予測値演算の精度を向上させることができる。
　以上説明したように、第７の実施形態の過負荷遮断装置１００Ｆによれば、第１～第６の実施形態と同様の効果を奏する他、センサ情報の精度を低下させることなく取得することができるため、より精度よく状態予測値を演算することができる。したがって、過負荷遮断装置１００Ｆは、より適切な設備制御を行うことができる。なお、上述した第１～第７の実施形態は、それぞれ他の実施形態の一部または全部と組み合わせてもよい。
　以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、変圧器１０の温度を計測する複数の温度センサ２０から温度情報を取得する温度取得部１１２と、変圧器１０に流れる電流値を取得する電流値取得部１１３と、温度取得部１１２により取得された温度情報と、電流値取得部１１３により取得された電流値とに基づいて、変圧器１０の将来の状態を予測する状態予測部１２０と、状態予測部１２０により予測された状態に基づいて、変圧器１０に関連した制御対象機器に対する制御指令の出力の要否を判定する制御出力判定部１４１とを持つことにより、送変電設備の設備能力を効率的に活用することができる。
　また、少なくとも一つの実施形態によれば、設備温度や外気温等の情報を取得し、現在の設備条件下での熱的許容限度を把握することで、例えば、定格容量を超えての運用支援情報を管理者等に通知したり、状態予測部１２０により予測された値に基づいて制御対象機器に対する制御指令を出力したりすることができる。これにより、ダイナミックレイティングによる運用を、より好適に実現することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (15)

  1. 　変圧器の温度を計測する複数の温度センサから温度情報を取得する温度取得部と、
    　前記変圧器に流れる電流値を取得する電流値取得部と、
    　前記温度取得部により取得された温度情報と、前記電流値取得部により取得された電流値とに基づいて、前記変圧器の将来の状態を予測する状態予測部と、
    　前記状態予測部により予測された状態に基づいて、前記変圧器に関連した制御対象機器に対する制御指令の出力の要否を判定する制御出力判定部と、
    　を備える、制御装置。
  2. 　前記状態予測部は、
    　前記変圧器の油温、巻線温度、または寿命損失のうち少なくとも一つの値を予測する、
    　請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記制御出力判定部は、前記状態予測部により予測された値が所定時間以内に閾値を超える場合に、変圧器に関連した制御対象機器に対する制御指令を出力する、
    　請求項１または２に記載の制御装置。
  4. 　前記状態予測部は、前記変圧器の油温、巻線温度、または寿命損失のうち複数を予測し、
    　前記制御出力判定部は、前記状態予測部による複数の予測値と、各予測値に対する限界値とを比較し、複数の予測値のうち最も早く限界値を超えると推定される予測値に対して、前記制御指令の出力が必要であると判定する、
    　請求項１から３のうち何れか１項に記載の制御装置。
  5. 　前記複数の温度センサから取得した温度が正常値であるか否かを監視する温度監視部を、更に備える、
    　請求項１から４のうちいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 　前記状態予測部は、前記温度取得部により取得された複数の温度に対して、前記温度監視部により正常値であると判定された複数の温度の最大値に基づいて、前記変圧器の将来の温度を予測する、
    　請求項５に記載の制御装置。
  7. 　前記温度監視部により前記複数の温度センサから取得した温度が正常値であると判定された場合に、前記正常値を記憶部に保持させる温度値保持部を更に備え、
    　前記状態予測部は、前記温度監視部により前記複数の温度センサから取得した温度情報が異常と判定された場合に、前記温度値保持部により保持された正常値の温度に基づいて、前記変圧器の将来の温度を予測する、
    　請求項６に記載の制御装置。
  8. 　前記状態予測部は、前記温度監視部により監視された結果として、前記温度取得部により取得された温度情報が異常と判定される状態が継続する場合に、予め設定した整定値または所定の演算により得られた値を用いて、前記変圧器の将来の温度を予測する、
    　請求項６または７に記載の制御装置。
  9. 　前記制御出力判定部は、前記変圧器に関連した制御対象機器に制御指令を出力している場合に、前記温度取得部により取得された温度に基づいて、前記制御指令を解除するかを判定する制御解除判定部を、更に備える、
    　請求項３に記載の制御装置。
  10. 　前記制御解除判定部は、前記温度取得部により取得された複数の温度が閾値以下となった場合に、前記変圧器に関連した制御対象機器に出力する制御指令を解除すると判定する、
    　請求項９に記載の制御装置。
  11. 　前記状態予測部により予測された前記変圧器の将来の状態に基づいて、前記変圧器の運転を支援するための情報を生成する運転支援情報生成部を、更に備える、
    　請求項１から１０のうちいずれか１項に記載の制御装置。
  12. 　前記変圧器の運転を支援するための情報は、前記変圧器が熱的許容限度に達するまでの時間、または熱的許容限度の超過を回避するための電流値の少なくとも一方を含む、
    　請求項１１に記載の制御装置。
  13. 　前記複数の温度センサと接続されるセンサインターフェース、および光通信を行う第１の通信部を含む第１の装置と、
    　前記温度取得部、前記電流値取得部、前記状態予測部、前記制御出力判定部、および光通信を行う第２の通信部を含む第２の装置と、を備え、
    　前記第１の通信部と前記第２の通信部とは光伝送路により接続され、
    　前記複数の温度センサによって取得された温度情報は、前記光通信によって前記温度取得部に伝送される、
    　請求項１から１２のうち何れか１項に記載の制御装置。
  14. 　コンピュータが、
    　変圧器の温度を計測する複数の温度センサから温度情報を取得し、
    　前記変圧器に流れる電流値を取得し、
    　取得された前記温度情報と前記電流値とに基づいて、前記変圧器の将来の状態を予測し、
    　予測された状態に基づいて、前記変圧器に関連した制御対象機器に対する制御指令の出力の要否を判定する、
    　制御方法。
  15. 　コンピュータに、
    　変圧器の温度を計測する複数の温度センサから温度情報を取得させ、
    　前記変圧器に流れる電流値を取得させ、
    　取得された前記温度情報と前記電流値とに基づいて、前記変圧器の将来の状態を予測させ、
    　予測された状態に基づいて、前記変圧器に関連した制御対象機器に対する制御指令の出力の要否を判定させる、
    　制御プログラム。
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