WO2023032142A1 - 過温度検出システム、過温度保護システム及び過温度検出方法 - Google Patents

過温度検出システム、過温度保護システム及び過温度検出方法 Download PDF

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雅志 福田
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to over-temperature detection systems, over-temperature protection systems, and over-temperature detection methods.
  • the over-temperature detection system includes a temperature sensing element in the vicinity of a dry-type transformer (referred to as a transformer) cooled by a cooling device, instead of directly contacting and measuring the temperature of the transformer. By estimating this, some indirectly detect the temperature of the transformer. The result detected by the temperature sensing element may be used to protect the transformer. However, in some cases, such a temperature detection method cannot obtain detection accuracy sufficient to provide appropriate protection.
  • An object of the present invention is to provide an over-temperature detection system, an over-temperature protection system, and an over-temperature detection method for detecting temperature abnormalities in a transformer cooled by a cooling device.
  • the overtemperature detection system of the embodiment detects temperature anomalies in a dry transformer (hereinafter referred to as "transformer") cooled by a cooling device.
  • the over-temperature detection system includes a temperature determination section.
  • the temperature judging section changes a judging condition for a temperature anomaly of the transformer according to an operating state of the cooling device being in operation and being stopped, and judging and outputting the temperature anomaly of the transformer.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the temperature of the transformer 2 during hot start according to the embodiment;
  • FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a transformer panel 1 to which an overtemperature detection system 5A of the embodiment is applied.
  • FIG. 1B is a plan view of the transformer board 1 of the embodiment.
  • the transformer board 1 includes a transformer 2, a housing 11, a first temperature detector 31, a second temperature detector 32, and a temperature determination section 5 (FIG. 2).
  • the first temperature detector 31 , the second temperature detector 32 , and the temperature determination section 5 are an example of the overtemperature protection system 10 .
  • the temperature determination unit 5 is an example of an overtemperature detection system 5A.
  • the transformer 2 is, for example, a molded three-phase transformer.
  • Transformer 2 is an example of a dry transformer.
  • the transformer 2 is formed of a forced air cooling type cooled by a cooling device.
  • the housing 11 is configured to accommodate the transformer 2 inside.
  • the transformer 2 is installed inside the housing 11 .
  • a cooling device used for cooling the transformer 2 is provided in the housing 11 .
  • the cooling device may include an external air introduction type fan 11F that takes in room temperature air (CA) and discharges warm air HA.
  • Fan 11F is an example of a cooling device provided in opening 11H of housing 11 .
  • the opening 11H of the housing 11 is provided on the top surface of the housing 11, for example.
  • An opening for taking in room temperature air (CA) may be provided in a door surface (not shown). It should be noted that providing a cooling device other than the fan 11F provided in the housing 11 is not limited, and it may be combined with the fan 11F as appropriate.
  • the first temperature detector 31 detects the ambient temperature (first ambient temperature) of the housing 11 that has flowed into the housing 11 .
  • the first temperature detector 31 is arranged, for example, inside the opening into which the outside air flows in the housing 11 and below the winding portion of the transformer 2 .
  • the position shown in the figure is an example and is not limited to this.
  • the second temperature detector 32 detects the ambient temperature of the transformer 2 (second ambient temperature).
  • a second temperature sensor 32 is arranged near the transformer 2, for example above the V-phase winding of the transformer 2 having a UVW-phase winding. This position is easily affected by the temperature of the main body of the transformer 2 .
  • the position shown in the figure is an example and is not limited to this.
  • the transformer 2 placed inside the housing 11 of the transformer board 1 generates heat due to its own power loss. This heat is discharged outside the housing 11 by the operation of the fan 11F of the housing 11 . When the operation of the fan 11F of the housing 11 stops, the heat accumulated in the transformer 2 at that stage may increase the temperature around the transformer 2.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram around the transformer board 1 of the embodiment.
  • An input-side circuit breaker CB is provided on the primary side of the transformer panel 1 .
  • the input-side circuit breaker CB is in a conductive state and allows power from the power supply side to be supplied to the primary side of the transformer panel 1 . In the cutoff state, the supply of electric power from the power supply side to the primary side of the transformer panel 1 is cut off.
  • the input side circuit breaker CB is an example of a switch arranged on the primary side of the transformer 2 .
  • the input-side circuit breaker CB is formed, for example, so as to switch between a conductive state and a cut-off state by control.
  • the secondary side of the transformer panel 1 is connected to loads such as a motor (M) and a cooling device (fan 11F) via load-side circuit breakers, disconnecting switches, and the like.
  • loads such as a motor (M) and a cooling device (fan 11F) via load-side circuit breakers, disconnecting switches, and the like.
  • the temperature determination unit 5 detects temperature anomalies in the transformer 2 .
  • the temperature determination unit 5 is connected to a first temperature detector 31 and a second temperature detector 32 arranged inside the housing 11 . Further, the temperature determination unit 5 is supplied with a state signal of the input side circuit breaker CB so as to detect the live state of the primary side of the transformer 2 .
  • the state signal of the input-side circuit breaker CB may be a signal indicating the call status of the load side of the input-side circuit breaker CB.
  • the temperature determination unit 5 may output a control signal for controlling the state of the input side circuit breaker CB so as to cut off the power supply to the primary side of the transformer 2 .
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the temperature determination unit 5 of the embodiment.
  • the temperature determination unit 5 includes filters 51 and 52, comparators 53 to 56, a filter 57, a gate 58, a one-shot gate 59, gates 61 to 66, and filters 67 and 68.
  • the filters 51 and 52 are smoothing circuits. Filters 51 and 52 remove noise superimposed on their respective input signals.
  • This smoothing circuit may be configured as a moving average circuit, or may be configured as a low-pass filter. These characteristics may be appropriately determined so that temperature changes are detected.
  • the input of the filter 51 is connected to the output of the first temperature detector 31, and the signal TB indicating the detection result of the first temperature detector 31 is supplied.
  • a filter 51 outputs a signal TBf obtained by converting the signal TB.
  • the output of the second temperature sensor 32 is connected to the input of the filter 52, and a signal TV indicating the detection result of the second temperature sensor 32 is supplied.
  • a filter 52 outputs a signal TVf obtained by converting the signal TV.
  • the comparators 53 to 56 detect that the potential difference between the signal TBf and the signal TVf respectively supplied to the two inputs exceeds a predetermined value.
  • the predetermined values set in the comparators 53 to 56 are different from each other. Assume that the comparators 53 to 56 are set to, for example, ⁇ T1, ⁇ T2, ⁇ T3, and ⁇ T4 in that order.
  • Comparators 53 to 56 output the identified results as signal TAN, signal TFN, signal TAFS, and signal TFFS, respectively.
  • a first input of gate 61 is connected to the output of comparator 53 .
  • a first input of gate 62 is connected to the output of comparator 54 .
  • the output of comparator 55 is connected to the first input of gate 63 .
  • the output of comparator 56 is connected to the first input of gate 64 .
  • Gates 61 to 64 are AND circuits. Note that the second inputs of gates 63 and 64 are negative logic. The inputs of gates 61 through 64 and gate 58, and their outputs, except the second inputs of gates 63 and 64, are all positive logic.
  • the state signal CBCL1 of the input side circuit breaker CB is supplied to the terminal CBA.
  • the state signal CBCL1 is in the logic state ST1 when the input side circuit breaker CB is closed and in the logic state ST0 when it is open.
  • Terminal CBA is connected to the input of filter 57 .
  • the filter 57 When the logic state ST1 of the input signal exceeds a predetermined time, the filter 57 outputs the logic state ST1 at a timing delayed by that time, and responds when the input signal changes to the logic state ST0. outputs the logic state ST0. Note that the filter 57 generates an output signal that holds the logic state of the input signal. For example, the filter 57 may generate a pulse in the logic state ST1 when the input signal continues for about 0.5 seconds after changing to the logic state ST1. Connected to the output of filter 57 are the second inputs of gates 61 through 64 and the second input of gate 58, respectively.
  • a pair of gate 58 and one-shot gate 59 generates a mask signal that temporarily stops temperature abnormality detection.
  • gate 58 is an AND circuit.
  • the output of gate 58 is connected to the trigger input of one shot gate 59 .
  • One-shot gate 59 outputs a negative pulse of a predetermined length upon detection of a trigger input at which the output signal of gate 58 changes from logic state ST0 to logic state ST1.
  • one-shot gate 59 produces a pulse of logic state ST0, which in this case lasts 60 seconds.
  • the output of one-shot gate 59 is connected to the third inputs of gates 61 and 62 .
  • Gates 61 and 62 which are pulsed to logic state ST0, are deactivated during the pulse to logic state ST0, masking other input signals. In other words, the signals output from comparators 53 and 54 are masked by gates 61 and 62 while the logic state ST0 pulse is applied.
  • the gate 65 is a positive logic input/positive logic output OR circuit.
  • a first input of gate 65 is connected to the output of gate 61 and a second input is connected to the output of gate 63 .
  • the output of gate 65 is connected to the input of filter 67 .
  • the filter 67 When the logic state ST1 of the input signal exceeds a predetermined time, the filter 67 outputs the logic state ST1 at a timing delayed by that time, and responds when the input signal changes to the logic state ST0. outputs the logic state ST0. Note that the filter 67 generates an output signal that holds the logic state of the input signal. For example, the filter 67 may generate a pulse in the logic state ST1 when the logic state ST1 of the input signal continues for about one second.
  • the output of filter 67 is connected to terminal OHA and to the first input of gate 58 .
  • the gate 66 is a positive logic input/positive logic output OR circuit.
  • a first input of gate 66 is connected to the output of gate 62 and a second input is connected to the output of gate 64 .
  • the output of gate 66 is connected to the input of filter 68 .
  • the filter 68 When the logic state ST1 of the input signal exceeds a predetermined time, the filter 68 outputs the logic state ST1 at a timing delayed by that time, and responds when the input signal changes to the logic state ST0. outputs the logic state ST0.
  • the filter 67 may generate a pulse in the logic state ST1 when the logic state ST1 of the input signal continues for about one second. Note that the filter 68 generates an output signal that holds the logic state of the input signal.
  • the output of filter 68 is connected to terminal OHF.
  • the temperature determination unit 5 identifies the temperature difference (temperature difference) detected by the first temperature detector 31 and the second temperature detector 32 with the comparators 53 to 56, and detects temperature abnormality of the transformer 2. .
  • the state in which 1 is output to the terminal OHA indicates that the temperature abnormality has reached the first stage
  • the state in which 1 is output to the terminal OHF indicates the state that the temperature abnormality has reached the second stage.
  • the first stage of the temperature abnormality is the stage of notifying an alarm indicating that the temperature abnormality has occurred
  • the second stage of the temperature abnormality is the state in which the temperature abnormality has occurred and it is dangerous to continue the operation. It is time to notify.
  • the state signal CBCL1 becomes the logic state ST0 when the input side circuit breaker CB is open, and the gates 63 and 64 are activated. Meanwhile, the outputs of gates 61 and 62 are deactivated, masking their input signals.
  • the state signal CBCL1 becomes the logic state ST1
  • the output state of the one-shot gate 59 activates the gates 61 and 62 .
  • gates 63 and 64 are deactivated to mask the input signal.
  • the identification results of the comparators 55 and 56 are valid, and when it is closed, the identification results of the comparators 53 and 54 are valid.
  • thresholds ⁇ T1, ⁇ T2, ⁇ T3, and ⁇ T4 for detecting temperature differences set in the comparators 53 to 56 will be described.
  • the thresholds ⁇ T2 and ⁇ T4 associated with the comparators 54 and 56 are set to a temperature difference that allows detection of the first stage of temperature abnormality.
  • the threshold values ⁇ T1 and ⁇ T3 associated with the comparators 53 and 55 are set to a temperature difference that allows detection of the second stage of the temperature abnormality. For example, 120 degrees, 125 degrees, 130 degrees, and 135 degrees are set as the detection temperatures for the thresholds ⁇ T1, ⁇ T2, ⁇ T3, and ⁇ T4, respectively.
  • a temperature lower than the above temperature for example, a temperature lower by 10 degrees
  • a temperature lower by 10 degrees may be set.
  • the comparators 53 and 54 detect the second stage and the first stage of the temperature abnormality, respectively.
  • the threshold ⁇ T2 and the threshold ⁇ T2 are set so that the temperature difference is higher than the thresholds ⁇ T1 and ⁇ T3 so that the comparators 55 and 56 detect the second stage and the first stage of temperature abnormality, respectively.
  • the first threshold temperature (threshold ⁇ T1) for determining the temperature of the transformer 2 while the cooling fan 11F is operating and A threshold temperature may be provided, including a second threshold temperature (threshold ⁇ T3) for determining the temperature of the transformer.
  • the second threshold temperature (threshold ⁇ T3) should be lower than the threshold temperature (threshold ⁇ T2) in order to detect an event that stops the system from the temperature of the transformer 2 while the cooling fan 11F is operating.
  • the above temperature is an example shown as a guideline, and may be determined as appropriate without being limited thereto.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the temperature of the transformer 2 during hot start of the embodiment.
  • the graph of FIG. 4 shows the temperature difference between the temperatures detected by the first temperature detector 31 and the second temperature detector 32, and changes over time in the signals of each part.
  • the graph shown at the top shows the temperature difference between the detected temperatures
  • the solid line TV in the graph shows the temperature difference between the detected temperatures of the first temperature sensor 31 and the second temperature sensor 32 .
  • the above temperature difference is simply referred to as "temperature of transformer 2”.
  • the subsequent graphs show the signal TAN, the signal CBCL1, the signal OHAS, and the control signal SOHA, respectively.
  • the signal TAN, the signal CBCL1, the signal OHAS, and the control signal SOHA take binary values of "0 (logical state ST0)" and "1 (logical state ST1)".
  • the power supply from the transformer 2 to the load is stopped.
  • the signal TAN, the signal OHAS, and the control signal SOHA are "0", and the signal CBCL1 is "1".
  • state S1 When the temperature around the fan 11F exceeds the operation start temperature, the fan 11F starts operating due to temperature control of the fan 11F. If the temperature around the fan 11F exceeds the operation start temperature and the fan 11F is energized, the fan 11F will operate. As a result, cooling air starts to flow inside the housing 11 .
  • the state at this stage is called a normal state (state S1).
  • state S1 transformer 2 is supplying power to its load and fan 11F is operating.
  • the state S1 when the amount of heat generated by the power loss of the transformer 2 and the cooling effect of the fan 11F are balanced, the temperature of the transformer 2 reaches thermal equilibrium (time t12). At this stage, the temperature of the transformer 2 detected by the second temperature sensor 32 is stable and almost constant.
  • threshold temperatures OTL1 and OLT2 which are higher than the temperature at the time of thermal equilibrium, are set for detecting temperature anomalies.
  • the threshold temperature OTL1 is set to a temperature that does not occur under normal conditions when the fan 11F is operating. Although this threshold temperature OTL1 is set higher than the temperature at normal thermal equilibrium, it is preferable to make the difference between the threshold temperature OTL1 and the temperature at thermal equilibrium relatively small. As a result, it is possible to increase the detection sensitivity when a temperature abnormality occurs.
  • the threshold temperature OTL2 is set to a temperature that does not occur under normal operating conditions, regardless of whether the fan 11F is operating or not. This threshold temperature OTL2 is set higher than the threshold temperature OTL1, and is preferably a value that does not erroneously detect a temperature at which the risk of failure of the transformer 2 is low as a temperature abnormality.
  • This state indicates a state in which power is no longer shared by the transformer 2 (referred to as state S2).
  • state S2 a state in which power is no longer shared by the transformer 2
  • power supply to the transformer 2 is stopped, and heat generation due to loss by the transformer 2 is stopped.
  • heat accumulated in the transformer 2 until the power supply is stopped, and the temperature around the transformer 2 rises due to the dissipation of this heat.
  • the temperature of the transformer 2 may become higher than the threshold temperature OTL1. Therefore, it is preferable to adjust the threshold temperature during the period of the state S2 and switch the threshold temperature so as not to detect the above temperature rise.
  • a threshold temperature OTL1A and a threshold temperature OTL2A are set instead of the threshold temperature OTL1 and the threshold temperature OTL2.
  • Threshold temperature OTL1A and threshold temperature OTL2A are set higher than threshold temperature OTL1 and threshold temperature OTL2, respectively.
  • the state exceeding the threshold temperature OTL1A is not detected. More specifically, although the signal TAN is "1", the output of the gate 61 is "0" because the signal CBCL1 is “0". ” is retained.
  • the temperature of transformer 2 begins to drop. This is because the heat accumulated in the transformer 2 is transmitted to the housing 11 by the dissipation of the heat accumulated in the transformer 2 and the natural convection in the housing 11, and the heat accumulated in the transformer 2 is transferred to the housing 11 from the surface of the housing 11 to the outside. By diverging.
  • the temperature of the transformer 2 gradually decreases in this way, it is not suitable to restart the energization of the transformer 2 when the temperature of the transformer 2 is higher than the threshold temperature OTL1.
  • the temperature determination unit 5 controls the input-side circuit breaker CB using the control signal SOHA output via the terminal OHA.
  • the input side circuit breaker CB is energized according to this control, and the signal CBCL1 becomes "1".
  • This state becomes a state in which power is supplied to the transformer 2 (state S3).
  • the transformer 2 supplies power to the load again, so that the fan 11F is in operation.
  • the situation inside the housing 11 differs between the time when the state S3 starts and the time when the state S1 ends.
  • the temperature inside the housing 11 is different.
  • the temperature inside the housing 11 at the start of the state S3 is higher than the temperature inside the housing 11 at the end of the state S1. Therefore, immediately after energization is resumed, the transformer 2 cannot be sufficiently cooled, and the temperature of the transformer 2 rises after time t31.
  • the temperature rise of the transformer 2 that occurs after time t31 is detected by the comparator 53.
  • the input-side circuit breaker CB is in an energized state, and the state signal CBCL1 is transitioning to "1".
  • the output of one-shot gate 59 is at "1" at time t31. Therefore, the gate 61 is activated and the detection result by the comparator 53 is output from the gate 61 .
  • the signal OHAS from the output of the gate 65 is output as a signal "1" indicating the abnormal temperature of the transformer 2 detected by the comparator 53 . This phenomenon is permissible in terms of design, and it is not appropriate to output the signal generated at this time as it is as a signal indicating an alarm (“1” of control signal SOHA).
  • the gate 58 and the one-shot gate 59 respond to this. Then, the one-shot gate 59 outputs a pulse of "0" which continues for a predetermined time. This "0" pulse is supplied from the one-shot gate 59 to the gate 61 to deactivate the gate 61 so that the output of the gate 61 becomes “0". As a result, the gate 61 masks "the signal indicating the abnormal temperature of the transformer 2 detected by the comparator 53" and forms a pulse of "1” with a short duration. Accordingly, The signal OHAS output from the gate 65 is also a pulse of "1" with a short time width.
  • the signal OHAS output by the gate 65 includes a relatively short pulse based on the "signal indicating the abnormal temperature of the transformer 2 detected by the comparator 53". Since the filter 67 in the subsequent stage limits this pulse, the control signal SOHA output from the filter 67 does not show a signal indicating abnormal temperature of the transformer 2 . As a result, the control signal SOHA output from the terminal OHA does not fluctuate, and the temperature of the transformer 2 at hot start can be stably detected.
  • the time period during which the signal generated by the one-shot gate 59 masks "the signal indicating the abnormal temperature of the transformer 2 detected by the comparator 53" is set to a relatively short time, an important phenomenon that occurs during this period is does not omit the detection of For example, when an important phenomenon to be detected occurs, the "signal indicating the abnormal temperature of the transformer 2 detected by the comparator 53" continues longer than this masking time. Since such an important phenomenon to be detected can be detected without being masked, a signal indicating abnormality is outputted to the control signal SOHA of the terminal OHA accordingly.
  • the overtemperature detection system 5A detects abnormal temperature of the transformer 2 (dry transformer) cooled by the fan 11F (cooling device).
  • 5 A of over temperature detection systems are provided with the temperature determination part 5.
  • FIG. The temperature determination unit 5 determines the temperature abnormality of the transformer 2 by changing the determination condition of the temperature abnormality of the transformer 2 depending on the operation state of the fan 11F being operated and stopped, thereby determining the transformer cooled by the fan 11F. Abnormal temperature of the vessel 2 can be detected.
  • the overtemperature detection system 5 ⁇ /b>A may be used for protecting the transformer 2 by judging and outputting the abnormal temperature of the transformer 2 .
  • the temperature determination unit 5 may limit the output of the temperature abnormality identification result until a predetermined condition is satisfied when the transformer 2 is hot started.
  • the predetermined condition includes that the temperature of transformer 2 falls below the first threshold temperature if the temperature of transformer 2 was above the first threshold temperature at the time of hot start of transformer 2. It's okay to be
  • the temperature determination unit 5 may detect a transition to a live line state on the primary side of the transformer 2 to identify a hot start of the transformer 2 .
  • the temperature determination unit 5 can identify the hot start of the transformer 2 by detecting the state of the input-side circuit breaker CB arranged on the primary side of the transformer 2 .
  • the temperature determination unit 5 detects that the temperature inside the housing 11 has risen to or above the threshold temperature OTL1, it does not necessarily determine that the temperature is abnormal.
  • the temperature determination unit 5 does not handle an event in which a temperature exceeding the threshold temperature OTL1 is detected as a temperature abnormality that should stop the output of the transformer 2, but allows selection to continue the operation.
  • the temperature determination unit 5 may continue the operation without determining that the temperature is abnormal during a predetermined period of time when power supply is restarted due to a hot start. During this period, the load may be operated with the same amount of power as in normal conditions without adjusting the power consumption of the load operation.
  • FIG. 5 is a block diagram of the temperature determination section 5D of the second embodiment.
  • the temperature determination unit 5D includes a processing circuit 100, for example.
  • the CPU 101, storage unit 102, and driving unit 103 are connected by BUS.
  • the processing circuit 100 is an example of the temperature determination section 5D.
  • CPU 101 includes a processor that executes desired processing according to a software program.
  • Storage unit 102 includes a semiconductor memory. Under the control of the CPU 101, the driving section 103 detects various signals and further generates a control signal for the input-side circuit breaker CB.
  • the processing executed by the CPU 101 and the drive unit 103 will be collectively described simply as the processing of the temperature determination unit 5D.
  • the temperature determination unit 5D is connected to the first temperature detector 31 and the second temperature detector 32 arranged inside the housing 11, like the temperature determination unit 5 described above. Further, the temperature determination unit 5D is supplied with a state signal of the input side circuit breaker CB so as to detect the live line state of the primary side of the transformer 2 .
  • the state signal of the input-side circuit breaker CB may be a signal indicating the call status of the load side of the input-side circuit breaker CB.
  • the temperature determination unit 5D may output a control signal for controlling the state of the input side circuit breaker CB so as to cut off the power supply to the primary side of the transformer 2.
  • the processing performed by the CPU 101 and the drive unit 103 regarding this may be the same as the description of the operation of the first embodiment.
  • the overtemperature detection system detects temperature anomalies in a dry transformer (hereinafter referred to as transformer) cooled by a cooling device.
  • the over-temperature detection system includes a temperature determination section.
  • the temperature judging section changes a judging condition for a temperature anomaly of the transformer according to an operating state of the cooling device being in operation and being stopped, and judging and outputting the temperature anomaly of the transformer. This allows the over-temperature detection system to detect temperature anomalies in the transformer cooled by the cooling device.

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Abstract

実施形態の過温度検出システムは、冷却装置によって冷却される乾式変圧器（以下、変圧器という。）の温度異常を検出する。過温度検出システムは、温度判定部を備える。温度判定部は、前記冷却装置の動作中と停止中の動作状態により前記変圧器の温度異常の判定条件を代えて、前記変圧器の温度異常を判定して出力する。

Description

過温度検出システム、過温度保護システム及び過温度検出方法
　本発明の実施形態は、過温度検出システム、過温度保護システム及び過温度検出方法に関する。
　過温度検出システムには、冷却装置によって冷却される乾式変圧器（変圧器という。）の付近に温度検知素子を設けて、変圧器の温度を接触して直接的に測定することに代えて、これを推定することで変圧器の温度を間接的に検出するものがある。その温度検知素子が検出した結果を利用して、変圧器の保護を行う場合がある。しかしながら、このような温度の検出方式では適切な保護を掛けるだけの検出精度が得られない場合があった。
日本国特許特開２０１０－１９３６９５号公報
　本発明の目的は、冷却装置によって冷却される変圧器の温度異常を検出する過温度検出システム、過温度保護システム及び過温度検出方法を提供することである。
　実施形態の過温度検出システムは、冷却装置によって冷却される乾式変圧器（以下、変圧器という。）の温度異常を検出する。過温度検出システムは、温度判定部を備える。温度判定部は、前記冷却装置の動作中と停止中の動作状態により前記変圧器の温度異常の判定条件を代えて、前記変圧器の温度異常を判定して出力する。
実施形態の実施形態の過温度検出システムを適用する変圧器盤の概略構成図。 実施形態の変圧器盤１の平面図。 実施形態の変圧器盤周辺の概略構成図。 実施形態の温度判定部の構成図。 実施形態のホットスタート時に係る変圧器２の温度について説明するための図。 第２の実施形態の温度判定部５Ｄのブロック図。
　以下、実施形態の過温度検出システム、過温度保護システム及び過温度検出方法について、図面を参照して説明する。
　なお、以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの構成の重複する説明は省略する場合がある。なお、電気的に接続されることを、単に「接続される」ということがある。以下の説明に示す「電圧の測定値」とは、実際の電圧の測定値、実際の電圧の大きさを示す指標値、又は電圧の大きさを示す推定値のことである。以下の説明において、「乾式変圧器」のことを、単に「変圧器」として説明することがある。「変圧器の温度」として、「変圧器の周辺の空気の温度」のことを同義のものとして説明することがある。
　図１Ａは、実施形態の過温度検出システム５Ａを適用する変圧器盤１の概略構成図である。図１Ｂは、実施形態の変圧器盤１の平面図である。
　変圧器盤１は、変圧器２と、筐体１１と、第１温度検知器３１と、第２温度検知器３２と、温度判定部５（図２）を備える。第１温度検知器３１と、第２温度検知器３２と、温度判定部５は、過温度保護システム１０の一例である。温度判定部５は、過温度検出システム５Ａの一例である。
　変圧器２は、例えばモールド型の３相トランスである。変圧器２は乾式変圧器の一例である。変圧器２は、冷却装置によって冷却される強制空冷型で形成されている。
　筐体１１は、その内部に変圧器２を収納するように構成されている。変圧器２は、筐体１１内に設置されている。筐体１１には、変圧器２の冷却用に利用する冷却装置が設けられている。冷却装置として、室温の空気（ＣＡ）を取り込んで暖気ＨＡを排出する外気導入型のファン１１Ｆを含めて形成してもよい。ファン１１Ｆは、筐体１１の開口部１１Ｈに設けられた冷却装置の一例である。筐体１１の開口部１１Ｈは、例えば筐体１１の天面に設けられている。室温の空気（ＣＡ）を取り込むための開口は、図示しない扉面に設けられていてよい。なお、筐体１１に設けるファン１１Ｆ以外の冷却装置を設けることを制限するものではなく、ファン１１Ｆに適宜組み合わせてもよい。
　第１温度検知器３１は、筐体１１に流入した筐体１１の周辺の温度（第１周囲温度）を検出する。第１温度検知器３１は、例えば、筐体１１内の外気が流入する開口部の内側で、変圧器２の巻線部よりも下段に配置される。なお、図に示す位置は、一例でありこれに制限されない。
　第２温度検知器３２は、変圧器２の周囲温度（第２周囲温度）を検出する。第２温度検知器３２は、変圧器２付近に、例えば、ＵＶＷ相の巻線を有する変圧器２のＶ相巻線の上部に配置されている。この位置は、変圧器２本体の温度の影響を受けやすい位置になる。なお、図に示す位置は、一例でありこれに制限されない。
　変圧器盤１の筐体１１内に配置された変圧器２は、自己の電力損失によって発熱する。この熱は、筐体１１のファン１１Ｆの作動によって、筐体１１外に排出される。筐体１１のファン１１Ｆの作動が停止すると、その段階で変圧器２に蓄積されていた熱が、変圧器２の周辺の温度を上昇させることがある。
　図２は、実施形態の変圧器盤１周辺の概略構成図である。
　変圧器盤１の１次側には、入力側遮断機ＣＢが設けられている。入力側遮断機ＣＢは、導通状態で、電源側からの電力を変圧器盤１の１次側に供給可能にする。遮断状態で、電源側からの電力の変圧器盤１の１次側への供給を遮断する。入力側遮断機ＣＢは、変圧器２の１次側に配置されたスイッチの一例である。入力側遮断機ＣＢは、例えば、制御により導通状態と遮断状態が切り替わるように形成されている。
　変圧器盤１の２次側には、負荷側遮断機、断路器などを介して電動機（Ｍ）、冷却装置（ファン１１Ｆ）などの負荷が接続されている。
　温度判定部５は、変圧器２の温度異常を検出する。例えば、温度判定部５は、筐体１１内に配置された第１温度検知器３１と第２温度検知器３２とに接続されている。さらに温度判定部５は、変圧器２の一次側の活線状態を検出するように、入力側遮断機ＣＢの状態信号が供給されている。入力側遮断機ＣＢの状態信号は、入力側遮断機ＣＢの負荷側の架電状態を示す信号であるとよい。さらに温度判定部５は、変圧器２の一次側に対する電力の供給を遮断するように、入力側遮断機ＣＢの状態を制御するための制御信号を出力してもよい。
　図３は、実施形態の温度判定部５の構成図である。
　温度判定部５は、フィルタ５１と５２と、コンパレータ５３から５６と、フィルタ５７と、ゲート５８と、ワンショットゲート５９と、ゲート６１から６６と、フィルタ６７と６８とを備える。
　フィルタ５１と５２は、平滑化回路である。フィルタ５１と５２は、それぞれの入力信号に重畳するノイズを除去する。この平滑化回路は、移動平均回路として構成してもよく、或いはローパスフィルタとして構成してもよい。これらの特性は、温度変化が検出されるように適宜定めてよい。
　例えば、フィルタ５１の入力には、第１温度検知器３１の出力が接続されていて、第１温度検知器３１の検出結果を示す信号ＴＢが供給される。フィルタ５１は、信号ＴＢを変換した信号ＴＢｆを出力する。フィルタ５２の入力には、第２温度検知器３２の出力が接続されていて、第２温度検知器３２の検出結果を示す信号ＴＶが供給される。フィルタ５２は、信号ＴＶを変換した信号ＴＶｆを出力する。
　コンパレータ５３から５６は、２つの入力にそれぞれ供給される信号ＴＢｆと信号ＴＶｆとの電位差が、予め定められた所定値を超えたことを検出する。コンパレータ５３から５６の夫々に設定される所定値は、互いに異なる。コンパレータ５３から５６の順に、例えば、ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、ΔＴ４に設定されているものとする。
　コンパレータ５３から５６は、識別した結果を、信号ＴＡＮ、信号ＴＦＮ、信号ＴＡＦＳ、信号ＴＦＦＳとして夫々出力する。
　コンパレータ５３の出力には、ゲート６１の第１入力が接続されている。
　コンパレータ５４の出力には、ゲート６２の第１入力が接続されている。
　コンパレータ５５の出力には、ゲート６３の第１入力が接続されている。
　コンパレータ５６の出力には、ゲート６４の第１入力が接続されている。
　ゲート６１から６４は、夫々ＡＮＤ回路である。なお、ゲート６３と６４の第２入力は、負論理である。ゲート６３と６４の第２入力を除く、ゲート６１から６４とゲート５８の入力と、これらの出力は、すべて正論理である。
　端子ＣＢＡに、入力側遮断機ＣＢの状態信号ＣＢＣＬ１が供給されている。状態信号ＣＢＣＬ１は、入力側遮断機ＣＢが閉じているときに論理状態ＳＴ１になり、開いているときに論理状態ＳＴ０になる。端子ＣＢＡは、フィルタ５７の入力に接続されている。
　フィルタ５７は、入力信号の論理状態ＳＴ１が予め定められた時間を超えたときに、その時間だけ遅延させたタイミングに論理状態ＳＴ１を出力し、さらに入力信号が論理状態ＳＴ０に変化するとこれに応じて論理状態ＳＴ０を出力する。なお、フィルタ５７は、入力信号の論理状態を保持した出力信号を生成する。例えば、フィルタ５７は、入力信号が論理状態ＳＴ１に変化した後に０．５秒程度継続したときに、論理状態ＳＴ１のパルスを生成するとよい。フィルタ５７の出力には、ゲート６１から６４の各第２入力と、ゲート５８の第２入力とが夫々接続されている。
　ゲート５８とワンショットゲート５９の組は、温度異常検出を一時的に停止させるマスク信号を生成する。例えば、ゲート５８は、ＡＮＤ回路である。ゲート５８の出力がワンショットゲート５９のトリガ入力に接続されている。ワンショットゲート５９は、ゲート５８の出力信号が論理状態ＳＴ０から論理状態ＳＴ１に変化するトリガ入力を検出と、予め定められた所定の長さの負のパルスを出力する。例えば、ワンショットゲート５９は、この場合に６０秒継続する論理状態ＳＴ０のパルスを生成する。ワンショットゲート５９の出力は、ゲート６１と６２の第３入力に接続されている。論理状態ＳＴ０のパルスが供給されるゲート６１と６２は、論理状態ＳＴ０のパルスが供給されている間、非活性化され、他の入力信号をマスクする。換言すれば、論理状態ＳＴ０のパルスが供給されている間は、コンパレータ５３と５４から出力される信号がゲート６１と６２によってマスクされることになる。
　ゲート６５は、正論理入力、正論理出力のＯＲ回路である。ゲート６５の第１入力がゲート６１の出力に接続され、第２入力がゲート６３の出力に接続されている。ゲート６５の出力には、フィルタ６７の入力が接続されている。
　フィルタ６７は、入力信号の論理状態ＳＴ１が予め定められた時間を超えたときに、その時間だけ遅延させたタイミングに論理状態ＳＴ１を出力し、さらに入力信号が論理状態ＳＴ０に変化するとこれに応じて論理状態ＳＴ０を出力する。なお、フィルタ６７は、入力信号の論理状態を保持した出力信号を生成する。例えば、フィルタ６７は、入力信号の論理状態ＳＴ１が１秒程度継続したときに、論理状態ＳＴ１のパルスを生成するとよい。フィルタ６７の出力は、端子ＯＨＡと、ゲート５８の第１入力に接続されている。
　ゲート６６は、正論理入力、正論理出力のＯＲ回路である。ゲート６６の第１入力がゲート６２の出力に接続され、第２入力がゲート６４の出力に接続されている。ゲート６６の出力には、フィルタ６８の入力が接続されている。
　フィルタ６８は、入力信号の論理状態ＳＴ１が予め定められた時間を超えたときに、その時間だけ遅延させたタイミングに論理状態ＳＴ１を出力し、さらに入力信号が論理状態ＳＴ０に変化するとこれに応じて論理状態ＳＴ０を出力する。例えば、フィルタ６７は、入力信号の論理状態ＳＴ１が１秒程度継続したときに、論理状態ＳＴ１のパルスを生成するとよい。なお、フィルタ６８は、入力信号の論理状態を保持した出力信号を生成する。フィルタ６８の出力は、端子ＯＨＦに接続されている。
　続いて、温度判定部５の動作について説明する。
　温度判定部５は、第１温度検知器３１と第２温度検知器３２が夫々検出した温度の差（温度差）を、コンパレータ５３から５６によって識別して、変圧器２の温度異常を検出する。端子ＯＨＡに１が出力される状態は、温度異常の第１段階に達した状態であることを示し、端子ＯＨＦに１が出力される状態は、温度異常の第２段階に達した状態であることを示す。温度異常の第１段階が、温度異常が発生したことを示すアラームを通知する段階であり、温度異常の第２段階が、温度異常が発生していて、動作を継続させることが危険な状態を通知する段階である。
　フィルタ５７が応答するまでの遅延時間を無視して説明すると、入力側遮断機ＣＢが開いているときに状態信号ＣＢＣＬ１が論理状態ＳＴ０になり、ゲート６３と６４が活性化される。その一方で、ゲート６１と６２の出力が非活性化されて、その入力信号がマスクされる。
　入力側遮断機ＣＢが閉じているときに状態信号ＣＢＣＬ１が論理状態ＳＴ１になり、かつワンショットゲート５９の出力状態によってゲート６１と６２が活性化される。その一方で、ゲート６３と６４が非活性化されて入力信号がマスクされる。
　例えば、入力側遮断機ＣＢが開いているときには、コンパレータ５５と５６の識別結果が有効になり、閉じているときには、コンパレータ５３と５４の識別結果が有効になる。
　コンパレータ５３から５６に夫々設定された、温度差を検出するための閾値ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、ΔＴ４の一例について説明する。コンパレータ５４と５６に対応付けられた閾値ΔＴ２とΔＴ４について、温度異常の第１段階が検出可能な温度差に設定する。コンパレータ５３と５５に対応付けられた閾値ΔＴ１とΔＴ３について、温度異常の第２段階が検出可能な温度差に設定する。例えば、閾値ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、ΔＴ４の夫々について、１２０度、１２５度、１３０度、１３５度を検出温度として設定する。ヒステリシスを持たせる場合、上記の温度よりも低い温度（例えば１０度低い温度）を設定してもよい。
　また、入力側遮断機ＣＢが閉じているときに、コンパレータ５３と５４が、温度異常の第２段階と第１段階を夫々検出するように、平時における温度異常の識別が可能な温度差に閾値ΔＴ１とΔＴ３を設定する。入力側遮断機ＣＢが開いたときに、コンパレータ５５と５６が、温度異常の第２段階と第１段階を夫々検出するように、閾値ΔＴ１とΔＴ３よりも高い温度差になるように閾値ΔＴ２とΔＴ４を設定する。
　例えば、変圧器２の温度異常の判定条件として、冷却用のファン１１Ｆの動作中に変圧器２の温度を判定するための第１閾値温度（閾値ΔＴ１）と、冷却用のファンの停止中に変圧器の温度を判定するための第２閾値温度（閾値ΔＴ３）とを含む閾値温度を設けてよい。上記の第２閾値温度（閾値ΔＴ３）は、冷却用のファン１１Ｆの動作中に変圧器２の温度からシステムを停止させる事象の検出するため閾値温度（閾値ΔＴ２）よりも低い温度にするとよい。上記の温度は、目安として示した一例であり、これに制限されることはなく、適宜決定してよい。
　図４を参照して、ホットスタート時に係る変圧器２の温度について説明する。
　図４は、実施形態のホットスタート時に係る変圧器２の温度について説明するための図である。図４のグラフに、第１温度検知器３１と第２温度検知器３２の検出温度の温度差と、各部の信号の経時変化を示す。最上段に示すグラフは、検出温度の温度差を示し、グラフ中の実線ＴＶは、第１温度検知器３１と第２温度検知器３２の検出温度の温度差を示す。以下の説明では、上記の温度差のことを、単に「変圧器２の温度」と呼ぶ。次段以降のグラフは、信号ＴＡＮ、信号ＣＢＣＬ１、信号ＯＨＡＳ、及び制御信号ＳＯＨＡを夫々示す。信号ＴＡＮ、信号ＣＢＣＬ１、信号ＯＨＡＳ、及び制御信号ＳＯＨＡは、「０（論理状態ＳＴ０）」と「１（論理状態ＳＴ１）」の２値をとる。
　初期段階では、変圧器２からその負荷に対する電力の供給が停止している。信号ＴＡＮ、信号ＯＨＡＳ、及び制御信号ＳＯＨＡは、「０」であり、信号ＣＢＣＬ１は、「１」である。
　時刻ｔ１０に、変圧器２からその負荷に対する電力の供給が始まり、第２温度検知器３２によって検出される変圧器２の温度が上昇し始める。
　時刻ｔ１１に、ファン１１Ｆ周辺の温度が動作開始温度を超えると、ファン１１Ｆの温度制御によりファン１１Ｆが作動し始める。ファン１１Ｆ周辺の温度が動作開始温度を超えていて、通電されていればファン１１Ｆは作動する。これにより、筐体１１内に冷却用の空気の流通が始まる。この段階の状態を平時の状態（状態Ｓ１）という。状態Ｓ１にあると、変圧器２がその負荷に対する電力を供給し、かつファン１１Ｆが作動している状態になっている。状態Ｓ１のなかで、変圧器２の電力損失による発熱量と、ファン１１Ｆによる冷却効果がバランスする状況になると、変圧器２の温度が熱平衡に達する（時刻ｔ１２）。この段階で、第２温度検知器３２によって検出される変圧器２の温度は、安定していてほぼ一定になる。
　なお、温度異常の検出用に、この熱平衡時の温度よりも高い閾値温度ＯＴＬ１とＯＬＴ２とが設定されている。閾値温度ＯＴＬ１は、ファン１１Ｆが作動している平時の状況の中では発生しない温度に設定される。この閾値温度ＯＴＬ１は、平時の熱平衡時の温度よりも高く設定されるが、閾値温度ＯＴＬ１とその熱平衡時の温度との差を比較的小さくするとよい。これにより、温度異常が発生した時の検出感度を高めることができる。閾値温度ＯＴＬ２は、ファン１１Ｆの作動と非作動によらず、正常な動作状況の中では発生しない温度に設定される。この閾値温度ＯＴＬ２は、閾値温度ＯＴＬ１よりも高く設定され、変圧器２が故障するリスクが少ない温度を温度異常として誤検出しないような値であるとよい。
　時刻ｔ２１に、何らかの要因により入力側遮断機ＣＢが開放されて、信号ＣＢＣＬ１が「０」になる。この状態は、変圧器２に電力が共有されなくなった状態（状態Ｓ２という。）を示す。上記により、変圧器２に対する電力の供給が停止するため、変圧器２による損失による熱の発生が止まる。ただし、電力の供給が停止するまでに変圧器２に蓄積された熱があり、この熱の発散により変圧器２の周辺の温度が上昇する。
　この状態Ｓ２になると、変圧器２の負荷に対する電力の供給も停止するため、変圧器２を冷却させるファン１１Ｆも作動しない。そのため、上記の熱の発散による変圧器２の周辺の温度上昇が顕在化して、第２温度検知器３２によって温度の上昇が検出されて、信号ＴＡＮが「１」になる。
　このように変圧器２の温度は、閾値温度ＯＴＬ１よりも高くなることがある。そこで、この状態Ｓ２の期間の閾値温度を調整して、上記の温度上昇を検出しないように閾値温度を切り替えるとよい。例えば、閾値温度ＯＴＬ１と閾値温度ＯＴＬ２に代わる閾値温度ＯＴＬ１Ａと閾値温度ＯＴＬ２Ａを設定する。閾値温度ＯＴＬ１Ａと閾値温度ＯＴＬ２Ａは、閾値温度ＯＴＬ１と閾値温度ＯＴＬ２よりも夫々高くする。これにより、閾値温度ＯＴＬ１Ａを超える状態は検出されない。より具体的は、信号ＴＡＮが「１」になっているが、信号ＣＢＣＬ１が「０」であることにより、ゲート６１の出力が「０」になることから、信号ＯＨＡＳと制御信号ＳＯＨＡの「０」が保持されている。
　時刻ｔ２２になると、変圧器２の温度は、下降に転じる。これは、変圧器２に蓄積されていた熱の発散と筐体１１内の自然対流とにより、変圧器２に蓄積されていた熱が筐体１１に伝わり、筐体１１の表面からその外部に発散することによる。
　このように変圧器２の温度が徐々に低下するが、変圧器２の温度が閾値温度ＯＴＬ１よりも高い段階では、変圧器２への通電を再開することは適さない。
　そこで、変圧器２の温度が閾値温度ＯＴＬ１まで低下した段階（時刻ｔ３１）で、入力側遮断機ＣＢを制御して変圧器２への通電を再開した場合について例示して、これについて説明する。
　上記の通り時刻ｔ３１に、温度判定部５は、端子ＯＨＡを介して出力する制御信号ＳＯＨＡを用いて、入力側遮断機ＣＢを制御する。入力側遮断機ＣＢは、この制御に応じて通電状態になり、信号ＣＢＣＬ１が「１」になる。この状態は、変圧器２に電力が供給される状態（状態Ｓ３）になる。これにより再び、変圧器２がその負荷に対する電力を供給することで、ファン１１Ｆが作動している状態になる。
　以下、状態Ｓ３内の動作の概要を先に示す。
　例えば、状態Ｓ３の開始時点と、状態Ｓ１の終了時点の負荷の消費電力が同じであるとすれば、変圧器２の電力損失も、状態Ｓ３の開始時点と、状態Ｓ１の終了時点で同じになる。この状況であれば、変圧器２の発熱量も同等になる。
　ただし、状態Ｓ３の開始時点と、状態Ｓ１の終了時点とでは、筐体１１内の状況が異なる。状態Ｓ３の開始時点と、状態Ｓ１の終了時点とで比べると、筐体１１内の温度が互いに異なる。状態Ｓ３の開始時点の筐体１１内の温度は、状態Ｓ１の終了時点の筐体１１内の温度よりも高い。そのため、通電が再開された直後は、変圧器２を十分に冷却することができず、時刻ｔ３１以降に変圧器２の温度が上昇する。
　その結果、信号ＴＡＮが再び「１」になり、信号ＣＢＣＬ１が「１」であることにより、ゲート６１の出力が「１」になることから、信号ＯＨＡＳに「１」が短時間出力されるが、制御信号ＳＯＨＡの「０」が保持される。
　その後、時刻ｔ３２に変圧器２の温度のピークが現れる。ファン１１Ｆによる冷却の効果が表れてきて変圧器２の温度が下降して、時刻ｔ３３に変圧器２の温度が閾値温度ＯＴＬ１を下回る。信号ＴＡＮが「０」になり、信号ＣＢＣＬ１が「１」であることにより、ゲート６１の出力が「０」になることから、信号ＯＨＡＳと制御信号ＳＯＨＡの「０」が保持されている。
　上記の通り、時刻ｔ３１の時点の変圧器２の温度が閾値温度ＯＴＬ１と同じであるため、時刻ｔ３１以降に生じる変圧器２の温度上昇が、コンパレータ５３によって検出される。入力側遮断機ＣＢが通電状態にあり、状態信号ＣＢＣＬ１が「１」に遷移している。ワンショットゲート５９の出力は、時刻ｔ３１の時点で「１」にある。そのため、ゲート６１が活性化されていて、コンパレータ５３による検出結果が、ゲート６１から出力される。その結果、ゲート６５の出力からの信号ＯＨＡＳに、コンパレータ５３によって検出された変圧器２の温度異常を示す信号の「１」が出力される。この現象は設計的に許容できるものであり、このときに生成される信号を、そのまま警報を示す信号（制御信号ＳＯＨＡの「１」）として出力することは適当ではない。
　そこで、ゲート６５の出力からの信号ＯＨＡＳとして、コンパレータ５３によって検出された変圧器２の温度異常を示す信号の「１」が出力された場合に、ゲート５８とワンショットゲート５９とがこれに応答して、ワンショットゲート５９は、その出力に所定時間続く「０」のパルスを出力する。この「０」のパルスが、ワンショットゲート５９からゲート６１に供給されて、ゲート６１が非活性化されて、ゲート６１の出力が「０」になる。この結果、ゲート６１によって「コンパレータ５３によって検出された変圧器２の温度異常を示す信号」がマスクされて、時間幅の短い「１」のパルスが成形される。これに応じて、
ゲート６５が出力する信号ＯＨＡＳも、上記の時間幅の短い「１」のパルスになる。
　上記のように、「コンパレータ５３によって検出された変圧器２の温度異常を示す信号」に基づく比較的時間幅の短いパルスが、ゲート６５が出力する信号ＯＨＡＳに含まれる。その後段のフィルタ６７がこのパルスを制限することにより、フィルタ６７の出力の制御信号ＳＯＨＡには、変圧器２の温度異常を示す信号が現れない。これにより、端子ＯＨＡが出力する制御信号ＳＯＨＡがバタつくこともなく、ホットスタート時の変圧器２の温度を安定して検出できる。このワンショットゲート５９が生成する信号によって「コンパレータ５３によって検出された変圧器２の温度異常を示す信号」をマスクする時間は、比較的短時間に設定されているから、この間に生じる重要な現象の検出を漏らすことはない。例えば、検出すべき重要な現象が生じると、このマスクする時間以上に「コンパレータ５３によって検出された変圧器２の温度異常を示す信号」が継続することになる。このような検出すべき重要な現象は、マスクされずに検出できるから、これに応じて端子ＯＨＡの制御信号ＳＯＨＡに異常を示す信号が出力されることになる。
　上記の実施形態によれば、過温度検出システム５Ａは、ファン１１Ｆ（冷却装置）によって冷却される変圧器２（乾式変圧器）の温度異常を検出する。過温度検出システム５Ａは、温度判定部５を備える。温度判定部５は、ファン１１Ｆの動作中と停止中の動作状態により変圧器２の温度異常の判定条件を代えて、変圧器２の温度異常を判定することにより、ファン１１Ｆによって冷却される変圧器２の温度異常を検出することができる。過温度検出システム５Ａは、変圧器２の温度異常を判定して出力して、変圧器２の保護に利用するとよい。
　なお、温度判定部５は、変圧器２のホットスタート時に所定の条件が満たされるまで温度異常の識別結果の出力を制限するとよい。例えば、その所定の条件には、変圧器２のホットスタート時に、変圧器２の温度が第１閾値温度を超えていたならば、変圧器２の温度が第１閾値温度よりも下がることが含まれていてよい。
　また、温度判定部５は、変圧器２の一次側の活線状態への遷移を検出することで、変圧器２のホットスタート時を識別するとよい。例えば、温度判定部５は、変圧器２の一次側に配置された入力側遮断機ＣＢの状態を検出することで、変圧器２のホットスタート時を識別することができる。
　このように、温度判定部５は、筐体１１内部の温度が閾値温度ＯＴＬ１以上に上昇したことを検出しても、必ずしもこれに応じて温度異常と判断するものではない。温度判定部５は、閾値温度ＯＴＬ１を超える温度を検出した事象を、変圧器２の出力を停止させるべき温度異常として扱うのではなく、動作を継続させる選択を可能にしている。温度判定部５は、ホットスタートによる通電再開時の所定の期間に、温度異常と判断せずに動作を継続させることがある。この期間は、負荷の動作の消費電力を調整することなく、平時の状態と同様の電力量で負荷を稼働させてもよい。
（実施形態の変形例）
　変形例について説明する。実施形態では、第１温度検知器３１と第２温度検知器３２との２つの温度検知器の検出結果に基づいた温度差を判定に利用する事例について説明した。これに変えて、第２温度検知器３２のみを利用して、第２温度検知器３２が検出した温度を判定に利用してもよい。
（第２の実施形態）
　第２の実施形態について説明する。
　本実施形態は、同様の機能をデジタル処理で実現する温度判定部５Ｄについて説明する。図５は、第２の実施形態の温度判定部５Ｄのブロック図である。温度判定部５Ｄは、例えば処理回路１００を備える。図５に示す処理回路１００は、ＣＰＵ１０１と、記憶部１０２と、駆動部１０３とを備える。ＣＰＵ１０１と、記憶部１０２と、駆動部１０３は、ＢＵＳで接続されている。処理回路１００は、温度判定部５Ｄの一例である。ＣＰＵ１０１は、ソフトウェアプログラムに従い、所望の処理を実行するプロセッサを含む。記憶部１０２は、半導体メモリを含む。駆動部１０３は、ＣＰＵ１０１の制御に従い、各種信号を検出し、さらに入力側遮断機ＣＢの制御信号を生成する。
　実施形態において、ＣＰＵ１０１と駆動部１０３が実行する処理を纏めて、単に温度判定部５Ｄの処理として説明する。例えば、温度判定部５Ｄは、前述の温度判定部５のように、筐体１１内に配置された第１温度検知器３１と第２温度検知器３２とに接続されている。さらに温度判定部５Ｄは、変圧器２の一次側の活線状態を検出するように、入力側遮断機ＣＢの状態信号が供給されている。入力側遮断機ＣＢの状態信号は、入力側遮断機ＣＢの負荷側の架電状態を示す信号であるとよい。さらに温度判定部５Ｄは、変圧器２の一次側に対する電力の供給を遮断するように、入力側遮断機ＣＢの状態を制御するための制御信号を出力してもよい。これに関するＣＰＵ１０１と駆動部１０３の実施する処理は、第１の実施形態の動作の説明と同様でよい。
　上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
　以上に説明した少なくとも一つの実施形態によれば、過温度検出システムは、冷却装置によって冷却される乾式変圧器（以下、変圧器という。）の温度異常を検出する。過温度検出システムは、温度判定部を備える。温度判定部は、前記冷却装置の動作中と停止中の動作状態により前記変圧器の温度異常の判定条件を代えて、前記変圧器の温度異常を判定して出力する。これにより、過温度検出システムは、冷却装置によって冷却される変圧器の温度異常を検出できる。
　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、特許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。
１　変圧器盤、２　変圧器、５Ａ　過温度検出システム、１０　過温度保護システム、１１　筐体、１１Ｆ　ファン（冷却装置）、３１　第１温度検知器、３２　第２温度検知器、５、５Ｄ　温度判定部、ＣＢ　入力側遮断機

Claims (9)

  1. 　冷却装置によって冷却される乾式変圧器（以下、変圧器という。）の温度異常を検出する過温度検出システムであって、
    　前記冷却装置の動作中と停止中の動作状態により前記変圧器の温度異常の判定条件を代えて、前記変圧器の温度異常を判定して出力する温度判定部
    　を備える過温度検出システム。
  2. 　前記冷却装置は、冷却用のファンを含み、
    　前記変圧器は、前記冷却用のファンが設けられた筐体の内部に設置されている、
    　請求項１に記載の過温度検出システム。
  3. 　前記変圧器の温度異常の判定条件として、前記冷却用のファンの動作中に前記変圧器の温度を判定するための第１閾値温度と、前記冷却用のファンの停止中に前記変圧器の温度を判定するための第２閾値温度とを含む閾値温度を設ける、
    　請求項２に記載の過温度検出システム。
  4. 　前記温度判定部は、
    　前記変圧器のホットスタート時に所定の条件が満たされるまで温度異常の識別結果の出力を制限する、
    　請求項２に記載の過温度検出システム。
  5. 　前記所定の条件には、前記変圧器のホットスタート時に、前記変圧器の温度が前記変圧器の温度が前記変圧器の温度を判定するための第１閾値温度を超えていたならば、前記第１閾値温度よりも下がることが含まれる、
    　請求項４に記載の過温度検出システム。
  6. 　前記温度判定部は、
    　前記変圧器の一次側の活線状態への遷移を検出することで、前記変圧器のホットスタート時を識別する
    　請求項２に記載の過温度検出システム。
  7. 　前記温度判定部は、
    　前記変圧器の一次側に配置された入力側遮断機の状態を検出することで、前記変圧器のホットスタート時を識別する
    　請求項２に記載の過温度検出システム。
  8. 　請求項１から請求項７の何れか１項の過温度検出システムと、
    　検出された前記変圧器の温度異常に応じて前記変圧器の１次側に配置されたスイッチを開放させる駆動部と
    　を備える過温度保護システム。
  9. 　冷却装置によって冷却される乾式変圧器（以下、変圧器という。）の温度異常を検出する過温度検出方法であって、
    　前記冷却装置の動作中と停止中の動作状態により前記変圧器の温度異常の判定条件を代えて、前記変圧器の温度異常を温度判定部が判定して出力するステップ
    　を含む過温度検出方法。
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