(57)【要約】      （修正有）【課題】  油入変圧器の余寿命・異常診断を高精度で、かつ、迅速・確実に行うようにした油入変圧器の余寿命・異常診断システムを提供する。【解決手段】 実測データ作成手段に蓄積したデータを基に案出した温度上昇値の算定式に基づき被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備して油入変圧器の余寿命・異常診断システムを構成した。【選択図】        図２
2006024800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転状態を示す油温と負荷電流とからなる運転データを経時的に検出する被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段と、を具備することを特徴とする油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
【請求項２】
前記実測データ作成手段により運転中の実測データを取得するために用いるプロトタイプの油入変圧器は、被診断油入変圧器と同一および／または該被診断油入変圧器とほぼ同一の設計にて製造されていることを特徴とする請求項1記載の油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
【請求項３】
前記油入変圧器における余寿命を診断する部位は、巻線であり、異常診断部位は前記巻線、タンク内の絶縁油、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒であることを特徴とする請求項1記載の油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
【請求項４】
巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転中において余寿命に寄与する部位および異常診断を行う部位の温度上昇値を時間および負荷率による関数として当該部位の運転データを経時的に検出する被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
【請求項５】
巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転状態を示す負荷電流と冷却媒体温度、もしくは、負荷電流と周囲温度のいずれかを経時的に検出する被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
【請求項６】
前記負荷電流は、被診断油入変圧器の２次側の電流、もしくは、１次側の電流および接続タップ情報であることを特徴とする請求項１記載の油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
【請求項７】
巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転中において余寿命に寄与する部位および異常判断を行う部位の温度を、現時刻における温度として経時的に検出する被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
【請求項８】
巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転中において余寿命に寄与する部位および異常判断を行う部位の温度を、負荷変動および周囲温度が変動した場合を想定してシミュレートする機能を具備した被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
【請求項９】
前記演算処理手段により演算処理されて算出される被診断油入変圧器の各部位における温度上昇値の算定式は、プロトタイプの油入変圧器にて実測した実測データをベースにして案出した以下の算定式であることを特徴とする請求項1，４，５，７，８記載の油入変圧器の余寿命・異常診断システム。
［数１０］
Ｔｃ＝（Ｔｍ−Ｔｎ）×ｅｘｐ(-t/τ2)＋Ｔｎ−（Ｔｍ×ｅｘｐ(-t/τ1)）
但し、
Ｔｍ：定格電流を通電した直後の被診断油入変圧器の最高油温からの各部位の最大温度上昇値（℃）。
Ｔｎ：定格電流連続通電時における被診断油入変圧器の最高油温からの各部位の温度上昇値（℃）。
ｔ：通電時間（計算開始時点を０としてそれからどれだけの時間が経過しているかを示す値）。
τ１：定格電流を通電した直後に被診断油入変圧器の各部位において最高油温からの温度が急激に上昇する際の時定数。
τ２：定格電流を通電した直後に被診断油入変圧器の各部位において最高油温からの温度が最高値を示した時点から一定値に落ち着くまでの時定数。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油入変圧器の余寿命・異常診断に寄与する部位の温度を、当該温度を実測した実測値を基に案出した算定式により算定することにより、当該変圧器の余寿命・異常診断を高精度で迅速・確実に行うことを可能とした、油入変圧器の余寿命・異常診断システムの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油入変圧器はその運転中の温度、酸素等によって絶縁物が次第に劣化し、その進行が進むに従って外雷、内雷等の異常電圧をはじめ、外部短絡時の電磁機械力等の電気的、機械的異常ストレスを受けた場合、破壊する危険が増長されてくる。そして、前記油入変圧器が運転を開始してから、前記の危険度が非常に高まった時点までを通常油入変圧器の寿命と云われているが、この時点を正確に検知することは非常に困難で、現在のところ前記検知に関して具体的な方法は確立されていないのが現状である。
【０００３】
一般に、油入変圧器の寿命は巻線の最高点温度によって最も大きな影響を受けるため、例えば、変圧器規格ＪＥＣ−２０４（１９７８）制定に際しては、巻線の最高点温度と寿命との関係について十分な検討が加えられた。その検討結果によると、油入変圧器の運転時における温度上昇に関する規定においては、
（１）周囲温度が２５℃で一定
（２）定格負荷で連続使用
（３）油温の最高点温度が９５℃
の場合に、３０年程度の正規寿命が期待できるものとして定められている。
【０００４】
しかし、油入変圧器の実際の運転に際しては、
（１）周囲温度の変動
（２）負荷の変動
（３）温度試験値と規定値との差
（４）冷却条件の変化
等、諸条件が前記の規格設定時の条件とは異なるのが普通である。また、場合によっては、油入変圧器の寿命を若干犠牲にしてでも短時間の間に過負荷運転を行うこともある。
【０００５】
このように、油入変圧器の過負荷運転において、油入変圧器自体の寿命を損なわないようにするにはどのようにすべきかについては、電気学会技術報告（１部）１４３号（油入変圧器運転指針：昭和６１年）に示されており、従来はそれに従って対処していた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
また、前記に基づき今日では、油入変圧器の過負荷運転時における信頼性運転を行う上で、変圧器の運転監視、異常予測システム等種々の運転支援システムが提案されている。例えば、特開平３−２７４４７３号公報に示されている油入変圧器余寿命診断装置においては、絶縁油温度と周囲温度、あるいは、油入変圧器の二次負荷電流と周囲温度とから当該油入変圧器の巻線最高点温度を算出し、それをもとに当該油入変圧器の余寿命を算出するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】変圧器信頼性調査専門委員会「油入変圧器運転指針」社団法人電気学会電気学会技術報告（１部）第１４３号昭６１年１１月Ｐ．１−２
【特許文献１】特開平３−２７４４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
然るに前著［非特許文献１］の油入変圧器運転指針（以下、運転指針という）においては、汎用性を持たせるため定格容量と絶縁階級と冷却方式によってのみ油入変圧器が分類され、その時定数は油入変圧器の定格容量および冷却方式を基にして設定されている関係上、変圧器個々の特性の違いによる個別データが採用されていないので、油入変圧器個々の特性に対応することができなかった。
【０００９】
また、油入変圧器の巻線温度上昇値（油温の上昇値も含む）と、負荷との関係においても、油入変圧器個々の特性により変化するため、本来ならば変圧器個々の特性に基づいて運転指針を定めるべきであると考えられるが、前記運転指針においては、変圧器個々の特性に基づく指針作りは非常に煩雑であり、かつ、現実的でないとの観点から一定の基準特性が温度的に安全となるように定められている。例えば、油強制循環方式で時定数が２．５Ｈの場合における油入変圧器の許容負荷は、油入変圧器個々の特性に関係なく一律に設定されている。
【００１０】
この設定によれば、重負荷以外の軽負荷により、過負荷許容限度値と過負荷時間が判別できるようになっている。例えば、油入変圧器を定格容量の１５０％で運転したい場合、軽負荷が５０％の場合で１時間８分、７０％の場合で４９分、９０％で２７分、１００％では１５分であることが読み取れるものの、実際に絶縁油の温度とか巻線の温度が具体的に何度になるかは全く分らない。その上、重負荷以外の軽負荷においても、前記と同様の時間算出には手間がかかり、面倒であった。
【００１１】
更に、前記運転指針においては、等価周囲温度を採用しているが、これは全国の主要地域における、年間、あるいは、月間の平均温度を統計的に算出しているため、油入変圧器の具体的な設置案件（屋内、屋外等）が加味されておらず、また、油入変圧器設置場所の環境が考慮されていない。
【００１２】
また、経時的に変化する負荷電流と周囲温度に対応して油入変圧器の油温が算出されていないので、例えば、１日のうちで何時に最高温度となり、その温度が何度であるかは全く分らず、これにより、現時刻以降の余寿命とか異常判断を予測することが難しい等の問題があった。
【００１３】
次に、後著［特許文献１］においては、当該油入変圧器の巻線最高点温度を算出し、その温度をベースにして当該油入変圧器の余寿命を算出するようにしたもので、前記余寿命は、１００％負荷運転した場合の正規寿命から、実測により求めた損失寿命を１００％負荷換算した値を差し引くだけのものであるため、今後経時的に変化する負荷を考慮しての余寿命等を算出することができないという問題があった。
【００１４】
本発明は前記の種々の問題点に鑑み、事前にプロトタイプの油入変圧器にて経時的に実測した巻線温度等の実測値をベースとして案出した温度上昇値の算定式を用いて、被診断油入変圧器の各部位における温度上昇値を算出し、前記算出した温度上昇値をベースとして被診断油入変圧器の余寿命・異常発生を経時的にシミュレーションすることによって、被診断油入変圧器の余寿命・異常診断を迅速・確実に、かつ、簡易に行うようにした油入変圧器の余寿命・異常診断システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の発明は巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転状態を示す油温と負荷電流とからなる運転データを経時的に検出する被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項1記載の油入変圧器の余寿命・異常診断システムにおいて、前記実測データ作成手段により運転中の実測データを取得するために用いるプロトタイプの油入変圧器は、被診断油入変圧器と同一および／または該被診断油入変圧器とほぼ同一の設計にて製造されていることを特徴とする      。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項1記載の油入変圧器の余寿命・異常診断システムにおいて、前記油入変圧器における余寿命を診断する部位は、巻線であり、異常診断部位は前記巻線、タンク内の絶縁油、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転中において余寿命に寄与する部位および異常診断を行う部位の温度上昇値を時間および負荷率による関数として当該部位の運転データを経時的に検出する被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転状態を示す負荷電流と冷却媒体温度、もしくは、負荷電流と周囲温度のいずれかを経時的に検出する被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項1記載の油入変圧器の余寿命・異常診断システムにおいて、前記負荷電流は、被診断油入変圧器の２次側の電流、もしくは、１次側の電流および接続タップ情報であることを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明は、巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転中において余寿命に寄与する部位および異常判断を行う部位の温度を、現時刻における温度として経時的に検出する被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の発明は、巻線、引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒の温度等油入変圧器の余寿命および異常診断を行う部位の温度を運転状態のプロトタイプの油入変圧器により所定の負荷率に応じて経時的に実測してデータファイルを作成する油入変圧器の実測データ作成手段と、被診断油入変圧器の運転中において余寿命に寄与する部位および異常判断を行う部位の温度を、負荷変動および周囲温度が変動した場合を想定してシミュレートする機能を具備した被診断油入変圧器の運転状況検出手段と、前記運転状況検出手段により検出した運転状況を基に、前記油入変圧器の実測データ作成手段に蓄積したデータをベースにして案出した温度上昇値の算定式に基づき前記被診断油入変圧器の運転時における温度上昇値を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段にて算出した運転時における温度上昇値に基づき被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生をシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によりシミュレーションした情報を表示する表示手段と、前記表示手段にて表示したシミュレーション情報を出力する出力手段とを具備することを特徴とする。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１，４，５，７，８記載の油入変圧器の余寿命・異常診断システムにおいて、前記演算処理手段により演算処理されて算出される被診断油入変圧器の各部位における温度上昇値の算定式は、プロトタイプの油入変圧器にて実測した実測データをベースにして案出した以下の算定式であることを特徴とする。
［数１０］
Ｔｃ＝（Ｔｍ−Ｔｎ）×ｅｘｐ(-t/τ2)＋Ｔｎ−（Ｔｍ×ｅｘｐ(-t/τ1)）
但し、
Ｔｍ：定格電流を通電した直後の被診断油入変圧器の最高油温からの各部位の最大温度上昇値（℃）。
Ｔｎ：定格電流連続通電時における被診断油入変圧器の最高油温からの各部位の温度上昇値（℃）。
ｔ：通電時間（計算開始時点を０としてそれからどれだけの時間が経過しているかを示す値）。
τ１：定格電流を通電した直後に被診断油入変圧器の各部位において最高油温からの温度が急激に上昇する際の時定数。
τ２：定格電流を通電した直後に被診断油入変圧器の各部位において最高油温からの温度が最高値を示した時点から一定値に落ち着くまでの時定数。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明においては、プロトタイプの油入変圧器を用いてその運転中における定格負荷および負荷率を種々変更して実測した実測値をベースにして被診断油入変圧器の所定部位の温度上昇値を演算処理する算定式を案出し、この案出した算定式に基づき被診断油入変圧器の運転中において、当該変圧器の所定部位の温度上昇値を適確に演算処理して算出（シミュレート）し、その算出値をベースとして当該変圧器の異常診断と寿命損失とを正確にシミュレーションすることができるようにしたので、被診断油入変圧器の寿命損失とか異常発生を簡易な方式で高精度に把握することが可能となり、この結果、被診断油入変圧器を効率よく使用できるという優れた利点を備えた油入変圧器の余寿命・異常診断システムの提供が可能となる。
【００２５】
請求項２記載の発明においては、被診断油入変圧器の温度上昇値を算出する算定式は、前記被診断油入変圧器と同一、または、ほぼ同一設計のプロトタイプの油入変圧器を種々の負荷率に基づいて運転させることにより、所定部位の温度を実測し、その実測値をベースとして温度上昇値の算定式を案出するようにしたので、被診断油入変圧器における余寿命損失に用いる温度上昇値の計算はプロトタイプの油入変圧器の実測値とほぼ同様に計算することができるので、被診断油入変圧器の寿命損失の算定が、現実的に、かつ、高精度で行うことができるという優れた利点を備えている。
【００２６】
請求項３記載の発明においては、プロトタイプの油入変圧器において余寿命等に関係する温度を検出する部位は、巻線であり、また、異常に関係する温度を測定する部位は、絶縁油をはじめ、巻線、低圧側の引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒等、被診断油入変圧器の主要構成部を網羅すべく実測値を検出するように設定されているので、被診断油入変圧器の寿命損失や異常診断算定の根拠をなす、即ち、前記各部位の温度を実測して温度上昇値を算定する算定式を案出するためのベースとなっているため、前記算定式を現実的に案出することが可能となり、この結果、被診断油入変圧器の寿命損失や異常発生を正確に、かつ、精度よく算定することができる。
【００２７】
請求項４記載の発明においては、プロトタイプの油入変圧器において実測値のデータを巻線温度をはじめ、絶縁油の温度、低圧側引出導体等被診断油入変圧器の寿命損失や異常発生を算出する算定式を案出するためのすべてのデータが、実測値により作成されているので、被診断油入変圧器の運転状況を把握する検出データが時間の経過とともに負荷率が例え変化したとしても、その負荷率を温度上昇値を算出する算定式に代入することにより、容易に運転中の被診断油入変圧器においてその寿命損失や異常発生のシミュレーションが容易に行い得るため、被診断油入変圧器を効率よく使用できるという優れた利点を備えた油入変圧器の余寿命・異常診断システムの提供が可能となる。
【００２８】
請求項５記載の発明においては、プロトタイプの油入変圧器において実測値のデータを巻線温度をはじめ、絶縁油の温度、低圧側引出導体等被診断油入変圧器の寿命損失や異常発生を算出する算定式を案出するためのすべてのデータが、実測値により作成されているので、被診断油入変圧器の運転状況を把握する検出データが負荷電流と冷却媒体油（絶縁油）、もしくは、負荷電流と周囲温度のいづれかであったとしても、その検出値を温度上昇値を算出する算定式に代入することにより、運転中の被診断油入変圧器においてその寿命損失や異常発生のシミュレーションが容易に、かつ、高精度に行い得るため、被診断油入変圧器を効率よく使用できるという優れた利点を備えた油入変圧器の余寿命・異常診断システムの提供が可能となる。
【００２９】
請求項６記載の発明においては、負荷電流を検出することによって、その負荷率をベースにして前記油入変圧器の各部位における温度上昇値を所定の算定式により迅速・確実に算出して推定することができるため、被診断油入変圧器の寿命損失・異常発生を高精度に算定することができる。
【００３０】
請求項７記載の発明においては、プロトタイプの油入変圧器において実測値のデータを巻線温度をはじめ、絶縁油の温度、低圧側引出導体等被診断油入変圧器の寿命損失や異常発生を算出する算出式を案出するためのすべてのデータが実測値により作成されているので、被診断油入変圧器の運転状況を把握する検出データが現時刻の温度として経時的に検出した場合、その検出値を温度上昇値を算出する算定式に代入することにより、運転中の被診断油入変圧器においてその寿命損失や異常発生のシミュレーションを高精度で、かつ、容易に行い得るため、被診断油入変圧器を効率よく使用できるという優れた利点を備えた油入変圧器の余寿命・異常診断システムの提供が可能となる。
【００３１】
請求項８記載の発明においては、プロトタイプの油入変圧器において実測値のデータを巻線温度をはじめ、絶縁油の温度、低圧側引出導体等被診断油入変圧器の寿命損失や異常発生を算出する算定式を案出するためのすべてのデータが、実測値により作成されているので、被診断油入変圧器の運転状況を把握する検出データが負荷変動や周囲温度が変動した場合を想定して入力した場合においても、その検出値を温度上昇値を算出する算定式に代入することにより、運転中の被診断油入変圧器においてその寿命損失や異常発生のシミュレーションが容易に、かつ、高精度で行い得るため、被診断油入変圧器を効率よく使用できるという優れた利点を備えた油入変圧器の余寿命・異常診断システムの提供が可能となる。
【００３２】
請求項９記載の発明においては、被診断油入変圧器の巻線等の温度上昇値を算定するために案出した算定式は、すべてプロトタイプの油入変圧器を運転し、被診断油入変圧器の余寿命等に関係する温度を検出する部位は、巻線であり、また、異常に関係する温度を測定する部位は、絶縁油をはじめ、巻線、低圧側の引出導体、負荷時タップ切換装置の切換開閉器操作機構を囲繞する絶縁筒等、被診断油入変圧器の主要構成部を網羅して実測した実測データをベースにして算出されているので、被診断油入変圧器の寿命損失算定の根拠をなす、前記各部位の温度を実測して温度上昇値を算定する算定式案出のベースとなっているため、前記算定式を即実的に案出することが可能となり、この結果、被診断油入変圧器の寿命損失を正確に、かつ、精度よく算定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施例を図１ないし図２６によって説明する。最初に、油入電気機器の余寿命・異常診断を行う運転中の被診断油入変圧器と同種、即ち、同じ定格容量（例えば、２０ＭＶＡ）のプロトタイプ（試作機）の油入変圧器（以下、単に油入変圧器という）１の概略構成について説明する。前記油入変圧器１は図１，３に示すように、タンク２の外側にタンク２内の絶縁油を油強制循環方式にて冷却する冷却装置３が、油導管４を介して付設されている。そして、前記冷却装置３は、油導管４の配管途中に取り付けた油ポンプ５にて絶縁油をタンク２内と冷却装置３との間で強制循環させることにより絶縁油を冷却する。
【００３４】
次に、前記油入変圧器１には、図１に示すように、所定部位の温度を検出するための熱電対等からなる温度センサａ〜ｅが取付けられている。図１に示すａは、鉄心６ａに巻装した巻線６複数の部位の温度を検出するために取付けた巻線温度検出用の温度センサ。ｂは巻線６から導出した低圧側の引出し導体と接続した低圧側引出導体７の温度を検出する温度センサ。ｃはタンク２内の上部において絶縁油の温度を検出するために油中に没入させて設置した温度センサ。ｄは負荷時タップ切換装置９の切換開閉器操作機構１０の外周に設けた絶縁筒に設置した温度センサ。ｅは油入変圧器１の周縁に設置した周囲温度検出用の温度センサである。
【００３５】
そして、前記各温度センサａ〜ｅは、それぞれ油入変圧器１の所定部位で検出した温度検出信号（電圧）を個別に検出温度選択器（マルチプレクサ）１２に送出する。前記検出温度選択器１２は、各温度センサａ〜ｅ毎に、かつ、巻線６の温度を検出する温度センサａの如く、同一部材において複数の温度センサａを取付けている場合は、その温度センサの入力される温度検出信号を個別整理して順次出力するように構成されている。そして、Ａ／Ｄ変換器１３に入力される温度検出信号は、デジタル信号に変換されて表示・記憶手段等とを具備したコンピュータ１４に送出される。
【００３６】
前記コンピュータ１４に送出された温度検出信号は、コンピュータ１４に内蔵されている電圧（Ｖ）を温度（℃）に変換するプログラムにより、各温度センサａ〜ｅ毎に、例えば、巻線６や低圧側引出導体７等の現時点における測定温度をコンピュータ１４のディスプレイに表示するとともに、図示しない記憶装置に経時的に記憶される。そして、前記検出温度選択器１２とＡ／Ｄ変換器１３とコンピュータ１４とによって油入変圧器１の実測データ作成手段１５を構成する。
【００３７】
前記プロトタイプの油入変圧器１によって事前に所定部位を温度センサａ〜ｅによって温度を検出して実測データを作成することは、現在運転中のプロトタイプの油入変圧器１と同一、あるいは、ほぼ同一設計の図２に示す油入変圧器２１の巻線最高点温度を直接測定（検出）することができないためである。即ち、油入変圧器運転指針（電気学会技術報告（１部）第１４３号）において、図４に示すε（巻線最高点温度と巻線最上部コイル平均温度の差）、εｍ（巻線最高点温度と巻線平均温度の差）は、実際に設置して運用する油入変圧器においては、直接計測することができないものである。なお、図４において、θ0（最高油温上昇）、θｗ（巻線平均温度上昇）、σＲ（油冷却器上下油温度差）は直接測定することができる。
【００３８】
前記図４に示す温度分布図は、実際に運転している油入変圧器の温度分布は複雑であるため、前記運転指針の基本的な考え方を説明するための便宜上、次の仮定を設けて作成したものである。即ち、
仮定１．油温上昇は、巻線高さに沿って直線的に増加する。即ち、巻線の発生損失が高さ方向に沿って一様に分布し、また油が巻線高さ方向の冷却油道に沿って一様に上昇するとすれば、前記の仮定が成立つ。この場合、上下の油温度差（ＮＢ−ＯＡ）は巻線の発生損失と冷却油道を通る油の流量から定まる。
仮定２．巻線の温度上昇は、巻線の高さに沿って油温と平行して直線的に増加する。即ち、巻線温度を表す直線ＣＭＤと油温を表す直線ＡＲＢとの差ｇは、巻線を構成する各コイルの隣接油温に対する平均温度上昇を表す。実際には、一つの巻線を構成するコイルの発生損失、冷却条件がすべて同じとは限らないが、個々では便宜上全て等しく、したがって最上部がコイル最高温度になるとした。点Ｅは巻線最高点温度を表す。ＤＥは最上部のコイルの平均温度と最高温度の差であり、これはコイルの形状、コイル支持スペーサの形状配置、コイル内各導体のうず電流損の差などにより定まる。
【００３９】
そして、図４に示す記号は次の意味を表す。
θH：巻線最高点温度上昇（℃）
θ0：最高油温上昇（℃）
θ0ｍ：平均油温上昇（℃）
θｗ：巻線平均温度上昇（℃）
ｇ：巻線平均温度と油平均温度の差（℃）
εｍ：巻線最高点温度と巻線平均温度と差（℃）
ε：巻線最高点温度と巻線最上部コイル平均温度の差（℃）
【００４０】
前記において、温度試験によって直接実測できるのは、θ0，θｗである。また、θ0ｍは次に示す［数１］の式から求めることができる。
【００４１】
【数１】
2006024800.tif 000003
【００４２】
前記θ0ｍを求めることによって、更にｇを次式の［数２］によって求めることができる。
【００４３】
【数２】
2006024800.tif 000004
【００４４】
ここで問題となるのは、εおよびεｍが前記のように実測することができないことである。このため、通常はＪＥＣ−２２００（１９９５）においては、定格負荷時のεｍを、油自然循環の場合１５（℃）、油強制循環の場合１０（℃）と推定していることにより、これをベースとして定格負荷時のθｇは次式の［数３］によって求めることができる。
【００４５】
【数３】
2006024800.tif 000005
【００４６】
前記のεｍ、または、εの値は、実際の油入変圧器において、個別の設計条件に異なるものの、一般には前記［数３］の式を用いている。そして、油入変圧器に一定負荷をかけた場合の定常状態における巻線最高点温度上昇θHは次式［数４］によって与えられる。
【００４７】
【数４】
2006024800.tif 000006
【００４８】
しかし、前記［数４］に示す巻線最高点温度上昇θHの算出（計算）に際しては、前述したεｍ，εの値が油入変圧器個々の設計条件より異なるため、運転中の油入変圧器の巻線最高点温度上昇θHの算出は、巻線最高点温度と最高油温との差θｇ（℃）を求める場合、前記温度変化の時定数が通常数分ないし十数分と短いため、実測値に比べて多少の差異が生じ、これが油入変圧器の余寿命や異常診断の時期等に際し、微妙なズレが生じる場合があった。
【００４９】
そこで、本願発明者は正確な巻線最高点温度上昇θHを算出するための計算精度を向上させる上で必要な定数を、例えば、プロトタイプの２０ＭＶＡ油入変圧器１を定格運転させて実測した数値を基に算出したもので、前記実測により導出した数値（温度・定数）は次のものである。
【００５０】
Ｔｍ’： 定格電流を通電した直後の最高油温からの巻線の最高温度上昇値（℃）
Ｔｎ’： 定格電流連続通電したときの最高油温からの定常時における巻線温度上昇値（℃）
τ１：定格電流を通電した直後に巻線温度が急激に上昇する際の時定数
τ２：定格電流を通電した直後に巻線温度が最高値を示した時点から一定値に落ちつくまでの時定数
ｎ：巻線温度上昇と負荷率との関係を表わす値
ｍ：油温度上昇と負荷率との関係を表わす値
【００５１】
次に、前記Ｔｍ’，Ｔｎ’，τ１，τ２，ｎ，ｍの数値を導出するために、油入変圧器１の運転は、例えば、負荷率７５％で所定時間連続運転した場合において各部位の温度を実測するようにしたものである。
【００５２】
図６は油入変圧器１を定格負荷により運転して実測した巻線６の温度上昇特性図である。同図で判るように、巻線６は通電直後（時定数：約６．５分）に温度が急上昇し、数十分の間に温度上昇値がピークとなる。この後、巻線温度は徐々に降下し数時間後（約４時間強経過後）には、ほぼ一定となる。そして、前記図６に示す巻線温度上昇特性を詳細に分析して、巻線６の温度上昇値Ｔｃを求めるための実測値としての前記Ｔｍ’，Ｔｎ’，τ１，τ２を前記図６に示す巻線温度上昇特性図（グラフ）から求めるものである（図５のステップＳ１，Ｓ２参照）。
【００５３】
また、前記ｎ、ｍの値の算出については、油入変圧器１を所定の負荷率（例えば,１００％連続運転、７７％連続、５０％連続、９０％連続等任意の負荷率）に基づいて連続運転することにより求めることができる。即ち、前記各負荷率における巻線温度、油温をベースとして、負荷率と温度上昇値（一定負荷時における飽和値）との関係を示す前記ｎ，ｍの値を算出するものである。
【００５４】
ｎ値（巻線温度と負荷率との関係を示す値）は一般に次に示す［数５］の式によって求めることができる。
【００５５】
【数５】
2006024800.tif 000007
【００５６】
ここで
θｇ：負荷率Ｋにおける巻線最高点温度と最高油温の差（℃）
θｇｎ：定格負荷時の巻線最高点温度と最高油温の差（℃）
Ｋ：現在通電している電流（実負荷）の定格電流（定格負荷）に対する比（負荷率を示す値）
ｎ：冷却方式によって定まる定数（巻線温度と負荷率との関係を表わす値）
【００５７】
また、ｍ値（油温度と負荷率との関係を示す値）については、前記ｎ値と同様に次に示す［数６］の式によって求めることができる。
【００５８】
【数６】
2006024800.tif 000008
【００５９】
ここで、
θ0：最高油温上昇（℃）
θ0ｎ：定格負荷時の最高油温上昇値（℃）
Ｋ：現在通電している電流（実負荷）の定格電流（定格負荷）に対する比（負荷率）
Ｒ：定格負荷時の負荷損と無負荷損との比
ｍ：冷却方式によって定まる定数（油温度と負荷率との関係を表わす値）
【００６０】
つづいて、低圧側引出導体７の温度上昇値Ｔｃを求める場合の実測値としてＴｍ’，Ｔｎ’，τ１，τ２を導出する場合について説明する。この場合も、前記巻線温度を実測したときと同様に、油入変圧器１の運転により低圧側引出導体７の温度を実測し、その温度上昇特性図（図１０参照）に基づいて前記Ｔｍ’，Ｔｎ’，τ１，τ２を求める。
【００６１】
Ｔｍ’： 定格電流を通電した直後の最高油温からの低圧側引出導体の最高温度上昇値（℃）
Ｔｎ’： 定格電流連続通電した直後の最高油温からの定常時における低圧側引出導体温度上昇値（℃）
τ１：定格電流を通電した直後に低圧側引出導体温度が急激に上昇する際の時定数
τ２：定格電流を通電した直後に低圧側引出導体温度が最高値を示した時点から一定値に落ちつくまでの時定数
ｎ：低圧側引出導体温度上昇と負荷率との関係を表わす値
ｍ：油温度上昇と負荷率との関係を表わす値
【００６２】
前記において、ｎ，ｍ値の算出においては、油入変圧器１を前記巻線６におけるｎ，ｍ値を求めた場合と同様に、所定の負荷率毎に運転し、前記各負荷率に応じて算出するようにしたもので、算出する数式は前記した巻線６の場合に用いた［数５］，［数６］と同様であるので、説明は割愛する。但し、［数５］において巻線６の最高点温度は、低圧側引出導体７の最高点温度上昇と読み替えるものとする。
【００６３】
更に、負荷時タップ切換装置９の切換開閉器操作機構１０を囲繞する絶縁筒の温度上昇値Ｔｃを求める場合の実測値として、Ｔｍ’，Ｔｎ’，τ１，τ２を導出する場合も、前記巻線６、低圧側引出導体７の温度を実測したときと同様にして、油入変圧器１を運転して実測した前記絶縁筒の温度上昇特性図（図１４参照）から求めるものである。また、ｎ，ｍ値の算出については、油入変圧器１を前記巻線６や低圧側引出導体７のｎ，ｍ値を算出した場合と同様に、油入変圧器１を所定の負荷率毎に運転し、各負荷率に応じて算出するものであり、この場合の算出式は［数５］と同様であるため、その説明は省略する。その際、巻線６の最高点温度、低圧側引出導体７の最高点温度上昇は、絶縁筒の最高点温度と読み替えるものとする。
Ｔｍ’： 定格電流を通電した直後の最高油温からの絶縁筒の最高温度上昇値（℃）
Ｔｎ’： 定格電流連続通電した直後の最高油温からの定常時における絶縁筒温度上昇値（℃）
τ１：定格電流を通電した直後に絶縁筒温度が急激に上昇する際の時定数
τ２：定格電流を通電した直後に絶縁筒温度が最高値を示した時点から一定値に落ちつくまでの時定数
ｎ：絶縁筒温度と負荷率との関係を表わす値
ｍ：油温度上昇と負荷率との関係を表わす値
【００６４】
前記のように、本発明においては、油入変圧器１を定格負荷にて運転させたことによって得られる実測データ、即ち油入変圧器１の各部位（巻線６、低圧側引出導体７、負荷時タップ切換器９の切換開閉器操作機構１０を囲繞する絶縁筒（以下、単に絶縁筒という））におけるＴｍ’，Ｔｎ’，τ１，τ２を図６，１０，１４に示す油入変圧器１各部位の温度上昇特性図から求めた各温度定数と、負荷率を適宜変更させて油入変圧器１を運転させることにより、前記油入変圧器１各部位の温度や油温と負荷率との関係を計算処理して得られるｎ，ｍの値とを、それぞれ実測データ作成手段１５のコンピュータ１４に実測データを必要とするまで記憶させておく。
【００６５】
そして、前記コンピュータ１４に記憶させたＴｍ’，Ｔｎ’の定数をベースとしてＴｍ（負荷変動直後の前記各部位における最大温度上昇値）とＴｎ（定格負荷運転時における油温上昇値）とを［数７］と［数８］とによって求める。
【００６６】
【数７】
2006024800.tif 000009
【００６７】
【数８】
2006024800.tif 000010
【００６８】
ここで、
Ｋ：現在通電している電流（実負荷）の定格電流（定格負荷）に対する比（負荷率を示す値）
ｎ：冷却方式により定まる定数（巻線温度と負荷率との関係を表わす値）
【００６９】
前記［数７］、［数８］によって求めた油入変圧器１の各部位におけるＴｍとＴｎは、コンピュータ１４の記憶部に記憶させる。前記のように、本発明においては、図１に示すように、プロトタイプの油入変圧器１を、実際に配電系統に設置されている油入変圧器と同様に、種々の負荷率を想定して運転し、この運転により実測した油入変圧器１の巻線６をはじめ、低圧側引出導体７、絶縁筒に係るＴｍ’，Ｔｎ’，τ１，τ２のデータと，前記［数７］，［数８］に示す式にて算出したＴｍ，Ｔｎの各温度上昇値とを実測データ作成手段１５にて作成し、該作成手段１５を構成するコンピュータ１４に記憶させる。
【００７０】
つづいて、最高油温上昇θ0を求める場合について説明する。なお、最高油温を、例えば，図２に示す温度センサｇにより計測している場合は、計算する必要はない。負荷率が変更した場合における最高油温上昇θ0は、一般に次に示す［数９］に示す計算式によって求められる。
【００７１】
【数９】
2006024800.tif 000011
【００７２】
ここで、
θｕ：定格負荷率における最高油温上昇
θｉ：初期最高油温上昇（ｔ＝０）
ｔ：経過時間
τ：油温変化の時定数（時間）
【００７３】
次に、［数９］の計算式に用いた油温変化の時定数τは、プロトタイプの油入変圧器１での定格負荷時の絶縁油の温度上昇曲線から読み取るものである。
【００７４】
本発明は、前記油入変圧器１を所要の負荷率に基づいて運転することにより、各部位（巻線６、低圧側引出導体７、絶縁筒、油温）の温度を実測することにより得られた前記各部位における各種データを援用（実測した各種データを基準とする）して、図２に示す現在運転中の被診断油入変圧器２１の各部位における温度上昇値Ｔｃを算出するための算定式を前記［数７］，［数８］をベースとして案出した。この算定式は次の［数１０］に示す計算式であり、［数１０］によって被診断油入変圧器２１の各部位における温度上昇値Ｔｃを、油温と負荷率（負荷電流により判る）によって求め、その時の油温と前記温度上昇値Ｔｃとを加算することにより、各部位における温度を求めることができるものである（図５のステップＳ４参照）。
【００７５】
【数１０】
2006024800.tif 000012
【００７６】
ここで、
Ｔｍ：定格電流を通電した直後の被診断油入変圧器２１の最高油温から各部位の最大温度上昇値（℃）
Ｔｎ：定格電流連続通電時における被診断油入変圧器２１の最高油温から各部位の温度上昇値（℃）
ｔ：通電時間（計算開始時点を０としてそれからどれだけの時間が経過しているかを示す値）
τ１：定格電流を通電した直後に被診断油入変圧器２１の各部位において最高油温からの温度が急激に上昇する際の時定数
τ２：定格電流を通電した直後に被診断油入変圧器２１の各部位において最高油温からの温度が最高値を示した時点から一定値に落ちつくまでの時定数
【００７７】
そして、Ｔｍ、Ｔｎは被診断油入変圧器２１の負荷率Ｋによって変わる値であり、かつ、前記負荷率Ｋは被診断油入変圧器２１の二次側に流れる負荷電流を検出することにより判る。そこで、前記Ｔｍは次に示す［数１１］に、また、Ｔｎは［数１２］によって求めることができる（図５のステップＳ６参照）。
【００７８】
【数１１】
2006024800.tif 000013
【００７９】
【数１２】
2006024800.tif 000014
【００８０】
ここで、
Ｔｍ’：定格電流を通電した直後の被診断油入変圧器２１の各部位における最高油温からの最大温度上昇値（℃）
Ｔｎ’：定格電流連続通電したときの被診断油入変圧器２１の定常時における最高油温からの温度上昇値（℃）
Ｋ：現在通電している電流（実負荷）の定格電流（定格負荷）に対する比（負荷率）
ｎ：冷却方式により定まる定数（所定部位の温度と負荷率との関係を示す値）
なお、前記Ｔｍ’，Ｔｎ’，Ｋ，ｎはすべてプロトタイプの油入変圧器１を運転した際に実測した定数（値）に相当する油温度の時定数であり、かつ、温度上昇値においても、油入変圧器１の各部位（巻線６、低圧側引出導体７、絶縁筒）において実測した定数（温度）に相当する油温度の時定数である。即ち、前記油温度の時定数は、被診断油入変圧器２１の負荷が変化した後に油温度が上昇する際の時定数であることは云うまでもない。
【００８１】
被診断油入変圧器２１（油入変圧器１と同一部材は同一符号により説明する）には、図２に示すように、タンク２内の所定部位において絶縁油の温度を検出するための温度センサｇが取付けられている。そして、この温度センサｇは図２に示すように、タンク２内の最上部に設置されている。また温度センサｈは被診断油入変圧器２１の周囲温度を検出するものである。
【００８２】
次に、図２において、２２は被診断油入変圧器２１の運転状況を把握するための手段を示し、この運転状況把握手段２２は、被診断油入変圧器の運転状況を把握するために、被診断油入変圧器２１の所要の油中に設置した温度センサｇにて検出した油温と、被診断油入変圧器２１周辺の温度情報（温度センサｈにて検出）をはじめ運転中の被診断油入変圧器２１の負荷電流を検出し、これら温度・電流情報をデータファイル化する被診断油入変圧器２１の運転状況検出手段２３と、油入変圧器１の実測データ作成手段１５によって作成した油入変圧器１の実測値データと、前述した［数７］〜［数１２］に示す計算式とをファイル化した実測値データファイル２４と、被診断油入変圧器２１の運転状況を基に、油入変圧器１の実測値をベースにして案出した、例えば、巻線６の温度上昇値Ｔｃを算出する算定式（［数１０］参照）によって、被診断油入変圧器２１の運転中における温度上昇値Ｔｃを算出（シミュレート）する演算処理手段２５と、前記演算処理手段２５によって演算処理して算出した温度上昇値Ｔｃをベースとして被診断油入変圧器２１の寿命損失を後述する所定の算定式にてシミュレートするシミュレーション手段２６と、前記シミュレーション手段２６によって算出した寿命損失の内容を表示する表示手段２７と、前記表示手段２７により表示した表示内容を監視所等に設置されているコンピュータ等の管理手段２８に出力（伝送）する出力手段２９とによって概略構成されている。そして、出力手段２９から出力された伝送寿命損失の内容は管理手段２８にて表示されるとともに、表示データをいつでも取り出せるように記憶・保存されている。
【００８３】
つづいて、被診断油入変圧器２１の所定部位における温度上昇値Ｔｃを算出する場合について説明する。最初に、図２において、被診断油入変圧器２１の絶縁油中に設置した温度センサｇにより、被診断油入変圧器２１の油温を検出する。また、被診断油入変圧器２１の運転中における負荷電流（例えば、２次側）を検出し、負荷率Ｋを割り出す。前記のように、事前に前記のような準備作業が完了したら、前記各種検出データをベースとして巻線６における現時点での温度上昇値を［数１０］に示す算定式によって算出する。
【００８４】
前記［数１０］による温度上昇値Ｔｃの算定に当って、Ｔｍは温度センサｇにて検出した油温をベースにして［数１１］の計算式により算出し、また、Ｔｎについても前記温度センサｇによって検出した油温がベースとなって［数１２］の計算式により算出する。そして前記［数１１］，［数１２］の式によって、Ｔｍ，Ｔｎを算出したら、これらのＴｍ，Ｔｎを［数１０］に代入して巻線６の温度上昇値Ｔｃ（推定値）を求める。
【００８５】
そして、前記［数１０］にて算出した温度上昇値Ｔｃに、このＴｃを算定した時点の絶縁油の最高油温上昇値θ0を［数９］によって求め、この時点において算出した最高油温上昇値θ0に、前記［数１０］にて算出した温度上昇値Ｔｃと周温を加算するか、あるいは、前記温度センサｇにて検出した油温に、前記算出した温度上昇値Ｔｃを加算することによって、現在運転中の被診断油入変圧器２１における巻線６の温度を把握（推定）することができる。前記算定した巻線６の温度が、巻線温度の限界値（例えば、１６０℃）以上ある場合、巻線６に異常が発生したということで、運転状況把握手段２２の表示手段２７に表示され、かつ、異常が発生したことを知らせる警報が発せられる。また、出力手段２９を介して図示しない監視所等に被診断油入変圧器２１に異常が発生したことを知らせる（図５のステップＳ７〜Ｓ９参照）。
【００８６】
また、最高油温上昇値θ0が、例えば、１２０℃を上回った場合も、前記巻線６の温度上昇と同様に異常が発生したということで、表示手段２７に表示させるとともに、異常警報が監視所等に運転状況把握手段２２の出力手段２９によって発信される。
【００８７】
一方、前記巻線６の温度や、油温が、それぞれ限界値以下である場合は、現在運転中の被診断油入変圧器２１の寿命損失を後述する計算によって求めることができる。
【００８８】
そして、前記運転中の被診断油入変圧器２１の巻線６の温度に関係する温度上昇値Ｔｃを算出した場合、その温度上昇値Ｔｃが、例えば、定格負荷５０％で連続運転している状態でその運転中に何等かの理由で負荷率が１２０％に変更されて運転が継続されている場合に、前記のようにして算出した温度上昇値Ｔｃに基づいてその温度特性図を作図すると、図１８に示すように、負荷率が１２０％で２時間連続運転していた場合、巻線６の温度上昇値Ｔｃは、負荷率５０％で連続運転した場合に比べて温度上昇値Ｔｃは上昇し、プロトタイプの油入変圧器１を実際に運転して確認したところ、負荷率１２０％で２時間運転した場合の温度特性図（図７参照）とほぼ同じであることが判った。即ち、事前に同種の油入変圧器１により同一条件（負荷率と運転時間が同じ）下で実測した実測値とほぼ同じであることが判った。
【００８９】
また、同じく図１８〜図２０で示すように、被診断油入変圧器２１の負荷率が１２０％〜１６０％に変化した場合の被診断油入変圧器２１の運転においても、油入変圧器１において前記と同様に同一条件で運転した場合に実測した実測値と比較したところ、ほとんど同じ温度上昇値（図７〜図９参照）が得られることが判った。
【００９０】
前記のようにして被診断油入変圧器２１の運転中における巻線６の温度上昇値Ｔｃを［数１０］に示す算定式により求めたら、引き続き被診断油入変圧器２１の低圧側引出導体７と、負荷時タップ切換装置９の切換開閉器操作機構１０の絶縁筒の温度上昇値Ｔｃを求める。この場合も、前記巻線６の温度上昇値Ｔｃを算出した場合と同様にして求めるものである。
【００９１】
即ち、被診断油入変圧器２１において、低圧側引出導体７の温度上昇値Ｔｃを算定する場合は、Ｔｍを［数１１］の計算式により算出し、Ｔｎについては、［数１２］に示す計算によって算出する。前記のようにして低圧側引出導体７の温度上昇値Ｔｃを求めるためのＴｍ，Ｔｎを算出したら、これら、Ｔｍ，Ｔｎの値を［数１０］に示す算定式に代入することにより、低圧側引出導体７の温度上昇値Ｔｃ（推定値）を求めるものである。
【００９２】
更に、負荷時タップ切換装置９に用いている切換開閉器操作機構１０を囲繞する絶縁筒の温度上昇値Ｔｃを求める場合も、前記巻線６、低圧側引出導体７の温度上昇値Ｔｃを求めた場合と同様に、温度センサｇにより検出した油温をベースとして先ず、Ｔｍ，Ｔｎの値を［数１１］，［数１２］の計算式により求め、前記Ｔｍ，Ｔｎの値を［数１０］の算定式に代入することにより、前記絶縁筒の温度上昇値Ｔｃを算出するものである。
【００９３】
そして、前記低圧側引出導体７、絶縁筒の温度上昇値Ｔｃをそれぞれ［数６］に示す計算式により求めた最高油温上昇値θ0と周温または、温度センサｇにて検出した油温を加算し、前記加算した値が、低圧側引出導体７や絶縁筒の限界温度以上ある場合は、異常が発生したと判断し、それを表示手段２７にて表示するとともに、出力手段２９を介して図示しない監視所等に被診断油入変圧器２１に異常が発生したことを知らせる。
【００９４】
また、前記［数１０］の算定式により算出した低圧側引出導体７、絶縁筒の温度上昇値Ｔｃに基づいてその温度特性図を作成した場合、例えば、低圧側引出導体７においては、負荷率１２０％，１４０％，１６０％で各２時間連続運転したときの温度特性（図２１〜図２３参照）は、油入変圧器１において同条件で実測した実測値により作成した温度特性図（図１１〜図１３参照）と比較した場合、ほとんど同じであることが判った。
【００９５】
絶縁筒においても、負荷率１２０％，１４０％，１６０％で前記同様に比較してみると［数１０］により算出した温度上昇値Ｔｃをベースにして作成した温度特性図（図２４〜図２６参照）と、油入変圧器１により実測した実測値により作成した温度特性図（図１５〜図１７参照）とを比較した場合においても、ほとんど同じであることが判った。
【００９６】
このように、本発明においては、被診断油入変圧器２１の所定部位における温度上昇値Ｔｃの算定に際しては、事前に被診断油入変圧器２１と同一またはほぼ同一設計のプロトタイプの油入変圧器１において、余寿命・異常診断に関係する部位（巻線６、低圧側引出導体７、負荷時タップ切換装置９の切換開閉器操作機構１０やタップ選択器１１を覆う絶縁筒）の温度と油温とを周温と関連させて実測し、前記実測した実測値をベースとしてＴｍ（定格負荷通電直後の前記各部位における油温からの最大温度上昇値）とＴｎ（定格負荷連続運転時における被診断油入変圧器の各部位における油温からの温度上昇値）とを［数７］と［数８］とによって求める。
【００９７】
そして、前記算出したＴｍ，Ｔｎをベースとして被診断油入変圧器２１の各部位の温度上昇値Ｔｃを算出するための算定式を［数１０］に示すように案出した。前記案出した［数１０］に示す算定式によって被診断油入変圧器２１の各部位における温度上昇値Ｔｃを算出するもので、前記［数１０］に示す算定式においてＴｍ，Ｔｎは温度上昇値Ｔｃを求める所定部位（被診断油入変圧器２１の巻線６、低圧側引出導体７、絶縁筒）の油温と被診断油入変圧器２１の負荷率とをベースにして［数１１］，［数１２］により算出した後、前記算出したＴｍ，Ｔｎを［数１０］に代入して被診断油入変圧器２１における各部位の温度上昇値Ｔｃを求めるものである。
【００９８】
前記［数１０］にて算出した温度上昇値Ｔｃと最高油温上昇値θ0と周温とを加算しその加算値が所定部位の限界温度以上ある場合、前記温度上昇値Ｔｃに関係する部位（例えば、巻線６）は、異常と判断されて関係者に異常であることを警報したり、表示する等して知らせるように構成されている。
【００９９】
次に、前記被診断油入変圧器２１の温度上昇値Ｔｃをベースとして被診断油入変圧器２１の寿命損失を求める。この場合は、例えば、電気学会技術報告（１部）第１４３号に示されている「油入変圧器運転指針」に示されている式から展開して［数１３］として示す次式により算出する。この場合、被診断油入変圧器２１の所定部位に対して巻線最高点温度９５℃で運転したときの正規寿命をＹ0とした場合、時間ｔ間における寿命損失Ｖ（正規寿命Ｙ0に対する損失度合）を求めるための計算式である。
【０１００】
【数１３】
2006024800.tif 000015
【０１０１】
ここで、
Ｙ0：正規寿命
ｂ：定数（８０℃〜１５０℃においては０．１１５５）
θ：［数１０］にて算出した温度上昇値（Ｔｃ）
０〜ｔ：所定時間内における寿命損失分
ｄｔ：計算時間ステップ
ｅ：指数関数
【０１０２】
前記［数１３］により算出した寿命損失において、算定の結果Ｖ＝１となれば被診断油入変圧器２１は寿命がきたということになる。そして、前記寿命損失の計算を行うことにより、被診断油入変圧器２１は、現在の負荷率で運転を継続した場合、その寿命を巻線温度９５℃で連続３０年運転可能とした場合の正規寿命の基準に対し、Ｖの時間だけ寿命が損失したことを表わすものである。前記の寿命損失Ｖを算出すると、表示手段２７により表示されるとともに、出力手段２９にて図示しない監視所等管理手段２８に伝送され、表示・記憶保持される（図５のステップＳ１０〜Ｓ１２参照）。  
【０１０３】
本発明は、以上説明したように、プロトタイプの油入変圧器１を用いて実測した巻線６、低圧側引出導体７、負荷時タップ切換装置９の切換開閉器操作機構１０等の絶縁筒、油温をそれぞれ所定の負荷率、周囲温度を勘案して複数パターン実測し、その実測値に基づき被診断油入変圧器２１の各部位の温度上昇値Ｔｃを算出する算定式［数１０］を案出し、この算定式によって被診断油入変圧器２１の温度上昇値Ｔｃを算出（シミュレーション）する。そして、前記算出した温度上昇値Ｔｃをベースにして、前記被診断油入変圧器２１の寿命損失、異常発生を未然にシミュレートすることにより、当該被診断油入変圧器２１がいつまで使用できるか、即ち、寿命損失や異常発生を高精度で、かつ、迅速・確実に算出することができ、利便である。
【０１０４】
被診断油入変圧器２１の寿命損失や異常発生のシミュレーションは、前述したように、被診断油入変圧器２１の温度上昇値Ｔｃを本発明の算定式により計算して算出し、その算出した温度上昇値Ｔｃに基づき所定部位の温度上昇をグラフにて作図すると、この作図したグラフに示される温度上昇の状況が同一設計または同一設計に値するプロトタイプの油入変圧器１によって実際に同一条件で実測した実測値の温度をグラフ化した場合、前者と後者においてはほぼ一致した状態にて表わされている。これは、被診断油入変圧器２１の温度上昇値Ｔｃを算出する算定式が、実測したデータを基にして案出されているからに他ならず、これにより、被診断油入変圧器２１における各部位の温度上昇値Ｔｃは実際に温度を測定した場合とほぼ同じ値にて計算することができるため、本発明の計算式により算出した温度上昇値Ｔｃをベースにする限り、被診断油入変圧器２１の余寿命、異常発生を高精度で算出することができるので、被診断油入変圧器２１の保守管理を円滑・良好に行うことができる。
【０１０５】
なお、本発明において、負荷電流は油入変圧器１や被診断油入変圧器２１の２次側に流れる電流について説明したが、これを限定せず、１次側電流あるいはタップ番号が判明すれば、それらによって負荷電流を検出して使用することができることは云うまでもない。また、被診断油入変圧器２１の温度上昇値Ｔｃを算出する場合、負荷電流と油温、もしくは、負荷電流と周囲温度のいづれかの条件を満たすことにより容易に算出することができることはもとより、事前に被診断油入変圧器２１の各部位の温度を想定し、これを実際温度として運転状況検出手段２３に入力させ、そのデータを基に温度上昇値Ｔｃを算出して、その値をシミュレートすることにより、被診断油入変圧器２１の寿命損失とか異常診断を行うようにしても、本発明は成立するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】プロトタイプの油入変圧器において、当該変圧器の所定部位の温度を検出する場合の概略構成図である。
【図２】本発明の余寿命・異常診断システムにより被診断油入変圧器の余寿命等を把握する場合の概略構成図である。
【図３】被診断油入変圧器の側面図である。
【図４】油入変圧器の温度分布図である。
【図５】本発明のシステムの実行を概略的に説明するためのフローチャート図である。
【図６】巻線温度上昇の変化を示す特性図である。
【図７】油入変圧器を負荷率５０％連続、１２０％２時間運転した場合の、巻線および油温度の実測値を示す温度特性図である。
【図８】油入変圧器を負荷率５０％連続、１４０％２時間運転した場合の、巻線および油温度の実測値を示す温度特性図である。
【図９】油入変圧器を負荷率５０％連続、１６０％２時間運転した場合の、巻線および油温度の実測値を示す温度特性図である。
【図１０】低圧側引出導体の温度上昇の変化を示す特性図である。
【図１１】油入変圧器を負荷率５０％連続、１２０％２時間運転した場合の、低圧側引出導体および油温度の実測値を示す温度特性図である。
【図１２】油入変圧器を負荷率５０％連続、１４０％２時間運転した場合の、低圧側引出導体および油温度の実測値を示す温度特性図である。
【図１３】油入変圧器を負荷率５０％連続、１６０％２時間運転した場合の、低圧側引出導体および油温度の実測値を示す温度特性図である。
【図１４】絶縁筒温度上昇の変化を示す特性図である。
【図１５】油入変圧器を負荷率５０％連続、１２０％２時間運転した場合の、絶縁筒温度の実測値を示す温度特性図である。
【図１６】油入変圧器を負荷率５０％連続、１４０％２時間運転した場合の、絶縁筒温度の実測値を示す温度特性図である。
【図１７】油入変圧器を負荷率５０％連続、１６０％２時間運転した場合の、絶縁筒温度の実測値を示す温度特性図である。
【図１８】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１２０％２時間運転したときの巻線温度を巻線実測定数により計算して示す巻線温度特性図である。
【図１９】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１４０％２時間運転したときの巻線温度を巻線実測定数により計算して示す巻線温度特性図である。
【図２０】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１６０％２時間運転したときの巻線温度を巻線実測定数により計算して示す巻線温度特性図である。
【図２１】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１２０％２時間運転したときの低圧側引出導体温度をその実測定数により計算して示す低圧側引出導体温度特性図である。
【図２２】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１４０％２時間運転したときの低圧側引出導体温度をその実測定数により計算して示す低圧側引出導体温度特性図である。
【図２３】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１６０％２時間運転したときの低圧側引出導体温度をその実測定数により計算して示す低圧側引出導体温度特性図である。
【図２４】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１２０％２時間運転したときの絶縁筒温度をその実測定数により計算して示す絶縁筒温度特性図である。
【図２５】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１４０％２時間運転したときの絶縁筒温度をその実測定数により計算して示す絶縁筒温度特性図である。
【図２６】被診断油入変圧器を負荷率５０％連続、１６０％２時間運転したときの絶縁筒温度をその実測定数により計算して示す絶縁筒温度特性図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  プロトタイプの油入変圧器
２  タンク
３  冷却装置
４  油導管
５  油ポンプ
６  巻線
７  低圧側引出導体
９  負荷時タップ切換装置
１０  切換開閉器操作機構
１１  タップ選択器
１２  検出温度選択器
１３  Ａ／Ｄ変換器
１４  コンピュータ
１５  実測データ作成手段
２１  被診断油入変圧器
２２  運転状況把握手段
２３  運転状況検出手段
２４  実測値データファイル
２５  演算処理手段
２６  シミュレーション手段
２７  表示手段
２８  管理手段
２９  出力手段
ａ〜ｅ、ｇ、ｈ  温度センサ
Ｔｃ  温度上昇値
【図１】
2006024800.tif 000016
【図２】
2006024800.tif 000017
【図３】
2006024800.tif 000018
【図４】
2006024800.tif 000019
【図５】
2006024800.tif 000020
【図６】
2006024800.tif 000021
【図７】
2006024800.tif 000022
【図８】
2006024800.tif 000023
【図９】
2006024800.tif 000024
【図１０】
2006024800.tif 000025
【図１１】
2006024800.tif 000026
【図１２】
2006024800.tif 000027
【図１３】
2006024800.tif 000028
【図１４】
2006024800.tif 000029
【図１５】
2006024800.tif 000030
【図１６】
2006024800.tif 000031
【図１７】
2006024800.tif 000032
【図１８】
2006024800.tif 000033
【図１９】
2006024800.tif 000034
【図２０】
2006024800.tif 000035
【図２１】
2006024800.tif 000036
【図２２】
2006024800.tif 000037
【図２３】
2006024800.tif 000038
【図２４】
2006024800.tif 000039
【図２５】
2006024800.tif 000040
【図２６】
2006024800.tif 000041