(57)【要約】【解決手段】  本発明は、電力変圧器、またはプランジャーコア消弧リアクトルにおける負荷時タップ切換器内において、オイルを浄化するため、または浄化および乾燥するためのオイルフィルター設備に関し、その際、オイル循環内において、オイルフィルター設備のための送出導管９内において、通過するオイルの容積流量を検出するため測定装置が設けられており、且つ、目標値とのこの測定された値の比較の結果として、間挿された周波数変換器を介して、電気的なポンプモーターが調整される。
2005519484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変圧器、またはプランジャーコア消弧リアクトルにおける負荷時タップ切換器内において、オイルを浄化するため、または浄化および乾燥するためのオイルフィルター設備であって、その際、
圧力タンクとして形成されたポンプユニットが設けられており、その際、
このポンプユニットが、フィードポンプ、このフィードポンプを駆動するポンプモーター、およびフィルターカートリッジを有しており、その際、
圧力タンクと負荷時タップ切換器との間のオイル循環が、負荷時タップ切換器へと、このフィルターカートリッジを通過したオイルを移送するための還流導管、および、フィルターカートリッジへと、浄化されるべきオイルを移送するための送出導管によって形成されている、
様式の上記オイルフィルター設備において、
送出導管（９）内において、通過するオイルの容積流量を検出するため、および、電気的な測定信号へと変換するための、測定装置が設けられていること、
この測定装置が、制御器と結合されており、この制御器内において、予め調節された目標値との電気的な測定信号の比較の結果として、調節信号が形成可能であること、
この制御器が、周波数変換器のインプットと、電気的に結合状態にあること、および、
この周波数変換器のアウトプットが、ポンプモーターの電気的な接続部と、電気的に結合状態にあること、
を特徴とするオイルフィルター設備。
【請求項２】
容積流量を測定するための測定装置は、熱量測定による流量センサー（１０）であることを特徴とする請求項１に記載のオイルフィルター設備。
【請求項３】
容積流量を測定するための測定装置は、オリフィス装置を有する差圧測定器であることを特徴とする請求項１に記載のオイルフィルター設備。
【請求項４】
送出導管（９）、または還流導管（４）内において、通過するオイルのＨ２Ｏ含有量の検出のため、および、更に別の電気的な測定信号へと変換するための、更に別の測定装置が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のオイルフィルター設備。
【請求項５】
付加的に、容積流量の検出された値を時間相関的に記憶するため、及び／または、この容積流量の最小値／最大値を検出するための手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のオイルフィルター設備。
【請求項６】
検出された容積流量が、最小値に到達した場合に、フィルター交換のための信号を形成するための手段が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のオイルフィルター設備。
【請求項７】
検出されたＨ２Ｏ含有量が、前もって予め調節された最大値に到達した場合に、更に別の手段が設けられていることを特徴とする請求項４から６のいずれか一つに記載のオイルフィルター設備。
【請求項８】
容積流量の予め調節された目標値は、負荷時タップ切換器の構造様式、及び／または還流導管（４）および送出導管（９）の寸法設定に依存して選択可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のオイルフィルター設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変圧器（Leistungstransformator）、またはプランジャーコア消弧リアクトル（Tauchkernspule）における負荷時タップ切換器内において、オイルを浄化するため、または浄化および乾燥するためのオイルフィルター設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなオイルフィルター設備は、出願人の取扱説明書「オイルフィルター設備  Ｔｙｐ５１」、および、「オイルフィルター設備  ＯＦ１００」から既に公知である。
【０００３】
このような公知のオイルフィルター設備は、ポンプユニットを有しており、このポンプユニットが、円筒形のタンク内において、フィードポンプ、ポンプモーター、および、フィルターカートリッジを備えている。オイル送出、およびオイル還流のためのフランジ接続部は、このタンクの上側、および下側の蓋に装着されている。このフィードポンプは、切換器オイルを、負荷時タップ切換器の吸引導管、および送出のための管導管を介して吸引する。このオイルは、この場合、下の方で、このポンプユニットのタンク内へと流入し、且つ、フィードポンプによって、フィルターカートリッジを通って押圧される。ペーパ−フィルターカートリッジを通って浄化され、または複合−フィルターカートリッジを通って浄化され、乾燥されたこのオイルは、このタンクから還流接続部を介して離れ、且つ、還流のための管導管を介して、この負荷時タップ切換器内へと、詳細に言うと負荷時タップ切換器頭部へと還流する。
【０００４】
このようなオイルフィルター設備のために特に適当な上述された複合−フィルターカートリッジは、ドイツ連邦共和国特許第４０  ３３  １７２号明細書（特許文献１）から既に公知である。
【０００５】
このフィルターカートリッジ、または、それぞれ異なって形成されたフィルターカートリッジは、使用の経つうちに、ろ過された汚物微粒子でもって塞がれ、ますます大きくなる流動抵抗を示し、且つ、所定の作動圧力において、従って交換されねばならない。この目的のために、公知のオイルフィルター設備の場合、所定の監視装置が設けられている。即ち、先ず第一に、圧力スイッチが配設されており、この圧力スイッチは、最大に許容された作動圧力に調節されており、且つ、この値に到達、もしくは超過した際に、通報接点を閉鎖し、この通報接点が、例えば、スイッチ監視部において、調節された最高値の到達を、および従って、このフィルターカートリッジの交換の必要性を信号で知らせる。更に、通常、サーモスタットが設けられており、このサーモスタットは、圧力スイッチのこの情報の通報を、例えば、２０℃以下の低いオイル温度の場合に抑制する。これによって、増大されたオイル粘性における誤通報が回避される。
【０００６】
公知のオイルフィルター設備を制御するために、時間的制御が行われており、この時間的制御装置は、それぞれの負荷時タップ切換器のモーター駆動装置を操作した後、ポンプモーターを、および従って、オイルフィルター設備のフィードポンプを、ある程度の時間のあいだ作動する。このことは、通常、タイムラグリレー、またはタイムスイッチによって行われる。
【０００７】
要するに、更に、ポンプモーターのために、安全保護装置として、熱的、もしくは磁気的な過電流継続電器を有するモーター保護スイッチが配置されている。
【０００８】
統合して考察すると、公知のオイルフィルター設備は、従って、種々の欠点を有している。即ち、それぞれの作動開始の際に、オイルの粘性がこのオイル温度に依存して考慮されること無く、フィードポンプが、全出力でもって作動される。このフィードポンプが、同様に低いオイル温度の場合にも、および従って、粘性の強いオイルの場合にも、十分に高いオイル流動が形成されねばならないので、ポンプモーター、およびフィードポンプは、定常運転のために、過剰なサイズ設定がされている。上記のことによっての結果は、このフィードポンプ内での起こり得る空洞形成と並んで、接続された負荷時タップ切換器の吸引導管内における過度に高いオイル流動であり、このオイル流動が、この切換開閉器内におけるオイルと吸引管体との間の電荷分離を誘起する。同様に、更に別の欠点として、フィルターカートリッジのその都度の状態、即ち、このオイルに関するフィルターカートリッジの残っている透過性の度合いは、顧慮されていない状態に留まっている。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第４０  ３３  １７２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の課題は、これら欠点を有することなく、且つ、最適なオイルのろ過、もしくはオイルのろ過およびオイルの乾燥を、それぞれの−温度に依存した−オイル粘性において許容し、且つ、それに加えて、フィルターカートリッジのその都度の状態を、作動状態における透過性のこのフィルターカートリッジの許容された許容差の範囲内で顧慮する、冒頭に記載した様式のオイルフィルター設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１の特徴を有するオイルフィルター設備によって解決される。従属請求項は、本発明の特に有利な更なる構成に関している。
【００１１】
本発明は、ろ過すべきオイルの所定の、ｌ／ｓで測定された容積流量を、オイルフィルター設備の機能に関する基準として使用することの一般的な着想を基礎としている。即ち、本発明により、この容積流量測定は、ろ過されたオイル量の量定のため、フィルターカートリッジの状態の測定のため、および結果として、このオイルフィルター設備の状態に依存した制御のために利用される。このような本発明による容積流量測定は、有利には、所定の断面積を有する流量センサーによって、または同様にオリフィス装置（Blendenanordnung）を介しての差圧測定器を用いても行われる。
【００１２】
本発明の特別な利点は、変化したオイル粘性の結果としての変化した流動抵抗が、適当な制御部材によるフィードポンプの移送出力の変更によって均衡されることにある。更なる利点は、同様にフィルターカートリッジの作動時間の経過において増大した、このフィルターカートリッジの流動抵抗が、このフィードポンプの移送出力の増大によって制御されることにある。本発明の場合、特に同様にこのフィルターカートリッジの全耐用期間の間じゅう、容積流量を上記された影響に依存せずに常に一定に保持することは総じて可能である。更に、何時このフィルターカートリッジの交換が必要になるかを、制御信号の適当な評価によって判断することは可能である。
【００１３】
本発明の更なる利点は、容積流量に関する、目標値の相応して可能な選択、もしくはパラメータ化によって、全オイルフィルター設備が、簡単な方法で、全く異なるオイル容積、管長さおよび管断面積を有する、多数の異なる構造様式、および構造容積において存在する、全く異なる負荷時タップ切換器に対して適合されることにある。
【００１４】
次に、図に基づいて、本発明を例示的に更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図示されたオイルフィルター設備は、ポンプユニット１を備えており、このポンプユニット内において、公知技術から周知された、且つここでは図示されていないような、フィードポンプ、このフィードポンプを駆動するポンプモーター、およびフィルターカートリッジが設けられている。このポンプユニット１は、その際に、円筒形の圧力タンクとして形成されており、この圧力タンクが、上側の蓋２、および下側の蓋３によって、圧密的に閉鎖されている。この上側の蓋２に、還流導管４が接続されており、この還流導管は、止めコック５が設けられており、且つ、接続された負荷時タップ切換器７の負荷時タップ切換器ヘッド６へと通じている。この還流導管４を介して、ろ過された、もしくはろ過され且つ乾燥されたオイルは、再び、この負荷時タップ切換器７のオイル容器８内へと案内される。オイル循環の更に別の構成要素は、送出導管９であり、この送出導管が、他方また、負荷時タップ切換器ヘッド６から、本発明による間挿されたオイル流動センサー１０、ドレーンコック１１、および、もう一度止めコック１２を介して、再び下側の蓋３を通って圧力タンクの内部へと、および従ってポンプユニット１内へと通じており、従って、冷却循環が閉鎖されている。
【００１６】
機能態様は、以下のようである：
ポンプモーターは、負荷時タップ切換器７の吸引導管を介してこの負荷時タップ切換器のオイル容器８から、送出導管９を経て、オイルを吸引する。その際、このオイルは、この送出導管９内において配設されたオイル流動センサー１０を通過する。そこで、容積流量測定が行われる。このオイル流動センサー１０のための適当な流動センサーは公知であり、且つ、商業的に提供されている。これら流動センサーは、電子式の流動センサーとして、熱量測定による原理を基礎として作動し、且つ、如何なる機械的に運動される部材も備えてなく、従って、これら流動センサーの組み付けは、組み付け状態、および流入方向の考慮無しに行われる。更に、基礎にあるこの熱量測定による原理は、媒体の粘性に対するこの熱量測定による原理の非依存性によって特徴付けられる。この熱量測定による原理に従う電子式の流動センサーは、その際に、流動する媒体が、熱エネルギーを収容し、且つ運び去ることの物理的な効果を利用する。このような流動センサーは、接続部を介して、管導管内へと組み付けられ、且つ、この流動する媒体との接触状態にある。この媒体の特性、および特有の諸要件に応じて、このセンサーは、貴金属、または合成物質内において構成されており、且つ、２つの温度に依存する抵抗、および１つの熱源を備えている。この熱源によって、この媒体内において、局部的な温度上昇が形成され、この温度上昇は、測定感知器としてのこれら温度に依存する抵抗の内の１つの抵抗によって測定される。この媒体が流動した場合、この熱源からエネルギーが取り去られ、且つ、この熱源は冷却される。ここから形成された温度変化が、この流動の計測尺度である。第２の測定感知器は、媒体温度の変化を検出し、且つ、測定結果の補償のために使用される。両方の温度感知器の抵抗差から、引き続いて、温度補償された測定値が得られる。更に別の公知のセンサーは、４つの温度に依存する抵抗を備えており、その際、流動する媒体において、両方の、先ず第一に流動接触された（angestroemten）抵抗が冷却され、且つ、ここから形成された抵抗ブリッジの離調（Verstimmung）が、この流動の計測尺度である。このような抵抗ブリッジの使用によって、センサーの方向に依存しない流動接触が可能である。このような流動センサーは、ドイツ連邦共和国のｉｆｍ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ＧｍｂＨ社のタイプ記号ＳＩ  １００４のもとで提供されている。全く類似の流動センサーは、同様に、米国のＷｅｂｅｒ  Ｓｅｎｓｏｒｓ社、ドイツ連邦共和国のＥｎｄｒｅｓｓ＆Ｈａｕｓｅｒ社、並びに、ドイツ連邦共和国のＳｃｈｍｉｄｔ−Ｆｅｉｎｔｅｃｈｎｉｋ社から提供状態にある。
【００１７】
オイルは、下方から、蓋３を通って圧力タンク内へと流入し、且つ、フィードポンプによって、フィルターエレメントを通って押圧される。浄化されたオイルは、次いで、この圧力タンクを上側の蓋２において離れ、且つ、還流導管４を介して、負荷時タップ切換器７のオイル容器８へと還流する。
【００１８】
本発明により、ポンプモーターは、ポンプユニット１内において、このポンプモーターの回転数制御のための手段、特に好適にはこの目的で周波数変換器を有している。
【００１９】
周波数制御による三相交流非同期モーターの回転数制御の原理は、当業者にとって公知であり、且つ、このようなモーターの回転数を、この周波数を介して制御したい場合、一定の配電電圧周波数を可変の周波数へと変換可能である装置が使用されねばならない。このことは、種々の電気的な構造要素、例えばサイリスタ、トランジスタ、ＩＧＢＴまたはＭＣＴ、を備えている周波数変換器によって行われる。このような周波数変換器によって、適宜に、配電電圧の周波数よりもより大きな、またはより小さな周波数が形成される。適当な周波数変換器は、Ｓｉｅｍｅｎｓ社の名称「ＭＩＣＲＯＭＡＳＴＥＲ」のもとで製造されている。名称「ＣＯＭＢＩＭＡＳＴＥＲ（登録商標）」のもとで、同じ製造メーカーは、同様に既に、１つの周波数変換器と１つの非同期モーターから成る組み合わせも、共通の構造部品群として提供している。
【００２０】
ポンプモーターの可能な回転数制御によって、同様にフィードポンプの移送出力も変化可能である。フィードポンプとして、特に公知の遠心ポンプが使用可能であり、同様に他の、当業者にとって公知の各種ポンプ様式も使用可能である。
【００２１】
ポンプユニット１へと案内される送出導管９内において配設されたオイル流動センサー１０は、上述された方法で、送出導管９を通過する、および従って、同様に負荷時タップ切換器７の切換開閉器のオイル容器８を通過する、オイルの容積流量を検出する。このオイル流動センサー１０は、電気的に、図示されていない制御器と結合されており、この制御器内において、予め与えられた目標値との、実際に測定された容積流量、即ちオイル流動の比較が行われ、且つ、差異がある場合、ポンプモーターの手前に接続されている周波数変換器によって、このポンプモーターの回転数が、および従ってフィードポンプの移送出力が変化される。
【００２２】
オイル流動センサー１０によって検出された、且つ移送出力の変化を誘起する、オイル流動の変化は、更に上方で既に詳しく述べたように、種々の原因を有している。一方では、変化する温度状態によって、オイルの粘性が変化し、他方では、作動状態において、ろ過された微粒子でもってますます塞がるフィルターエレメントによって、このフィルターエレメントの流動抵抗がいっそうより大きくなる。両方の原因は、本発明により、同じように検出され、且つ、移送出力の変化、即ち移送出力の制御を誘起する。どんな場合でも、送出導管９内におけるオイル流動速度は、一定な危険の無い値に保持される。
【００２３】
特に有利な方法で、流動速度の目標値と実際値の比較の結果として制御器内において形成された制御信号を、生起された最大値、もしくは最小値に関して全システムの監視のために使用することは更に可能である。この信号の時間相関的な蓄積によって、それに加えて、傾向予測として、フィルターカートリッジの近い将来の交換が、長期に計画可能である。
【００２４】
それぞれの限界値に到達した際に、信号「フィルター交換」を発生させること、および、例えば、スイッチ監視部、または操作パネル内において表示することは、同様に何の問題も無く可能である。
【００２５】
例えば、送出導管内において、付加的なＨ２Ｏセンサーが配設されるというやり方で、オイル内におけるＨ２Ｏ含有量を監視するための付加的な手段を設けることは、更に可能である。
このような付加的な、当業者にとって周知であるＨ２Ｏセンサーによって、このオイルの含水量は測定可能であり、且つ、
前もって予め与えられた限界値との、この検出された含水量の比較によって、他方また、
組み合わせフィルター、即ち、フィルターカートリッジにおいて、
浄化のためと同様に、乾燥を生じさせるゼオライト挿入物が飽和（gestaettigt）されており、且つ、この理由から、オイル流動がそれらフィルター層の影響を受ける他のフィルター層の状態に依存しない乾燥のためにも、何時、このフィルターカートリッジの交換が行われるべきであるかが検出可能である。
【００２６】
概略的な制御回路が図示されている図２に基づいて、本発明の根底をなす制御方法を、再度説明する。
ブロック図において、上側に、本発明によるオイルフィルター設備自体、および、このオイルフィルター設備と結合状態にある、負荷時タップ切換器７のオイル容器８から成る、制御区間が示されている。外乱量Ｚとして、この制御区間に対して、フィルターエレメントの汚染、または、オイルの温度に起因する粘性変化が作用する。制御量として、このオイルの容積流量Ｖｘが、測定装置、ここでオイル流量センサー１０内において検出され、且つ、測定信号ｘに変換される。容積流量Ｖｘの実際値である値測定信号ｘは、制御器内において、相応する目標値ｗと比較される。適当な制御器が、全く異なる方法で構成され得、且つ、特に有利には、例えば、本出願人の機器「Ｔａｐ  Ｍａｎａｇｅｒ（登録商標）」が使用され得る。結果として、この制御器から制御量ｕが形成され、具体的には、この制御量は、フィードポンプのポンプモーターにおける周波数変換器のための、可変の制御電流である。従って、このポンプモーターは、このポンプモーターの回転数を変化することが可能であり、且つ、結果として、このフィードポンプの出力が変化し、且つ従って外乱量Ｚの影響を制御する。この制御回路は、これに伴って閉鎖されている。予め与えられた目標値ｗ、即ち所望のオイル流動速度の適当な選択によって、更に、全オイルフィルター設備を、異なる負荷時タップ切換器における種々の所与の要件に対して、簡単な方法で適合することが可能である。特に、送出導管９および還流導管４の異なる長さおよび断面積、負荷時タップ切換器７のそれぞれのオイル容器８内におけるオイル容積、または、同様に所定の特有のオイル品質も、考慮に入れられる。更に、この制御器から形成された制御量を、不揮発性の記憶装置内において、比較的に長い時間間隔にわたって納めておくこと、および、そこから、概括的に全設備の、およびそれぞれのフィルターエレメントの、および特にこのフィルターエレメントの予測される交換時期の状態に関して、傾向予測を得ることは、同様に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明よるオイルフィルター設備を、接続された負荷時タップ切換器と共に概略的な図示で示した図である。
【図２】本発明よるオイルフィルター設備において経過する方法のステップを説明するための制御回路の図である。
【図１】
2005519484.tif 000003
【図２】
2005519484.tif 000004
【国際調査報告】
2005519484.tif 000005
2005519484.tif 000006
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2005519484.tif 000008
2005519484.tif 000009
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