(57)【要約】【課題】油入変圧器内部の温度分布を考慮して、新規な巻線上部の絶縁紙部の紙中水分量を精度良く推定する装置及び方法を提供すること。【解決手段】巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段が、平均油温カーブを推定する手段と、プレスボードの紙中水分量を推定する手段と、推定平均油温カーブ及び推定プレスボード紙中水分量から、油中水分量カーブを推定する手段と、巻線絶縁紙表面温度カーブを推定する手段と、推定油中水分量カーブ及び推定巻線絶縁紙表面温度カーブから、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段を備える。ここで、前記プレスボードの紙中水分量を推定する手段は、次式(10)により紙中水分量を推定する。【数１】2008192775.tif 000033【選択図】図６
2008192775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過負荷運転時の油入変圧器の運転制御装置において、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段が、
平均油温カーブを推定する手段と、
プレスボードの紙中水分量を推定する手段と、
推定平均油温カーブ及び推定プレスボード紙中水分量から、油中水分量カーブを推定する手段と、
巻線絶縁紙表面温度カーブを推定する手段と、
推定油中水分量カーブ及び推定巻線絶縁紙表面温度カーブから、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段を備える、油入変圧器の運転制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油入変圧器の運転制御装置において、前記平均油温カーブを推定する手段は、
稼働率カーブを想定する手段と、
変圧器周囲温度カーブを想定する手段とを有し、
想定稼働率カーブ及び変圧器周囲温度カーブから、前記平均油温カーブを推定する、油入変圧器の運転制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の油入変圧器の運転制御装置において、前記プレスボードの紙中水分量を推定する手段は、
油中水分量及び推定平均油温から、前記プレスボードの紙中水分量を推定する、油入変圧器の運転制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の油入変圧器の運転制御装置において、
前記油中水分量は、推定平均油温カーブが最高温度に達したときから所定時間経過後の測定値である、油入変圧器の運転制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の油入変圧器の運転制御装置において、
前記プレスボードの紙中水分量を推定する手段は、次式(10)により紙中水分量を推定する、油入変圧器の運転制御装置。
【数１】
2008192775.tif 000025
【請求項６】
請求項１に記載の油入変圧器の運転制御装置において、
前記油中水分量カーブを推定する手段は、次式(11)により油中水分量カーブを推定する、油入変圧器の運転制御装置。
【数２】
2008192775.tif 000026
【請求項７】
請求項１に記載の油入変圧器の運転制御装置において、
前記巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段は、次式(15)により巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する、油入変圧器の運転制御装置。
【数３】
2008192775.tif 000027
【請求項８】
過負荷運転時の油入変圧器の運転制御方法において、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する方法が、
平均油温カーブを推定するステップと、
プレスボードの紙中水分量を推定するステップと、
推定平均油温カーブ及び推定プレスボード紙中水分量から、油中水分量カーブを推定し、
巻線絶縁紙表面温度カーブを推定するステップと、
推定油中水分量カーブ及び推定巻線絶縁紙表面温度カーブから、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定するステップとを含む、油入変圧器の運転制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の油入変圧器の運転制御方法において、前記平均油温カーブを推定するステップ手段は、
稼働率カーブを想定するステップと、
変圧器周囲温度カーブを想定するステップとを有し、
想定稼働率カーブ及び変圧器周囲温度カーブから、前記平均油温カーブを推定する、油入変圧器の運転制御方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の油入変圧器の運転制御方法において、前記プレスボードの紙中水分量を推定するステップは、
油中水分量及び推定平均油温から、前記プレスボードの紙中水分量を推定する、油入変圧器の運転制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の油入変圧器の運転制御方法において、
前記油中水分量は、推定平均油温カーブが最高温度に達したときから所定時間経過後の測定値である、油入変圧器の運転制御方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の油入変圧器の運転制御方法において、
前記プレスボードの紙中水分量を推定するステップは、次式(10)により紙中水分量を推定する、油入変圧器の運転制御方法。
【数４】
2008192775.tif 000028
【請求項１３】
請求項８に記載の油入変圧器の運転制御方法において、
前記油中水分量カーブを推定するステップは、次式(11)により油中水分量カーブを推定する、油入変圧器の運転制御装置。
【数５】
2008192775.tif 000029
【請求項１４】
請求項８に記載の油入変圧器の運転制御方法において、
前記巻線絶縁紙の紙中水分量を推定するステップは、次式(15)により巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する、油入変圧器の運転制御方法。
【数６】
2008192775.tif 000030
【請求項１５】
コンピュータに読み取り且つ実行可能なコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、請求項８〜１４のいずれか一項に記載された油入変圧器の運転制御方法を実行させるためのプログラムである、コンピュータプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のコンピュータプログラムを記録した、記録媒体。
【請求項１７】
過負荷運転時の油入変圧器の運転制御装置において、
運転目標負荷率と冷却媒体温度とから、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図８）に基づいて巻線温度上昇値を算出する手段（ステップＳ３）と、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段（ステップＳ５）と、
前記紙中水分量を推定する手段で求めた絶縁紙中水分量から、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図１）に基づいて気泡発生温度を算出する手段（ステップＳ６）と、
前記巻線温度上昇値を算出する手段で算出した巻線温度上昇値と、前記気泡発生温度を算出する手段で算出した気泡発生温度とを比較し、過負荷運転の可否を判断する判断手段（ステップＳ７）とを備える、油入変圧器の運転制御装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の油入変圧器の運転制御装置において、更に、
個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図９）に基づき、目標負荷率における変圧器絶縁油の温度を算出する手段（ステップＳ１５）と、
前記変圧器絶縁油の温度を算出する手段で算出した温度上昇値を元にして、油温による絶縁油の変動油量を算出する手段（ステップＳ１６）と、
コンサベータ応動油量と、前記絶縁油の変動油量を算出する手段で算出した変動油量とを比較し、過負荷運転の可否を判断する判断手段（ステップＳ１７）とを備える、油入変圧器の運転制御装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の油入変圧器の運転制御装置において、更に、
変圧器負荷履歴と周囲温度履歴の所定時間毎の記録から、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図８）に基づいて、巻線温度上昇値を算出して規格化寿命消費量を算出する手段（ステップＳ３４）と、
絶縁紙の基本劣化特性式から任意の平均重合度に達するまでの規格化時間を算出する手段（ステップＳ３６）と、
前記規格化寿命消費量を算出する手段で算出した規格化寿命消費量と、前記規格化時間を算出する手段で算出した任意の平均重合度に到達するまでの規格化時間とから、変圧器での任意平均重合度へ到達するまでの寿命年数を計算する手段（ステップＳ３７）とを備える、油入変圧器の運転制御装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の油入変圧器の運転制御装置において、更に、
前記変圧器での任意平均重合度へ到達するまでの寿命年数を計算する手段における加熱温度および加熱時間に依存した絶縁紙平均重合度の低下特性（Ｄｐ）は、平均重合度が半減するまでの時間を１とすることで規格化され、劣化基本式として次式(19)により算出される、油入変圧器の運転制御装置。
【数７】
2008192775.tif 000031
【請求項２１】
過負荷運転時の油入変圧器の運転制御方法において、
運転目標負荷率と冷却媒体温度とから、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図８）に基づいて巻線温度上昇値を算出するステップ（ステップＳ３）と、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の巻線絶縁紙の紙中水分量を推定するステップ（ステップＳ５）と、
前記紙中水分量を推定する手段で求めた絶縁紙中水分量から、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図１）に基づいて気泡発生温度を算出するステップ（ステップＳ６）と、
前記巻線温度上昇値を算出する手段で算出した巻線温度上昇値と、前記気泡発生温度を算出する手段で算出した気泡発生温度とを比較し、過負荷運転の可否を判断する判断ステップ（ステップＳ７）とを備える、油入変圧器の運転制御装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の油入変圧器の運転制御方法において、更に、
個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図９）に基づき、目標負荷率における変圧器絶縁油の温度を算出するステップ（ステップＳ１５）と、
前記変圧器絶縁油の温度を算出する手段で算出した温度上昇値を元にして、油温による絶縁油の変動油量を算出するステップ（ステップＳ１６）と、
コンサベータ応動油量と、前記絶縁油の変動油量を算出する手段で算出した変動油量とを比較し、過負荷運転の可否を判断する判断ステップ（ステップＳ１７）とを備える、油入変圧器の運転制御方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の油入変圧器の運転制御方法において、更に、
変圧器負荷履歴と周囲温度履歴の所定時間毎の記録から、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図８）に基づいて、巻線温度上昇値を算出して規格化寿命消費量を算出するステップ（ステップＳ３４）と、
絶縁紙の基本劣化特性式から任意の平均重合度に達するまでの規格化時間を算出するステップ（ステップＳ３６）と、
前記規格化寿命消費量を算出する手段で算出した規格化寿命消費量と、前記規格化時間を算出する手段で算出した任意の平均重合度に到達するまでの規格化時間とから、変圧器での任意平均重合度へ到達するまでの寿命年数を計算するステップ（ステップＳ３７）とを備える、油入変圧器の運転制御方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の油入変圧器の運転制御方法において、
前記変圧器での任意平均重合度へ到達するまでの寿命年数を計算するステップにおける加熱温度および加熱時間に依存した絶縁紙平均重合度の低下特性（Ｄｐ）は、平均重合度が半減するまでの時間を１とすることで規格化され、劣化基本式として次式(19)により算出される、油入変圧器の運転制御方法。
【数８】
2008192775.tif 000032
【請求項２５】
コンピュータに読み取り且つ実行可能なコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載された油入変圧器の運転制御方法を実行させるためのプログラムである、コンピュータプログラム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のコンピュータプログラムを記録した、記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過負荷運転時の油入変圧器の運転制御装置及び運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変電所等で用いられる油入変圧器では、電力需要の一時的なピーク時等において、設備の効率的な運用を図る目的で過負荷運転が行われている。また、同じ目的で、変圧器の故障時に他の変圧器に負荷を分散することで、過負荷運転が行われている。
【０００３】
油入変圧器の過負荷運転により導体巻線の温度が上昇すると、巻線絶縁紙から水分が放出され絶縁油中に侵入して、絶縁油の水蒸気圧が上昇する。このため、高温の導体巻線により絶縁油中に水蒸気の気泡が発生し、巻線間の部分放電開始電圧が急激に低下する。
【０００４】
従って、部分放電が発生しない範囲で、設備の稼働率の一層の向上を図り又は電力需要のピーク時等へ対応するため、過負荷運転時の変圧器内部の水分の挙動を把握する必要がある。
【０００５】
そこで、本出願人は、下記特許文献１により、変圧器内部の水分の挙動を推定し、油入変圧器の過負荷運転時の変圧器の寿命消費及び寿命年数を推定する方法を提案した。
【特許文献１】特開2000-348945「油入変圧器の過負荷運転方法および装置」（公開日  2000年12月15日）  変圧器内部の水分の挙動に関し、絶縁油の水分蒸気圧と巻線絶縁紙の水分蒸気圧の間において、一方が他方より高い場合には蒸気圧が高い方から低い方へ水分の移動が開始する。水分の移動により絶縁油と巻線絶縁紙との水分蒸気圧が等しく平衡状態に達すると、水分の移動は終了する。
【０００６】
過去の研究より、巻線絶縁紙の紙中水分量と気泡発生限界温度との関係が確認されており、これによると紙中水分量が少ないと気泡発生温度が高くなる傾向にある（前掲特許文献１の表４参照）。
【０００７】
しかし、運転中の変圧器では、巻線絶縁紙の紙中水分量を実測することができない。実測可能な絶縁油の油中水分量と絶縁油の温度から、巻線絶縁紙の紙中水分量を把握する必要がある。
【０００８】
そこで、前掲特許文献１に開示する第２実施形態では、温度Ｔ［°K］及び巻線絶縁紙の紙中水分濃度Ｗｐ［wt%］から巻線絶縁紙の水蒸気圧Ｐｐ［mmHg］を求める式(1)を規定し、温度Ｔ［°K］及び絶縁油の油中水分濃度Ｗｏ［wt%］から巻線絶縁紙の水蒸気圧Ｐｏ［mmHg］を求める式(2)を規定し、水分の移動が終了する平衡状態に達するとＰｐ＝Ｐｏとなることより、温度Ｔ［°K］及び絶縁油の油中水分濃度Ｗｏ［wt%］から巻線絶縁紙の紙中水分濃度Ｗｐ［wt%］を求める式(3)を提案している。
【０００９】
【数１】
2008192775.tif 000003
【００１０】
式(3)により、測定可能な絶縁油温度Ｔ及び油中水分量Ｗｏから、巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｐを推定することができる。
【００１１】
その後、この紙中水分量Ｗｐから、巻線絶縁紙の紙中水分量と気泡発生限界温度との関係に基づき気泡発生温度を求め（表４，ステップＳ４）、巻線温度がこの気泡発生温度に達しているか否かによって、変圧器の過負荷運転継続の可否を決定している（ステップＳ７〜Ｓ８）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前掲特許文献１の式(3)では、変圧器内部の温度Ｔと水分分布を一様と仮定し、巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｐを推定している。
【００１３】
しかし、実際に油入変圧器が運転されている状態では、変圧器内部に温度分布、即ち温度勾配があり、変圧器内部の上部では温度が高く、下部では温度が低い傾向にある。巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｐは、この温度勾配に応じて分布している。即ち、巻線絶縁紙の温度が低い変圧器下部では紙中水分量Ｗｐは多く、反対に温度が高い変圧器上部では紙中水分量Ｗｐは少ない傾向にある。
【００１４】
従って、気泡発生で問題となる巻線上部にある絶縁紙部分の紙中水分量Ｗｐは、この式(3)で推定した値と比較して、更に少ないと推測される。
【００１５】
図１（前掲特許文献１の表４に対応する。）は、実験により求めた巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｐ［wt%］と気泡発生限界温度Ｔｂ［°C］の関係を表す図である。図１に示すように、例えば、前掲特許文献１の方法を用いて巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｐを3.0［wt%］と推定すると気泡発生限界温度Ｔｂ1は約143［°C］となるのに対して、仮に紙中水分量Ｗｐが2.2［wt%］とすると気泡発生限界温度Ｔｂ2は約155［°C］となる。即ち、紙中水分量Ｗｐを精度良く求めることにより、気泡発生限界温度Ｔｂ1〜Ｔｂ2の範囲においても変圧器の過負荷運転が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明は、油入変圧器内部の温度分布を考慮して、新規な巻線上部の絶縁紙部の紙中水分量を精度良く推定する装置を提供することを目的とする。
【００１７】
更に、本発明は、油入変圧器内部の温度分布を考慮して、新規な巻線上部の絶縁紙部の紙中水分量を精度良く推定する方法を提供することを目的とする。
【００１８】
更に、本発明は、上記紙中水分量を精度良く推定する装置を用いて、新規な過負荷運転制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
更に、本発明は、上記紙中水分量を精度良く推定する方法を用いて、新規な過負荷運転制御方法を提供することを目的とする。
【００２０】
上記目的に鑑みて、本発明に係る油入変圧器の運転制御装置は、過負荷運転時の油入変圧器の運転制御装置であって、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段が、平均油温カーブを推定する手段と、プレスボードの紙中水分量を推定する手段と、推定平均油温カーブ及び推定プレスボード紙中水分量から、油中水分量カーブを推定する手段と、巻線絶縁紙表面温度カーブを推定する手段と、推定油中水分量カーブ及び推定巻線絶縁紙表面温度カーブから、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段を備える。
【００２１】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、前記平均油温カーブを推定する手段は、稼働率カーブを想定する手段と、変圧器周囲温度カーブを想定する手段とを有し、想定稼働率カーブ及び変圧器周囲温度カーブから、前記平均油温カーブを推定してもよい。
【００２２】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、前記プレスボードの紙中水分量を推定する手段は、油中水分量及び推定平均油温から、前記プレスボードの紙中水分量を推定してもよい。
【００２３】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、前記油中水分量は、推定平均油温カーブが最高温度に達したときから所定時間経過後の測定値としてもよい。
【００２４】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、前記プレスボードの紙中水分量を推定する手段は、次式(10)により紙中水分量を推定してもよい。
【００２５】
【数２】
2008192775.tif 000004
【００２６】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、前記油中水分量カーブを推定する手段は、次式(11)により油中水分量カーブを推定してもよい。
【００２７】
【数３】
2008192775.tif 000005
【００２８】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、前記巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段は、次式(15)により巻線絶縁紙の紙中水分量を推定してもよい。
【００２９】
【数４】
2008192775.tif 000006
【００３０】
更に、本発明に係る油入変圧器の運転制御方法は、過負荷運転時の油入変圧器の運転制御方法であって、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する方法が、平均油温カーブを推定するステップと、プレスボードの紙中水分量を推定するステップと、推定平均油温カーブ及び推定プレスボード紙中水分量から、油中水分量カーブを推定し、巻線絶縁紙表面温度カーブを推定するステップと、推定油中水分量カーブ及び推定巻線絶縁紙表面温度カーブから、巻線絶縁紙の紙中水分量を推定するステップとを含む。
【００３１】
更に、上記油入変圧器の運転制御方法では、前記平均油温カーブを推定するステップ手段は、稼働率カーブを想定するステップと、変圧器周囲温度カーブを想定するステップとを有し、想定稼働率カーブ及び変圧器周囲温度カーブから、前記平均油温カーブを推定してもよい。
【００３２】
更に、上記油入変圧器の運転制御方法では、前記プレスボードの紙中水分量を推定するステップは、油中水分量及び推定平均油温から、前記プレスボードの紙中水分量を推定してもよい。
【００３３】
更に、上記油入変圧器の運転制御方法では、前記油中水分量は、推定平均油温カーブが最高温度に達したときから所定時間経過後の測定値としてもよい。
【００３４】
更に、上記油入変圧器の運転制御方法では、前記プレスボードの紙中水分量を推定するステップは、次式(10)により紙中水分量を推定してもよい。
【００３５】
【数５】
2008192775.tif 000007
【００３６】
更に、上記油入変圧器の運転制御方法では、前記油中水分量カーブを推定するステップは、次式(11)により油中水分量カーブを推定してもよい。
【００３７】
【数６】
2008192775.tif 000008
【００３８】
更に、上記油入変圧器の運転制御方法では、前記巻線絶縁紙の紙中水分量を推定するステップは、次式(15)により巻線絶縁紙の紙中水分量を推定してもよい。
【００３９】
【数７】
2008192775.tif 000009
【００４０】
更に、本発明に係るコンピュータに読み取り且つ実行可能なコンピュータプログラムは、コンピュータに、上記油入変圧器の運転制御方法を実行させるためのプログラムである。
【００４１】
更に、本発明に係る記録媒体は、上記コンピュータプログラムを記録した記録媒体である。
【００４２】
更に、本発明に係る油入変圧器の運転制御装置は、過負荷運転時の油入変圧器の運転制御装置であって、運転目標負荷率と冷却媒体温度とから、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図８）に基づいて巻線温度上昇値を算出する手段（ステップＳ３）と、上記巻線絶縁紙の紙中水分量を推定する手段（ステップＳ５）と、前記紙中水分量を推定する手段で求めた絶縁紙中水分量から、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図１）に基づいて気泡発生温度を算出する手段（ステップＳ６）と、前記巻線温度上昇値を算出する手段で算出した巻線温度上昇値と、前記気泡発生温度を算出する手段で算出した気泡発生温度とを比較し、過負荷運転の可否を判断する判断手段（ステップＳ７）とを備える。
【００４３】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、更に、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図９）に基づき、目標負荷率における変圧器絶縁油の温度を算出する手段（ステップＳ１５）と、前記変圧器絶縁油の温度を算出する手段で算出した温度上昇値を元にして、油温による絶縁油の変動油量を算出する手段（ステップＳ１６）と、コンサベータ応動油量と、前記絶縁油の変動油量を算出する手段で算出した変動油量とを比較し、過負荷運転の可否を判断する判断手段（ステップＳ１７）とを備えてもよい。
【００４４】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、更に、変圧器負荷履歴と周囲温度履歴の所定時間毎の記録から、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図８）に基づいて、巻線温度上昇値を算出して規格化寿命消費量を算出する手段（ステップＳ３４）と、絶縁紙の基本劣化特性式から任意の平均重合度に達するまでの規格化時間を算出する手段（ステップＳ３６）と、前記規格化寿命消費量を算出する手段で算出した規格化寿命消費量と、前記規格化時間を算出する手段で算出した任意の平均重合度に到達するまでの規格化時間とから、変圧器での任意平均重合度へ到達するまでの寿命年数を計算する手段（ステップＳ３７）とを備えてもよい。
【００４５】
更に、上記油入変圧器の運転制御装置では、更に、前記変圧器での任意平均重合度へ到達するまでの寿命年数を計算する手段における加熱温度および加熱時間に依存した絶縁紙平均重合度の低下特性（Ｄｐ）は、平均重合度が半減するまでの時間を１とすることで規格化され、劣化基本式として次式(19)により算出してもよい。
【００４６】
【数８】
2008192775.tif 000010
【００４７】
更に、本発明に係る油入変圧器の運転制御方法は、過負荷運転時の油入変圧器の運転制御方法であって、運転目標負荷率と冷却媒体温度とから、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図８）に基づいて巻線温度上昇値を算出するステップ（ステップＳ３）と、上記巻線絶縁紙の紙中水分量を推定するステップ（ステップＳ５）と、前記紙中水分量を推定する手段で求めた絶縁紙中水分量から、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図１）に基づいて気泡発生温度を算出するステップ（ステップＳ６）と、前記巻線温度上昇値を算出する手段で算出した巻線温度上昇値と、前記気泡発生温度を算出する手段で算出した気泡発生温度とを比較し、過負荷運転の可否を判断する判断ステップ（ステップＳ７）とを備える。
【００４８】
更に、本発明に係る油入変圧器の運転制御方法では、更に、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図９）に基づき、目標負荷率における変圧器絶縁油の温度を算出するステップ（ステップＳ１５）と、前記変圧器絶縁油の温度を算出する手段で算出した温度上昇値を元にして、油温による絶縁油の変動油量を算出するステップ（ステップＳ１６）と、コンサベータ応動油量と、前記絶縁油の変動油量を算出する手段で算出した変動油量とを比較し、過負荷運転の可否を判断する判断ステップ（ステップＳ１７）とを備えてもよい。
【００４９】
更に、本発明に係る油入変圧器の運転制御方法では、更に、変圧器負荷履歴と周囲温度履歴の所定時間毎の記録から、個々の変圧器毎に予め測定により又は設計条件に基づく解析により求められる特性図（図８）に基づいて、巻線温度上昇値を算出して規格化寿命消費量を算出するステップ（ステップＳ３４）と、絶縁紙の基本劣化特性式から任意の平均重合度に達するまでの規格化時間を算出するステップ（ステップＳ３６）と、前記規格化寿命消費量を算出する手段で算出した規格化寿命消費量と、前記規格化時間を算出する手段で算出した任意の平均重合度に到達するまでの規格化時間とから、変圧器での任意平均重合度へ到達するまでの寿命年数を計算するステップ（ステップＳ３７）とを備えてもよい。
【００５０】
更に、本発明に係る油入変圧器の運転制御方法では、前記変圧器での任意平均重合度へ到達するまでの寿命年数を計算するステップにおける加熱温度および加熱時間に依存した絶縁紙平均重合度の低下特性（Ｄｐ）は、平均重合度が半減するまでの時間を１とすることで規格化され、劣化基本式として次式(19)により算出してもよい。
【００５１】
【数９】
2008192775.tif 000011
【００５２】
更に、本発明に係るコンピュータに読み取り且つ実行可能なコンピュータプログラムは、コンピュータに、上記油入変圧器の運転制御方法を実行させるためのプログラムである。
【００５３】
更に、本発明に係る記録媒体は、上記コンピュータプログラムを記録した記録媒体である。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、油入変圧器内部の温度分布を考慮して、新規な巻線上部の絶縁紙部の紙中水分量を精度良く推定する装置を提供することができる。
【００５５】
更に、本発明によれば、油入変圧器内部の温度分布を考慮して、新規な巻線上部の絶縁紙部の紙中水分量を精度良く推定する方法を提供することができる。
【００５６】
更に、本発明によれば、上記紙中水分量を精度良く推定する装置を用いて、新規な過負荷運転制御装置を提供することができる。
【００５７】
更に、本発明によれば、上記紙中水分量を精度良く推定する方法を用いて、新規な過負荷運転制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明に係る過負荷運転時の油入変圧器の運転制御装置及び運転制御方法の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。ここで、図中の同じ要素の対しては同じ符号を付して、重複した説明を省略する。
【００５９】
［第１の実施形態］
第１実施形態では、変圧器内部の温度勾配において比較的温度が高い巻線上部の絶縁紙部分の紙中水分量（前掲特許文献１の「紙中水分濃度」に同じ。）Ｗｐを精度良く推定する方法を説明する。
【００６０】
本発明者等は、第１ステップとして変圧器モデル試験を行い変圧器内部の絶縁油及び絶縁紙間の水分移行特性を把握した。その後、第２ステップとして得られた水分移行特性を変圧器実器で検証すると共に、巻線上部の絶縁紙部の紙中水分量を精度良く推定する方法を発明したのである。
【００６１】
ここで、巻線絶縁紙は巻線に被覆され巻線相互間を絶縁する絶縁紙であり、プレスボードは変圧器内部で巻線等を支持する支持物である。
【００６２】
（モデル試験による水分移行特性）
図２は、変圧器モデル試験に使用した試験装置の概要図である。この試験装置１０は、ポンプ９により駆動された絶縁油Ｏが、巻線（図示せず。）を包んだ巻線絶縁紙Ｃ及びプレスボードＰに対して循環するよう構成されている。試験装置１０では、絶縁油Ｏと固体絶縁物（巻線絶縁紙Ｃ，プレスボードＰ）との重量比を、変圧器実器と同等にしている。更に、巻線絶縁紙Ｃを加熱するヒータＨｃと絶縁油Ｏを加熱するヒータＨｏを別個に設け、巻線絶縁紙Ｃの温度が絶縁油の温度より高くなるように強制的に加熱できるようになっている。
【００６３】
試験条件は、使用する巻線、巻線絶縁紙、プレスボード、絶縁油及び初期紙中水分量等を変化させて、絶縁油温度及び巻線絶縁紙温度を昇温・降温させている。
【００６４】
図２の試験装置１０を用いて、試験条件範囲内で複数の条件を設定し、夫々油中水分量Ｗｏ[wt%]及び固体絶縁物水分量Ｗｃ，Ｗｐ[wt%]の時間変化を、平衡状態に達して変化が無くなるまで測定した。
【００６５】
図３は、巻線絶縁紙Ｃ、絶縁油Ｏ及びプレスボードＰの間の水分の移動を説明する図である。巻線の加熱により巻線絶縁紙Ｃが温度上昇し、巻線絶縁紙Ｃの紙中水分が絶縁油Ｏに放出される。絶縁油Ｏに放出された水分は、プレスボードＰへ吸着される。巻線絶縁紙Ｃから絶縁油Ｏへの水分の移動は、両者の水蒸気圧が平衡に達したときに終了する。絶縁油ＯからプレスボードＰへの水分の移動は、同様に両者の水蒸気圧が平衡に達したときに終了する。巻線絶縁紙Ｃの温度が下降する場合は、その逆の現象が生じる。
【００６６】
この変圧器モデル試験により、次の結果を得ることができた。
【００６７】
(a)プレスボードの水分量の推定
例えば、試験条件として、巻線太さ6[PC]、初期紙中水分量0.5[％[、絶縁油30[°C]及び巻線温度45[°C]を設定し、初期から平衡状態に達するまでのプレスボード水分量Ｗｐ[wt%]、巻線絶縁紙水分量（前掲特許文献１の「紙中水分濃度」に同じ。）Ｗｃ[wt%]及び油中水分量（同「油中水分濃度」に同じ。）Ｗｏ[ppm]を実測した。同様に、様々な試験条件を設定して同様の実測を行った。
【００６８】
絶縁巻線の加熱により巻線絶縁紙Ｃから放出された水分の大部分は、絶縁油Ｏに放出され、更にプレスボードＰへ吸着される。絶縁油水分蒸気圧Ｐｏとプレスボード水分蒸気圧Ｐｐが等しくなると、この水分の移行は終了する。
【００６９】
これらのデータを解析した結果、平衡状態でのプレスボードの紙中水分量Ｗｐ[wt%]は、平衡状態の油中水分量Ｗｏ[wt%]と絶縁油の平均油温Ｔｏ[°C]とを用いて、次式により推定できることが判明した。
【００７０】
【数１０】
2008192775.tif 000012
【００７１】
(b)絶縁油の油中水分量の時間変化
例えば図４に示すように、試験条件として巻線太さ6[PC]、初期紙中水分量0.5[％]、絶縁油温度70[°C]及び巻線絶縁紙温度105[°C]を設定し、初期から平衡状態に達するまでの油中水分量Ｗｏ[ppm]の時間変化を実測した。同様に、様々な試験条件を設定して同様の実測を行った。
【００７２】
これらのデータを解析した結果、油中水分量Ｗｏ[wt%]の時間変化（カーブ）は、絶縁油温度Ｔｏに対して所定の時定数τｏをもって一次遅れで変化することが分かった。
【００７３】
そこで、漸化式を利用して、（ｎ＋1）時間目の絶縁油の油中水分量Ｗｏ(n+1)は、（ｎ＋1）時間目の平均油温Ｔｏ(n+1)での平衡油中水分量Ｗｏｅ(n+1)とｎ時間目の油中水分量Ｗｏ(n)とから、次式で算出できることが判明した。
【００７４】
【数１１】
2008192775.tif 000013
【００７５】
式(11)中の平衡油中水分量Ｗｏｅ(n+1)は、次のように求められる。絶縁油ＯからプレスボードＰへ水分移行が行われ、この水分移行は絶縁油水分蒸気圧Ｐｏとプレスボード水分蒸気圧Ｐｐが平衡状態に達すると終了する。このため、平均油温Ｔｏ(n+1)での平衡油中水分量Ｗｏｅ(n+1)は、平均油温Ｔｏ(n+1)の状態が継続し、絶縁油水分蒸気圧Ｐｏとプレスボード水分蒸気圧Ｐｐが等しくなった場合の油中水分量Ｗｏｅ(n+1)として算出することができる。
【００７６】
【数１２】
2008192775.tif 000014
【００７７】
【数１３】
2008192775.tif 000015
【００７８】
式(12)と式(13)を等号で結んだ式を変形すると、平均油温Ｔｏ(n+1)での平衡油中水分量Ｗｏｅ(n+1)を得ることができる。
【００７９】
【数１４】
2008192775.tif 000016
【００８０】
(c)巻線絶縁紙の紙中水分量の時間変化
例えば図５に示すように、試験条件として巻線太さ6[PC]、初期紙中水分量1.0[％]、絶縁油温度70[°C]及び巻線絶縁紙温度105[°C]を設定し、初期から平衡状態に達するまでの巻線絶縁紙Ｃの紙中水分量Ｗｃ[wt%]の時間変化を実測した。同様に、様々な試験条件を設定し、同様の実測を行った。
【００８１】
これらのデータを解析した結果、巻線絶縁紙Ｃの紙中水分量Ｗｃ[wt%]の時間変化（カーブ）は、絶縁油温度Ｔｏに対して所定の時定数τｃをもって一次遅れで変化することが分かった。
【００８２】
そこで、漸化式を利用して、（ｎ＋1）時間目の巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｃ(n+1)は、平均油温Ｔｏ(n+1)及び巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ(n+1)での平衡紙中水分量Ｗｃｅ(n+1)とｎ時間目の紙中水分量Ｗｃ(n)とから、次式で算出できることが判明した。
【００８３】
【数１５】
2008192775.tif 000017
【００８４】
なお、式(15)中の巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ(n+1)での平衡紙中水分量Ｗｃｅ(n+1)は、次のように求められる。巻線絶縁紙Ｃから絶縁油Ｏへ水分移行が行われ、この水分移行は巻線絶縁紙水分蒸気圧Ｐｃと絶縁油水分蒸気圧Ｐｏが平衡状態に達すると終了する。このため、平均油温Ｔｏ(n+1)及び巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ(n+1)での平衡紙中水分量Ｗｃｅ(n+1)は、平均油温Ｔｏ(n+1)及び巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ(n+1)の状態が継続し、巻線絶縁紙水分蒸気圧Ｐｃと絶縁油水分蒸気圧Ｐｏとが等しくなった場合の紙中水分量Ｗｃｅ(n+1)として算出することができる。
【００８５】
【数１６】
2008192775.tif 000018
【００８６】
【数１７】
2008192775.tif 000019
【００８７】
式(16)と式(17)を等号で結んだ式を変形すると、巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ(n+1)での平衡紙中水分量Ｗｃｅ(n+1)を得ることができる。
【００８８】
【数１８】
2008192775.tif 000020
【００８９】
上の変圧器モデル試験により、巻線絶縁紙部における紙中水分量Ｗｃの時間変化（カーブ）は、絶縁油の油中水分量Ｗｏカーブと巻線絶縁紙表面温度Ｔｃカーブから推定できることが判明した。
【００９０】
（変圧器実器に対する適用）
このモデル試験から得られた結果を変圧器実器に適用するに際し、先ず、稼働率（「負荷率」ともいう。以下、同じ。）Ｌの時間変化（カーブ）及び変圧器周囲温度Ｔｂの時間変化（カーブ）を想定する。次に、想定稼働率Ｌカーブ及び変圧器周囲温度Ｔｂカーブに基づき、平均油温Ｔｏの時間変化（カーブ）及び巻線絶縁紙表面温度Ｔｃの時間変化（カーブ）を想定する。
【００９１】
一方、絶縁油ＯからプレスボードＰへの水分の移動が終了するのは、絶縁油水蒸気圧Ｐｏとプレスボード蒸気圧Ｐｐが平衡状態に達する必要がある。即ち、絶縁油Ｏを採油して油中水分量Ｗｏを測定するタイミングが重要となる。このため、プレスボード紙中水分量Ｗｐの推定は、採油時刻を特定して行う必要がある。
【００９２】
平均油温Ｔｏカーブと推定プレスボード紙中水分量Ｗｐとから、油中水分量Ｗｏの時間変化（カーブ）を推定する。
【００９３】
最後に、油中水分量Ｗｏカーブと巻線絶縁紙表面温度Ｔｃカーブとから、巻線絶縁紙の紙中水分Ｗｃの時間変化（カーブ）を推定する。
【００９４】
このように、変圧器実器においては、実測可能な平衡状態での油中水分量Ｗｏ、想定稼働率Ｌカーブ及び想定変圧器周囲温度Ｔｂカーブから、絶縁油油中水分量Ｗｏカーブ及び巻線絶縁紙表面温度Ｔｃカーブを推定することにより、最終的に巻線絶縁紙Ｃにおける紙中水分量Ｗｃカーブを推定する。以下、具体的に説明する。
【００９５】
図６では、図で見て左半分のステップＳ４１〜Ｓ４５は、過負荷運転に際して採油して絶縁油Ｏの油中水分量Ｗｏを測定するタイミングが重要なプレスボード紙中水分量Ｗｐを推定するフローである。図で見て右半分のステップＳ４６〜Ｓ５０は、過負荷運転前の採油タイミングとは特に関連しないフローである。
【００９６】
ステップＳ４１では、採油日の稼働率Ｌカーブ、変圧器周囲温度Ｔｂカーブを想定する。採油日の稼働率Ｌカーブは、例えば、同じ変圧器の過去の同じ月日の稼働率データ（過去データ）を利用して想定する。採油日の変圧器周囲温度Ｔｂカーブは、変圧器周囲の気温データであり、過去データ及び採油日の天候等を考慮して想定する。
【００９７】
ステップＳ４２では、採油日の平均油温Ｔｏカーブを推定する。採油日の平均油温カーブＴｏ（ｔ）は、変圧器周囲温度Ｔｂ、想定稼働率の変化前の平均油温上昇値Ｔｏ(0)、及び変化後の時定数を考慮した平均油温の温度上昇値（Ｔｏ−Ｔｏ(0)）×｛1−ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝の積み上げとなる。ここで、ｔ：同一稼働率継続時間、τ：変圧器のタイプに応じた時定数、とする。
【００９８】
ステップＳ４３では、平均油温Ｔｏが最大となる時刻ｔ２から所定時間ｔ３経過後（例えば、0〜1時間後）を採油時刻と設定する。この所定時間ｔ３は、プレスボード水蒸気圧Ｐｐと絶縁油水蒸気圧Ｐｏが平衡状態に達するに要する時間である。即ち、昇温時においては、油中水分量Ｗｏが最大になるタイミングであり、実測により平均油温Ｔｏが最高温度となる時刻ｔ２から所定時間ｔ３経過後であることが判明した。このため、想定稼働率Ｌと変圧器周囲温度Ｔｂとから平均油温Ｔｏカーブを推定し、平均油温Ｔｏカーブが最高温度になるタイミングｔ２から所定時間ｔ３経過後を採油時刻ｔ１（＝ｔ２＋ｔ３）と設定する。ステップＳ４１〜Ｓ４３により、採油時刻ｔ１が設定される。
【００９９】
ステップＳ４４では、設定採油時刻ｔ１で採油し、油中水分量Ｗｏ(t1)を測定する。また、採油時刻ｔ１の平均油温Ｔｏ(t1)を推定するため、例えばダイヤル油温Ｔｄ、変圧器周囲温度Ｔｂを測定する。ダイヤル油温Ｔｄは、変圧器に付設されているダイヤル温度計で計測された油温であり、絶縁油の油温実測値を表す。但し、油温測定は、他の温度センサを利用してもよい。
【０１００】
ステップＳ４５では、式(10)を利用して、推定平均油温Ｔｏ、実測油中水分量Ｗｏから、プレスボードの紙中水分量Ｗｐ[wt%]を推定する。
【０１０１】
【数１９】
2008192775.tif 000021
【０１０２】
図６の右半分のステップＳ４６では、過負荷運転前の稼働率Ｌの時間変化（カーブ）及び変圧器周囲温度Ｔｂの時間変化（カーブ）を想定する。ステップＳ４１と同様であるが、過負荷運転前の採油時刻ｔ１と関連付けされていない点で相違する。過負荷運転前の稼働率Ｌカーブは、例えば、過去の稼働率カーブのデータを利用して想定する。過負荷運転前の変圧器周囲温度Ｔｂカーブは、変圧器周囲の気温データであり、過去データ及び当日の天候等を考慮して想定する。
【０１０３】
次に、ステップＳ４７では、想定過負荷運転前の稼働率Ｌカーブ及び想定変圧器周囲温度Ｔｂカーブにおける平均油温Ｔｏカーブを推定する。
【０１０４】
ここで、平均油温カーブＴｏ(t)は、想定変圧器周囲温度Ｔｂカーブ、想定稼働率の変化前の平均油温上昇値Ｔｏ(0)、及び変化後の時定数を考慮した平均油温の温度上昇値（Ｔｏ−Ｔｏ(0)）×｛1−ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝の積み上げとなる。ここで、ｔ：同一稼働率継続時間、τ：変圧器のタイプに応じた時定数、とする。
【０１０５】
次に、ステップＳ４８では、モデル試験で得た式(11)を利用して、推定平均油温Ｔｏカーブと、ステップＳ４５で得られた推定プレスボード紙中水分量Ｗｐから油中水分Ｗｏの時間変化（カーブ）を推定する。
【０１０６】
【数２０】
2008192775.tif 000022
【０１０７】
一方、ステップＳ４６の後のステップＳ４９では、想定稼働率Ｌカーブ、想定変圧器周囲温度Ｔｂカーブにおける巻線絶縁紙表面温度Ｔｃの時間変化（カーブ）を推定する。
【０１０８】
ここで、巻線絶縁紙表面温度Ｔｃカーブは、変圧器周囲温度Ｔｂカーブ、想定稼働率Ｌカーブの変化前の平均油温上昇値Ｔｏ(0)、想定稼働率カーブＬの変化に対応し時定数を考慮した平均油温の温度上昇値（Ｔｏ−Ｔｏ(0)）×｛1−ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝、及び想定稼働率Ｌでの平均油温に対する巻線絶縁紙表面温度の温度上昇値（Ｔｃ−Ｔｏ）の積み上げとなる。ここで、Ｔｏ：巻線温度上昇値（飽和時）、Ｔｃ：平均油温上昇値（飽和時）、ｔ：同一稼働率継続時間、τ：変圧器のタイプに応じた時定数、とする。
【０１０９】
次に、ステップＳ５０では、モデル試験で得られた式(15)を利用して、（ｎ＋1）時間目の巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ(n+1)における平衡紙中水分量Ｗｃｅ(n+1)とｎ時間目の巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ(n)における紙中水分量Ｗｃ(n)とから、（ｎ＋1）時間目の巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｃ(n+1)を推定する。
【０１１０】
【数２１】
2008192775.tif 000023
【０１１１】
以上により、巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｃの時間変化（カーブ）を推定できる。
【０１１２】
これらのフロー及び演算式は、図７に示す、油入変圧器の運転制御装置のメモリー１４に記憶しておくこともできる。また、実測データは、各種センサー１６から又はキーボード１２からの入力操作により、メモリー１４に記憶することもできる。
【０１１３】
次に、上記１実施形態を、前掲特許文献１の第２〜５実施形態に組み込んだ実施形態を説明する。
【０１１４】
［第２の実施形態］
第２実施形態は、実質的には、前掲特許文献１の第２実施形態に対して、本願の第１の実施形態を組み込んだ形態である。
【０１１５】
図７は、油入変圧器の運転制御装置のブロック結線図である。ＣＰＵ回路１１には、各種センサー１６からのデータ又はキーボード１２を入力操作したデータがバスライン１３を介して供給される。各種センサ１６ーは、各種の実測データを計測するセンサーである。ＣＰＵ回路１１は、供給されたデータとメモリー１４に記憶されているデータを元にして演算を行い、結果をディスプレイ装置１５に表示する。また、メモリー１４には、各実施形態で説明するフロー及び演算式が記憶されていてもよい。
【０１１６】
図１０は、第２実施形態に係る油入変圧器の過負荷運転方法を示すフローチャートであり、ＣＰＵ回路１１（図７）の動作を説明している。
【０１１７】
図１０において、プログラムがスタートすると、ステップＳ１では、図６のステップＳ４６と同様に、稼働率（「負荷率」ともいう。）Ｌカーブを想定する、或いは、運転可否を判断したい定格負荷に対する目標稼働率Ｌをキーボード２から入力してもよい。
【０１１８】
ステップＳ２では、図６のステップＳ４６と同様に、変圧器周囲温度Ｔｂカーブを想定する。或いは、予想される変圧器周囲の温度をキーボード２から入力してもよい。
【０１１９】
ステップＳ３では、図６のステップＳ４９と同様に、想定想定稼働率Ｌ及び変圧器周囲温度Ｔｂから、巻線絶縁紙表面温度Ｔｃカーブを想定する。
【０１２０】
図８は、変圧器周囲温度Ｔｂをパラメータとして、目標負荷率（横軸）に対する巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ（縦軸）の関係を示す概略図である。ステップＳ１で入力された運転目標負荷率から、ステップＳ２で入力された冷却媒体温度をパラメータとして、図８に基づいて巻線絶縁紙表面温度を算出する。図８は、予めメモリー１４に数値または関数として記憶されているものとする。なお、冷却媒体としては、空気または水が一般的に使用され、冷却媒体が空気の場合に冷却媒体温度は湿球温度となる。このような特性図を利用することもできる。
【０１２１】
ステップＳ４では、図６のステップＳ４７，４８と同様に、変圧器内の絶縁油中の水分量Ｗｏ及び絶縁油温度Ｔｏを推定する。
【０１２２】
ステップＳ５では、図６のステップＳ５０と同様に、絶縁紙中の紙中水分量Ｗｃカーブを推定する。
【０１２３】
ステップＳ６では、ステップＳ５で求めた絶縁紙中水分量Ｗｃから、図１により気泡発生限界温度を算出する。図１は、予めメモリー１４に記憶されているものとする。
【０１２４】
図１は、変圧器巻線の導体温度を変化させて、変圧器巻線の導体に巻かれた絶縁紙の紙中水分量を予め測定により求められる特性図である。図１は、絶縁紙中水分量（縦軸）から気泡発生温度（横軸）を求める特性図として表現されている。
【０１２５】
ステップＳ７において、ステップＳ３で算出した巻線絶縁紙表面温度Ｔｃと、ステップＳ６で算出した気泡発生温度とを比較する。
【０１２６】
巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ≧気泡発生温度（ＹＥＳ）のときは、ステップＳ９に進み、過負荷運転が不可と判断して、結果をディスプレイ装置５に表示し、終了する。巻線絶縁紙表面温度Ｔｃ＜気泡発生温度（ＮＯ）のときは、ステップＳ８に進み、過負荷運転が可能と判断して、結果をディスプレイ装置５に表示する。
【０１２７】
ステップＳ９では、次チェックが必要か否か判断され、必要なときはステップＳ１に戻る。不要なときは、終了する。
【０１２８】
［第３の実施形態］
第３実施形態は、実質的には、前掲特許文献１の第３実施形態に対して、本願の第１の実施形態を組み込んだ形態である。
【０１２９】
図１１は、第３の実施形態に係る油入変圧器の過負荷運転方法を示すフローチャートである。第３実施形態では、コンサベータの噴油を考慮するようにしている点で、第２実施形態と異なるが、その他の点では、第２実施形態と同一であるので、図２と同じ構成部分には同じ参照番号を付して重複した説明を省略する。
【０１３０】
図１１において、ステップＳ７では、図１０のステップ７で巻線絶縁紙表面温度＜気泡発生温度（ＮＯ）と判断したときには、ステップＳ１３に移行する。
【０１３１】
ステップＳ１３では、コンサベータの噴油を考慮するか否かをキーボード１２から受け取る。ＹＥＳであればステップＳ１４に進み、ＮＯであれば直ちにステップＳ８に移行する。
【０１３２】
ステップＳ１４では、コンサベータ応動油量をキーボード１２から受け取る。
【０１３３】
ステップＳ１５では、図６のステップＳ４７と同様に、想定稼働率Ｌにおける変圧器絶縁油の平均油温Ｔｏカーブを推定する。図９は、周囲温度Ｔｂをパラメータとして推定稼働率Ｌ（横軸）に対する平均油温Ｔｏの上昇値（縦軸）の関係を示す概要図である。このような特性図を利用することもできる。
【０１３４】
ステップＳ１６では、ステップＳ１５で想定した平均油温Ｔｏ温度上昇値を元にして、絶縁油の体積変動量（変動油量）を算出する。
【０１３５】
ステップＳ１７では、ステップＳ１４で入力したコンサベータ応動油量と、ステップＳ１６で算出した絶縁油の変動油量とを比較する。変動油量＞コンサベータ応動油量のときは、ステップＳ９に進み、過負荷運転不可と判断して、結果をディスプレイ装置５に表示し、終了する。変動油量≦コンサベータ応動油量のときは、過負荷運転可と判断して、ステップＳ８に進み、結果をディスプレイ装置５に表示する。
【０１３６】
ステップＳ１０では、次のチェックの要否を判断し、必要ならばステップＳ１に戻り、不要ならば終了する。
【０１３７】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、実質的には、前掲特許文献１の第５実施形態に対して、本願の第１の実施形態を組み込んだ形態である。この第５実施形態では、寿命消費および寿命年数を求める方法について説明している。
【０１３８】
図１２は、第４の実施形態に係る油入変圧器の過負荷運転方法を示すフローチャートであり、ＣＰＵ回路１１（図７）の動作を説明している。
【０１３９】
ステップＳ３１では、一定時間間隔の負荷記録を負荷履歴として入力する。
【０１４０】
次に、ステップＳ３２では、一定時間間隔の気温記録を周囲温度履歴として入力する。
【０１４１】
次に、ステップＳ３３では、図１０のステップＳ３と同様にして巻線温度上昇値を算出する。なお、巻線温度上昇値を算出するに際して、時定数を考慮する場合も含むものとする。
【０１４２】
ステップＳ３４では、次に説明するようにして、規格化時間を算出する。一定時間間隔の温度が一定時間一定していると仮定し、その温度での寿命時間に対する継続時間の比率分だけ寿命を消費（本出願書類では、これを「規格化寿命消費」という。）したと考え、これを積算して一定時間内の寿命消費率（本出願書類では、これを「規格化時間」と言う）が求まる。
【０１４３】
ステップＳ３５では、目標となる絶縁紙の平均重合度を入力する。
【０１４４】
ステップＳ３６では、平均重合度が目標値となる規格化時間を算出する。ステップＳ３７では、平均重合度が目標値に低下するまでの期間（寿命）を算出する。
【０１４５】
ステップＳ３７における加熱温度および加熱時間に依存した絶縁紙平均重合度の低下特性（Ｄｐ）は、平均重合度が半減するまでの時間を１とすることで規格化され、劣化基本式として、次式(19)により算出される。
【０１４６】
【数２２】
2008192775.tif 000024
【０１４７】
この第５実施形態によれば、ある運転パターンを実施したときの寿命消費の割合が求まる（短期的寿命評価）。また、ある運転パターンを繰り返し実施したときの期待寿命が求まる（年間負荷パターン等を対象とする長期的寿命評価）。
【０１４８】
なお、上述した実施形態では、キーボード２を入力操作することで、ＣＰＵ回路１にデータを供給するものとして説明したが、センサー等からＣＰＵ回路１にデータを供給するようにしてもよい。
【０１４９】
［その他］
本実施形態によれば、以下の利点・効果がある。
(1)油入変圧器内部の温度分布を考慮して、巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｐを求めることができる。
(2)紙中水分量Ｗｐを精度良く求めることができることにより、気泡発生限界温度Ｔｂの範囲が拡がり、電力需要の一時的なピーク時等において、変圧器設備の効率的な運用を図ることが可能となる。
【０１５０】
以上、本発明に係る過負荷運転時の油入変圧器の運転制御装置及び運転制御方法を説明したが、これらは例示であって、本発明はこれらに限定されない。実施形態に対して当業者が容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲に含まれる。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】図１は、実験により求めた巻線絶縁紙の紙中水分量Ｗｐと気泡発生限界温度Ｔｂの関係を表す図である。
【図２】図２は、変圧器モデル試験に使用した試験装置の概要図である。
【図３】図３は、巻線絶縁紙、絶縁油及びプレスボードの間の水分の移動を説明する図である。
【図４】図４は、或る試験条件下での初期から平衡状態に達するまでの油中水分量の時間変化を実測したデータを示す図である。
【図５】図５は、或る試験条件下での初期から平衡状態に達するまでの巻線絶縁紙の紙中水分量の時間変化を実測したデータを示す図である。。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る油入変圧器の巻線絶縁紙の紙中水分量を精度良く求めるフローチャートである。
【図７】図７は、油入変圧器の運転制御装置のブロック結線図である。
【図８】図８は、変圧器周囲温度をパラメータとして、想定稼働率に対する巻線絶縁紙表面温度の関係を示す概略図である。
【図９】図９は、周囲温度をパラメータとして推定稼働率に対する平均油温の上昇値（縦軸）の関係を示す概要図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る油入変圧器の過負荷運転方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係る油入変圧器の過負荷運転方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第４実施形態に係る油入変圧器の過負荷運転方法を示すフローチャートであり、ＣＰＵ回路７の動作を説明している。
【符号の説明】
【０１５２】
９：ポンプ、  １０：変圧器モデル試験装置、  １１：ＣＰＵ、  １２：キーボード、  １３：バスライン、  １４：メモリー、  １５ディスプレイ、  １６：各種センサー
Ｏ：絶縁油、  Ｃ：巻線絶縁紙、  Ｐ：プレスボード、  Ｃ，Ｐ：固体絶縁物、  Ｈｏ：絶縁油加熱用ヒータ、  Ｈｃ：巻線絶縁紙加熱用ヒータ、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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