(57)【要約】  ターゲット変圧器の診断を実行するための方法は、電圧発生器の電圧出力をターゲット変圧器の巻線又は位相に印加する段階と、第１周波数で、次に第２周波数で、ＡＣ電圧を出力するよう電圧発生器を制御する段階と、第１周波数及び第２周波数にそれぞれ関連する、ターゲット変圧器内に流入する第１及び第２励磁電流を測定する段階と、を含む。方法は、第１及び第２の両方の励磁電流に応じて、ターゲット変圧器の実際の励磁電流を決定する段階と、ターゲット変圧器の実際の励磁電流を、既知の電気特性を有する１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する励磁電流と比較する段階と、を更に含む。ターゲット変圧器の実際の励磁電流が、ベンチマーク変圧器のうちの１つの励磁電流に一致するときには、ターゲット変圧器の電気特性がこの１つのベンチマーク変圧器の電気特性に一致すると決定する段階を含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット変圧器の診断を実行するための方法であって、
ａ）スイッチ回路によって、電圧発生器の電圧出力を前記ターゲット変圧器の巻線又は位相に印加する段階と、
ｂ）第１周波数でＡＣ電圧を出力するよう、プロセッサによって前記電圧発生器を制御する段階と、
ｃ）前記第１周波数に関連する前記ターゲット変圧器内に流入する第１励磁電流を前記プロセッサによって測定する段階と、
ｄ）第２周波数でＡＣ電圧を出力するよう、前記プロセッサによって前記電圧発生器を制御する段階と、
ｅ）前記第２周波数に関連する前記ターゲット変圧器内に流入する第２励磁電流を前記プロセッサによって測定する段階と、
ｆ）第１及び第２の両方の励磁電流に応じて、前記ターゲット変圧器の実際の励磁電流を前記プロセッサによって決定する段階と、
ｇ）前記プロセッサによって、前記ターゲット変圧器の前記決定された実際の励磁電流を、既知の電気特性を有する１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する励磁電流と比較する段階と、
前記ターゲット変圧器の前記実際の励磁電流が、ベンチマーク変圧器のうちの１つの励磁電流に一致するときには、前記ターゲット変圧器の前記電気特性が前記１つのベンチマーク変圧器の電気特性に一致すると決定する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
前記ターゲット変圧器は、異なる前記位相に関連する複数の巻線を含む三相変圧器であり、前記方法は、前記ターゲット変圧器の各位相に関して段階（ａ）−（ｇ）を実行する段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲット変圧器は、負荷時タップ切換装置（ＬＴＣ）又は非通電タップ切換装置（ＤＥＴＣ）を含み、前記ＬＴＣ又はＤＥＴＣの各位置に対して、前記方法は、前記ＬＴＣ又はＤＥＴＣ位置の各々に対して段階（ａ）−（ｇ）を実行する段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ターゲット変圧器上の第１ＬＴＣ又はＤＥＴＣ位置を選択する段階と、
各位相の前記電流成分のそれぞれの振幅を決定する段階と、
前記それぞれの電流振幅と、既知の条件のベンチマーク変圧器の対応するＬＴＣ又はＤＥＴＣ位置に関連する対応する電流振幅と比較する段階と、を更に含み
前記ターゲット変圧器に関連する前記それぞれの振幅と前記ベンチマーク変圧器に関連する前記対応する振幅との間の差分が閾値を下回る場合、前記方法は、前記ターゲット変圧器上の第２ＬＴＣ又はＤＥＴＣを選択する段階と、（ａ）−（ｆ）の前記段階を繰り返す段階と、を更に含み、
下回らない場合には、前記方法は、前記ターゲット変圧器の条件が前記ベンチマーク変圧器の前記条件に一致しないと決定する段階を含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記電圧発生器によって生成される前記ＡＣ電圧は、１２，０００ボルトか又はそれ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び第２周波数は、前記ターゲット変圧器の正常動作周波数の約±５％に対応する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ベンチマーク変圧器は、正常に機能する変圧器及び１又は２以上の不具合を示す変圧器を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する電流成分測定値が、データベース内に格納される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ターゲット変圧器の診断を実行するためのシステムであって、
第１周波数及び第２周波数でＡＣ電圧を生成する電圧発生器と、
前記ターゲット変圧器の複数の巻線又は位相のうちの１つに前記ＡＣ電圧を選択的に印加するように構成されたスイッチセクションと、
前記ターゲット変圧器の選択された巻線又は位相を通って流れる電流を検知するように構成された電流センサと、
前記電圧発生器、前記スイッチセクション、及び前記電流センサと通信するプロセッサと、
前記プロセッサと通信する非一時的コンピュータ可読媒体と、
を備え、
非一時的コンピュータ可読媒体は、前記プロセッサによって実行されたときに、
ａ）前記電圧発生器の電圧出力を前記ターゲット変圧器の巻線又は位相に印加するよう前記スイッチ回路を制御する段階と、
ｂ）第１周波数でＡＣ電圧を出力するよう前記電圧発生器を制御する段階と、
ｃ）前記第１周波数に関連する前記ターゲット変圧器内に流入する第１励磁電流を、前記電流センサを介して測定する段階と、
ｄ）第２周波数でＡＣ電圧を出力するよう前記電圧発生器を制御する段階と、
ｅ）前記第２周波数に関連する前記ターゲット変圧器内に流入する第２励磁電流を、前記電流センサを介して測定する段階と、
ｆ）第１及び第２の両方の励磁電流に応じて、前記ターゲット変圧器の実際の励磁電流を決定する段階と、
ｇ）前記ターゲット変圧器の前記決定された実際の励磁電流を、既知の電気特性を有する１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する励磁電流と比較する段階と、
前記ターゲット変圧器の前記実際の励磁電流が、ベンチマーク変圧器のうちの１つの励磁電流に一致するときには、前記ターゲット変圧器の前記電気特性が前記１つのベンチマーク変圧器の電気特性に一致すると決定する段階と、
を含む動作を前記プロセッサに実行させる命令コードを格納する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
前記ターゲット変圧器は、前記異なる位相に関連する複数の巻線を含む三相変圧器であり、前記命令コードは、前記ターゲット変圧器の各位相に対して、前記プロセッサに段階（ａ）−（ｇ）を実行させる、
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ターゲット変圧器は、負荷時タップ切換装置（ＬＴＣ）又は非通電タップ切換装置（ＤＥＴＣ）を含み、前記命令コードは、前記ＬＴＣ又はＤＥＴＣ位置の各々に対して、前記プロセッサに段階（ａ）−（ｇ）を実行させる、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサに対して、
前記ターゲット変圧器上の第１ＬＴＣ又はＤＥＴＣ位置を選択させ、
各位相の前記電流成分のそれぞれの振幅を決定させ、
前記それぞれの電流振幅と、既知の条件のベンチマーク変圧器の対応するＬＴＣ又はＤＥＴＣ位置に関連する対応する電流振幅と比較させ、
前記ターゲット変圧器に関連する前記それぞれの電流振幅と前記ベンチマーク変圧器に関連する前記対応する電流振幅との間の差分が閾値を下回る場合、段階（ａ）−（ｆ）を繰り返させ、
下回らない場合には、前記ターゲット変圧器の条件が前記ベンチマーク変圧器の前記条件に一致しないと決定させる、
命令コードを更に含む
ことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記電圧発生器によって生成される前記ＡＣ電圧は、１２，０００ボルトか又はそれ以下である、
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１及び第２周波数は、前記ターゲット変圧器の正常動作周波数の約±５％に対応する、
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ベンチマーク変圧器は、正常に機能する変圧器及び１又は２以上の不具合を示す変圧器を含む、
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する電流成分測定値が、データベース内に格納される、
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
ターゲット変圧器の診断を実行するための少なくとも１つのコードセクションを含むコンピュータプログラムをその上に格納させた非一時的マシン可読ストレージ媒体であって、前記少なくとも１つのコードセクションが、マシンによって実行可能であり、
ａ）電圧発生器の電圧出力を前記ターゲット変圧器の巻線又は位相に印加するようスイッチ回路を制御する段階と、
ｂ）第１周波数でＡＣ電圧を出力するよう前記電圧発生器を制御する段階と、
ｃ）前記第１周波数に関連する前記ターゲット変圧器内に流入する第１励磁電流を、電流センサを介して測定する段階と、
ｄ）第２周波数でＡＣ電圧を出力するよう前記電圧発生器を制御する段階と、
ｅ）前記第２周波数に関連する前記ターゲット変圧器内に流入する第２励磁電流を、前記電流センサを介して測定する段階と、
ｆ）第１及び第２の両方の励磁電流に応じて、前記ターゲット変圧器の実際の励磁電流を決定する段階と、
ｇ）前記ターゲット変圧器の前記決定された実際の励磁電流を、既知の電気特性を有する１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する励磁電流と比較する段階と、
前記ターゲット変圧器の前記実際の励磁電流が、ベンチマーク変圧器のうちの１つの励磁電流に一致するときには、前記ターゲット変圧器の前記電気特性が前記１つのベンチマーク変圧器の電気特性に一致すると決定する段階と、を含む動作を前記マシンに実行させる非一時的マシン可読ストレージ媒体。
【請求項１８】
前記電圧発生器によって生成される前記ＡＣ電圧は、１２，０００ボルトか又はそれ以下である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の非一時的マシン可読ストレージ媒体。
【請求項１９】
前記第１及び第２周波数は、前記ターゲット変圧器の正常動作周波数の約±５％に対応する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の非一時的マシン可読ストレージ媒体。
【請求項２０】
前記ベンチマーク変圧器は、正常に機能する変圧器及び１又は２以上の不具合を示す変圧器を含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の非一時的マシン可読ストレージ媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、診断システムに関する。特に、本出願は、変圧器診断を実行するためのシステム及び方法について記載されている。
【背景技術】
【０００２】
高電圧変圧器は、送電で利用され、伝送路上に存在する電圧を居住用又は商業地域用としてより好適な電圧に降圧するのに広く利用されている。変圧器は一般に、１又は２以上の１次巻線及び１又は２以上の２次巻線を含む。三相電気システムの場合、１次巻線は、３本の巻線を含むことができ、その各々が、電気システムの異なる位相に結合される。
【０００３】
負荷に送られる電圧は、負荷自体に幾分依存する。従って、一部の高電圧変圧器は、負荷時タップ切換装置（ｌｏａｄ−ｔａｐ−ｃｈａｎｇｅｒ、ＬＴＣ）及び／又は非通電タップ切換装置（ｄｅ−ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ  ｔａｐ  ｃｈａｎｇｅｒ、ＤＥＴＣ）を内蔵する。ＬＴＣ及びＤＥＴＣは、変圧器のターン数比の変更を容易にするスイッチ機構である。ＬＴＣ／ＤＥＴＣは、自己の出力電圧を制御するために位置を変更する。
【０００４】
高電圧変圧器は、動作中に大量の応力を受ける傾向がある。これは、夏の暑い日など、ピーク電力利用期間中に特に当てはまる。応力は、変圧器の性能低下につながる可能性がある。例えば、巻線間の絶縁体が劣化する恐れがあり、隣接するターン又は巻線間で短絡が発生し始めることがある。他の問題も生じる可能性がある。これらの問題が、十分に長い間継続すると、変圧器は、壊滅機能不全となる。その結果、この機能不全により、電力システムの他の構成要素に不具合を生じさせることがある。
【０００５】
この種の崩壊を最小限にしようとする目的で、変圧器は、通常、設置後に定期診断検査を受けて、最終的に壊滅的機能不全につながる可能性がある何らかの問題が存在するかどうかを確認する。利用される１つの検査は、変圧器の巻線又は位相にＡＣ電圧を通電して、変圧器内に流れる励磁電流の電力周波数成分の振幅を測定することである。
【０００６】
残念ながら、特定の最新の電力変圧器では、励磁電流の容量分が、測定された電流の予想パターンを変形させて、診断解析の結果の確実性を低下させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
変圧器診断の実行を容易にする方法、システム、及びコンピュータ可読媒体が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様において、ターゲット変圧器の診断を実行するための方法は、電圧発生器の電圧出力をターゲット変圧器の巻線又は位相に印加する段階と、第１周波数で、次に第２周波数で、ＡＣ電圧を出力するよう電圧発生器を制御する段階と、第１周波数及び第２周波数にそれぞれ関連するターゲット変圧器内に流入する第１及び第２励磁電流を測定する段階と、を含む。本方法は、第１及び第２の両方の励磁電流に応じて、ターゲット変圧器の実際の励磁電流を決定する段階と、ターゲット変圧器の実際の励磁電流と、既知の電気特性を有する１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する励磁電流と比較する段階と、を更に含む。ターゲット変圧器の実際の励磁電流が、ベンチマーク変圧器のうちの１つの励磁電流に一致するときには、ターゲット変圧器の電気特性がこの１つのベンチマーク変圧器の電気特性に一致すると決定する段階を含む。
【０００９】
第２の態様では、ターゲット変圧器の診断を実行するためのシステムが提供される。システムは、第１周波数及び第２周波数でＡＣ電圧を生成する電圧発生器と、ターゲット変圧器の複数の巻線又は位相のうちの１つにＡＣ電圧を選択的に印加するように構成されたスイッチセクションと、ターゲット変圧器の選択された巻線又は位相を通って流れる電流を検知するように構成された電流センサと、電圧発生器、スイッチセクション、及び電流センサと通信するプロセッサと、プロセッサと通信する非一時的コンピュータ可読媒体と、を含む。非一時的コンピュータ可読媒体は、プロセッサによって実行されると、ａ）電圧発生器の電圧出力をターゲット変圧器の巻線又は位相に印加するようスイッチ回路を制御する段階と、ｂ）第１周波数でＡＣ電圧を出力するよう電圧発生器を制御する段階と、ｃ）第１周波数に関連するターゲット変圧器内に流入する第１励磁電流を、電流センサを介して測定する段階と、ｄ）第２周波数でＡＣ電圧を出力するよう電圧発生器を制御する段階と、ｅ）第２周波数に関連するターゲット変圧器内に流入する第２励磁電流を、電流センサを介して測定する段階と、ｆ）第１及び第２の両方の励磁電流に応じて、ターゲット変圧器の実際の励磁電流を決定する段階と、ｇ）ターゲット変圧器の決定された実際の励磁電流と、既知の電気特性を有する１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する励磁電流と比較する段階と、を含む動作をプロセッサに実行させる命令コードを格納する。ターゲット変圧器の実際の励磁電流が、ベンチマーク変圧器のうちの１つの励磁電流に一致するときには、命令コードで、プロセッサに対して、ターゲット変圧器の電気特性がこの１つのベンチマーク変圧器の電気特性に一致すると決定させる。
【００１０】
第３の態様では、ターゲット変圧器の診断を実行するためのコンピュータプログラムを格納する非一時的マシン可読ストレージ媒体が提供される。プログラムは、マシンによって実行可能であり、ａ）電圧発生器の電圧出力をターゲット変圧器の巻線又は位相に印加するようスイッチ回路を制御する段階と、ｂ）第１周波数でＡＣ電圧を出力するよう電圧発生器を制御する段階と、ｃ）第１周波数に関連するターゲット変圧器内内に流入する第１励磁電流を、電流センサを介して測定する段階と、ｄ）第２周波数でＡＣ電圧を出力するよう電圧発生器を制御する段階と、ｅ）第２周波数に関連するターゲット変圧器内に流入する第２励磁電流を、電流センサを介して測定する段階と、ｆ）第１及び第２の両方の励磁電流に応じて、ターゲット変圧器の実際の励磁電流を決定する段階と、ｇ）ターゲット変圧器の決定された実際の励磁電流を、既知の電気特性を有する１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連する励磁電流と比較する段階と、ターゲット変圧器の実際の励磁電流が、ベンチマーク変圧器のうちの１つの励磁電流に一致するときには、ターゲット変圧器の電気特性がこの１つのベンチマーク変圧器の電気特性に一致すると決定する段階と、をマシンに実行させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ターゲット変圧器の診断を実行するための例示的なシステムを示す図である。
【図２Ａ】図１のシステムの出力を結合することができる例示的な変圧器構成を示す図である。
【図２Ｂ】図１のシステムの出力を結合することができる例示的な変圧器構成を示す図である。
【図３】システムによって実行することができる種々の例示的な動作を示す図である。
【図４Ａ】変圧器の位相の例示的な回路表現を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの例示的な回路内に流れる電流のベクトル表現を示す図である。
【図５】システムの様々なモジュールを実施することができるコンピュータシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下で説明する実施形態は、ターゲット変圧器のより完全な診断解析を実行することができるシステムを提供することによって、上記の問題を克服する。一般に、システムは、ターゲット変圧器の１又は２以上の巻線又は位相を、正弦波ＡＣ電圧で駆動して、ターゲット変圧器の巻線／位相内に流入する励磁電流の特性パラメータを測定するように構成される。パラメータは、いわゆるベンチマーク変圧器に関連するパラメータ又はターゲット変圧器の過去のデータと比較されて、ターゲット変圧器が所与のベンチマーク変圧器の特性に一致するかどうかを決定する。ベンチマーク変圧器は、正常に機能する変圧器及び特定の種類の不具合を示す変圧器を含むことができる。
【００１３】
作動時には、ターゲット変圧器に関連するパラメータは、正常に機能する変圧器を表すベンチマーク変圧器に関連する対応するパラメータ又はターゲット変圧器の過去のデータと比較して、ターゲット変圧器が正常に動作しているかどうかを決定することができる。一方、ターゲット変圧器に関連するパラメータは、例えば、短絡した巻線又は他の不具合を有するベンチマーク変圧器に関連するパラメータに一致する場合がある。この場合、ターゲット変圧器は、短絡した巻線を有すると決定することができる。
【００１４】
図１は、変圧器診断を実行するための例示的なシステム１００を示している。システム１００は、電圧発生器セクション１０５と、スイッチセクション１１０と、プロセッサ１２０と、ストレージデバイス１２５と、を含む。電圧発生器セクション１０５は、電源１０６と、電流測定デバイス１０７と、を含む。電源は、正常動作中にターゲット変圧器に印加される電圧よりも通常は低い電圧を発生させるように構成される。例えば、テスト電圧は、およそ１２ｋＶとすることができる。結果として生じるターゲット変圧器内への電流は、非正弦波ＡＣ電流とすることができる。
【００１５】
電流測定デバイス１０７は、電源１０６からターゲット変圧器の巻線に流れる励磁電流を測定するように構成される。電流測定デバイス１０７は、小型抵抗器のような電流検知部を含むことができる。抵抗器を流れる電流が、抵抗器の両端で電圧低下を引き起こす。電流測定デバイス１０７は、抵抗器の両端で生じる電圧をサンプリングして、サンプリングされた電圧のデジタル表現をプロセッサ１２０に伝達するアナログ−デジタル変換回路を含むことができる。
【００１６】
スイッチセクション１１０は、電圧発生器セクション１０５の出力を、ターゲット変圧器の異なる巻線に転送するように構成される。スイッチセクション１１０は、機械又は固体スイッチに対応することができる。図２Ａ及び２Ｂは、スイッチセクション１１０に結合することができる例示的な変圧器構成を示している。図２Ａは、ＬＴＣ／ＤＥＴＣ２１０を含むＹ型変圧器２０５を示している。スイッチセクション１１０は、第１電圧発生器出力を変圧器２０５の中央ノードＨ０に結合することができる。スイッチセクション１１０は、他方の出力を、ノードＨ１、Ｈ２、及びＨ３のうちの１つに結合して、巻線Ｈ１−Ｈ０、Ｈ２−Ｈ０、又はＨ３−Ｈ０のうちの１つに流入する励磁電流の測定を容易にすることができる。図２Ｂは、変圧器の中性点ノードへのアクセスを提供することができないＬＴＣ／ＤＥＴＣ２２０を含む異なる変圧器２１５を示している。この場合、スイッチセクション１１０は、電圧発生器セクション１０５の出力をノードＨ１、Ｈ２、及びＨ３のうちの１つに結合して、巻線／位相Ｈ１−Ｈ２、Ｈ１−Ｈ３、又はＨ２−Ｈ３のうちの１つの中に流入する励磁電流の測定を容易にすることができる。
【００１７】
図１に戻ると、プロセッサ１２０は、励磁電流に関連する電流成分を、ターゲット変圧器又はベンチマーク変圧器に関連する過去に決定された成分データと比較するように構成される。プロセッサ１２０は、電圧発生器セクション１０５及びスイッチセクション１１０と通信して、それぞれのセクションの動作を制御することができる。例えば、プロセッサ１２０は、電圧発生器セクション１０５の電圧発生器１０６の起動を制御することができ、また、電圧発生器セクション１０５の出力電圧及び周波数を制御することができる。プロセッサ１２０は、ターゲット変圧器の特定の巻線／位相を選択するために、電圧調整セクション１０５からの電圧を転送するようスイッチセクション１１０のスイッチ構成を制御することができる。
【００１８】
一部の実施構成において、プロセッサ１２０は、情報及び／又は命令をオペレータに伝達するように構成することができる。例えば、システム１００は、オペレータへの命令の伝達を円滑にして、ターゲット変圧器の動作の検査時に、特定のＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置をオペレータに選択させるようにするディスプレイ又はネットワークインタフェースを含むことができる。代替の実施構成において、プロセッサ１２０は、検査中にＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置の自動変更を容易にするために、ターゲット変圧器のＬＴＣ／ＤＥＴＣに結合されたサーボ又は他の形態のアクチュエータを管理することができる。
【００１９】
システム１００によって実行される動作が図３のフロー図に示される。種々の動作の性能を促進するために、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ等の１又は２以上の非一時的タイプのメモリが、プロセッサ１２０と通信することができ、また、プロセッサ１２０が種々の動作の全て又は一部分を実行できるようにプロセッサ１２０によって実行可能な命令コードを格納することができる。
【００２０】
ブロック３００において、初期ＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置の選択を実行することができる。例えば、ターゲット変圧器のＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置を初期位置（ＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置１のような）に設定するための命令は、ディスプレイを介してオペレータに伝達することができる。
【００２１】
ブロック３０５において、スイッチセクション１１０は、電圧発生器セクション１０５の電圧出力を、ターゲット変圧器の第１位相又は巻線に転送するよう制御することができる。例えば、プロセッサ１２０は、図２Ｂに示すように、変圧器の位相Ｈ１−Ｈ３を選択するようスイッチセクション１１０を制御することができる。
【００２２】
ブロック３１０において、電圧発生器セクション１０５の電圧発生器１０６は、第１周波数で通電することができ、第１周波数に関連する励磁電流の電流フェーザを捕捉することができる。例えば、通電時、電圧発生器１０６は、ターゲット変圧器の正常動作周波数よりも約５％低い周波数で、例えば、正常動作周波数が６０Ｈｚのときに５７Ｈｚなどで１２ｋＶの正弦波ＡＣ電圧を生成することができる。周波数が低くなると、変圧器のインダクタンスが非線形になる結果を生じることがある。電圧の生成により、ターゲット変圧器の選択された巻線／位相を励磁電流が流れることになる。
【００２３】
電圧発生器セクション１０５の電流測定デバイス１０７は、電源の位相に対して電流の振幅及び位相を測定して、ターゲット変圧器内に流入する電流の同相（Ｉ）成分及び位相外れ（Ｑ）成分を決定することができる。例えば、電流測定デバイス１０７は、検知抵抗器の両端に発生する電圧をデジタル的にサンプリングして、このサンプルに基づいて、電流の同相（Ｉ）成分及び位相外れ（Ｑ）成分を決定する。上述のように、ターゲット変圧器内に流入する電流は、非正弦波ＡＣ電流とすることができる。この場合、電流のＩ及びＱ成分を決定するには、測定された電流の第１高調波形を決定する必要がある。例えば、フィルタ又は調波分析器を利用して、第１高調波を決定することができる。
【００２４】
図４Ａは、変圧器の単相の例示的な回路表現４００にわたって流れる様々な電流を示している。図示するように、変圧器の位相は、インダクタＬm、抵抗器Ｒm、及びキャパシタＣの並列結合として表すことができる。電源が、電流Ｉmを成分の並列結合内に供給し、この場合は、Ｉmが、それぞれがインダクタＬm、抵抗器Ｒm、及びキャパシタＣ内を流れる電流ＩL、ＩR、及びＩCの合計に等しい。
【００２５】
図４Ｂは、様々な電流成分のベクトル表現を示している。図示するように、同相電流（ＩR）は、変圧器位相の等価抵抗を流れる電流ＩRに対応する。位相外れ電流（ＩQ）の振幅は、変圧器位相の等価インダクタ及びキャパシタをそれぞれ流れる電流ＩL及びＩCの振幅間の差分に対応する。
【００２６】
図３に戻れば、ブロック３１５において、電圧発生器セクション１０５の電圧発生器１０６には、第２周波数で通電することができ、第２周波数に関連する励磁電流の同相（Ｉ）及び位相外れ（Ｑ）成分の電流フェーザを捕捉することができる。例えば、電圧発生器１０６は、ターゲット変圧器の正常動作周波数よりも約５％高い周波数（例えば、正常動作周波数が６０Ｈｚのときに６３Ｈｚなど）で１２ｋＶの正弦波ＡＣ電圧を発生するよう制御することができる。周波数が高くなると、変圧器のインダクタンスが非線形になる結果を生じることがある。この周波数における同相（Ｉ）及び位相外れ（Ｑ）成分を捕捉することができる。
【００２７】
ブロック３２０において、インダクタＬm及びキャパシタＣをそれぞれ流れる電流ＩL及びＩCは、ブロック３１０及び３１５において実行された同相（Ｉ）及び位相外れ（Ｑ）成分の電流測定に基づいて決定することができる。１つの実施構成では、誘導分及び容量分に関連する電流は、以下の方法に従って決定される。
【００２８】
より低い周波数ｆ1（例えば６０Ｈｚ）で測定される電流の直角分は、以下のように表すことができる。
ＩQ1＝ＩL1＋ＩC1                                        式（１）
【００２９】
より高い周波数ｆ２（例えば７０Ｈｚ）で測定される電流の直角分は、以下のように表すことができる。
ＩQ2＝ＩL2＋ＩC                                          式（２）
【００３０】
印加電圧を基準として用いると、誘導分及び容量分は、以下のように表すことができる。
ＩL1＝Ｖ／ｊω1Ｌ                                        式（３）
ＩC1＝ｊＶω1Ｃ                                          式（４）
ＩL2＝Ｖ／ｊω2Ｌ                                        式（５）
ＩC2＝ｊＶω2Ｃ                                          式（６）
ＩL＝Ｖ／ｊωＬ                                          式（７）
ＩC＝ｊＶωＣ                                            式（８）
ここで、ω1＝２πｆ1、ω2＝２πｆ2、ω＝２πｆで、ｆ1＜ｆ＜ｆ2であり、ｆは、電力周波数である。
【００３１】
ω1＝ω−Δω                                              式（９）
ω2＝ω＋Δω                                              式（１０）
ξ＝Δω／ω＝Δｆ／ｆ                                      式（１１）
を用いると、
方程式（３−８）、（１）及び（２）は、以下のように書き換えることができる。
ＩQ1＝Ｖ／ｊω1Ｌ＋ｊＶω1Ｃ＝ＩL／（１−ξ）＋ＩC（１−ξ）    式（１２）
【００３２】
同様に、
ＩQ2＝ＩL／（１＋ξ）＋ＩC（１＋ξ）                          式（１３）
【００３３】
（１２）から
ＩL＝ＩQ1（１−ξ）−ＩC（１−ξ）2                        式（１４）
【００３４】
（１３）に（１４）を代入すると、以下が得られる。
ＩQ2＝ＩQ1（１−ξ）／（１＋ξ）＋ＩC［４ξ／（１＋ξ）］      式（１５）
【００３５】
（１５）から
ＩC＝（１／４ξ）［ＩQ2（１＋ξ）−ＩQ1（１−ξ）］            式（１６）
【００３６】
（１６）に（１４）を代入すると、以下が得られる。
ＩL＝［（１−ξ2）／４ξ］［ＩQ1（１＋ξ）−ＩQ2（１−ξ）］    式（１７）
【００３７】
計算後、計算電流ＩL、ＩC、及び測定電流ＩRは、ストレージデバイス１２５に記憶され、表１に示すように、電流のＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置及び電流位相と関連付けることができる。
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表１
【００３８】
表１を参照すると、データベース内の第１レコードは、ＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置及び巻線／位相の第１組合せに関連するデータを含むことができる。同様に、第２レコードは、ＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置及び巻線／位相の第２組合せに関連するデータを含む。他のブリッジ及び非ブリッジＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置に関連するデータは、データベースの付加的なレコードで指定することができる。
【００３９】
上述の異なるパターンタイプに従ってデータベースの検索を容易にするために、データを異なるように表すことができる。例えば、データベース内のレコードは、特定のＬＴＣ／ＤＥＴパターン及び／又は位相パターンのデータベースでの検索を容易にするように配置することができる。このようにして、ターゲット変圧器に関して所与のパターンが決定された後、パターンタイプに従って、データベースを検索することができる。例えば、所与のＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置に関して、位相パターンを決定することができる。同じＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置に関連するレコードに関して、データベースを検索することができ、レコードの値を、決定された位相パターンと比較することができる。
【００４０】
ターゲット変圧器の診断を実行するときには、ターゲット変圧器に関連するデータは、１又は２以上のベンチマーク変圧器に関連するデータと比較することができる。比較は、測定ベースで又は異なるベースで行うことができる。例えば、３相全てに関連する全てのＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置についての電流測定値及び／又は上記の計算電流は、１又は２以上のベンチマーク変圧器の対応する電流測定値及び／又は計算電流と比較することができる。この場合、位相及びＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置の全ての組合せについての電流測定値及び／又は計算電流は、ターゲット変圧器に対して実行される必要がある。完了すると、電流測定値及び／又は計算電流を比較して、ターゲット変圧器がベンチマーク変圧器の特性に一致するかどうかを決定することになる。場合によっては、他の成分を上回る１つの成分の重要度を表すために、様々な成分に対して異なる重みを付けることができる。例えば、ＩL電流には、ＩC電流よりも大きな重みを与えることができる。
【００４１】
場合によっては、図３に示した動作の反復は、ターゲット変圧器で最初に異常に気付いた後に終了することができる。例えば、第１ＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置での診断実行時に異常が検出されると、動作は、他の全てのＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置にわたって継続する代わりに、単にその位置で終了することができる。例えば、所与のＬＴＣ／ＤＥＴＣのための電流成分の計算を実行して、次に、同じＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置に設定されるときに、ベンチマーク変圧器に関連する電流成分データと比較することができる。この場合、ターゲット変圧器とベンチマーク変圧器との間の測定値の差分が閾値を上回る場合、ターゲット変圧器のそれ以上の分析は中断することができる。
【００４２】
代替的に、選択されたＬＴＣ／ＤＥＴＣに関して類似の電流成分特性を有するベンチマーク変圧器を見出すために、測定値は、１又は２以上の異なるベンチマーク変圧器に関連する測定値と比較することができる。例えば、これを利用して、ターゲット変圧器の不具合モードを決定することができる。例えば、ターゲット変圧器の所与のＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置に関連する測定値が、同じ位相で短絡した巻線を有するベンチマーク変圧器に一致することがある。ターゲット変圧器とベンチマーク変圧器との間で測定値が一致する場合、ターゲット変圧器は、短絡した巻線を有すると決定することができる。
【００４３】
図３に戻ると、ブロック３４０において、測定すべき付加的な巻線又は位相が存在する場合、次の巻線又は位相が選択され、動作はブロック３１０から繰り返す。例えば、三相変圧器は、各位相について３本の巻線又は一連の巻線を有する。この場合、各相又は一連の巻線を通る励磁電流の流れに関連する電流成分が測定されることになる。
【００４４】
ブロック３４０において、全ての位相において測定が完了した場合、ブロック３５０において、測定すべき付加的なＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置がある場合には、次のＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置が選択されて、動作はブロック３０５から繰り返すことができる。例えば、ターゲット変圧器に１６の位置を含むＬＴＣ／ＤＥＴＣを有する場合、各位置を選択して、１６の全位置に関して上述の測定を実行することができる。ＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置は、非ブリッジ位置及びブリッジ位置の両方を含むことができ、ブリッジ位置とは、ターゲット変圧器の２つの隣接するタップが、予防単巻変圧器を介して接続されるものである。
【００４５】
ブロック３０５において、全てのＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置が評価された場合、ブロック３７０によって表されるように、ターゲット変圧器の診断を完了することができる。ブロック３２０において上述したように、ターゲット変圧器に関連する測定値とベンチマーク変圧器に関連する測定値との比較は、ＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置及び巻線／位相の全ての組合せを測定した後に行うことができる。この場合、比較は、ブロック３７０で行うことができる。代替的に、比較は、各ＬＴＣ／ＤＥＴＣ位置及び位相が測定された後に実行することができる。
【００４６】
図５は、本明細書で参照されるプロセッサ１２０に対応し、又はモジュールのいずれかの一部分を形成することができるコンピュータシステム５００を示している。コンピュータシステム５００は、上記で説明した動作のいずれかをコンピュータシステム５００に実行させるようにプロセッサ５０５が実行できる命令セット５４５を含むことができる。コンピュータシステム５００は、スタンドアロンデバイスとして動作することができ、或いは、例えば、ネットワークを用いて他のコンピュータシステム又は周辺デバイスに接続することができる。
【００４７】
ネットワーク配置において、コンピュータシステム５００は、サーバ−クライアントユーザネットワーク環境ではサーバ又はクライアント−ユーザコンピュータとして、或いはピアツーピア（又は分散）ネットワーク環境ではピアコンピュータシステムとして動作することができる。コンピュータシステム５００はまた、パーソナルコンピュータ又はモバイルデバイスのような、そのマシンによって行われるべき動作を指定する命令５４５（シーケンシャル又はそれ以外）を実行する能力がある種々のデバイスとして実施され又はそのようなデバイスに内蔵することもできる。更に、ここで説明するシステムの各々は、１又は２以上のコンピュータ機能を実行するための命令セット又は命令の複数セットを個別に又は共同で実行するあらゆるサブシステム集合を含むことができる。
【００４８】
コンピュータシステム５００は、情報を通信するためにバス上に１又は２以上のメモリデバイス５１０を含むことができる。加えて、コンピュータシステムに上述の動作のいずれかを実行させるよう動作可能なコードを、メモリ５１０内に格納することができる。メモリ５１０は、ランダムアクセスメモリ、読出し専用メモリ、プログラマブルメモリ、ハードディスクドライブ、又はいずれかの他のタイプのメモリ又はストレージデバイスとすることができる。
【００４９】
コンピュータシステム５００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、又は情報を伝達するための適切ないずれかの他のディスプレイを含むことができる。ディスプレイ５３０は、プロセッサ５０５の機能をユーザが確認するためのインタフェースとして、或いはメモリ５１０内又はドライブユニット５１５内に格納されたソフトウェアとのインタフェースとして特に、機能することができる。
【００５０】
付加的に、コンピュータシステム５００は、ユーザがシステム５００の構成要素のいずれかと相互作用できるように構成されたキーボード又はマウスのような入力デバイス５２５を含むことができる。
【００５１】
コンピュータシステム５００はまた、ディスク又は光学ドライブユニット５１５も含むことができる。ディスクドライブユニット５１５は、その中に命令５４５を格納することができるコンピュータ可読媒体５４０を含むことができる。命令５４５は、コンピュータシステム５００による実行中、メモリ５１０内に及び／又はプロセッサ５０５内に完全に又は少なくとも部分的に常駐することができる。メモリ５１０及びプロセッサ５０５はまた、上述のようなコンピュータ可読媒体も含むことができる。
【００５２】
コンピュータシステム５００は、ネットワーク５５０経由の通信をサポートするために通信インタフェース５３５を含むことができる。ネットワーク５５０は、有線ネットワーク、無線ネットワーク、又はこれらの組合せを含むことができる。通信インタフェース５３５ネットワークは、８０２．１１、８０２．１２、８０２．２０、ＷｉＭａｘ、セルラー電話規格、又は他の通信規格のようなあらゆる数の通信規格を介して通信を可能にすることができる。
【００５３】
従って、方法及びシステムは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組合せで実現可能である。方法及びシステムは、少なくとも１つのコンピュータシステムにおいて集中方式で、或いは幾つかの相互接続されたコンピュータシステムにわたって様々な要素が分散された分散方式で実現可能である。本明細書で説明する方法を実行するよう適応されたあらゆる種類のコンピュータシステム又は他の装置を利用することができる。
【００５４】
方法及びシステムはまた、本明細書で説明する動作の実施を可能にする全ての特徴を含み、コンピュータシステムにロードにされると、これらの動作を実行することができるコンピュータプログラム製品に埋め込むこともできる。本文脈では、コンピュータプログラムは、情報処理能力を有するシステムに、特定の機能を直接、或いはａ）別の言語、コード、又は表記への変換、ｂ）異なる材料形態での再現、のうちのいずれか又は両方の後で実行させることを目的とした、命令セットのあらゆる言語、コード、又は表記によるあらゆる表現を意味する。
【００５５】
特定の実施形態を参照しながら本方法及びシステムについて説明してきたが、当業者であれば、範囲から逸脱することなく、種々の変更を加えることができ、均等物を代替することができる点は理解されるであろう。加えて、特定の状況又は材料を本開示の教示に適合させるために、本開示の範囲から逸脱することなく多くの修正を加えることができる。従って、本方法及びシステムは、ここに開示する特定の実施形態に限定されず、開示する方法及びシステムは、添付の特許請求の範囲内に収まる全ての実施形態を含むことが意図される。
【符号の説明】
【００５６】
１００  システム
１０５  電圧発生器セクション
１０６  電源
１０７  電流測定デバイス
１１０  スイッチセクション
１２０  プロセッサ
１２５  ストレージ
【図１】
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【図２Ａ】
2020510815.tif 000005
【図２Ｂ】
2020510815.tif 000006
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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