变压器监视系统 【技术领域】
本发明涉及利用注油变压器的油温、电流、外气温度等信息的变压器的状态监视。
背景技术
由于变压器对功率的稳定供给很重要，所以需要边定期监视变压器，边使事故防范于未然。因此，变压器的电压、电流、油温的监视是有效的，油温的监视通常从平均负载率推测出油温，并通过目测读取油温计的温度显示，比较油温的推测值和温度计的温度显示，而进行是正常还是异常的判断，同时，确认温度计的温度显示是否超过某一值。
或者使用带警报接点的温度计，在油温大于某一设定温度的情况下，输出警报，而检测出异常。
例如，具有特开平5-227644号公报所记载的结构，通过最高绕组温度求出剩余寿命时，进行油温升高运算的装置的油温将外气温度的实测值加到油温升高中。
另外，例如，具有特开平8-213246号公报中所记载的结构，存在通过安装在注油变压器的外壳外测的温度测量和变压器地负载测量而换算为变压器油温的单元。
但是，从上述现有技术来看，由于油温变化比负载率的变化、外气温度的变化慢，所以在负载率变化或外气温度变化的情况下，即使看实测温度也不能容易地推测出其实测温度是否合适。
进一步，在JIS C 4304标准中，由于相对于油温的温度升高限度在额定负载时最大50K，在外气温度为-20～40℃时可使用，所以为了正确预测油温，需要考虑外气温度的影响。
另外，虽然在油温超过了带警报接点的温度计的设定温度时，可以输出警报，而检测出异常，但是由于油温是变压器的损耗带来的温度升高和外气温度引起的温度升高的和，所以即使在过负载下运转，若外气温度很低，油温也达不到设定温度。另外，还存在即使在额定负载以下的使用状态中，若外气温度很高，也会超过设定温度输出警报的情况，故不能获知油温是否正常。
另外，现有的监视系统同样也不能获知油温是否正常。
另外，在上述现有技术的求出最高绕线温度时，由于使用了与外气温度有关的实测值，所以没有考虑相对外气温度的变化油温变化延迟的情况。
另外，上述现有技术的从外壳的外面温度间接实际测量油温的情况下，由于没有考虑外气温度的变化，所以在外气温度急剧变化的情况下，存在实测值和换算值之间出现误差的问题。另外，在以间接实际测量油温的外壳实测值为基础而换算为换算值的情况下，由于以实测值为基准，故不能正确预测应有的油温。
因此，在因长期劣化或地震的振动等而在线圈内部或外壳内部的电路连接部中发生了异常的情况下，因过热，油温升高，但由于不能正确推测适当温度，所以不能判断内部发生了异常。
【发明内容】
本发明为解决上述现有技术的问题而作出，其目的是提供一种可以高精度地从外气温度和变压器的电流值换算注油变压器的油温，通过其换算值和注油变压器的油温实测值监视注油变压器，同时，监视内部压力、电压值的系统。
为实现其目的，本发明的变压器监视系统具有注油变压器的电流测量单元和外气温度测量单元，包括从该两个测量单元换算为注油变压器油温的油温运算单元和实际测量注油变压器的油温用的油温测量单元。并且，包括比较所运算的油温运算值和实测的油温，若其差大于设定值，则判断为异常的油温异常判断单元。
另外，包括内部压力测量单元和由内部压力测量单元得到的内部压力值判断其内部压力是否异常的内部压力异常判断单元。
进一步，包括电压测量单元和由电压测量单元得到的电压值判断其电压值是否异常的电压异常判断单元。
【附图说明】
图1是注油变压器监视系统的框图；
图2表示注油变压器的负载率变化时的瞬间油温升高值和油温升高换算值的曲线；
图3表示注油变压器的外气温度变化时的外气温度和假想外气温度的曲线；
图4表示注油变压器的油温升高值、假想外气温度、油温换算值和油温实测值的曲线。
【具体实施方式】
下面，说明实施本发明用的最佳实施例。
使用附图说明本发明的注油变压器的监视系统的实施例。
实施例1
图1表示注油变压器监视系统的框图。
图1中，1是注油变压器，2是由测量变压器电流的变流器(CT)构成的电流测量单元，3是由测量外气温度的测温电阻体(测试线圈)构成的外气温度测量单元，4a是通过从电流测量单元2输出的信号运算负载率的负载率运算单元，4b是从负载率运算单元4a的结果运算损耗的损耗运算单元，4c是从损耗运算单元4b的结果运算瞬间油温升高值的瞬间油温升高值运算单元，4d是从瞬间油温升高值运算单元4c的结果中运算油温升高值的油温升高值运算单元，5a是将来自外气温度测量单元3的输出信号换算为外气温度实测值的外气温度实测值换算单元，5b是从外气温度实测值换算单元5a的结果运算假想外气温度的假想外气温度运算单元，6是从油温升高值运算单元4d和假想外气温度运算单元5b中运算出油温的油温运算单元，7是由测量变压器油箱内的油温的实测值用的测温电阻体(测试线圈)构成的油温测量单元，8是将油温测量单元7的输出信号换算为油温实测值的油温实测值换算单元，9是从油温运算单元6和油温实测值换算单元8的结果比较油温的运算值和实测值的油温运算值和油温实测值的比较单元，10是在油温运算值与实测值的差超过了设定值的情况下，判断为异常的油温异常判断单元，和判断油温实测值换算单元的结果是否在油温上限设定值以上的异常的油温异常判断单元，11是在由油温异常判断单元判断为异常的情况下输出异常信号的输出单元，12是由测量注油变压器油箱的内部压力的压力传感器构成的内部压力测量单元，13是将来自内部压力测量单元12的信号换算为压力、而判断内部压力是否在上限压力设定值以上的异常的异常判断单元，14是在通过内部压力异常判断单元判断为异常的情况下，输出异常信号的输出单元。15是由测量变压器的电压的变换器(VT)构成的电压测量单元，16是将来自电压测量单元15的信号换算为电压，判断电压是否在上限电压设定值以上，或是否在下限电压设定值以下的异常的异常判断单元，17是在通过电压异常判断单元判断为异常的情况下，输出异常信号的输出单元。
接着，说明与图1的系统框图的各部的时间经过相对应的信号及其运算处理。
图2表示对于本实施例的注油变压器的负载率19的瞬间油温升高值20和油温升高换算值21的换算结果。通过负载率运算单元4a从图1的电流测量单元2的输出信号中运算、求出注油变压器的负载率19。瞬间油温升高值20通过瞬间油温升高运算单元4c从注油变压器的负载率19中进行运算而求出，进一步，通过油温升高值换算单元4d求出油温升高换算值21。
图3表示本实施例的注油变压器的外气温度变化时的外气温度22和假想外气温度23的换算结果。外气温度22是图1的外气温度测量单元5a的输出信号，假想外气温度23是由假想外气温度运算单元5b进行运算处理的结果。
图4表示作为本实施例的上述注油变压器的油温升高值21和假想外气温度23的和的油温换算值24的换算结果。另外，表示注油变压器的油温实测值的输出值25。
图4中，从注油变压器的电流和外气温度进行换算而求出的油温换算值24和油温的实测值25大致一致，而明白可高精度地换算油温。
因此，这种系统中，在因变压器的长期劣化或地震的振动等电路的端子等连接部中产生不适当情况，在接触电阻变大的情况下，由于次级侧流过的电流通常不变化，所以上述的油温换算值24和油温实测值25产生差。
即，通过图1的系统框图的油温运算值和实测值的比较单元9求出上述差，若在设定值以上，则可输出到输出单元，产生警报等而通知异常。进一步，通过设置负载率、外气温度，可以推测油温怎么推移，结果，在认为油温在上限设定温度以上的情况下，事先可以进行负载的切换或切换到其他系统。或通过换气等，可事先对应地降低外气温度等。
接着，说明图1监视系统的运算处理。
若将作为油温运算单元6的运算输出的油温换算值24设为θoc(t)，则表示为
θoc(t)θAi(t)+θmi(t) (式1)
这里，θoc(t)[℃]：t分钟后的油温
(式1)中，θAi(t)表示图2和图3的假想外气温度，θmi(t)表示图1和图3所示的油温升高换算值。
并且，分别由下式表示该假想外气温度θAi(t)和油温升高换算值θmi(t)。
θAi(t)=ΣT=0T=n({1-e-[(T)×tTA]}-{1-e-[(T+1)×tTA]})×θA(-Tt)]]>(式2)
这里，TA[分]：油温相对外气温度的时间常数，
θA(-nt)[℃]：n×t分前的外气温度，
t[分]：监视间隔，
n＝用于运算的过去实测值。
θmi(t)=ΣT=0T=n({1-e-[(T)×tTm]}-{1-e-[(T+1)×tTm]})×θmu(-Tt)]]>(式3)
这里，Tm[分]：油温相对总损耗的时间常数，
θmu(-nt)[K]：n×t分前的负载率m(％)稳定状态时的油温升高值，
并且，该油温升高值θmu(-nt)是图2的瞬间油温升高值20，由下式表示。
θmu(-nt)=θou×[Wi+Wc×(m(-nt)100)2Wi+Wc]k]]>(式4)
这里，θou[K]：额定(100％)负载稳定状态时的油温升高值，
m(-nt)[％]：n×t分前的瞬间负载率，
Wi[W]：无负载损耗，
Wc[W]：额定(100％)负载时的负载损耗，
k：常数。
并且，由下式表示瞬间负载率m(-nt)。
m(-nt)=i(-nt)Is×100(%)]]>(式5)
这里，i(-nt)[A]：n×t分钟前的二次瞬间电流，
Is[A]：二次额定电流。
并且，由下式表示二次额定电流
Is=PEs×1F]]>(式6)
这里，Es[V]：二次额定电压
P[kVA]：变压器额定容量
F[相]：变压器相数
t＝测量间隔
在上面的运算中，根据所使用的电压和变压器的规格，通过(式6)、(式5)、...(式1)的运算结果，如图3所示，得到油温换算值24，而可得到与油温实测值25近似的值。
根据本发明，由于可以高精度预测注油变压器的油温，所以在假定负载率和外气温度的情况下，可以预测油温推移，在预测为油温超过设定值的情况下，可事先进行负载的切换、向其他系统的切换。或可通过换气等，事先对应地降低外气温度等。
另外，在因长期劣化、地震的振荡等在线圈内部或外壳内部电路的连接部中发生了异常的情况下，可以立即发现注油变压器内部的异常，由于即使发生了电压异常、内部压力也可以立即发现，所以实现了注油变压器的监视有利的效果。