特開 2024-118639 高圧受電設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118639

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】高圧受電設備

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/00 20060101AFI20240826BHJP

   H01F 30/10 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

H01F27/00 H

H01F30/10 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025027

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000124591

【氏名又は名称】河村電器産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(74)【代理人】

【識別番号】100140718

【弁理士】

【氏名又は名称】仁内 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】寺社下 文也

(72)【発明者】

【氏名】下岡 達矢

【テーマコード（参考）】

5E059

【Ｆターム（参考）】

5E059BB15

5E059BB19

(57)【要約】

【課題】油入変圧器の置かれる機器収容室内の環境温度をより正確に算出することができる高圧受電設備を提供する。
【解決手段】高圧受電設備は、油入変圧器１１と、機器収容室１０と、演算装置１４と、複数の温度センサ１５ｆ，１５ｃｌ，１５ｃｒ，１５ｒと、遮蔽パネル１３ｆ，１３ｃｌ，１３ｃｒ，１３ｒと、を備える。機器収容室は、油入変圧器１１を含む複数の機器を収容する。演算装置は、機器収容室の内部の温度を一つのパラメータとして油入変圧器の寿命を演算する。複数の温度センサは、機器収容室内の油入変圧器の周域の異なる位置に配置されて、検出結果を演算装置に出力する。遮蔽パネルは、機器収容室内の各温度センサと油入変圧器の間に配置されて、油入変圧器から各温度センサへの輻射熱の入力を遮蔽する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

油入変圧器と、
前記油入変圧器を含む複数の機器を収容する機器収容室と、
前記機器収容室の内部の温度を一つのパラメータとして前記油入変圧器の寿命を演算する演算装置と、
前記機器収容室内の前記油入変圧器の周域の異なる位置に配置されて、検出結果を前記演算装置に出力する複数の温度センサと、
前記機器収容室内の各前記温度センサと前記油入変圧器の間に配置されて、前記油入変圧器から各前記温度センサへの輻射熱の入力を遮蔽する遮蔽パネルと、
を備えていることを特徴とする高圧受電設備。

【請求項2】

複数の前記温度センサのうちの少なくとも二つの前記温度センサは、異なる高さに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧受電設備。

【請求項3】

前記演算装置は、複数の前記温度センサの検出値の所定時間当たりの平均値を温度パラメータとして前記油入変圧器の寿命を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の高圧受電設備。

【請求項4】

複数の前記温度センサは、前記遮蔽パネルを介して前記機器収容室のフレーム材に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧受電設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油入変圧器を備えた高圧受電設備に関するものである。

【背景技術】

【0002】

工場や商業施設等で用いられる高圧受電設備では、油入変圧器を含む複数の機器が機器収容室内に収容されている。ここで用いられる油入変圧器は、変圧器内部の絶縁紙が長年の使用によって劣化し、その絶縁紙の劣化に起因して性能が低下することが知られている。このため、油入変圧器を交換するタイミングを知るために、油入変圧器内の絶縁紙の劣化の診断が行われていた（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

油入変圧器内の絶縁紙の劣化の度合い（寿命）は、絶縁紙の分子量に相当する化学的パラメータである平均重合度を用いて判定される。通常、平均重合度が４５０程度に低下する値を油入変圧器の寿命の目安（交換タイミング）としている。

【0004】

平均重合度の算出においては、油入変圧器内の油の温度が一つの重要なパラメータとなる。しかし、油入変圧器内の油の温度を検出することが困難な場合があり、その場合には、油入変圧器の運転負荷率や運転時間、油入変圧器の置かれる機器収容室内の環境温度等を基に、油入変圧器内の油の温度を演算によって求める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３１５７３７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、油入変圧器内の油の温度を、油入変圧器の運転負荷率や運転時間、機器収容室内の環境温度等を基にして間接的に求める手法の場合、機器収容室内の環境温度が計測部位等によって他の機器の発熱の影響を受け易く、油入変圧器内の油の温度を正確に算出することが難しい。特に、機器収容室内では油入変圧器自体が稼働時に大きな輻射熱を発するが、温度センサを油入変圧器の輻射熱の影響を受けない適切な位置に設置することは難しく、このことが油入変圧器内の油の温度を正確に算出するのを阻害する要因となっている。

【0007】

そこで本発明は、油入変圧器の置かれる機器収容室内の環境温度をより正確に算出することができる高圧受電設備を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る高圧受電設備は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る高圧受電設備は、油入変圧器と、前記油入変圧器を含む複数の機器を収容する機器収容室と、前記機器収容室の内部の温度を一つのパラメータとして前記油入変圧器の寿命を演算する演算装置と、前記機器収容室内の前記油入変圧器の周域の異なる位置に配置されて、検出結果を前記演算装置に出力する複数の温度センサと、前記機器収容室内の各前記温度センサと前記油入変圧器の間に配置されて、前記油入変圧器から各前記温度センサへの輻射熱の入力を遮蔽する遮蔽パネルと、を備えていることを特徴とする。

【0009】

機器収容室内で油入変圧器を含む機器の運転が行われると、油入変圧器は作動に伴って周囲に輻射熱を発する。このとき、その輻射熱は油入変圧器の周囲にある複数の温度センサの方向にも進むが、各温度センサと油入変圧器の間に遮蔽パネルが存在するため、各温度センサには油入変圧器の輻射熱の影響が及ばなくなる。このため、各温度センサから演算装置には、油入変圧器の輻射熱の影響を排除した機器収容室内の熱データが出力される。
また、温度センサは油入変圧器の周域の異なる位置に配置されるため、演算装置は、例えば、温度センサからの入力値を平均化して用いることにより、機器収容室内の設置位置毎の温度のバラツキによる実環境温度と演算結果との乖離を少なくすることができる。

【0010】

複数の前記温度センサのうちの少なくとも二つの前記温度センサは、異なる高さに配置されることが望ましい。

【0011】

この場合、演算装置は、例えば、温度センサからの入力値を平均化して用いることにより、温度センサの設置高さに起因した検出温度の変化を少なくし、実環境温度と演算結果との乖離をより少なくすることができる。

【0012】

前記演算装置は、複数の前記温度センサの検出値の所定時間当たりの平均値を温度パラメータとして前記油入変圧器の寿命を演算することが望ましい。

【0013】

この場合、機器収容室内の温度が一時的に変動することがあっても、演算装置は、その一時的な温度の変動による検出温度の変化を少なくし、実環境温度と演算結果との乖離をより少なくすることができる。

【0014】

複数の前記温度センサは、前記遮蔽パネルを介して前記機器収容室のフレーム材に支持されるようにしても良い。

【0015】

この場合、遮蔽パネルのうちの、油入変圧器と対向する側の面と逆側となる側の面に温度センサを取り付け、その遮蔽パネルを機器収容室のフレーム材に支持させるだけで、温度センサを機器収容室内の適正位置に容易に設置することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る高圧受電設備は、機器収容室内の油入変圧器の周域の異なる位置に複数の温度センサが配置され、各温度センサと油入変圧器の間に遮蔽パネルが配置されている。このため、各温度センサに及ぶ油入変圧器からの輻射熱の影響を排除し、かつ、各温度センサの設置部位毎の温度のバラツキを少なくすることができる。したがって、本発明に係る高圧受電設備を採用した場合には、油入変圧器の置かれる機器収容室内の環境温度をより正確に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態の高圧受電設備の天井部を取り去った平面図。

【図2】実施形態の高圧受電設備を図１のＩＩ－ＩＩ線に沿って切断したときの側面図。

【図3】実施形態の高圧受電設備を図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って切断したときの正面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面には、高圧受電設備１の正面側を指す矢印ＦＲと、高圧受電設備１の鉛直上方を指す矢印ＵＰと、正面から見て高圧受電設備１の左側を指す矢印ＬＨが記されている。また、下記の説明においては、説明の便宜上、矢印ＦＲの指す正面側を「前」と称し、その逆側を「後」と称する場合がある。

【0019】

図１は、本実施形態の高圧受電設備１の天井部を取り去った平面図である。図２は、高圧受電設備１を図１のＩＩ－ＩＩ線に沿って切断したときの側面図であり、図３は、高圧受電設備１を図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って切断したときの正面図である。
高圧受電設備１は、キュービクル式の高圧受電設備を採用している。高圧受電設備１は、箱型状の機器収容室１０を備えている。機器収容室１０の内部の中央には、油入変圧器１１が設置されている。機器収容室１０の内部には、機器収容室１０の床面１０ａと天井１０ｂの間に、上下方向に延出する複数のフレーム材１２ｆ，１２ｃｌ，１２ｃｒ，１２ｒが設けられている。各フレーム材１２ｆ，１２ｃｌ，１２ｃｒ，１２ｒは図示しない固定手段によって機器収容室１０の床面１０ａと天井１０ｂに固定されている。
各図には、図示が省略されているが、フレーム材１２ｆ，１２ｃｌ，１２ｃｒ，１２ｒには、油入変圧器１１以外の複数の機器が取り付けられている。

【0020】

機器収容室１０内には、油入変圧器１１の前方側に左右方向に離間して一対のフレーム材１２ｆが配置されている。一対のフレーム材１２ｆは、正面視において、油入変圧器１１よりも左右方向の外側位置に配置されている。一対のフレーム材１２ｆの前面には、油入変圧器１１から発される輻射熱を遮蔽する機能を持つ遮蔽パネル１３ｆが架設されている。遮蔽パネル１３ｆの前面には、機器収容室１０内の温度を一つのパラメータとして油入変圧器１１の寿命を演算する演算装置１４と、遮蔽パネル１３ｆの前面側の室内温度を検出する温度センサ１５ｆが取り付けられている。遮蔽パネル１３ｆは、温度センサ１５ｆと油入変圧器１１の間に配置され、油入変圧器１１から温度センサ１５ｆへの輻射熱の入力を遮蔽する。
本実施形態の場合、温度センサ１５ｆは、遮蔽パネル１３ｆの前面のうちの演算装置１４の下方位置に配置されている。演算装置１４は、温度センサ１５ｆに比較して大型の機器であるため、上方から温度センサ１５ｆに向かって回り込もうとする熱を遮ることができる。

【0021】

演算装置１４は、油入変圧器１１内の油の温度情報を基にして平均重合度を算出する。算出した平均重合度が基準値を下回る場合には、油入変圧器１１が製品寿命に達したものとして、そのことを警告表示や警告灯等によって点検作業者に知らせる。また、演算装置１４は、油入変圧器１１の運転負荷率や運転時間、油入変圧器１１の置かれる機器収容室１０内の環境温度等を基にして、油入変圧器１１内の油の温度を演算によって求める。

【0022】

油入変圧器１１の左側方には、前後に離間して一対のフレーム材１２ｃｌが配置され、油入変圧器１１の右側方には、同様に前後に離間して一対のフレーム材１２ｃｒが配置されている。一対のフレーム材１２ｃｌの左側面には、遮蔽パネル１３ｃｌが架設されている。遮蔽パネル１３ｃｌの左側面には、遮蔽パネル１３ｃｌの左側方の室内温度を検出する温度センサ１５ｃｌが取り付けられている。遮蔽パネル１３ｃｌは、温度センサ１５ｃｌと油入変圧器１１の間に配置され、油入変圧器１１から温度センサ１５ｃｌへの輻射熱の入力を遮蔽する。

【0023】

また、一対のフレーム材１２ｃｒの右側面には、遮蔽パネル１３ｃｒが架設されている。遮蔽パネル１３ｃｒの右側面には、遮蔽パネル１３ｃｒの右側方の室内温度を検出する温度センサ１５ｃｒが取り付けられている。遮蔽パネル１３ｃｒは、温度センサ１５ｃｒと油入変圧器１１の間に配置され、油入変圧器１１から温度センサ１５ｃｒへの輻射熱の入力を遮蔽する。
油入変圧器１１の左側方に配置される温度センサ１５ｃｌと油入変圧器１１の右側方に配置される温度センサ１５ｃｒとは設置高さが夫々異なっている。

【0024】

油入変圧器１１の後方には、左右方向に離間して一対のフレーム材１２ｒが配置されている。一対のフレーム材１２ｒの後面には、遮蔽パネル１３ｒが架設されている。遮蔽パネル１３ｒの後面には、遮蔽パネル１３ｒの後方側の室内温度を検出する温度センサ１５ｒが取り付けられている。遮蔽パネル１３ｒは、温度センサ１５ｒと油入変圧器１１の間に配置され、油入変圧器１１から温度センサ１５ｒへの輻射熱の入力を遮蔽する。

【0025】

油入変圧器１１の前後と左右に離間して配置される上記の各温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒは設置高さが全て異なっている。また、各温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒは、無線通信等によって検出結果（検出温度）を演算装置１４に出力する。

【0026】

また、演算装置１４は、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒから検出信号（検出値）を受け、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒの検出値の所定時間当たり（例えば、３０分当たり）の平均値を求める。演算装置１４は、こうして求めた平均値を機器収容室１０内の環境温度とし、油入変圧器１１内の油の温度を演算する。演算装置１４は、この結果からさらに油入変圧器１１の寿命を演算する。

【0027】

以上の構成の高圧受電設備１は、機器収容室１０内で油入変圧器１１を含む機器の運転が行われると、油入変圧器１１は作動に伴って周囲に輻射熱を発する。このとき、各温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒと油入変圧器１１の間には遮蔽パネル１３ｆ，１３ｒ，１３ｃｌ，１３ｃｒが存在するため、各温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒには油入変圧器１１の輻射熱の影響が及ばなくなる。このため、各温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒから演算装置１４には、油入変圧器１１の輻射熱の影響を排除した機器収容室１０内の熱データが出力される。

【0028】

本実施形態の高圧受電設備１は、機器収容室１０内の油入変圧器１１の周域の異なる位置に複数の温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒが配置され、各温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒと油入変圧器１１の間に遮蔽パネル１３ｆ，１３ｒ，１３ｃｌ，１３ｃｒが配置されている。このため、各温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒに及ぶ油入変圧器１１からの輻射熱の影響を排除することができる。
また、本実施形態の高圧受電設備１は、複数の温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒが油入変圧器１１の周域の異なる位置に配置されるため、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒからの入力値を平均化して用いることにより、機器収容室１０内の設置位置毎の温度のバラツキによる実環境温度と演算結果との乖離を少なくすることができる。
したがって、本実施形態の高圧受電設備１を採用した場合には、油入変圧器１１の置かれる機器収容室１０内の環境温度をより正確に算出することができる。

【0029】

また、本実施形態の高圧受電設備１は、複数の温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒが全て異なる高さに設置されているため、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒからの入力値を平均化して用いることにより、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒの設置高さに起因した検出温度の変化を少なくすることがである。したがって、本実施形態の高圧受電設備１を採用した場合には、実環境温度と演算結果との乖離をより少なくすることができる。
なお、本実施形態では、四つの温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒの全てが異なる高さに設置されているが、必ずしも全ての温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒの設置高さを異ならせなくても良い。温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒは、少なくとも二つの温度センサの高さを異ならせれば同様の効果を得ることができる。

【0030】

さらに、本実施形態の高圧受電設備１では、演算装置１４が、複数の温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒの検出値の所定時間当たりの平均値を温度パラメータとして油入変圧器１１の寿命を演算するようにしている。このため、機器収容室１０内の温度が一時的に変動することがあっても、演算装置１４は、その一時的な温度の変動による検出温度の変化を抑制することができる。したがって、本構成を採用した場合には、実環境温度と演算結果との乖離をより少なくすることができる。

【0031】

また、本実施形態の高圧受電設備１は、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒが対応する遮蔽パネル１３ｆ，１３ｒ，１３ｃｌ，１３ｃｒを介して機器収容室１０のフレーム材１２ｆ，１２ｒ，１２ｃｌ，１２ｃｒに支持されている。このため、各遮蔽パネル１３ｆ，１３ｒ，１３ｃｌ，１３ｃｒの油入変圧器１１と対向する側の面と逆側の面に温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒを取り付け、その遮蔽パネル１３ｆ，１３ｒ，１３ｃｌ，１３ｃｒをフレーム材１２ｆ，１２ｒ，１２ｃｌ，１２ｃｒに支持させるだけで、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒを機器収容室１０内の適正位置に容易に設置することができる。

【0032】

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、各温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒが二つのフレーム材によって両持ちで支持されているが、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒは一つのフレーム材によって片持ちで支持されるようにしても良い。

【0033】

また、上記の実施形態では、温度センサ１５ｆ，１５ｒ，１５ｃｌ，１５ｃｒが油入変圧器１１の前後と左右に計四つ設置されているが、温度センサの設置個数は二つ以上であれば二つでも三つでも、五つ以上であっても良い。温度センサの設置位置も油入変圧器１１の前後と左右に限定されない。

【0034】

さらに、温度センサを遮蔽パネルを介して油入変圧器の斜め前方や斜め後方に配置する場合には、斜めに屈曲したブラケットを介して、遮蔽パネルをフレーム材に取り付けるようにしても良い。この場合、斜め屈曲したブラケットを用いることにより、遮蔽パネルを斜めに傾斜させ、遮蔽パネルの温度センサの設置面と逆側の面を油入変圧器の中心方向に正対させることができる。

【符号の説明】

【0035】

１…高圧受電設備
１０…機器収容室
１１…油入変圧器
１２ｆ，１２ｃｌ，１２ｃｒ，１２ｒ…フレーム材
１３ｆ，１３ｃｌ，１３ｃｒ，１３ｒ……遮蔽パネル
１４…演算装置
１５ｆ，１５ｃｌ，１５ｃｒ，１５ｒ…温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】