JPH0430167B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば送油風冷式等の強制冷却式
変圧器の冷却装置の改良に関し、特に、冷却器用
送油ポンプやフアンを変圧器の運転状態に応じて
変速運転するようにした冷却装置に関するもので
ある。

第１図は従来の送油風冷式変圧器の冷却装置を
中心とした構成図であり、１は変圧器本体で、冷
却媒体である油が入つている。２は変圧器本体１
で加熱された油を冷却する冷却器本体、３は冷却
媒体である油を変圧器本体１と冷却器本体２との
間で循環させる送油ポンプ及びモータ（以下送油
ポンプモータと記す）、４は冷却器本体２に送ら
れた油を冷却する送風用のフアンとモータ（以下
フアンモータと記す）、５は変圧器の負荷電流を
検出する検出部、６は検出部５で検出した負荷電
流値に応じて送油ポンプモータ３やフアンモータ
４の電源回路を開閉器７により開閉させる制御
部、８は冷却装置全体の電源を開閉するノーフユ
ーズブレーカ（NFB）、９は制御部６の開閉器７
NFB８等を収納する冷却器制御盤、１０は商用
周波電源である。尚送油ポンプモータ３及びフア
ンモータ４は誘導電動機である。

第２図は第１図の冷却装置の主要部分を示すブ
ロツク図であり、３台（或は３群）の冷却器を接
続した場合を示している。尚第１図、第２図にお
いて、各機器や装置間の接続線の実線は電力線、
破線は信号線、一点鎖線は開閉器７への制御線を
示し、以下の図においても同様とする。

従来の送油風冷式変圧器は上記のように構成さ
れ、冷却装置は、定格負荷状態において変圧器の
温度が規定の温度上昇限度以下となるよう選定さ
れている。

しかるに変圧器の負荷が定格負荷より低減した
軽負荷状態では、変圧器の発生損失は定格負荷状
態より低減するため、一部の冷却器を停止しても
変圧器は規定の温度上昇限度以下で運転すること
が可能であり、これによつて冷却器運転のための
所要電力（以下補機損失と記す）を節減すること
ができる。このため、検出部５で検出した変圧器
負荷電流に応じて、冷却器２の運転台数を制御す
ることが行われている。第３図は従来の冷却器運
転制御方式の一例を示し、検出部５で検出した変
圧器負荷電流Ｉが、予め設定した温度区分の何れ
にあるかを制御部６で判断し、電流区分に対応し
て所定の冷却器２の開閉器７を閉じて運転台数Ｎ
を制御し、冷却器運転を行う。

この場合の冷却装置全体の冷却能力は、冷却器
の運転台数にほぼ比例し、補機損失も冷却器の運
転台数にほぼ比例して低減できるものの、その補
機損失の低減は必らずしも充分とは言えない。

この発明は、変圧器負荷電流に応じて冷却器用
送油ポンプモータやフアンモータ等に使用される
誘導電動機を可変電圧可変周波数逆変換器で変速
運転することにより、上記の如き従来の冷却装置
に比し補機損失低減効果の大きい、新規な冷却装
置を提供することを目的とするものである。

第４図はこの発明の一実施例で、送油風冷式変
圧器に適用した場合の冷却装置を中心とした構成
図であり、第５図は第４図の冷却装置の主要部分
を示すブロツク図である。第４図、第５図におい
て１〜５及び８〜１０は第１図、第２図と全く同
一のものであり、１１は演算制御部の全体を示
し、検出部５とのインタフエース部１２、インタ
フエース部１２からの信号を受けて、送油ポンプ
モータ３やフアンモータ４の電源周波数を決定
し、その信号を出力する演算処理部１３、演算処
理部１３と後述する可変電圧可変周波数逆変換器
（以下可変周波インバータと記す）とのインター
フエース部１４からなつている。１５は商用電源
１０よりの電力を演算制御部１１の出力信号によ
つて定まる周波数の電力に変換し、送油ポンプモ
ータ３とフアンモータ４に供給する可変周波イン
バータである。

上記のように構成された冷却器において、可変
周波インバータ１５の出力周波数を変化すれば、
送油ポンプモータ３及びフアンモータ４は何れも
誘導電動機であるので、その回転数が変化し、送
油量及び送風量が変化する。冷却器２の冷却能力
は送油量及び送風量に依存し、また送油ポンプと
フアンの軸動力は回転数のほぼ３乗に比例して変
化するので、結局可変周波インバータ１５の出力
周波数の変化によつて冷却器２の冷却能力と補機
損失が変化する。

第６図は、送油ポンプモータ３及びフアンモー
タ４の駆動電源周波数Ｆと冷却器２の冷却能力Ｃ
及び補機損失Ｌの関係の一例を示すものであり、
第６図に示す通り、駆動電源周波数の低下に対す
る補機損失の低減率は、冷却能力の低減率よりも
大きい。従つて、単位冷却能力当りの補機損失
は、駆動電源周波数とともに低減する。

従つて、検出部５で検出した変圧器負荷電流を
もとに、演算処理部１３において、最終冷却媒体
即ち送油風冷式冷却器では外気温に対する変圧器
本体の温度上昇をほぼ所定の一定値とするに要す
る冷却器２の所要冷却能力を求め、これに対応す
る送油ポンプモータ３及びフアンモータ４の回転
数が得られるよう、可変周波インバータ１５の出
力周波数を制御すれば、補機損失は次の理由で従
来の装置より大幅に低減できる。

即ち、従来の装置では、冷却能力の制御方法と
して冷却器の運転台数を変化させるので、補機損
失と冷却能力は何れも冷却器の運転台数に比例
し、単位冷却能力当りの補機損失は一定であるの
に対し、この発明では、前述の通り単位冷却能力
当りの補機損失は駆動電源周波数とともに低減す
るので、冷却器の冷却能力を低減しうる変圧器の
軽負荷状態では、従来の装置に比べて補機損失を
更に低減できる。

また、前述の実施例では送油風冷式変圧器につ
いて述べたが送油自冷式や油入風冷式など送油ポ
ンプモータ又はフアンモータの何れか一方のみを
有する場合や他の冷却媒体による冷却方式、例え
ば送油水冷式変圧器に本発明を適用しても、同様
な効果が期待できる。

この発明は、以上説明した通り、変圧器冷却装
置として、可変周波インバータと、検出部で検出
した変圧器負荷電流をもとに可変周波インバータ
の出力周波数を制御する演算制御部を備えること
により、従来の変圧器冷却装置に比して冷却器の
補機損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の送油風冷式変圧器の冷却装置を
中心とした構成図、第２図は第１図の冷却装置の
ブロツク図、第３図は従来の冷却装置の変圧器負
荷電流に対する冷却器運転台数の関係を示すグラ
フ図、第４図はこの発明を送油風冷式変圧器に適
用した場合の冷却装置を中心とした構成図、第５
図は第４図の冷却装置のブロツク図、第６図は冷
却器の駆動電源周波数と冷却器の冷却能力及び補
機損失の関係を示す特性図である。 図において、１は変圧器本体、２は冷却器本
体、３は送油ポンプモータ、４はフアンモータ、
５は変圧器負荷電流の検出部、１０は商用周波電
源、１１は演算制御部、１５は可変電圧可変周波
数逆変換器である。尚、各図中、同一符号は同一
または相当部分を示すものとする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 変圧器の冷却媒体を誘導電動機で強制的に循
   環させる冷却機構、前記変圧器の負荷電流を検出
   する電流検出部、この電流検出部の出力信号に応
   じて前記誘導電動機へ供給する出力周波数を決定
   し、周波数指令信号を発生する演算制御部、およ
   びこの演算制御部からの指令信号に基づいて電源
   の電力を所定の周波数の電力に変換し、前記誘導
   電動機へ供給する可変電圧可変周波数逆変換器を
   備え、この可変電圧可変周波数逆変換器の出力周
   波数を制御することにより必要な冷却媒体循環量
   を得るようにした変圧器冷却装置。 ２ 演算制御部は変圧器の周囲温度に対する変圧
   器主要部の温度上昇をほぼ一定とするよう、誘導
   電動機へ供給する可変電圧可変周波数逆変換器の
   出力周波数を制御するようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の変圧器冷却装置。 ３ 演算制御部は変圧器主要部の温度をほぼ一定
   とするよう可変電圧可変周波数逆変換器の出力周
   波数を制御するようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の変圧器冷却装置。 ４ 変圧器内の冷却媒体を誘導電動機によるフア
   ン冷却してなる冷却機構、前記変圧器の負荷電流
   を検出する電流検出部、この電流検出部の出力信
   号に応じて前記誘導電動機へ供給する出力周波数
   を決定し、周波数指令信号を発生する演算制御
   部、およびこの演算制御部からの指令信号に基づ
   いて電源の電力を所定の周波数の電力に変換し、
   前記誘導電動機へ供給する可変電圧可変周波数逆
   変換器を備え、この可変電圧可変周波数逆変換器
   の出力周波数を制御することにより必要な冷却媒
   体への送風量を得るようにした変圧器冷却装置。