JPH0552044B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ その寿命が温度に依存する変圧器の予測され
る寿命の消費量を示す変圧器寿命消費表示器であ
つて、 変圧器巻線の温度を表わすアナログ電気信号を
生成する温度手段２、 温度手段の信号に反応し、巻線の絶対温度に反
比例している真数に比例する二進法の電気出力信
号を生成するための関数生成手段４と、 この電気出力信号は瞬時寿命消費に比例してお
り、当該の関数生成手段は、ただ１つの変数の先
決関数である当該電気出力信号を生成するために
使われる常数を選択する適当な手段を有する、巻
線の温度である当該変数、 時間レフアレンス手段８と、 当該時間レフアレンス手段と、消費速度に比例
する信号を生成する当該関数生成手段からの瞬時
の寿命消費信号に反応する消費速度発生器６と、 先決時間間隔中に消費する実際の寿命の出力表
示を作り出す消費速度発生器信号を組み込むため
の消費速度発生器からの信号に反応する消費速度
積算手段１０と、 当該先決時間間隔を決定するタイミング手段
と、 消費した実際の寿命の出力を表示する表示手段
１２と、を備えたことを特徴とする変圧器寿命消
費表示器。

２ 巻線温度を決定し、 決定された温度を示す電気信号を生成し、 当該巻線の温度Ｔをただ１つの変数として持
ち、アレニウスの反応速度理論に従つた先決関
数、 寿命＝log^-1（Ａ＋Ｂ／Ｔ） の常数ＡとＢを選択し、 生成された温度信号と該関数に従つて瞬時寿命
消費信号を生成し、 時間レフアレンス信号を出力し、 瞬間寿命消費信号と、時間レフアレンス信号に
反応して寿命消費信号を出力し、 当該寿命消費速度信号を当該先決時間間隔を組
み込むことによつて変圧器の消費した寿命を算出
する、 ステツプを包含し、 変圧器の巻線を通じて、変動電流から帰結する
変動温度に従つて、変圧器が先決時間間隔に消費
寿命を表示する方法。

３ 表示装置は、当該関数生成手段がアナログデ
ジタル変換器とプログラムできるリード・オン
リ・メモリで構成され、当該消費生成手段がモジ
ユーロＮカウンタ１６である請求項第１項記載の
変圧器寿命消費表示器。

４ 表示装置は、当該温度手段が複数温度検出手
段と、当該温度検出手段と多重化された関数生成
手段とで構成されている請求項第３項記載の変圧
器寿命消費表示器。

発明の背景 １ 発明の分野 当該発明は設備の寿命の予測値、さらに詳説す
ると電力変圧器の寿命の予測値を算出する方法と
装置一般に関するものである。

多くの装置の使用可能な寿命は、それが稼動す
る温度によつて大きく影響される。さらにこの温
度による影響は累積する。大型の変圧器の所要者
は大きな資本投下を行なうので、変圧器の濫用と
寿命の予測値の減少を防止することを望む。

しかし又同時に、変圧器にできる限り負荷をか
けることにより、その投資から最大の使用率を得
ることを望む。巻線損失に起因する変圧器内に発
生する熱は変圧器の負荷の関数であるので、変圧
器の巻線の温度も又変圧器の負荷の関数である。
従つて所有者はその投資の最適利用を達成するた
めの、変圧器の負荷とその期待される寿命の消費
量をバランスさせねばならない。

絶縁体の劣化、すなわち温度・時間に関しての
寿命の予測値はアレニウム（Arrhenius）関数の
適応に従い、これは絶縁体の寿命の対数は絶対温
度に反比例する関数であることを述べている。

２ 先行技術の説明 JP−Ａ−61−150305において、巻線温度検出
器、巻線温度に依存する絶縁体の劣化速度を示す
信号を出力する操作ユニツトと劣化速度を組込む
ことにより劣化の程度を算出する操作ユニツトか
ら構成される寿命診断装置を示す。

発明の要約 当該発明は、その寿命の予測がアレニウム反応
率の理論に従つている相対寿命消費を測定し、表
示方法を提供するものである。

概念的に、当該発明は、カレンダー式の時間で
運転せずに、監視される装置の温度のアレニウム
関数で決定される速度で運転する積算時間計であ
る。寿命消費システムは関数発生器と、消費速度
発生器と、積算器と、表示装置から構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は寿命消費システムのブロツク図であ
る。

第２Ａ図及び第２Ｂ図は寿命消費システムの拡
大した配線図である。

発明の説明 変圧器の寿命消費システムの方法と装置は第１
図にその概要を示している。

温度検出装置２は導線３上に信号を出力する。
そしてこの信号は監視された装置、この場合は電
力変圧器であるが、の温度を表示わす。

関数発生器４は導線３上の温度に比例する信号
を受け取り、絶対温度に反比例する真数に比例す
る信号を出力する。導線５上にあるこの出力は瞬
時の寿命消費量と比例している。生成される実際
の関数は 寿命＝log^-1（Ａ＋Ｂ／Ｔ）＝ｅ（Ａ＋Ｂ／Ｔ） Ｔは絶対温度である。

Ａ及びＢは監視されている特定の装置の寿命の
経過に関与する定数である。

アメリカ国立規格協会（The American
Nnational Standards lnstitute（ANSI））は油入
り変圧器を含む各種の機器の規格およびテスト法
を採用している。IEEE ガイド ANSI／IEEE
のC57.91−1981の11−17頁に、変圧器負荷、絶縁
寿命及び寿命の予測値カーブはアレニウス反応則
を含めて規定されている。

関数発生器４はANSIC規則57.92−1981で規定
されたように、ＴはKelvin温度でＢ＝16054.0、
温度上昇65℃でＡ＝30.834、温度上昇55℃でＡ＝
32.543を用いて、定数Ａ及びＢを設定する用意が
ある。

消費速度発生器６は瞬時の寿命の消費に比例す
る信号を受け取り、寿命速度を出力する。消費速
度発生器６の出力は時間レフアレンス８に参照さ
れ、又導線７と結合される。

消費速度積算計１０は導線９の寿命消費速度を
組み込み、実際に消費した寿命である寿命消費量
を積算する。

このことは導線１１にある情報によつて示され
る。表示装置１２で消費した実際の寿命を見るこ
とができる、又は別に使われる。

変圧器に適用されると、実際の寿命の予測値は
たいして正確なところまで知ることはできない。
名目的寿命は実験データ及び過去の経験から推定
される。従つて“平均消費速度”計測器として寿
命計測器を使うことは有用である。これらの情報
は変圧器の使用者が寿命の消費量を平均化する又
は更に容量を増やすことを決定することに使うこ
とができる。この状況下ではある長い時間に消費
した実際の時間を決定することは有用である。便
宜上、消費速度積算器のリセツトが経過時間積算
器とともに設けられている。

ある調査の期間の当初は、使用者は経過時間積
算器と消費寿命積算器の両方をリセツトする。こ
の時間が終了したら、使用者は消費時間と経過時
間を得ることになり、これらの時間は調査時間の
平均寿命消費量決定に使われる。

変圧器の製造業者はその製品に保証を提供す
る。保証の紛争の状況になると、製造業者にとつ
て変圧器が使用中濫用されていたかどうかを知る
ことに興味があり、そしてこの場合保証は無効と
なる。

当該発明はこの情報を提供することに使うこと
ができる。この場合、速度積算器と表示装置を変
圧器に恒常的に取付け、当該発明の設備の残りの
ものを制御パネルに備えつけることが望ましい。

多くの変圧器は一巻以上の巻線があり、その一
つ一つが異なつた温度で稼動する。

当該発明は関数発生器と消費速度発生器を多重
系にする手段を提供し、各巻線ごとに消費した寿
命の積算系を提供するべく構成することができ
る。表示は多重系でも専用系でもよい。このタイ
プの組合せは第２図に示されており、第２図には
多重化装置１４が当該装置と共に示されている。

当該装置の構成部品は第２図に更に詳細に示さ
れている。モジユーロＮカウンター１６は関数ｅ
（Ａ＋Ｂ／Ｔ）を生成又は算出する。

上記より、方法及び機器が変圧器の寿命消費情
報が、監視されている装置の温度のアレニウス関
数によつて決定される時間測定を使つて生成され
るように記述されている。

Ｎは測定され表示されている温度に依存する変
数である。

時間レフアランス手段または時間基数（time
base）８は導線７に１Hzの方形破信号を与える。
これによつて当業者によく知られた32.768kHzの
振幅器回路ができ、14ビツトの２進カウンタ２４
をもつ16.344の周波数に分割し、さらに双安定回
路（flip−flop）と導線７上の出力に２分割する。

１Hzの時間標準（time standard）はモジユロ
“16”カウンタ２６およびモジユロ“225”カウン
タ２７および２８で3600分割され、導線３７上に
１時間当り１パルスの信号を発生する。１時間当
り１パルスの信号の振幅巾はその後64ミリ秒に短
縮され増幅器１４で増幅され導線１１上に信号を
発生する。それによつて、電子機械式カウンタ１
３が１時間当り１カウント歩を進める。

１Hzの時間標準はまた消費速度発生器６で分割
される。消費速度発生器６はモジユロ“Ｎ”カウ
ンタよりなり、Ｎは225から57.600の間を変化し
うる。このことは４ビツトカウンタ用の予備負荷
値を変化させてできる。導線５上の予備負荷値が
最大255なら、カウンタ２１は導線３８上に各１
Hzの時計パルス用のキヤリーアウトができる。導
線５上の世比負荷値が最小なら、導線３８上のキ
ヤリーアウトは各256時間パルスを発生するであ
ろう。２ケの４ビツトカウンタ22／23ははじめの
２ケのカウンタ２０および２１の消費速度を適宜
測るモジユロ“225”カウンタを有する。尺度は
はじめの２ケのカウンタ２０および２１の予備負
荷が240のときＮは１６で導線９上のパルス速度
は１時間当り１パルスとなるようにする。４ビツ
トの２進カウンタ２０，２１，２２および２３は
４ビツト２進カウンタにプリセツト可能な高速
CMOSタイプである。

導線５上の予備負荷値は関数発生器４によつて
作成される。関数発生器４はプログラマブル・リ
ード・オンリ・メモリ（PROM）１９、アノロ
グ・デジタル変換器（ADC）１７およびセレク
タ・スウイツチ１８を有する。ADC１７は低オ
ーダの８ビツトの番地指定（アドレス）をする
が、セレクタ・スウイツチ１８はPROM１９に
高オーダの４ビツトの番地指定をする。したがつ
て、PROM１９はセレクタ・スウイツチ１８に
よつて16セクシヨンに仕切り、各セクシヨンは好
ましい実施例では256区に仕切る。こうして特別
の変換器の寿命特性に依存してつくられた特別に
選択された単純PROMに各種のカーブがプログ
ラムされた。PROM１９は巻線温度の入力３の
導線３６上の計数値によつて導線９上の正確な消
費時間ができるようにプログラムされている。

寿命消費速度発生器６の出力９は、回路と機能
がさきにのべたドライバ１３と同じであるドライ
バ１５に供給される。導線３９上の寿命消耗速度
は積算され、電子機器的カウンタ１２に表示され
る。

２進カウンタ２４はNational Semiconductor
Corporationの1984年Logic Databook Volume
1p.3−393にのべられているタイプであるかもし
れない。

アナログ・デイジタル・コンバータ１７は
National Semiconductorを1980年のData
Comversion／Aequistion Databookのpage ５
−21にのべられているタイプであるかもしれな
い。

モジユロ“Ｎ”カウンタはH.Troy Nagle著、
“Anlntroduction to Computer Logie”
（Prentice Hallbook 1975年刊）のpage 456−
457にのべられているタイプであるかもしれない。

PROM１９は“カーブをストア”し、質問の
入力に応答してアウトプツトできる“ルツクアツ
プ（look up）”装置をもつようないずれかの周
知のメモリ・デバイスであるかもしれない。この
ようなメモリ・デバイスは1985年のMemory
Components Handbook of lntelのpage １−１
〜１−６および４−10にのべられているようなも
のかもしれない。含まれるタイプのストレージも
また“Digital Comuter System Principles”
（Mc Graw Hill Publication 1967年刊）のpage
167、252−254および260−267にのべられている。