JP2009254104A

JP2009254104A - Conductor monitor for power receiving and distributing equipment

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Publication number: JP2009254104A
Application number: JP2008098163A
Authority: JP
Inventors: Junji Hori; 淳二堀; Masaru Shindoi; 賢新土井; Akira Makita; 陽牧田; Takashi Hirai; 隆史平位; Tadahiro Yoshida; 忠広吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-10-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductor monitor for a power receiving and distributing facility capable of efficiently monitoring individual bus-bars by automatically setting a thermal model of the bus-bar. <P>SOLUTION: The conductor monitor for the power receiving and distributing facility includes: a bus-bar surface temperature measuring means 11 installed on the power receiving and distributing facility; an ambient air temperature measuring means 12; a bus-bar current value measuring means 13; an arithmetic unit 20; and a memory device 30. After the bus-bar temperature, a current value and the ambient air temperature in a normal state of the power receiving and distributing facility are measured to calculate reference parameters αr, βr specifying the thermal model of the bus bar, the bus-bar temperature, the current value and the ambient air temperature during operation of the power receiving and distributing facility are measured to calculate operation parameters αx, βx specifying the thermal model of the bus-bar, and the abnormality determination of the bus bars is performed by comparison between the operation parameters αx, βx and the reference parameters αr, βr. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、受配電設備に設置されたブスバー(bus-bar 母線）の異常を監視するための受配電設備用導体監視装置に関する。 The present invention relates to a conductor monitoring device for power receiving / distributing equipment for monitoring an abnormality of a bus-bar (bus-bar bus) installed in the power receiving / distributing equipment.

受配電用盤内のブスバーの異常過熱を監視するために、ブスバー表面温度、電流値、周囲空気温度を計測し、これらの相関関係から、ボルトの緩みなどに起因する異常発熱を検出する手法が知られている。例えば、下記特許文献１では、赤外線センサ、空気温度センサ、電流値検出センサを用いて、ブスバー表面温度、周囲空気温度、電流値を記録し、これらの相関関係が正常時のものと異なる場合に異常を発報する閉鎖配電盤の異常過熱検出装置が提案されている。 In order to monitor the abnormal overheating of the bus bar in the power distribution panel, there is a method that measures the bus bar surface temperature, current value, and ambient air temperature, and detects abnormal heat generation due to loose bolts from these correlations. Are known. For example, in the following Patent Document 1, when the bus bar surface temperature, the ambient air temperature, and the current value are recorded using an infrared sensor, an air temperature sensor, and a current value detection sensor, and these correlations are different from those at normal times, An abnormal overheat detection device for a closed switchboard that reports an abnormality has been proposed.

特開平９−２８９７３１号公報JP-A-9-289731

特許文献１のように、計測したブスバー表面温度、周囲空気温度、電流値の相関関係を用いて正常／異常の判定を行う監視装置において、ブスバーが一定の熱容量を有することから、電流値が変化した場合にブスバーに温度変化が現れるまでにある程度時間を要する。例えば、電流値が急激に下がった場合には、ブスバー表面温度の判定値も低下する。しかし、実際のブスバー表面温度は、熱容量等に起因して即座には低下しないため、見かけ上、高温になっていると判定され、誤検知が生ずることになる。 As in Patent Document 1, in a monitoring device that performs normality / abnormality determination using the correlation between measured busbar surface temperature, ambient air temperature, and current value, the busbar has a constant heat capacity, so the current value changes. In this case, it takes some time until the temperature change appears in the bus bar. For example, when the current value decreases rapidly, the determination value of the bus bar surface temperature also decreases. However, since the actual bus bar surface temperature does not decrease immediately due to the heat capacity or the like, it is determined that the temperature is apparently high and erroneous detection occurs.

このような誤検知を防ぐために、特許文献１では、ブスバーの電流値を計測する際、ブスバーの温度変化特性（熱容量）に対応した１次遅れフィルタを介在させることによって、実際に計測した電流値に対して時間応答補正を加えている。 In order to prevent such erroneous detection, in Patent Document 1, when measuring the current value of the bus bar, the current value actually measured by interposing a first-order lag filter corresponding to the temperature change characteristic (heat capacity) of the bus bar. The time response correction is added to.

ところが、一般の受配電設備にはサイズや形状が異なる複数のブスバーが設置されており、このようなブスバーの熱容量は主回路の構成によって千差万別である。そのため、個々のブスバーについて１次遅れフィルタの特性を個別に設定することは容易でない。即ち、現地の設置状況を調査し、個々のブスバーごとに最適なフィルタ特性を設定するなどの個別対応が必要となり、多大な労力と手間が不可欠となる。 However, a plurality of bus bars of different sizes and shapes are installed in general power distribution facilities, and the heat capacity of such bus bars varies widely depending on the configuration of the main circuit. Therefore, it is not easy to individually set the characteristics of the first-order lag filter for each bus bar. In other words, it is necessary to take individual measures such as investigating the local installation status and setting optimum filter characteristics for each bus bar, which requires a great deal of labor and labor.

本発明の目的は、上記のような課題を解決するため、ブスバーの熱モデルを自律的に設定して、個々のブスバーを効率的に監視できる受配電設備用導体監視装置を提供することである。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a conductor monitoring device for power distribution and distribution equipment that can autonomously set a bus bar thermal model and efficiently monitor each bus bar. .

上記目的を達成するために、本発明に係る受配電設備用導体監視装置は、受配電設備に設置されたブスバーの温度を計測する手段と、
該ブスバーに流れる電流値を計測する手段と、
受配電設備の周囲空気温度を計測する手段と、
各計測値を演算する演算手段と、
計測値、演算結果およびブスバーの熱モデルを記憶する記憶手段とを備え、
受配電設備の正常状態におけるブスバー温度、電流値および周囲空気温度を計測して、ブスバーの熱モデルを規定する参照パラメータを算出した後、
受配電設備の運用時におけるブスバー温度、電流値および周囲空気温度を計測して、ブスバーの熱モデルを規定する運用パラメータを算出し、該運用パラメータと参照パラメータとの比較によりブスバーの異常判定を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the conductor monitoring device for a power distribution facility according to the present invention includes means for measuring the temperature of a bus bar installed in the power distribution facility,
Means for measuring a current value flowing through the bus bar;
Means for measuring the ambient air temperature of the power distribution facility;
A calculation means for calculating each measurement value;
Storage means for storing measured values, calculation results, and busbar thermal models;
After measuring the bus bar temperature, current value, and ambient air temperature in the normal state of the power distribution equipment, and calculating the reference parameters that define the bus bar thermal model,
The bus bar temperature, current value, and ambient air temperature during operation of the power distribution facility are measured, operation parameters that define the bus bar thermal model are calculated, and the bus bar abnormality is determined by comparing the operation parameters with the reference parameters. It is characterized by that.

本発明によれば、受配電設備の正常状態におけるブスバー温度、電流値および周囲空気温度を計測して、ブスバーの熱モデルを規定する参照パラメータを算出することによって、個々のブスバーに関する熱モデルを自律的に設定できる。そのため、ブスバーの熱容量がそれぞれ異なっていても、設備の現状調査やフィルタ特性の個別設定を行うことなく、最適な判定基準を確立することができ、その結果、個々のブスバーを効率的に監視することができる。 According to the present invention, by measuring the bus bar temperature, the current value, and the ambient air temperature in a normal state of the power receiving and distributing equipment and calculating the reference parameters that define the bus bar thermal model, the thermal model for each bus bar is autonomously generated. Can be set automatically. Therefore, even if the bus bars have different heat capacities, it is possible to establish the optimum judgment criteria without investigating the current status of the equipment and individually setting the filter characteristics. As a result, each bus bar can be monitored efficiently. be able to.

まず、本発明に係る監視手法について説明する。１）監視対象となるブスバーの熱モデルを監視装置内部に保持する。受配電設備の正常状態において、例えば、導体温度、電流値、周囲空気温度、ブスバー周辺風速、輻射などの各物理量からこの熱モデルに基づいたパラメータ推定を行う。これにより正常状態における、ブスバー表面温度変化の時定数を含んだ、各物理量の相関関係を学習する。その後、受配電設備の運用を開始して、実際に計測した物理量をもとに正常状態で得られたパラメータと照合することで、異常判定を行う。 First, the monitoring method according to the present invention will be described. 1) A bus bar thermal model to be monitored is held inside the monitoring device. In a normal state of the power receiving and distributing equipment, for example, parameter estimation based on this thermal model is performed from each physical quantity such as conductor temperature, current value, ambient air temperature, bus bar ambient wind speed, and radiation. As a result, the correlation between the physical quantities including the time constant of the bus bar surface temperature change in the normal state is learned. Thereafter, the operation of the power receiving / distributing facility is started, and the abnormality is determined by comparing with the parameter obtained in the normal state based on the actually measured physical quantity.

２）後の計測時に、上記１）と同様にパラメータ推定を行い、これと正常状態で得られたものとの差異により異常発熱を検出する。 2) At the time of subsequent measurement, parameter estimation is performed in the same manner as in 1) above, and abnormal heat generation is detected based on the difference between this and that obtained in the normal state.

３）得られたパラメータと周囲空気温度、電流値から導体温度変化を予測し、予測値と計測値の差異から異常発熱を検出する。 3) A conductor temperature change is predicted from the obtained parameters, ambient air temperature, and current value, and abnormal heat generation is detected from the difference between the predicted value and the measured value.

こうした手法により、１）１次遅れ量を含んだ熱モデルの推定が可能となるので、設置時の調査、フィルタ設定が不要となる。従って、作業者が監視対象の熱容量などを事前に把握することなく運用を開始できる。 Such a method makes it possible to estimate 1) a thermal model including a first-order lag amount, so that no investigation or filter setting is required during installation. Accordingly, the operation can be started without the operator knowing in advance the heat capacity to be monitored.

２）熱モデルに基づいた判定を行うので、発熱量などを推定することができ、ブスバー電流が小さい場合でも異常検出が可能になる。 2) Since the determination based on the thermal model is performed, it is possible to estimate the amount of heat generation and the like, and it is possible to detect an abnormality even when the bus bar current is small.

３）上記２）と同様に、ブスバー電流が小さい場合でも異常検出が可能になり、予測値との比較のみなので迅速な判定が可能になる。 3) As in 2) above, it is possible to detect an abnormality even when the bus bar current is small, and only a comparison with the predicted value enables quick determination.

実施の形態１．
図１は、本発明の第１実施形態を示す構成図である。受配電設備用導体監視装置は、ブスバー表面温度計測手段１１と、周囲空気温度計測手段１２と、ブスバー電流値計測手段１３と、演算装置２０と、記憶装置３０と、出力装置４０などで構成される。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. The conductor monitoring device for power receiving and distribution equipment includes a bus bar surface temperature measuring unit 11, an ambient air temperature measuring unit 12, a bus bar current value measuring unit 13, a computing device 20, a storage device 30, an output device 40, and the like. The

ブスバー表面温度計測手段１１は、例えば、サーモパイルなどの赤外線センサ、サーミスタや熱電対などの温度センサなどで構成され、受配電設備に設置されたブスバーの表面温度Ｔｂを所定のサンプリング周期で計測する機能を有する。受配電設備に複数のブスバーが設置されている場合は、個々の監視箇所ごとに温度計測手段１１を設置してもよく、あるいは、単一の温度計測手段１１を走査機構に搭載して、複数の監視箇所に位置決めするようにしてもよい。 The bus bar surface temperature measuring means 11 includes, for example, an infrared sensor such as a thermopile, a temperature sensor such as a thermistor or a thermocouple, and the like, and functions to measure the surface temperature Tb of the bus bar installed in the power distribution facility at a predetermined sampling period. Have In the case where a plurality of bus bars are installed in the power distribution facility, the temperature measuring means 11 may be installed for each individual monitoring location, or a single temperature measuring means 11 is mounted on the scanning mechanism and a plurality of bus bars are installed. You may make it position in the monitoring location.

周囲空気温度計測手段１２は、例えば、サーミスタや熱電対などの温度センサなどで構成され、受配電設備の周囲空気温度Ｔａを所定のサンプリング周期で計測する機能を有する。受配電設備に単一の温度計測手段１２を設置してもよく、あるいは、複数の温度計測手段１２を設置して各計測値の平均を採用してもよい。 The ambient air temperature measuring means 12 is composed of, for example, a temperature sensor such as a thermistor or a thermocouple, and has a function of measuring the ambient air temperature Ta of the power receiving and distribution equipment at a predetermined sampling period. A single temperature measuring unit 12 may be installed in the power distribution facility, or a plurality of temperature measuring units 12 may be installed and the average of each measured value may be adopted.

ブスバー電流値計測手段１３は、例えば、計測用変流器（ＣＴ）などで構成され、ブスバーに流れる電流値Ｉを所定のサンプリング周期で計測する機能を有する。受配電設備に複数のブスバーが設置されている場合は、同相で等しい電流が流れる主回路系統ごとに電流値計測手段１３を配置する。 The bus bar current value measuring means 13 is composed of, for example, a measurement current transformer (CT) and has a function of measuring the current value I flowing through the bus bar at a predetermined sampling period. When a plurality of bus bars are installed in the power distribution facility, the current value measuring means 13 is arranged for each main circuit system in which an equal current flows in the same phase.

演算装置２０は、例えば、マイクロプロセッサなどで構成され、所定のプログラムに従ってデータの演算処理を実行する機能を有する。デジタル信号処理に必要なＡＤ（アナログデジタル）変換器は、各計測手段に個別に組み込んでもよく、あるいは、演算装置２０に組み込んで、多入力をマルチプレクサで選択してもよい。 The arithmetic device 20 is constituted by, for example, a microprocessor and has a function of executing data arithmetic processing according to a predetermined program. An AD (analog-digital) converter necessary for digital signal processing may be incorporated individually in each measuring means, or may be incorporated in the arithmetic unit 20 and multiple inputs may be selected by a multiplexer.

記憶装置３０は、例えば、半導体メモリやＨＤＤ（ハートディスクドライブ）などで構成され、各計測手段１１〜１３からの計測値、演算装置２０の実行プログラム、演算装置２０による演算結果、ブスバーの熱モデル等を記憶する機能を有する。 The storage device 30 is composed of, for example, a semiconductor memory or an HDD (Heart Disk Drive), and the measurement values from the measuring units 11 to 13, the execution program of the arithmetic device 20, the calculation result by the arithmetic device 20, the busbar thermal model. And the like.

出力装置４０は、例えば、ディスプレイや通信インタフェースなどで構成され、演算装置２０の指令に従って所望のデータを表示したり、外部機器へ出力する。 The output device 40 is configured by, for example, a display or a communication interface, and displays desired data or outputs it to an external device in accordance with a command from the arithmetic device 20.

図２は、監視動作の一例を示すフローチャートである。最初にブスバーの正常状態を学習するためのステップを実行する。まずステップｓ１において、受配電設備を通電して、初期運用を開始する。ステップｓ２において、ブスバー表面温度計測手段１１、周囲空気温度計測手段１２およびブスバー電流値計測手段１３を用いて計測を開始し、ステップｓ３において演算装置２０は、各計測値（周囲空気温度Ｔａ、表面温度Ｔｂ、電流値Ｉ）を取り込んで記憶装置３０に格納する。ステップｓ４において、演算装置２０は、各計測データを用いてブスバーの熱モデルを規定する参照パラメータを算出する。 FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of the monitoring operation. First, a step for learning the normal state of the bus bar is executed. First, in step s1, the power distribution facility is energized to start the initial operation. In step s2, measurement is started using the bus bar surface temperature measuring means 11, the ambient air temperature measuring means 12, and the bus bar current value measuring means 13. In step s3, the arithmetic unit 20 calculates each measured value (ambient air temperature Ta, surface The temperature Tb and the current value I) are taken in and stored in the storage device 30. In step s4, the arithmetic unit 20 calculates a reference parameter that defines the heat model of the bus bar using each measurement data.

図３は、ブスバーの熱モデルの一例を示す熱等価回路である。ここで、周囲空気温度Ｔａ、表面温度Ｔｂ、ブスバー／周囲空気の熱抵抗Ｒ、ブスバーの熱容量Ｃ、ブスバーの発熱量Ｐを用いて、ブスバーの熱モデルは、下記式（１）のように時間ｔに関する１次微分方程式で表される。 FIG. 3 is a thermal equivalent circuit showing an example of a busbar thermal model. Here, using the ambient air temperature Ta, the surface temperature Tb, the heat resistance R of the bus bar / ambient air, the heat capacity C of the bus bar, and the heat generation amount P of the bus bar, the bus bar thermal model is represented by the following equation (1). It is expressed by a first-order differential equation with respect to t.

式（１）を整理すると、電流値Ｉ、未知のパラメータα，βを用いて、下記式（２）のように表される。 When formula (1) is arranged, it is expressed as formula (2) below using current value I and unknown parameters α and β.

そこで、受配電設備の正常状態において、実際に計測した周囲空気温度Ｔａ、表面温度Ｔｂ、電流値Ｉおよびこれらの時間変化を式（２）に代入することにより、監視すべきブスバーの熱モデルを規定する参照パラメータαｒ，βｒを推定することができる。パラメータαｒ，βｒを推定する方法としては、最小二乗法などが利用できる。なお、パラメータαｒ，βｒが決まれば、式（１）の熱抵抗Ｒ、熱容量Ｃおよび発熱量Ｐも算出することができる。 Therefore, by substituting the actually measured ambient air temperature Ta, surface temperature Tb, current value I, and these temporal changes into the formula (2) in the normal state of the power distribution equipment, the thermal model of the bus bar to be monitored is obtained. The prescribed reference parameters αr and βr can be estimated. As a method of estimating the parameters αr and βr, a least square method or the like can be used. If the parameters αr and βr are determined, the thermal resistance R, the thermal capacity C, and the heat generation amount P in equation (1) can also be calculated.

次にステップｓ５において、得られた参照パラメータαｒ，βｒは、記憶装置３０内に「正常状態の熱モデルパラメータ」として格納される。こうして正常状態の学習が終了する。 Next, in step s5, the obtained reference parameters αr, βr are stored in the storage device 30 as “normal thermal model parameters”. In this way, normal state learning is completed.

続いて、ステップｓ１１において、受配電設備の通常運用を開始する。ステップｓ１２において、ブスバー表面温度計測手段１１、周囲空気温度計測手段１２およびブスバー電流値計測手段１３を用いて計測を開始し、ステップｓ１３において演算装置２０は、各計測値（周囲空気温度Ｔａ、表面温度Ｔｂ、電流値Ｉ）を取り込んで記憶装置３０に格納する。ステップｓ１４において、演算装置２０は、運用時の各計測データを式（２）に代入し、最小二乗法などを利用して、ブスバーの熱モデルを規定する運用パラメータαｘ，βｘを算出する。なお、パラメータαｘ，βｘが決まれば、式（１）の熱抵抗Ｒ、熱容量Ｃおよび発熱量Ｐも算出することができる。 Subsequently, in step s11, normal operation of the power distribution facility is started. In step s12, measurement is started using the bus bar surface temperature measuring means 11, the ambient air temperature measuring means 12, and the bus bar current value measuring means 13. In step s13, the arithmetic unit 20 calculates each measured value (ambient air temperature Ta, surface The temperature Tb and the current value I) are taken in and stored in the storage device 30. In step s14, the arithmetic unit 20 substitutes each measurement data at the time of operation into the equation (2), and calculates operation parameters αx and βx that define the busbar thermal model using a least square method or the like. If the parameters αx and βx are determined, the thermal resistance R, thermal capacity C, and heat generation amount P in equation (1) can also be calculated.

次に、演算装置２０は、算出した運用パラメータαｘ，βｘと、学習した参照パラメータαｒ，βｒとを比較することによって、ブスバーの異常判定を行うことができる。例えば、判定閾値Ｄα，Ｄβを予め設定しておいて、｜αｘ−αｒ｜＞Ｄαまたは｜βｘ−βｒ｜＞Ｄβが成立した場合、「ブスバーの異常あり」と判定できる。 Next, the computing device 20 can determine the abnormality of the busbar by comparing the calculated operation parameters αx and βx with the learned reference parameters αr and βr. For example, when the determination threshold values Dα and Dβ are set in advance and | αx−αr |> Dα or | βx−βr |> Dβ is established, it can be determined that “the busbar is abnormal”.

ステップｓ１５において、ブスバーの異常ありと判定した場合は、ステップｓ１６に移行して、演算装置２０は、出力装置４０を介して使用者や外部機器へ異常ありの警報を出力する。使用者は、異常ありの警報を認識すると、直ちに受配電設備の運用を停止することができる。 If it is determined in step s15 that there is an abnormality in the bus bar, the process proceeds to step s16, and the arithmetic unit 20 outputs an alarm indicating that there is an abnormality to the user or an external device via the output device 40. When the user recognizes the alarm with an abnormality, the user can immediately stop the operation of the power distribution facility.

本実施形態では、ブスバーの正常状態を学習するステップを実行して、正常状態を表す参照パラメータαｒ，βｒを事前に設定し、続いて、通常運用時の各計測データを用いて運用パラメータαｘ，βｘを算出し、両者のパラメータを比較している。これにより受配電設備の初期設置時にブスバーの熱容量を知ることなく、運用を開始できる。 In the present embodiment, the step of learning the normal state of the bus bar is executed, the reference parameters αr, βr representing the normal state are set in advance, and subsequently, the operation parameters αx, βx is calculated and both parameters are compared. As a result, the operation can be started without knowing the heat capacity of the bus bar during the initial installation of the power distribution facility.

実施の形態２．
本実施形態では、ブスバー上の複数個所の表面温度を計測することによって、監視精度を向上している。 Embodiment 2. FIG.
In this embodiment, the monitoring accuracy is improved by measuring the surface temperatures at a plurality of locations on the bus bar.

図４は、ブスバーの熱モデルの他の例を示す熱等価回路である。ブスバー上の比較的近い２点の表面温度を計測する場合、周囲空気温度Ｔａ、第１計測箇所での表面温度Ｔｂ１、第２計測箇所での表面温度Ｔｂ２、ブスバー／周囲空気の熱抵抗Ｒ、第１計測箇所と第２計測箇所の間の熱抵抗Ｒｂｂ、第１計測箇所でのブスバー熱容量Ｃ１、第２計測箇所でのブスバー熱容量Ｃ２、第１計測箇所でのブスバー発熱量Ｐ１、第２計測箇所でのブスバー発熱量Ｐ２を用いて、ブスバーの熱モデルは、下記式（３）のように時間ｔに関する連立１次微分方程式で表される。 FIG. 4 is a thermal equivalent circuit showing another example of the busbar thermal model. When measuring the surface temperature of two relatively close points on the bus bar, the ambient air temperature Ta, the surface temperature Tb1 at the first measurement location, the surface temperature Tb2 at the second measurement location, the thermal resistance R of the bus bar / ambient air, Thermal resistance Rbb between the first measurement location and the second measurement location, the bus bar heat capacity C1 at the first measurement location, the bus bar heat capacity C2 at the second measurement location, the bus bar heat generation P1 at the first measurement location, the second measurement Using the bus bar heat generation amount P2 at the location, the bus bar thermal model is expressed by simultaneous linear differential equations with respect to time t as shown in the following equation (3).

式（３）を整理すると、電流値Ｉ、未知のパラメータα１，β１，γ１，α２，β２，γ２を用いて、下記式（４）のように表される。 When formula (3) is rearranged, it is expressed as formula (4) below using current value I and unknown parameters α1, β1, γ1, α2, β2, and γ2.

監視動作は、図２のフローチャートと同様な手順で実施できる。即ち、ブスバーの正常状態を学習するステップｓ１〜ｓ５を実行して、正常状態を表す参照パラメータα１ｒ，β１ｒ，γ１ｒ，α２ｒ，β２ｒ，γ２ｒを事前に設定する。続いて、ステップｓ１１〜ｓ１４を実行して、通常運用時の各計測データを用いて運用パラメータα１ｘ，β１ｘ，γ１ｘ，α２ｘ，β２ｘ，γ２ｘを算出する。両者のパラメータを比較することによって、ブスバーの異常判定を行うことができる。本実施形態では、より現実に近い熱モデルを適用することで、誤検知の少ない、細やかな監視が可能になる。 The monitoring operation can be performed in the same procedure as the flowchart of FIG. That is, steps s1 to s5 for learning the normal state of the bus bar are executed, and reference parameters α1r, β1r, γ1r, α2r, β2r, and γ2r representing the normal state are set in advance. Subsequently, steps s11 to s14 are executed to calculate operation parameters α1x, β1x, γ1x, α2x, β2x, and γ2x using each measurement data during normal operation. By comparing the two parameters, it is possible to determine the abnormality of the busbar. In the present embodiment, by applying a more realistic thermal model, detailed monitoring with few false detections becomes possible.

実施の形態３．
図５は、本発明の第３実施形態を示す構成図である。受配電設備用導体監視装置は、ブスバー表面温度計測手段１１と、周囲空気温度計測手段１２と、ブスバー電流値計測手段１３と、ブスバー周辺風速計測手段１４と、ブスバー周辺輻射計測手段１５と、演算装置２０と、記憶装置３０と、出力装置４０などで構成される。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. The conductor monitoring device for power distribution equipment includes a bus bar surface temperature measuring unit 11, an ambient air temperature measuring unit 12, a bus bar current value measuring unit 13, a bus bar peripheral wind speed measuring unit 14, a bus bar peripheral radiation measuring unit 15, and a calculation. The apparatus 20 includes a storage device 30, an output device 40, and the like.

ブスバー表面温度計測手段１１、周囲空気温度計測手段１２、ブスバー電流値計測手段１３、演算装置２０、記憶装置３０および出力装置４０については、図１のものと同様であるため、重複説明を省略する。 The bus bar surface temperature measuring means 11, the ambient air temperature measuring means 12, the bus bar current value measuring means 13, the arithmetic device 20, the storage device 30 and the output device 40 are the same as those in FIG. .

ブスバー周辺風速計測手段１４は、例えば、サーミスタを自己加熱させ、風速に応じた温度変化を抵抗値変化で検出する風速センサなどで構成され、ブスバー周辺での風速を所定のサンプリング周期で計測する機能を有する。 The bus bar peripheral wind speed measuring means 14 is composed of, for example, a wind speed sensor that self-heats the thermistor and detects a temperature change according to the wind speed by a resistance value change, and functions to measure the wind speed around the bus bar at a predetermined sampling period. Have

ブスバー周辺輻射計測手段１５は、例えば、黒体温度計などで構成され、ブスバー周辺での輻射を所定のサンプリング周期で計測する機能を有する。ブスバー周辺輻射計測手段１５の検出部は、放射率がブスバーと同等となるように表面加工を施すことが好ましい。 The bus bar peripheral radiation measuring means 15 is composed of a black body thermometer, for example, and has a function of measuring the radiation around the bus bar at a predetermined sampling period. It is preferable that the detection unit of the bus bar peripheral radiation measuring unit 15 performs surface processing so that the emissivity is equal to that of the bus bar.

図６は、風速および輻射を考慮したブスバーの熱モデルの一例を示す熱等価回路である。図３に示した熱等価回路と比べると、ブスバーの発熱量Ｐに対して並列に輻射による熱の流入Ｐｒａｄを追加し、さらに、ブスバー／周囲空気の熱抵抗Ｒが風速ｖに依存して可変にしている。 FIG. 6 is a thermal equivalent circuit showing an example of a bus bar thermal model in consideration of wind speed and radiation. Compared with the heat equivalent circuit shown in FIG. 3, the heat inflow Prad by radiation is added in parallel to the heat generation amount P of the bus bar, and the heat resistance R of the bus bar / ambient air is variable depending on the wind speed v. I have to.

従って、式（１）において、ＰをＰ＋Ｐｒａｄに、Ｒを周囲風速ｖの関数Ｒ（ｖ）に書き換えることによって、式（１）と同様な取り扱いが可能である。また、複数個所を計測する場合は、式（３）において、Ｐ１をＰ１＋Ｐｒａｄに、Ｐ２をＰ２＋Ｐｒａｄに、Ｒを周囲風速ｖの関数Ｒ（ｖ）に書き換えることによって、式（３）と同様な取り扱いが可能である。 Therefore, in the equation (1), the same handling as the equation (1) is possible by rewriting P to P + Prad and R to the function R (v) of the ambient wind speed v. Also, when measuring a plurality of locations, in Equation (3), P1 is changed to P1 + Prad, P2 is changed to P2 + Prad, and R is changed to a function R (v) of the ambient wind speed v. Is possible.

監視動作は、図２のフローチャートと同様な手順で実施できる。即ち、ブスバーの正常状態を学習するステップｓ１〜ｓ５を実行して、正常状態を表す参照パラメータαｒ，βｒを事前に設定する。続いて、ステップｓ１１〜ｓ１４を実行して、通常運用時の各計測データを用いて運用パラメータαｘ，βｘを算出する。両者のパラメータを比較することによって、ブスバーの異常判定を行うことができる。本実施形態では、より現実に近い熱モデルを適用することで、誤検知の少ない、細やかな監視が可能になる。 The monitoring operation can be performed in the same procedure as the flowchart of FIG. That is, steps s1 to s5 for learning the normal state of the bus bar are executed, and the reference parameters αr and βr representing the normal state are set in advance. Subsequently, steps s11 to s14 are executed to calculate operation parameters αx and βx using each measurement data during normal operation. By comparing the two parameters, it is possible to determine the abnormality of the busbar. In the present embodiment, by applying a more realistic thermal model, detailed monitoring with few false detections becomes possible.

実施の形態４．
本実施形態では、図１または図５に示した監視装置においてブスバー温度の時間変化を予測することによって、迅速な判定を実現している。 Embodiment 4 FIG.
In this embodiment, the monitoring device shown in FIG. 1 or FIG. 5 realizes quick determination by predicting the time change of the bus bar temperature.

図７は、本実施形態に係る監視動作の一例を示すフローチャートである。最初にブスバーの正常状態を学習するためのステップを実行する。まずステップｓ２１において、受配電設備を通電して、初期運用を開始する。ステップｓ２２において、ブスバー表面温度計測手段１１、周囲空気温度計測手段１２およびブスバー電流値計測手段１３を用いて、必要に応じてブスバー周辺風速計測手段１４およびブスバー周辺輻射計測手段１５を用いて計測を開始し、ステップｓ２３において演算装置２０は、各計測値（周囲空気温度Ｔａ、表面温度Ｔｂ、電流値Ｉ、周囲風速ｖ、輻射熱の流入Ｐｒａｄ等）を取り込んで記憶装置３０に格納する。ステップｓ２４において、演算装置２０は、各計測データを用いてブスバーの熱モデルを規定する参照パラメータ（例えば、式（２）のαｒ，βｒまたは式（４）のα１ｒ，β１ｒ，γ１ｒ，α２ｒ，β２ｒ，γ２ｒ）を算出する。 FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the monitoring operation according to the present embodiment. First, a step for learning the normal state of the bus bar is executed. First, in step s21, the power distribution facility is energized to start the initial operation. In step s22, the bus bar surface temperature measuring unit 11, the ambient air temperature measuring unit 12, and the bus bar current value measuring unit 13 are used, and the bus bar peripheral wind speed measuring unit 14 and the bus bar peripheral radiation measuring unit 15 are used as necessary. In step s23, the arithmetic unit 20 takes each measured value (ambient air temperature Ta, surface temperature Tb, current value I, ambient wind speed v, radiant heat inflow Prad, etc.) and stores it in the storage device 30. In step s24, the arithmetic unit 20 uses each measurement data to define a reference parameter (for example, αr, βr in equation (2) or α1r, β1r, γ1r, α2r, β2r in equation (4). , Γ2r).

ステップｓ２５において、得られた参照パラメータは、記憶装置３０内に「正常状態の熱モデルパラメータ」として格納される。こうして正常状態の学習が終了する。 In step s25, the obtained reference parameters are stored in the storage device 30 as “normal thermal model parameters”. In this way, normal state learning is completed.

続いて、ステップｓ３１において、受配電設備の通常運用を開始する。ステップｓ３２において、ブスバー表面温度計測手段１１、周囲空気温度計測手段１２およびブスバー電流値計測手段１３を用いて、必要に応じてブスバー周辺風速計測手段１４およびブスバー周辺輻射計測手段１５を用いて計測を開始し、ステップｓ３３において演算装置２０は、各計測値（周囲空気温度Ｔａ、表面温度Ｔｂ、電流値Ｉ、周囲風速ｖ、輻射熱の流入Ｐｒａｄ等）を取り込んで記憶装置３０に格納する。 Subsequently, in step s31, normal operation of the power receiving and distribution equipment is started. In step s32, the bus bar surface temperature measuring unit 11, the ambient air temperature measuring unit 12, and the bus bar current value measuring unit 13 are used, and the bus bar peripheral wind speed measuring unit 14 and the bus bar peripheral radiation measuring unit 15 are used as necessary. In step s33, the arithmetic unit 20 captures each measured value (ambient air temperature Ta, surface temperature Tb, current value I, ambient wind speed v, radiant heat inflow Prad, etc.) and stores it in the storage device 30.

こうしたデータ記録を継続しながら、ステップｓ３４において、演算装置２０は、運用時の各計測値の履歴（時間変化）および学習した参照パラメータを用いて、ブスバー温度の時間変化を予測する。 While continuing such data recording, in step s34, the arithmetic unit 20 predicts the bus bar temperature change over time using the history of each measurement value (time change) during operation and the learned reference parameter.

次にステップｓ３５において、演算装置２０は、ブスバー温度の予測値と実測値とを比較することによって、ブスバーの異常判定を行う。 Next, in step s35, the arithmetic unit 20 determines the abnormality of the bus bar by comparing the predicted value of the bus bar temperature with the actually measured value.

ステップｓ３６において、ブスバーの異常ありと判定した場合は、ステップｓ３６に移行して、演算装置２０は、出力装置４０を介して使用者や外部機器へ異常ありの警報を出力する。使用者は、異常ありの警報を認識すると、直ちに受配電設備の運用を停止することができる。 If it is determined in step s36 that there is an abnormality in the bus bar, the process proceeds to step s36, and the arithmetic unit 20 outputs an alarm indicating that there is an abnormality to the user or an external device via the output device 40. When the user recognizes the alarm with an abnormality, the user can immediately stop the operation of the power distribution facility.

本実施形態では、正常状態の学習によって監視対象の熱モデルを規定する参照パラメータを予め設定し、続いて、運用時における各計測値の履歴（時間変化）を用いてブスバー温度を予測し、この予測値と実測値とを比較している。これにより受配電設備の初期設置時にブスバーの熱容量を知ることなく運用を開始できるとともに、予測値を用いた迅速な判定が可能になる。 In this embodiment, reference parameters that prescribe the thermal model to be monitored are set in advance by learning the normal state, and then the bus bar temperature is predicted using the history of each measurement value (time change) during operation. The predicted value is compared with the actual measurement value. As a result, the operation can be started without knowing the heat capacity of the bus bar during the initial installation of the power distribution facility, and a quick determination using the predicted value is possible.

本発明の第１実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of this invention. 監視動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of monitoring operation | movement. ブスバーの熱モデルの一例を示す熱等価回路である。It is a thermal equivalent circuit which shows an example of the thermal model of a bus bar. ブスバーの熱モデルの他の例を示す熱等価回路である。It is a thermal equivalent circuit which shows the other example of the thermal model of a bus bar. 本発明の第３実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of this invention. 風速および輻射を考慮したブスバーの熱モデルの一例を示す熱等価回路である。It is a heat equivalent circuit which shows an example of the heat model of the bus bar in consideration of a wind speed and radiation. 監視動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of monitoring operation | movement.

符号の説明Explanation of symbols

１１ブスバー表面温度計測手段、１２周囲空気温度計測手段、
１３ブスバー電流値計測手段、１４ブスバー周辺風速計測手段、
１５ブスバー周辺輻射計測手段、２０演算装置、３０記憶装置
４０出力装置。 11 Busbar surface temperature measuring means, 12 Ambient air temperature measuring means,
13 Busbar current value measuring means, 14 Busbar peripheral wind speed measuring means,
15 Busbar ambient radiation measuring means, 20 arithmetic device, 30 storage device, 40 output device.

Claims

受配電設備に設置されたブスバーの温度を計測する手段と、
該ブスバーに流れる電流値を計測する手段と、
受配電設備の周囲空気温度を計測する手段と、
各計測値を演算する演算手段と、
計測値、演算結果およびブスバーの熱モデルを記憶する記憶手段とを備え、
受配電設備の正常状態におけるブスバー温度、電流値および周囲空気温度を計測して、ブスバーの熱モデルを規定する参照パラメータを算出した後、
受配電設備の運用時におけるブスバー温度、電流値および周囲空気温度を計測して、ブスバーの熱モデルを規定する運用パラメータを算出し、該運用パラメータと参照パラメータとの比較によりブスバーの異常判定を行うことを特徴とする受配電設備用導体監視装置。 Means for measuring the temperature of the bus bar installed in the power distribution facility;
Means for measuring a current value flowing through the bus bar;
Means for measuring the ambient air temperature of the power distribution facility;
A calculation means for calculating each measurement value;
Storage means for storing measured values, calculation results, and busbar thermal models;
After measuring the bus bar temperature, current value, and ambient air temperature in the normal state of the power distribution equipment, and calculating the reference parameters that define the bus bar thermal model,
The bus bar temperature, current value, and ambient air temperature during operation of the power distribution facility are measured, operation parameters that define the bus bar thermal model are calculated, and the bus bar abnormality is determined by comparing the operation parameters with the reference parameters. A conductor monitoring device for power distribution facilities.

ブスバー周辺での風速を計測する手段と、
ブスバー周辺での輻射を計測する手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の受配電設備用導体監視装置。 Means for measuring the wind speed around the busbar;
The conductor monitoring apparatus for power distribution equipment according to claim 1, further comprising means for measuring radiation around the bus bar.

受配電設備の運用時の計測値に基づいて、ブスバーの発熱量を算出することを特徴とする請求項１または２記載の受配電設備用導体監視装置。 The conductor monitoring device for a power receiving / distributing facility according to claim 1 or 2, wherein the heat generation amount of the bus bar is calculated based on a measured value during operation of the power receiving / distributing facility.

受配電設備の運用時に計測したブスバー温度、電流値および周囲空気温度の履歴および前記参照パラメータを用いてブスバー温度の時間変化を予測し、該予測値と実測したブスバー温度値との比較によりブスバーの異常判定を行うことを特徴とする請求項１または２記載の受配電設備用導体監視装置。 The bus bar temperature, current value, ambient air temperature history measured during operation of the power distribution facility and the reference parameters are used to predict the bus bar temperature change over time, and the bus bar temperature is measured by comparing the predicted value with the measured bus bar temperature value. 3. The conductor monitoring apparatus for power receiving and distribution equipment according to claim 1, wherein abnormality determination is performed.