Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7664866B2 - Electric operating device, electric operating mechanism, failure determination method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7664866B2 - Electric operating device, electric operating mechanism, failure determination method - Google Patents

Electric operating device, electric operating mechanism, failure determination method Download PDF

Info

Publication number
JP7664866B2
JP7664866B2 JP2022005629A JP2022005629A JP7664866B2 JP 7664866 B2 JP7664866 B2 JP 7664866B2 JP 2022005629 A JP2022005629 A JP 2022005629A JP 2022005629 A JP2022005629 A JP 2022005629A JP 7664866 B2 JP7664866 B2 JP 7664866B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
rotations
electric
tap changer
load tap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022005629A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023104564A (en
Inventor
拓 石川
直紀 江口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Energy Systems and Solutions Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2022005629A priority Critical patent/JP7664866B2/en
Publication of JP2023104564A publication Critical patent/JP2023104564A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7664866B2 publication Critical patent/JP7664866B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

本発明の実施形態は、例えば、変圧器などの静止誘導電器に用いられる負荷時タップ切換器を作動させる電動操作装置、電動操作機構および故障判定方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to an electric operating device, an electric operating mechanism, and a fault determination method for operating an on-load tap changer used in a static induction electric appliance such as a transformer.

変圧器などの静止誘導電器では、そのコイルの巻回数比を変更することで出力電圧を変更することができる。コイルに複数の巻回数比のタップを設けることにより、複数の電圧を出力することが可能になる。静止誘導電器において電圧負荷を遮断せずにコイルの巻回数比を切り換える手段として、負荷時タップ切換器(on-Load Tap Changer:LTC)が知られている。負荷時タップ切換器は、静止誘導電器の筐体内などに備えられ、負荷に電圧を供給したまま静止誘導電器の出力電圧を変化させることができる。 In a static induction device such as a transformer, the output voltage can be changed by changing the turns ratio of the coil. By providing taps with multiple turns ratios on the coil, it becomes possible to output multiple voltages. An on-load tap changer (LTC) is known as a means of switching the turns ratio of the coil in a static induction device without interrupting the voltage load. An on-load tap changer is provided inside the housing of the static induction device, and can change the output voltage of the static induction device while supplying voltage to the load.

負荷時タップ切換器は、静止誘導電器のコイルに設けられた複数のタップを切り換える電動操作機構を備えている。電動操作機構は、負荷時タップ切換器のタップ切換機構を作動させるための駆動力を発生する。ここで、タップ切換機構を作動させる駆動力は、モータの駆動トルクが例示される。電動操作機構は、外部からのタップ切換指令に基づいて負荷時タップ切換器に駆動力を供給し、負荷時タップ切換器は静止誘導電器内のタップの切り換え動作を実行する。 The on-load tap changer is equipped with an electric operating mechanism that switches between multiple taps provided on the coil of the stationary induction electric machine. The electric operating mechanism generates a driving force for operating the tap changing mechanism of the on-load tap changer. Here, the driving force for operating the tap changing mechanism is, for example, the driving torque of a motor. The electric operating mechanism supplies the driving force to the on-load tap changer based on an external tap changing command, and the on-load tap changer performs the switching operation of the taps in the stationary induction electric machine.

負荷時タップ切換器は、静止誘導電器において電圧負荷を遮断せずにタップ切換を行うから、タップ切換中に正常な動作ができない不具合が発生した場合、速やかに復旧することが求められる。負荷時タップ切換器の不具合の復旧には、その原因が駆動系にあるのか、電気部品にあるのか、制御部品にあるのか等を特定する必要がある。 On-load tap changers change taps in stationary induction equipment without interrupting the voltage load, so if a malfunction occurs that prevents normal operation during tap changing, it is necessary to quickly restore the system. To restore a malfunction of an on-load tap changer, it is necessary to identify whether the cause is in the drive system, electrical components, or control components.

従来、負荷時タップ切換器の不具合の原因を特定するには、電動操作機構において駆動力を発生するモータのケーブルに電流クランプを装着し、電流クランプが検出した電流値に基づいてモータの過電流や単相電流欠落によるモータ欠相等を判別していた。しかし、こうしたモータの駆動電流による判定では、負荷時タップ切換器や電動操作機構における故障部位の切り分けを行うことができず、故障部位の特定は人為的な判断で行う必要があった。 Conventionally, to identify the cause of a malfunction in an on-load tap changer, a current clamp was attached to the cable of the motor that generates the driving force in the electric operation mechanism, and the motor overcurrent or motor phase loss due to a single-phase current loss was determined based on the current value detected by the current clamp. However, such a determination based on the motor's driving current was not able to isolate the faulty part in the on-load tap changer or the electric operation mechanism, and the faulty part had to be identified by manual judgment.

特許第6310905号Patent No. 6310905 特開2006-128237Patent Publication 2006-128237

このように、従来の電動操作装置、電動操作機構、故障判定方法では、専用の装置を必要とし、故障部位の特定や重故障に至る軽故障段階での故障の検出には人為的な判断が必要という問題がある。本発明が解決しようとする課題は、専用の装置を設けることなく人為的判断を不要とすることができる電動操作装置、電動操作機構、故障判定方法を提供することである。 As such, conventional electric operating devices, electric operating mechanisms, and failure determination methods have the problem that they require dedicated equipment and manual judgment is required to identify the faulty part and to detect failures at the stage of minor failures that lead to serious failures. The problem that the present invention aims to solve is to provide an electric operating device, electric operating mechanism, and failure determination method that can eliminate the need for manual judgment without providing dedicated equipment.

実施形態によれば、電動操作装置は、静止誘導電器に設けられたタップを切換可能な負荷時タップ切換器を駆動するモータを備えた電動操作機構を制御する。この電動操作装置は、モータの回転方向の回転位置を取得してモータの回転回数および回転速度を算出する演算部と、算出したモータの回転回数および回転速度それぞれの変化量に基づいて負荷時タップ切換器および電動操作機構における異常内容を示す異常モードを判定する判定部とを備える。 According to an embodiment, the electric operating device controls an electric operating mechanism having a motor that drives an on-load tap changer that can switch a tap provided in a stationary induction electric appliance. This electric operating device has a calculation unit that acquires the rotational position of the motor in the rotational direction and calculates the number of rotations and the rotational speed of the motor, and a determination unit that determines an abnormal mode that indicates an abnormality in the on-load tap changer and the electric operating mechanism based on the calculated amount of change in the number of rotations and the rotational speed of the motor.

また、実施形態によれば、電動操作機構は、静止誘導電器に設けられたタップを切換可能な負荷時タップ切換器を制御する。この電動操作機構は、負荷時タップ切換器を駆動するモータと、モータと結合されモータの回転方向の回転位置を検出する角度センサと、角度センサが検出したモータの回転方向の回転位置を取得してモータの回転回数および回転速度を算出する演算部と、算出した前記モータの回転回数および回転速度それぞれの変化量に基づいて負荷時タップ切換器および電動操作機構における異常内容を示す異常モードを判定する判定部とを備える。 According to an embodiment, the electric operation mechanism controls an on-load tap changer that can switch a tap provided in a stationary induction electric appliance. The electric operation mechanism includes a motor that drives the on-load tap changer, an angle sensor that is connected to the motor and detects the rotational position of the motor in the rotational direction, a calculation unit that obtains the rotational position of the motor in the rotational direction detected by the angle sensor and calculates the number of rotations and the rotational speed of the motor, and a determination unit that determines an abnormal mode that indicates an abnormality in the on-load tap changer and the electric operation mechanism based on the calculated amount of change in the number of rotations and the rotational speed of the motor.

さらに、実施形態によれば、故障判定方法は、静止誘導電器に設けられたタップを切換可能な負荷時タップ切換器を駆動するモータおよび該モータの回転方向の回転位置を検出する角度センサを備えた電動操作機構および負荷時タップ切換器の故障を判定する。この故障判定方法は、角度センサからモータの回転方向の回転位置を取得し、取得した回転位置に基づいてモータの回転回数および回転速度を算出し、算出したモータの回転回数および回転速度それぞれの変化量に基づいて負荷時タップ切換器および電動操作機構における異常内容を判定することを特徴とする。 Furthermore, according to an embodiment, the fault determination method determines a fault in an on-load tap changer and an electric operation mechanism having a motor that drives an on-load tap changer capable of switching a tap provided in a stationary induction electric appliance and an angle sensor that detects the rotational position of the motor in the rotational direction. This fault determination method is characterized in that it obtains the rotational position of the motor in the rotational direction from the angle sensor, calculates the number of rotations and the rotational speed of the motor based on the obtained rotational position, and determines the content of an abnormality in the on-load tap changer and the electric operation mechanism based on the amount of change in the calculated number of rotations and the rotational speed of the motor.

実施形態の電動操作機構の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electric operation mechanism according to the embodiment. 実施形態の電動操作機構における判定テーブルの概要を示すブロック図である。4 is a block diagram showing an outline of a judgment table in the electric operation mechanism of the embodiment. FIG. 実施形態の電動操作機構における速度プロファイルパタン情報の一例を示す図である。10 is a diagram showing an example of speed profile pattern information in the electric operation mechanism of the embodiment. FIG. 実施形態の電動操作機構における速度プロファイルパタン情報の実測データ例を示す図である。11A and 11B are diagrams illustrating an example of actual measurement data of speed profile pattern information in the electric operation mechanism of the embodiment. 実施形態の電動操作機構における故障判定動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a failure determination operation in the electric operation mechanism of the embodiment.

実施形態では、電動操作機構のモータに取り付けた角度センサ出力から得られる回転位置情報と時間情報から速度プロファイルパタン情報を生成する。サンプルとして、想定される異常時の速度プロファイルパタン情報と正常時の速度プロファイルのパタン情報を事前に取得しておき、それらと実測したパタン情報とを比較することで、故障となる原因を判定する。またパタン情報を認識することにより、故障内容や部位の特定可能な異常モード判別システムを構築することで、事前に故障の傾向を推測することも可能となる。このような構成により、従来の故障点判別装置のような専用装置が不要となる。 In this embodiment, speed profile pattern information is generated from rotational position information and time information obtained from the output of an angle sensor attached to the motor of the electric operation mechanism. As samples, speed profile pattern information in expected abnormal situations and speed profile pattern information in normal situations are acquired in advance, and the cause of the failure is determined by comparing these with the actually measured pattern information. In addition, by recognizing the pattern information, an abnormality mode discrimination system that can identify the type and location of the failure can be constructed, making it possible to predict the tendency of a failure in advance. This configuration eliminates the need for a dedicated device such as a conventional failure point discrimination device.

以下、図面を参照して、実施形態に係る電動操作機構およびその異常判定方法について詳細に説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して示し、重複する説明は省略する。 The electric operating mechanism and the method for determining an abnormality thereof according to the embodiment will be described in detail below with reference to the drawings. Here, identical or similar parts are denoted by common reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.

(実施形態の電動操作機構の構成)
図1に示すように、実施形態の電動操作機構1は、モータ20と、角度センサ30と、電動操作装置100を有している。モータ20は、回転可能な電動軸22を有する。モータ20は、電動軸22を介して負荷時タップ切換器10と接続(連結)される。モータ20は、電動軸22を回転させることで駆動力を発生する。発生した駆動トルクは、電動軸22を介して負荷時タップ切換器10に伝達される。負荷時タップ切換器10は、電動軸22により伝達されたモータ20の駆動トルクにより静止誘導電器(図示せず)のタップ切換を実行する。以下の説明において、モータ20の電動軸22の回転を、単にモータ20の回転と呼ぶことがある。
(Configuration of the Electric Operation Mechanism of the Embodiment)
As shown in FIG. 1, an electric operation mechanism 1 of the embodiment includes a motor 20, an angle sensor 30, and an electric operation device 100. The motor 20 has a rotatable electric shaft 22. The motor 20 is connected (coupled) to an on-load tap changer 10 via the electric shaft 22. The motor 20 generates a driving force by rotating the electric shaft 22. The generated driving torque is transmitted to the on-load tap changer 10 via the electric shaft 22. The on-load tap changer 10 performs tap switching of a stationary induction machine (not shown) by the driving torque of the motor 20 transmitted by the electric shaft 22. In the following description, the rotation of the electric shaft 22 of the motor 20 may be simply referred to as the rotation of the motor 20.

角度センサ30は、モータ20の回転の機械的変位量を電気信号として出力するセンサである。角度センサ30は、例えばエンコーダなどにより実現できるが、回転角度を検出できるものであればこれには限定されない。角度センサ30は、例えば回転の変位量または回転の角度をパルス信号などとして出力する。回転の機械的変位量は、回転に関する相対的位置(回転位置)として表すことができる。すなわち、角度センサ30は、電動軸22の回転位置として、電動軸22における軸方向の垂直断面の円周方向の相対的位置を検出することができる。角度センサ30は、例えば電動軸22と同軸的あるいはギアを介して電動軸22に連結されるが、これには限定されない。角度センサ30は、電動軸22と回転が同期していれば直接接続されていなくてもよい。角度センサ30が検出した電動軸22の回転位置に基づいて、電動軸22の回転回数および回転速度を算出することが可能になる。なお、以下の説明において「回転位置」とは、「回転角度」を含むものとする。ここで、回転速度とは、単位時間当りの回転回数、あるいは回転回数の時間的変化(時間による微分値)として求められる。 The angle sensor 30 is a sensor that outputs the mechanical displacement of the rotation of the motor 20 as an electrical signal. The angle sensor 30 can be realized by, for example, an encoder, but is not limited to this as long as it can detect the rotation angle. The angle sensor 30 outputs, for example, the rotation displacement or the rotation angle as a pulse signal. The mechanical displacement of the rotation can be expressed as a relative position (rotational position) regarding the rotation. That is, the angle sensor 30 can detect the relative position in the circumferential direction of the vertical cross section in the axial direction of the electric shaft 22 as the rotational position of the electric shaft 22. The angle sensor 30 is, for example, connected to the electric shaft 22 coaxially or via a gear to the electric shaft 22, but is not limited to this. The angle sensor 30 does not need to be directly connected to the electric shaft 22 as long as the rotation is synchronized with the electric shaft 22. Based on the rotational position of the electric shaft 22 detected by the angle sensor 30, it is possible to calculate the number of rotations and the rotational speed of the electric shaft 22. In the following description, the "rotational position" includes the "rotational angle". Here, the rotation speed is calculated as the number of rotations per unit time, or the change in the number of rotations over time (differential value with respect to time).

電動操作装置100は、モータ20を制御するとともに電動操作機構1内外で発生する故障を判定する機能をもつ。電動操作装置100は、モータ20に対して起動信号および停止信号を与えるとともに、角度センサ30の検出結果を受信する。電動操作装置100は、制御盤110、指示処理部120、記憶部130、カウンタ140、モータ制御部150、角度センサ処理部160、およびプロファイル判定部170を有している。 The electric operating device 100 has the function of controlling the motor 20 and judging faults that occur inside and outside the electric operating mechanism 1. The electric operating device 100 provides start and stop signals to the motor 20 and receives the detection results of the angle sensor 30. The electric operating device 100 has a control panel 110, an instruction processing unit 120, a memory unit 130, a counter 140, a motor control unit 150, an angle sensor processing unit 160, and a profile determination unit 170.

制御盤110は、電動操作装置100に対するタップ切換指令を受信するインタフェースである。タップ切換指令は、制御盤110に設けられるスイッチなどによって入力されてもよいし、上位機器からの信号として入力されてもよい。 The control panel 110 is an interface that receives a tap change command for the electric operating device 100. The tap change command may be input by a switch or the like provided on the control panel 110, or may be input as a signal from a higher-level device.

指示処理部120は、制御盤110が受信したタップ切換指令を処理する演算ブロックである。指示処理部120は、タップ切換指令に応じて負荷時タップ切換器が必要とするモータ20の回転回数を算出してモータ制御部150にモータ制御指令を与える。タップ切換指令に対応するモータ20の回転回数は、あらかじめ対応テーブルの形で規定しておき、その中から選択してもよい。 The instruction processing unit 120 is a calculation block that processes the tap change command received by the control panel 110. The instruction processing unit 120 calculates the number of rotations of the motor 20 required by the on-load tap changer in response to the tap change command, and issues a motor control command to the motor control unit 150. The number of rotations of the motor 20 corresponding to the tap change command may be specified in advance in the form of a correspondence table, and may be selected from there.

記憶部130は、指示処理部120から参照されタップ切換指令に対応して必要なモータ20の回転回数などをモータ制御情報として記憶する。併せて、記憶部130は、電動操作装置100が行う負荷時タップ切換器10や電動操作機構1における故障検出や故障判定を行う判定情報を記憶する。故障判定を行う判定情報は、例えば監視情報、対応する異常モードと不具合事象と故障内容・故障部位を対応付けた判定テーブルや、あらかじめ負荷時タップ切換器10および電動操作機構1を動作させて得たモータ20の回転回数および回転速度の関係を記録した速度プロファイルパタン情報が例示される。 The memory unit 130 stores the number of rotations of the motor 20 required in response to the tap change command referenced by the instruction processing unit 120 as motor control information. In addition, the memory unit 130 stores judgment information used by the electric operating device 100 to perform fault detection and fault judgment in the on-load tap changer 10 and the electric operating mechanism 1. Examples of judgment information used to perform fault judgment include monitoring information, a judgment table that associates corresponding abnormality modes, malfunction events, and fault contents/faulty parts, and speed profile pattern information that records the relationship between the number of rotations and the rotation speed of the motor 20 obtained in advance by operating the on-load tap changer 10 and the electric operating mechanism 1.

カウンタ140は、外部から与えられるトリガに基づいて時間をカウントする演算ブロックである。カウンタ140は、角度センサ30の回転回数や回転速度を計算する際に必要なカウントやタイミング信号の生成を行う。 The counter 140 is an arithmetic block that counts time based on an external trigger. The counter 140 generates the count and timing signals required to calculate the number of rotations and rotation speed of the angle sensor 30.

モータ制御部150は、モータ20への駆動電源の供給を制御する起動信号および停止信号を生成する回路ブロックである。モータ制御部150は、指示処理部120から送られるモータ制御指令に基づいてモータ20の起動信号および停止信号を生成して、図示しない電磁接触器等の電源開閉装置の制御部に出力する。起動信号は、モータ20に駆動電源からの電力の供給を指令する信号であり、停止信号は、モータ20への駆動電源の供給の停止を指令する信号である。モータ制御部150は、角度センサ処理部160からモータ20の回転回数を受信するように構成され、起動信号を生成した後、モータ20の回転回数がモータ制御指令に規定された回転回数に達すると停止信号を生成して出力する。なお、算出(あるいは規定)された回転回数を目標値とし、モータ起動後の角度センサ30の出力信号をフィードバック信号として、回転角度を制御してもよい。 The motor control unit 150 is a circuit block that generates a start signal and a stop signal that control the supply of drive power to the motor 20. The motor control unit 150 generates a start signal and a stop signal for the motor 20 based on the motor control command sent from the instruction processing unit 120, and outputs them to the control unit of a power supply switching device such as an electromagnetic contactor (not shown). The start signal is a signal that commands the motor 20 to supply power from the drive power source, and the stop signal is a signal that commands the motor 20 to stop supplying the drive power to the motor 20. The motor control unit 150 is configured to receive the number of rotations of the motor 20 from the angle sensor processing unit 160, and after generating the start signal, generates and outputs a stop signal when the number of rotations of the motor 20 reaches the number of rotations specified in the motor control command. The calculated (or specified) number of rotations may be set as a target value, and the output signal of the angle sensor 30 after the motor is started may be used as a feedback signal to control the rotation angle.

角度センサ処理部160は、角度センサ30から送られるモータ20の回転位置を示す電気信号に基づいて、モータ20の回転回数および回転速度を算出する演算ブロックである。詳細には、角度センサ処理部160は、角度センサ30からの回転位置信号を、回転角度2π(360度)ごとに1回転とする演算を行うとともに、その積算値を算出する。また、角度センサ処理部160は、角度センサ30からの回転位置信号の微分演算を行うことにより、回転速度を算出する。角度センサ処理部160が算出したモータ20の回転回数は、モータ制御部150がモータ20を停止させる基準として用いられる。角度センサ処理部160が算出したモータ20の回転回数および回転速度は、プロファイル判定部170が負荷時タップ切換器10および電動操作装置1の故障部位および故障内容を判定する基礎データとして用いられる。 The angle sensor processing unit 160 is a calculation block that calculates the number of rotations and the rotation speed of the motor 20 based on the electrical signal indicating the rotation position of the motor 20 sent from the angle sensor 30. In detail, the angle sensor processing unit 160 performs a calculation to convert the rotation position signal from the angle sensor 30 into one rotation for every rotation angle of 2π (360 degrees) and calculates the integrated value. The angle sensor processing unit 160 also calculates the rotation speed by performing a differential calculation of the rotation position signal from the angle sensor 30. The number of rotations of the motor 20 calculated by the angle sensor processing unit 160 is used as a criterion for the motor control unit 150 to stop the motor 20. The number of rotations and the rotation speed of the motor 20 calculated by the angle sensor processing unit 160 are used as basic data for the profile determination unit 170 to determine the fault location and fault type of the on-load tap changer 10 and the electric operating device 1.

プロファイル判定部170は、角度センサ処理部160が算出したモータ20の回転回数および回転速度と、記憶部130に記憶された速度プロファイルパタン情報とに基づいて、負荷時タップ切換器10や電動操作機構1における故障個所および故障内容を判定する演算ブロックである。併せて、プロファイル判定部170は、速度プロファイルパタン情報の更新や将来予測などの演算をも実現する。 The profile determination unit 170 is a calculation block that determines the location and nature of a fault in the on-load tap changer 10 or the electric operation mechanism 1 based on the number of rotations and the rotation speed of the motor 20 calculated by the angle sensor processing unit 160 and the speed profile pattern information stored in the memory unit 130. In addition, the profile determination unit 170 also performs calculations such as updating the speed profile pattern information and future predictions.

(判定テーブルと速度プロファイルパタン情報)
図1に示す実施形態の電動操作機構1は、負荷時タップ切換器10を駆動するモータ20の電動軸22の回転回数および回転速度を用いて、負荷時タップ切換器10や電動操作機構1の故障個所および故障内容を判定する。故障個所および故障内容の判定は、図2に例示される判定テーブルに基づいて行われる。判定テーブルは、あらかじめ記憶部130に記憶される。
(Judgment table and speed profile pattern information)
The electric operation mechanism 1 of the embodiment shown in Fig. 1 uses the number of rotations and the rotation speed of the motor shaft 22 of the motor 20 that drives the on-load tap changer 10 to determine the location and nature of a fault in the on-load tap changer 10 or the electric operation mechanism 1. The determination of the location and nature of the fault is performed based on a determination table exemplified in Fig. 2. The determination table is stored in advance in the storage unit 130.

判定テーブルは、「監視情報」、「異常モード」、「不具合事象」および「故障内容/部位」の各要素を関連付けている。図2に示すように、プロファイル判定部170がモータ20の電動軸22の回転回数および回転速度を監視情報として角度センサ処理部160から取得すると、その値や経時的変化に基づいて異常の態様(異常モード)と不具合事象が選択される。不具合事象が特定されると、故障個所および故障内容の候補が絞り込まれる。異常モードは、「速度低下」、「不応動」、「途中停止1」、「途中停止2」および「暴走」などが例示される。プロファイル判定部170が異常モードを判定する際に基礎となる閾値や基準時間は、異常モードそれぞれのパタンの性質を考慮して設定される。すなわち、閾値や時間についてある程度の幅をもって基準とすることができる。 The judgment table associates each element of "monitoring information," "abnormal mode," "malfunction event," and "fault content/location." As shown in FIG. 2, when the profile judgment unit 170 acquires the number of rotations and the rotation speed of the electric shaft 22 of the motor 20 from the angle sensor processing unit 160 as monitoring information, the abnormal state (abnormal mode) and the malfunction event are selected based on the value and the change over time. When the malfunction event is specified, the candidates of the fault location and the fault content are narrowed down. Examples of the abnormal mode include "speed reduction," "unresponsive," "intermediate stop 1," "intermediate stop 2," and "runaway." The threshold value and the reference time that are the basis for the profile judgment unit 170 to judge the abnormal mode are set taking into consideration the characteristics of the pattern of each abnormal mode. In other words, the threshold value and the time can be set as the reference with a certain degree of width.

「速度低下」は、モータ20の起動完了後の回転速度が所定の回転速度に達しない事象であり、モータ20に一定の負荷トルクがかかり負荷増大による速度低下となるため、モータ20の駆動系における機械部品の故障と判定する(図2中a)。この場合、負荷時タップ切換器10の機構部の固渋、ハンドル機構の固渋、リミット機構の固渋、電動軸用カサ歯車の固渋による故障が例示される。 "Speed drop" is an event in which the rotational speed of the motor 20 does not reach a predetermined rotational speed after starting is complete. Since a certain load torque is applied to the motor 20, causing a speed drop due to an increase in load, it is determined to be a failure of a mechanical part in the drive system of the motor 20 (a in Figure 2). In this case, examples of failures include sticking of the mechanism of the on-load tap changer 10, sticking of the handle mechanism, sticking of the limit mechanism, and sticking of the bevel gear for the electric shaft.

「不応動」は、負荷時タップ切換器10が切換指令に応答しない事象であり、電気故障によりモータ20が全く回転しない(同b)か、機械的故障によりモータ20が少しだけ回転して停止してしまうことが原因と推定される(同c)。モータ20が全く回転しない場合、回路上の不具合事象と考えられるので、モータ回路用および制御用の電気部品の故障と判定する。例えば、電気故障としてモータ接続線の断線、電磁開閉器動作用リレーの故障、電磁開閉器の故障、MCCBの異常、モータ20の動力線地絡や絶縁破壊による故障が例示される。モータ20が少しだけ回転する場合、機械部品上の不具合事象と考えられるので、負荷時タップ切換器10やモータ20における機械部品の故障と判定する。例えば、機械故障として負荷時タップ切換器10の機構部の固渋、ハンドル機構の固渋、リミット機構の固渋、電動軸用カサ歯車の固渋による故障が例示される。 "No response" is an event in which the on-load tap changer 10 does not respond to a switching command, and is presumed to be caused by an electrical failure that causes the motor 20 to not rotate at all (b) or a mechanical failure that causes the motor 20 to rotate only a little and then stop (c). If the motor 20 does not rotate at all, this is considered to be a malfunction in the circuit, so it is determined that there is a malfunction in the electrical components for the motor circuit and control. For example, electrical malfunctions include a disconnection of the motor connection line, a malfunction of the relay for operating the electromagnetic switch, a malfunction of the electromagnetic switch, an abnormality in the MCCB, and a malfunction due to a ground fault or insulation breakdown in the power line of the motor 20. If the motor 20 rotates only a little, this is considered to be a malfunction in the mechanical components, so it is determined that there is a malfunction in the mechanical components of the on-load tap changer 10 or the motor 20. For example, mechanical malfunctions include a malfunction due to a stuck mechanism of the on-load tap changer 10, a stuck handle mechanism, a stuck limit mechanism, or a stuck bevel gear for the electric shaft.

「途中停止1」は、負荷時タップ切換器10の動作が完了せず途中で停止してしまう事象であり、モータ20に過大な負荷トルクがかかることで起動電流が流れ続け、例えば継電器の動作等によりモータ20の回転が急激に落ち停止することから、モータ20の駆動系における機械部品の故障と判定する(同d)。例えば、機械故障として、負荷時タップ切換器10の機構部の固渋、ハンドル機構の固渋、リミット機構の固渋、電動軸用カサ歯車の固渋による故障が例示される。 "Halt 1" is an event in which the operation of the on-load tap changer 10 is not completed and stops midway. An excessive load torque is applied to the motor 20, causing the starting current to continue to flow, and for example, the operation of a relay causes the rotation of the motor 20 to suddenly drop and stop. This is determined to be a failure of a mechanical part in the drive system of the motor 20 (d). For example, examples of mechanical failures include a failure due to a stuck mechanism of the on-load tap changer 10, a stuck handle mechanism, a stuck limit mechanism, or a stuck bevel gear for the electric shaft.

「途中停止2」は、負荷時タップ切換器10の動作が完了せず途中で停止してしまう事象であり、モータ20に駆動トルクがかからず回転がなだらかに落ち停止することから、モータ回路用および制御用の電気部品の故障と判定する(同e)。この場合、モータ接続線の断線、電磁開閉器動作用リレーの故障、電磁開閉器の故障、MCCBの異常による故障が例示される。 "Halt 2" is an event in which the on-load tap changer 10 does not complete its operation and stops midway. Since no drive torque is applied to the motor 20 and the rotation gradually drops and stops, it is determined to be a failure in the motor circuit and control electrical components (see e in the same paragraph). In this case, examples include a break in the motor connection line, a failure in the relay for operating the electromagnetic switch, a failure in the electromagnetic switch, and a failure due to an abnormality in the MCCB.

「暴走」は、モータ20の電動軸22の回転が所定のタイミングで停止しない事象であり、モータ20に電源が供給され続けてモータ20が止まらないことで発生することから、モータ回路用の電源供給を行う電気部品の故障と判定する(同f)。この場合、電磁開閉器動作用リレーの故障や電磁開閉器そのものの故障が例示される。 "Runaway" is an event in which the rotation of the motor shaft 22 of the motor 20 does not stop at the specified timing. Since it occurs when power continues to be supplied to the motor 20 and the motor 20 does not stop, it is determined to be a failure in the electrical component that supplies power to the motor circuit (ibid. f). In this case, examples include a failure of the relay that operates the electromagnetic switch or a failure of the electromagnetic switch itself.

判定テーブルの異常モードを判定する基礎情報として、電動操作機構1は、負荷時タップ切換器10を駆動するモータ20の回転回数および回転速度の関係を記録した速度プロファイルパタン情報を用いる。図3は、速度プロファイルパタン情報の一例である。 As basic information for determining the abnormal mode of the judgment table, the electric operation mechanism 1 uses speed profile pattern information that records the relationship between the number of rotations and the rotation speed of the motor 20 that drives the on-load tap changer 10. Figure 3 is an example of the speed profile pattern information.

図3に示すように、速度プロファイルパタン情報は、負荷時タップ切換器10および電動操作機構1を稼働開始から稼働停止までにおけるモータ20の回転回数および回転速度の変化を記述している。図3の横軸は、モータ20の起動以降の回転回数の積算値であり、縦軸は、モータ20の回転速度を示す。図3において、速度プロファイルパタン情報は、正常運転時のプロファイル(図3中「normal」)と、異常運転時のプロファイル(図3中「a」~「f」)とを含んでいる。 As shown in Figure 3, the speed profile pattern information describes the changes in the number of rotations and rotation speed of the motor 20 from when the on-load tap changer 10 and the electric operation mechanism 1 start to when they stop operating. The horizontal axis of Figure 3 represents the integrated value of the number of rotations since the motor 20 is started, and the vertical axis represents the rotation speed of the motor 20. In Figure 3, the speed profile pattern information includes a profile during normal operation ("normal" in Figure 3) and profiles during abnormal operation ("a" to "f" in Figure 3).

図3中「a」に示されるプロファイルは、モータ20の回転回数は正常時と同じであるが、定常回転時の回転速度が正常時normalの回転速度よりも低い値に留まっている。これは異常モード「速度低下」に対応するプロファイルである。同じく「b」に示されるプロファイルは、モータ20の回転回数および回転速度が全く増加しておらず、モータ20が回転していない。これは異常モード「不応動」に対応するプロファイルであり、図2に示す判定テーブルでの不具合事象としては「b)モータが全く回転しない」状態である。同じく「c」に示されるプロファイルは、モータ20の回転回数および回転速度が著しく低い値までしか上昇せず回転が停止している。これは異常モード「不応動」に対応するプロファイルであり、図2に示す判定テーブルでの不具合事象としては「c)モータが少しだけ回転する」状態である。 In the profile shown by "a" in FIG. 3, the number of rotations of the motor 20 is the same as in normal operation, but the rotation speed during steady rotation remains lower than the normal rotation speed. This is a profile corresponding to the abnormal mode "speed reduction". Similarly, in the profile shown by "b", the number of rotations and the rotation speed of the motor 20 do not increase at all, and the motor 20 does not rotate. This is a profile corresponding to the abnormal mode "no response", and the malfunction event in the judgment table shown in FIG. 2 is "b) the motor does not rotate at all". Similarly, in the profile shown by "c", the number of rotations and the rotation speed of the motor 20 only increase to a significantly low value and the rotation stops. This is a profile corresponding to the abnormal mode "no response", and the malfunction event in the judgment table shown in FIG. 2 is "c) the motor rotates only slightly".

図3中「d」に示されるプロファイルは、モータ20の回転回数が正常な値(図3に示す例では33回)に達する前に急激に回転速度が下降して回転が停止している。これは異常モード「途中停止1」に対応するプロファイルである。同じく「e」に示されるプロファイルは、モータ20の回転回数が正常な値に達する前になだらかに回転速度が下降して回転が停止している。これは異常モード「途中停止2」に対応するプロファイルである。同じく「f」に示されるプロファイルは、モータ20の回転速度が正常な値に達してはいるが、回転回数が正常な値を超過してしまっている。これは異常モード「暴走」に対応するプロファイルである。 In the profile shown by "d" in Figure 3, the rotation speed of the motor 20 drops suddenly and the rotation stops before the rotation count reaches a normal value (33 times in the example shown in Figure 3). This is a profile corresponding to abnormal mode "intermediate stop 1". Similarly, in the profile shown by "e", the rotation speed of the motor 20 drops gently and the rotation stops before the rotation count reaches a normal value. This is a profile corresponding to abnormal mode "intermediate stop 2". Similarly, in the profile shown by "f", the rotation speed of the motor 20 reaches a normal value, but the rotation count exceeds the normal value. This is a profile corresponding to abnormal mode "runaway".

このように、プロファイル判定部170は、角度センサ処理部160から取得したモータ20の回転回数および回転速度と、記憶部3に記憶された判定テーブルおよび速度プロファイルパタン情報とに基づいて、負荷時タップ切換器10および電動操作機構1の異常モードを判定することができる。また、判定テーブルおよび速度プロファイルパタン情報を用いることで、故障の部位と故障内容の候補を提示することが可能になる。実施形態の電動操作機構1では、判定テーブルおよび速度プロファイルパタン情報を記憶部130に記憶させておき、負荷時タップ切換器10の稼働中に生じた電動軸22の回転および回転速度の変化量と、判定テーブルおよび速度プロファイルパタン情報とを比較することで、故障の部位と故障内容の判定を実現している。 In this way, the profile determination unit 170 can determine the abnormal mode of the on-load tap changer 10 and the electric operation mechanism 1 based on the number of rotations and rotation speed of the motor 20 acquired from the angle sensor processing unit 160 and the determination table and speed profile pattern information stored in the memory unit 3. In addition, by using the determination table and speed profile pattern information, it is possible to present the fault location and the candidate fault content. In the electric operation mechanism 1 of the embodiment, the determination table and the speed profile pattern information are stored in the memory unit 130, and the amount of change in the rotation and rotation speed of the electric shaft 22 that occurs during the operation of the on-load tap changer 10 is compared with the determination table and the speed profile pattern information to determine the fault location and the fault content.

図4は、負荷時タップ切換器10の稼働中における電動軸22の回転および回転速度を実測して得た速度プロファイルの例である。図4に示すように、電動操作機構1の正常動作においては、電動軸22が2回転する間に所定の回転速度に達し、電動軸22が所定回数(図4の例では34回)回転したときに回転速度がゼロとなっている。 Figure 4 shows an example of a speed profile obtained by measuring the rotation and rotation speed of the electric shaft 22 while the on-load tap changer 10 is in operation. As shown in Figure 4, in normal operation of the electric operating mechanism 1, the electric shaft 22 reaches a predetermined rotation speed within two rotations, and the rotation speed becomes zero when the electric shaft 22 has rotated a predetermined number of times (34 times in the example of Figure 4).

一方、電動操作機構1の異常モードが暴走のときは、電動軸22の回転が所定の回転回数を超えてから回転速度がゼロとなる。電動操作機構1の異常モードが速度低下のときは、電動軸22の回転速度が正常動作時の回転速度に達していない。電動操作機構1の異常モードが不応動のときは、電動軸22の回転がゼロか数回程度で停止してしまう。電動操作機構1の異常モードが途中停止1または途中停止2のときは、電動軸22の回転が所定の回転回数に達する前に回転速度が急峻に低下(途中停止1)するか、なだらかに低下(途中停止2)している。 On the other hand, when the abnormal mode of the electric operation mechanism 1 is runaway, the rotation speed of the electric shaft 22 becomes zero after the rotation exceeds a predetermined number of rotations. When the abnormal mode of the electric operation mechanism 1 is speed reduction, the rotation speed of the electric shaft 22 does not reach the rotation speed during normal operation. When the abnormal mode of the electric operation mechanism 1 is unresponsive, the rotation of the electric shaft 22 is zero or stops after a few rotations. When the abnormal mode of the electric operation mechanism 1 is stop 1 or stop 2, the rotation speed of the electric shaft 22 drops sharply (stop 1) or drops gradually (stop 2) before the rotation of the electric shaft 22 reaches a predetermined number of rotations.

なお、速度プロファイルパタン情報はあらかじめ記憶部130に記憶させておくが、電動操作機構1の稼働中に実測した回転回数および回転速度に基づいて更新されてもよい。 The speed profile pattern information is stored in advance in the memory unit 130, but may be updated based on the number of rotations and rotation speed actually measured while the electric operating mechanism 1 is in operation.

(実施形態の電動操作機構の動作)
以下、図1および図5を参照して、実施形態の電動操作機構1の動作を説明する。あらかじめ記憶部130には判定テーブルと速度プロファイルパタン情報を格納しておく。制御盤110は、ユーザからの切換指令を受け付ける(S200)。切換指令は、上位にある装置から信号によって送られてもよい。
(Operation of the Electric Operation Mechanism of the Embodiment)
The operation of the electric operation mechanism 1 of the embodiment will be described below with reference to Fig. 1 and Fig. 5. A judgment table and speed profile pattern information are stored in advance in the storage unit 130. The control panel 110 receives a switching command from a user (S200). The switching command may be sent by a signal from a higher-level device.

切換指令を受けると、指示処理部120は、切換指令の内容に応じて負荷時タップ切換器10が必要とするモータ20の回転回数を算出する。あらかじめ記憶部130に対応情報を記憶させておき指示処理部120が対応情報を参照して回転回数を選択してもよい。指示処理部120は、算出した回転回数を含むモータ制御指令をモータ制御部150に送る。モータ制御部150は、モータ制御指令に基づいてモータ20の起動信号および停止信号を生成してモータ20を制御する(S210)。モータ20が起動信号に基づき駆動電源の供給を受けると、モータ20は電動軸22を回転させて負荷時タップ切換器10に駆動トルクを供給する。 When the switching command is received, the instruction processing unit 120 calculates the number of rotations of the motor 20 required by the on-load tap changer 10 according to the content of the switching command. Corresponding information may be stored in advance in the storage unit 130, and the instruction processing unit 120 may select the number of rotations by referring to the corresponding information. The instruction processing unit 120 sends a motor control command including the calculated number of rotations to the motor control unit 150. The motor control unit 150 generates a start signal and a stop signal for the motor 20 based on the motor control command to control the motor 20 (S210). When the motor 20 receives a supply of driving power based on the start signal, the motor 20 rotates the electric shaft 22 to supply driving torque to the on-load tap changer 10.

モータ制御部150がモータ20の起動信号を生成すると、カウンタ140は駆動制御時間のカウントを開始する(S220)。このカウントは、不具合時のタイムアウトに用いられる。 When the motor control unit 150 generates a start signal for the motor 20, the counter 140 starts counting the drive control time (S220). This count is used for timeouts in the event of a malfunction.

角度センサ30は、電動軸22の回転に応じて電動軸22の回転位置に対応する電気信号(パルス信号)を出力する。角度センサ処理部160は、角度センサ30が出力した電気信号を受信し、モータ制御部150が起動信号を生成後の電動軸22の回転回数と回転速度を算出する(S230)。 The angle sensor 30 outputs an electrical signal (pulse signal) corresponding to the rotational position of the electric shaft 22 in response to the rotation of the electric shaft 22. The angle sensor processing unit 160 receives the electrical signal output by the angle sensor 30, and calculates the number of rotations and the rotation speed of the electric shaft 22 after the motor control unit 150 generates the start signal (S230).

プロファイル判定部170は、角度センサ処理部160が算出した電動軸22の回転回数と回転速度を記憶部130に記録して実測した速度プロファイルパタン情報を生成する(S240)。 The profile determination unit 170 records the number of rotations and the rotation speed of the electric shaft 22 calculated by the angle sensor processing unit 160 in the memory unit 130 and generates actually measured speed profile pattern information (S240).

プロファイル判定部170は、実測した速度プロファイルパタン情報と記憶部130に格納されあらかじめ用意された速度プロファイルパタン情報とを比較する(S250)。比較対象となるパラメータは、記憶部130に格納された判定テーブルに基づいて決定される。例えば、異常モード「不応動」に対応する電動軸22の回転回数、同じく「速度低下」に対応する電動軸22の回転速度、同じく「途中停止1」および「途中停止2」に対応する電動軸22の回転速度低下、同じく「暴走」に対応する電動軸22の回転回数が比較対象となり得る。速度プロファイルパタン情報の比較は、パラメータ同士を対比してもよいし、画像データとしてのプロファイルパタン同士を比較してもよい。 The profile determination unit 170 compares the measured speed profile pattern information with the speed profile pattern information stored in the storage unit 130 and prepared in advance (S250). The parameters to be compared are determined based on the determination table stored in the storage unit 130. For example, the comparison may be made on the number of rotations of the electric shaft 22 corresponding to the abnormal mode "unresponsive", the rotation speed of the electric shaft 22 corresponding to "speed reduction", the reduction in the rotation speed of the electric shaft 22 corresponding to "intermediate stop 1" and "intermediate stop 2", and the number of rotations of the electric shaft 22 corresponding to "runaway". The comparison of the speed profile pattern information may be made by comparing parameters with each other, or by comparing profile patterns as image data with each other.

回転位置の情報がない場合(S250のNo)、すなわちプロファイル判定部170が角度センサ処理部160から回転回数も回転速度も得られない場合、プロファイル判定部170は、カウンタ140のカウント値を参照し、タイムアウトであるか否か判定する(S260)。タイムアウトに達していない場合(S260のNo)、プロファイル判定部170は引き続き回転回数および回転速度の受信と速度プロファイルパタン情報の生成を継続する(S240)。タイムアウトに達した場合(S260のYes)、プロファイル判定部170は、異常モード「不応動」と判定する(S270)。 If there is no rotation position information (No in S250), i.e., if the profile determination unit 170 cannot obtain the number of rotations or the rotation speed from the angle sensor processing unit 160, the profile determination unit 170 refers to the count value of the counter 140 and determines whether or not a timeout has occurred (S260). If the timeout has not been reached (No in S260), the profile determination unit 170 continues to receive the number of rotations and the rotation speed and to generate the speed profile pattern information (S240). If the timeout has been reached (Yes in S260), the profile determination unit 170 determines that the abnormal mode is "unresponsive" (S270).

回転位置の情報がある場合(S250のYes)、プロファイル判定部170は、回転速度が上昇後にゼロになったか否かを監視する(S280)。回転速度がゼロとなり電動軸22の回転が停止した場合(S280のYes)、それが基準時間内の停止であり(S290のYes)、減速に要した回転回数が所定の閾値以内である場合(S300のYes)、プロファイル判定部170は、急激に回転速度が低下する異常モード「途中停止1」と判定する(S310)。一方、減速に要した回転回数が所定の閾値を超えた場合(S300のNo)、プロファイル判定部170は、緩やかに回転速度が低下する異常モード「途中停止2」と判定する(S320)。ここで、プロファイル判定部170が判定する基礎となる基準時間は、ある程度の幅をもって規定されてもよい。 If there is information on the rotational position (Yes in S250), the profile determination unit 170 monitors whether the rotational speed becomes zero after increasing (S280). If the rotational speed becomes zero and the rotation of the electric shaft 22 stops (Yes in S280), the stop occurs within a reference time (Yes in S290), and the number of rotations required for deceleration is within a predetermined threshold (Yes in S300), the profile determination unit 170 determines that the abnormal mode is "Halt 1" in which the rotational speed drops suddenly (S310). On the other hand, if the number of rotations required for deceleration exceeds a predetermined threshold (No in S300), the profile determination unit 170 determines that the abnormal mode is "Halt 2" in which the rotational speed drops gradually (S320). Here, the reference time on which the profile determination unit 170 makes a judgment may be specified with a certain degree of width.

回転速度がゼロとはならず電動軸22の回転が停止しない場合、モータ制御部150は、角度センサ30から受信したモータ20の実際の回転回数が、モータ制御指令に規定されたモータ20の回転回数に達したときに停止信号を生成してモータ20への駆動電源の供給を停止させる(S330)。 If the rotation speed does not become zero and the rotation of the electric shaft 22 does not stop, the motor control unit 150 generates a stop signal and stops the supply of drive power to the motor 20 when the actual number of rotations of the motor 20 received from the angle sensor 30 reaches the number of rotations of the motor 20 specified in the motor control command (S330).

モータ制御指令に基づいてモータ20が停止した場合(S330)や回転速度がゼロとなり電動軸22の回転が停止した場合(S280のYes)であってそれが基準時間を超過した停止である場合(S290のNo)、プロファイル判定部170は、電動軸22の回転位置が所定の位置を超過したか否か、すなわち電動軸22の回転が所定の回転回数を超過したか否かを判定する(S340)。電動軸22の回転が所定の回転回数を超過した場合(S340のYes)、プロファイル判定部170は、異常モード「暴走」と判定する(S350)。 When the motor 20 stops based on a motor control command (S330), or when the rotation speed becomes zero and the rotation of the electric shaft 22 stops (Yes in S280) and the stop exceeds a reference time (No in S290), the profile determination unit 170 determines whether the rotation position of the electric shaft 22 has exceeded a predetermined position, i.e., whether the rotation of the electric shaft 22 has exceeded a predetermined number of rotations (S340). When the rotation of the electric shaft 22 has exceeded the predetermined number of rotations (Yes in S340), the profile determination unit 170 determines that the abnormal mode is "runaway" (S350).

電動軸22の回転が所定の回転回数を超過しない場合(S340のNo)、プロファイル判定部170は、カウンタ140のカウント動作を停止させ、電動軸22の回転速度の定常値が所定の閾値以内であるか否か判定する(S370)。回転速度の定常値が閾値以下である場合(S370のYes)、プロファイル判定部170は、規定された速度に達しない異常モード「速度低下」と判定する(S390)。 If the rotation of the electric shaft 22 does not exceed the predetermined number of rotations (No in S340), the profile determination unit 170 stops the counting operation of the counter 140 and determines whether the steady-state value of the rotation speed of the electric shaft 22 is within a predetermined threshold value (S370). If the steady-state value of the rotation speed is equal to or less than the threshold value (Yes in S370), the profile determination unit 170 determines that the abnormal mode is a "speed drop" that does not reach the specified speed (S390).

回転速度の定常値が所定の閾値を超過した場合(S370のNo)、プロファイル判定部170は、負荷時タップ切換器10の切り替えが正常に行われたと判定する(S380)。判定結果は制御盤110を通じてユーザに提供され、記憶部130に記録される。 If the steady-state value of the rotation speed exceeds the predetermined threshold value (No in S370), the profile determination unit 170 determines that the on-load tap changer 10 has been switched normally (S380). The result of the determination is provided to the user via the control panel 110 and is recorded in the memory unit 130.

プロファイル判定部170が異常モードの判定を行った場合(S270、S310、S320、S350、S360)、プロファイル判定部170は、異常モードの種類と記憶部130に格納された判定テーブルの内容に基づいて、推測される故障個所および故障内容を、制御盤110を通じてユーザに提供し記憶部130に記録する(S400)。 When the profile determination unit 170 determines an abnormal mode (S270, S310, S320, S350, S360), the profile determination unit 170 provides the predicted fault location and fault content to the user through the control panel 110 based on the type of abnormal mode and the contents of the determination table stored in the memory unit 130, and records it in the memory unit 130 (S400).

(速度プロファイルパタン情報の補正)
記憶部130に格納した速度プロファイルパタン情報は、異常モードの基本情報を規定するが、機器の個体差や負荷時タップ切換器10の種類により、動作負荷条件が異なる場合がある。かかる場合、異常モードの判定を正確に行うことが困難となる。
(Correction of speed profile pattern information)
The speed profile pattern information stored in the memory unit 130 specifies basic information of the abnormal mode, but the operating load conditions may differ depending on individual differences in the equipment and the type of on-load tap changer 10. In such cases, it becomes difficult to accurately determine the abnormal mode.

そこで、負荷時タップ切換器10と電動動作機構1を稼働可能な状態に設置し、そのうえで負荷時タップ切換器10および電動操作機構1を複数回動作をさせる。その結果、プロファイル判定部170は、取得した回転回数および回転速度を記憶部130に記録するので、その記録から最大回転速度の平均値を算出して速度プロファイルパタン情報に基本情報として追記しておく。その後のプロファイル判定部170による判定動作において、正常動作状態における最大回転速度との比をパラメータとして乗ずることにより、速度プロファイルパタン情報に含まれる、速度低下の回転速度や減速回転回数などの閾値の補正が可能になる。かかる補正は、負荷時タップ切換器10および電動操作機構1が稼働していない状態で行ってもよいし、稼働中にプロファイル判定部170が随時行ってもよい。 Therefore, the on-load tap changer 10 and the motorized operating mechanism 1 are set in an operable state, and then the on-load tap changer 10 and the motorized operating mechanism 1 are operated multiple times. As a result, the profile determination unit 170 records the acquired number of rotations and rotation speed in the storage unit 130, and calculates the average value of the maximum rotation speed from the record and adds it to the speed profile pattern information as basic information. In the subsequent determination operation by the profile determination unit 170, the ratio to the maximum rotation speed in the normal operating state is multiplied as a parameter, making it possible to correct threshold values such as the rotation speed of the speed reduction and the number of decelerated rotations included in the speed profile pattern information. Such corrections may be performed when the on-load tap changer 10 and the motorized operating mechanism 1 are not operating, or may be performed by the profile determination unit 170 at any time during operation.

(速度プロファイルパタン情報の流用)
プロファイル判定部170が定期的な速度プロファイルの記録を行い、測定された速度プロファイルと測定時点の時系列情報を組合せて、回転速度の推移を外挿推定することで、経年による負荷増大での速度低下発生までの年数を算出することが可能になる。算出された結果は、制御盤110を通じて出力することができる。
(Reuse of speed profile pattern information)
The profile determination unit 170 periodically records the speed profile, and by combining the measured speed profile with the time series information at the time of measurement, it is possible to extrapolate and estimate the transition in the rotation speed, thereby calculating the number of years until a speed decrease occurs due to an increase in load caused by aging. The calculated result can be output via the control panel 110.

このように、実施形態の電動操作機構によれば、従来の故障点判別装置と比較して複数の異常検出が可能となり、故障判定の作業工数の低減が可能となる。また、電流計、トルクメータや電圧計などの機器を付加することなく電動操作機構の基本構成により負荷時タップ切換器の故障モードの検出を可能にするので、保守における省コスト、省力化および高度化が可能になる。さらに、モータの電動軸の回転回数および回転速度からなる速度プロファイルから故障モードを自動判定することを可能にするので、故障の原因を従来構成よりも早い段階で判定することができる。 In this way, the electric operation mechanism of the embodiment enables multiple anomaly detection compared to conventional fault point determination devices, making it possible to reduce the amount of work required for fault determination. In addition, the basic configuration of the electric operation mechanism makes it possible to detect the fault mode of the on-load tap changer without adding devices such as an ammeter, torque meter, or voltmeter, thereby enabling cost and labor savings and sophistication in maintenance. Furthermore, it makes it possible to automatically determine the fault mode from a speed profile consisting of the number of rotations and rotation speed of the motor's electric shaft, making it possible to determine the cause of the fault at an earlier stage than with conventional configurations.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

1…電動操作機構、10…負荷時タップ切換器、20…モータ、22…電動軸、30…角度センサ、100…電動操作装置、110…制御盤、120…指示処理部、130…記憶部、140…カウンタ、150…モータ制御部、160…角度センサ処理部、170…プロファイル判定部170。 1...electrical operation mechanism, 10...on-load tap changer, 20...motor, 22...electric shaft, 30...angle sensor, 100...electrical operation device, 110...control panel, 120...instruction processing unit, 130...storage unit, 140...counter, 150...motor control unit, 160...angle sensor processing unit, 170...profile determination unit 170.

Claims (9)

静止誘導電器に設けられたタップを切換可能な負荷時タップ切換器を駆動するモータを備えた電動操作機構を制御する電動操作装置であって、
前記モータの回転方向の回転位置を取得して前記モータの回転回数および回転速度を算出する演算部と、
前記算出した前記モータの回転回数および回転速度それぞれの変化量に基づいて前記負荷時タップ切換器および前記電動操作機構における異常内容を示す異常モードを判定する判定部と、
を備えた電動操作装置。
An electric operating device for controlling an electric operating mechanism having a motor that drives an on-load tap changer that can change a tap provided in a stationary induction electric appliance,
a calculation unit that acquires a rotational position of the motor in a rotational direction and calculates a number of rotations and a rotational speed of the motor;
a determination unit that determines an abnormality mode indicating an abnormality in the on-load tap changer and the electric operation mechanism based on the calculated changes in the number of rotations and the rotation speed of the motor;
An electrically operated operating device comprising:
前記負荷時タップ切換器の動作時における前記モータの回転回数および回転速度の関係を示すプロファイルパタン情報と、前記プロファイルパタン情報での前記動作時における前記モータの回転回数および回転速度それぞれの変化量と前記負荷時タップ切換器および前記電動操作機構それぞれにおける前記異常モードとを対応付けた判定テーブルと、を記憶した記憶部をさらに備え、
前記判定部は、前記演算部が算出した前記モータの回転回数および回転速度と、前記記憶部に記憶された前記プロファイルパタン情報および前記判定テーブルとに基づいて、前記負荷時タップ切換器および前記電動操作機構の異常内容を判定すること、
を特徴とする請求項1記載の電動操作装置。
A storage unit stores profile pattern information indicating a relationship between the number of rotations and the rotation speed of the motor during operation of the on-load tap changer, and a judgment table correlating amounts of change in the number of rotations and the rotation speed of the motor during the operation in the profile pattern information with the abnormal mode in each of the on-load tap changer and the electric operation mechanism,
the determination unit determines abnormalities in the on-load tap changer and the motor operation mechanism based on the number of rotations and the rotation speed of the motor calculated by the calculation unit, and the profile pattern information and the determination table stored in the storage unit;
2. The electric operating device according to claim 1,
前記判定テーブルは、前記モータの回転の変位量、前記モータの回転速度の値およびその変化量と、これらに特徴づけられる故障部位および故障態様とを対応付けた情報を含むことを特徴とする請求項2記載の電動操作装置。 3. The electric operating device according to claim 2, wherein the judgment table includes information correlating the amount of rotational displacement of the motor, the value of the rotational speed of the motor and the amount of change therein with a fault location and a fault mode characterized by these. 前記判定部は、前記モータの1回転ごとの回転速度の変化量を前記モータの回転開始から回転終了まで記録した速度プロファイルパタンを生成し、該生成した速度プロファイルパタンと前記記憶部に記憶した前記プロファイルパタン情報とを比較することで前記負荷時タップ切換器および前記電動操作機構の異常内容を示す前記異常モードを判定することを特徴とする請求項2に記載の電動操作装置。 3. The electric operating device according to claim 2, wherein the determination unit generates a speed profile pattern in which an amount of change in rotational speed for each rotation of the motor is recorded from the start of rotation of the motor to the end of rotation, and determines the abnormality mode, which indicates an abnormality in the on-load tap changer and the electric operating mechanism, by comparing the generated speed profile pattern with the profile pattern information stored in the memory unit . 前記判定部は、前記判定テーブルに基づいて前記異常モードから前記負荷時タップ切換器および前記電動操作機構における故障部位および故障態様を特定することを特徴とする請求項4記載の電動操作装置。 The electric operating device according to claim 4, characterized in that the judgment unit identifies the faulty part and the faulty mode in the on-load tap changer and the electric operating mechanism from the abnormal mode based on the judgment table. 前記判定部は、前記演算部が算出した前記モータの回転回数および回転速度を用いて前記速度プロファイルパタンを更新することを特徴とする請求項4または5記載の電動操作装置。 6. The electric operating device according to claim 4 , wherein the determination unit updates the speed profile pattern using the number of rotations and the rotation speed of the motor calculated by the calculation unit. 前記判定部は、前記算出した速度プロファイルパタンを前記記憶部に複数記憶させ、前記算出した複数の速度プロファイルパタンを時系列的に比較し、推奨されるメンテナンス時期を推定することを特徴とする請求項4記載の電動操作装置。 The electric operating device according to claim 4, characterized in that the determination unit stores the calculated speed profile patterns in the storage unit, compares the calculated speed profile patterns in a time series, and estimates the recommended maintenance timing. 静止誘導電器に設けられたタップを切換可能な負荷時タップ切換器を制御する電動操作機構であって、
前記負荷時タップ切換器を駆動するモータと、
前記モータと結合され前記モータの回転方向の回転位置を検出する角度センサと、
前記角度センサが検出した前記モータの回転方向の回転位置を取得して前記モータの回転回数および回転速度を算出する演算部と、
前記算出した前記モータの回転回数および回転速度それぞれの変化量に基づいて前記負荷時タップ切換器および前記電動操作機構における異常内容を示す異常モードを判定する判定部と、
を備えた電動操作機構。
An electric operation mechanism for controlling an on-load tap changer capable of switching a tap provided in a stationary induction electric appliance,
a motor for driving the on-load tap changer;
an angle sensor coupled to the motor to detect a rotational position of the motor in a rotational direction;
a calculation unit that acquires a rotational position in a rotational direction of the motor detected by the angle sensor and calculates a number of rotations and a rotational speed of the motor;
a determination unit that determines an abnormality mode indicating an abnormality in the on-load tap changer and the electric operation mechanism based on the calculated changes in the number of rotations and the rotation speed of the motor;
An electrically operated mechanism equipped with
静止誘導電器に設けられたタップを切換可能な負荷時タップ切換器を駆動するモータおよび該モータの回転方向の回転位置を検出する角度センサを備えた電動操作機構および前記負荷時タップ切換器の故障判定方法であって、
前記角度センサから前記モータの回転方向の回転位置を取得し、
前記取得した前記回転位置に基づいて前記モータの回転回数および回転速度を算出し、
前記算出した前記モータの回転回数および回転速度それぞれの変化量に基づいて前記負荷時タップ切換器および前記電動操作機構における異常内容を判定すること
を特徴とする故障判定方法。
An electric operation mechanism including a motor that drives an on-load tap changer that is capable of switching a tap provided in a stationary induction electric appliance and an angle sensor that detects a rotational position in a rotational direction of the motor, and a method for determining a fault in the on-load tap changer, comprising:
acquiring a rotational position of the motor in a rotational direction from the angle sensor;
Calculating the number of rotations and the rotation speed of the motor based on the acquired rotation position;
A fault determination method characterized by determining the type of abnormality in the on-load tap changer and the motor-operated operating mechanism based on the calculated changes in the number of rotations and the rotation speed of the motor.
JP2022005629A 2022-01-18 2022-01-18 Electric operating device, electric operating mechanism, failure determination method Active JP7664866B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022005629A JP7664866B2 (en) 2022-01-18 2022-01-18 Electric operating device, electric operating mechanism, failure determination method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022005629A JP7664866B2 (en) 2022-01-18 2022-01-18 Electric operating device, electric operating mechanism, failure determination method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023104564A JP2023104564A (en) 2023-07-28
JP7664866B2 true JP7664866B2 (en) 2025-04-18

Family

ID=87379233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022005629A Active JP7664866B2 (en) 2022-01-18 2022-01-18 Electric operating device, electric operating mechanism, failure determination method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7664866B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007294543A (en) 2006-04-21 2007-11-08 Toshiba Corp Fault diagnosis device and method for tap switching device under load
JP2008091393A (en) 2006-09-29 2008-04-17 Toshiba Corp Load tap changer
JP2013247173A (en) 2012-05-24 2013-12-09 Toshiba Corp On-load tap changer and transformer
WO2019244235A1 (en) 2018-06-19 2019-12-26 株式会社東芝 Electric operator for tap changer and tap changing method
JP2022146354A (en) 2021-03-22 2022-10-05 株式会社東芝 Motor-driven operation mechanism and failure determination method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007294543A (en) 2006-04-21 2007-11-08 Toshiba Corp Fault diagnosis device and method for tap switching device under load
JP2008091393A (en) 2006-09-29 2008-04-17 Toshiba Corp Load tap changer
JP2013247173A (en) 2012-05-24 2013-12-09 Toshiba Corp On-load tap changer and transformer
WO2019244235A1 (en) 2018-06-19 2019-12-26 株式会社東芝 Electric operator for tap changer and tap changing method
JP2022146354A (en) 2021-03-22 2022-10-05 株式会社東芝 Motor-driven operation mechanism and failure determination method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023104564A (en) 2023-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6310905B2 (en) Function monitoring method of tap changer
JP6117338B2 (en) Monitoring method of tap changer
JP5382566B2 (en) Impedance matching device
JP2014117089A (en) Voltage abnormality detection device
JP7664866B2 (en) Electric operating device, electric operating mechanism, failure determination method
JP6961821B2 (en) Electric operation device for tap changer and tap changer method
JP2000223331A (en) Tap load switching device under load, control method therefor, and recording medium storing control program therefor
JP6212061B2 (en) Device for detecting rotation reduction of cooling fan of machine tool
JP6457589B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP6457583B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP7467382B2 (en) Electrically operated mechanism and failure determination method
JP3207174U (en) Electric driver operation detection device
JP5261339B2 (en) Impedance matching device
KR20180000686U (en) Performance detection device for electric screwdriver
JP4764245B2 (en) Fault diagnosis device and method for tap switching device under load
JP7039860B2 (en) Contact failure detector for magnetic contactors
JP2006128237A (en) Abnormality judgment device and method for tap switching device under load
JP2022113975A (en) Circuit breaker fault detection system
JP7189118B2 (en) Anomaly detector
JP5897351B2 (en) Motor control device
JP7021393B2 (en) Electric operation device for tap changer and tap changer method
JP2019047086A (en) Failure detection device for tap changer
KR200288784Y1 (en) Malfunction detection device of tap-changer in electric furnace transformer
JP2677843B2 (en) Sensor operation abnormality diagnosis device
JP2011077342A (en) Impedance matching device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240312

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20241216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250408

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7664866

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150