分路リアクトルの巻線温度は、巻線温度計や熱モデルによって間接的に監視するか、埋込温度センサを使って選定した巻線位置で直接測定できます。油入高電圧リアクトルでは、設計時にセンサを組み込む場合、光ファイバー温度プローブを直接の点式測温に使用できます。上部油温と巻線温度は異なる熱的な量であり、同じ測定として扱ってはいけません。
- 上部油温は巻線ホットスポット温度と直接一致しません。
- 従来の巻線温度指示は、巻線導体内部のセンサではなく、油温と負荷電流に関連する熱補償に基づくことが一般的です。
- 埋込光ファイバープローブで、選定した物理的な巻線位置を直接測定できます。
- 通常、点式プローブ1本は設置した1か所を測ります。
- 複数巻線位置には複数プローブと有効測定チャンネルが必要です。
- 位置はリアクトルの電磁・熱・絶縁設計に従います。
- 互換性のある監視計測器を通じて、温度データをPLC・SCADAへ接続できます。
分路リアクトル巻線温度監視ガイド
- 分路リアクトルで監視する温度
- 分路リアクトル巻線温度をどう監視しますか。
- 分路リアクトル巻線温度の直接・間接測定の比較
- 光ファイバーセンサによる分路リアクトル巻線温度測定
- 分路リアクトル巻線のどこに温度センサを配置しますか。
- 分路リアクトルの多点温度監視の仕組み
- 分路リアクトル監視の構成例
- 油入・乾式分路リアクトルの温度監視比較
- 分路リアクトル監視のPLC・SCADA接続方法
- 分路リアクトル巻線温度監視方式の選び方
- 分路リアクトル温度監視：新設と後付け比較
- INNOの分路リアクトル用光ファイバー温度監視
- 分路リアクトル監視構成に必要な情報
- 分路リアクトル巻線温度FAQ
分路リアクトルで監視する温度
分路リアクトルの各温度は異なる熱状態を表し、監視システムは通常、複数の温度を対象に構成します。一般的には、巻線温度、巻線ホットスポット候補の温度、油入リアクトルの上部油温、設計上必要な局所構造部や部品の温度などです。
| 温度 | 示す内容 | 一般的な監視方式 |
|---|---|---|
| 上部油温 | 上部油全体の熱状態。 | 油温センサ・表示計。 |
| 推定巻線温度。 | 計算・模擬した巻線熱状態 | 設計に応じたWTI・熱モデル |
| 巻線点の直接温度 | 特定の物理的な巻線位置の温度 | 光プローブなどの埋め込み点式センサ。 |
| 局所部品温度。 | 他の選定構造部・接続部の温度。 | 案件別センサ |
上部油温と直接巻線温度は異なり、上部油温だけでは正確な巻線ホットスポットは特定できません。
分路リアクトル巻線温度をどう監視しますか。
分路リアクトル巻線温度は一般に、次の方式の一つ、または組み合わせで監視します：
- 巻線温度指示計（WTI） ― 油温に負荷電流による熱補償を加え、巻線状態を推定する指示値。
- 熱モデル ― 運転・設計パラメータによる計算・模擬巻線温度。
- 埋め込み光ファイバー温度センサ。 ：巻線の選定物理位置に設置して直接点測定するプローブ。
- RTD・接触センサ — 機器設計が設置を許す位置での直接点式測温。
- 赤外線測定 ― 巻線内部ではなく、アクセスできる外表面に使用。
従来の巻線温度指示計は通常、測定した油温と負荷電流に関連する熱補償を用い、巻線温度を推定または模擬します。リアクトルの設計に応じて、電流入力と熱模擬機構を使うことが一般的です。多くの設計では、巻線導体の温度を物理的に測定するセンサではありません。
熱モデルは間接的な推定です。負荷電流、油温、冷却条件、熱定数、リアクトル設計パラメータなどを使いますが、巻線温度を直接測定しません。
分路リアクトル巻線温度の直接・間接測定の比較
| 方式 | 直接・間接 | 測定値が表すもの | 主な検討事項 |
|---|---|---|---|
| WTI | 間接 / 模擬 | 推定巻線熱状態 | 熱補償とリアクトル運転条件によります。 |
| 熱モデル | 間接 | 計算巻線温度・ホットスポット推定値 | モデル入力と設計パラメータによります。 |
| 埋込み光ファイバーセンサ | 直接点測定 | 設置した巻線位置の温度 | 必要な場合、機器設計・製造時にプローブを配置します。 |
| RTD・接触センサ | 適用可能な直接点測定。 | 設置センサ位置の温度 | 電気絶縁と設置設計の検討が必要 |
| 赤外線 | 表面直接測定 | アクセス可能な表面温度 | 光学アクセスなしでは巻線内部温度を直接測れない。 |
光ファイバーセンサは分路リアクトル巻線温度をどう測りますか。
分路リアクトルの巻線温度監視に使う光ファイバー温度センサの経路は、光ファイバープローブ→光ファイバー→監視計測器→温度データ→必要に応じてPLC / SCADAです。
プローブは選定した物理的な巻線位置に設置され、光測定経路は電気的に絶縁されます。光測定経路の高い耐電磁干渉性は、高電圧リアクトル周囲の電磁環境で有用です。監視計器自体は電子機器であり、通常は埋込感温位置の外部に設置します。
INNOは、この巻線直接測定に蛍光式光ファイバー点式測温を使います。測定系の一般的な仕組みは次をご覧ください： 光ファイバー温度測定：仕組みと用途
分路リアクトル巻線のどこに温度センサを配置しますか。
センサ位置は、リアクトルの電磁設計、巻線形状、想定損失分布、冷却構成、予測される熱的な位置に基づいて選定します。一般的には、高温が予測される巻線領域、熱設計で特定した位置、必要に応じた異なる相、温度分布の比較が必要な異なる巻線部分などを検討します。
すべての分路リアクトルに共通するセンサ位置はなく、点式センサがホットスポットを自動で探すこともありません。変圧器など、他の高電圧機器の巻線測温でも設計に基づいて配置を決めますが、機器の種類によって損失分布や巻線形状が異なるため、リアクトルと同じ配置とは考えないでください。
分路リアクトルの多点温度監視の仕組み
通常、点プローブ1本が有効な温度測定チャンネル1つに対応します。使用する監視計器によりますが、プローブ3本で巻線内の独立した3点、6本で6点、9本で9点を測定します。分路リアクトルに共通のチャンネル数はなく、実際の測定点数はリアクトルの熱監視計画に従います。
多チャンネル計測器なら、光ファイバー温度監視システムの一部として、選定した複数の巻線位置を同時監視できます。監視計画に合うチャンネル数の選び方は、次をご覧ください： 光ファイバー温度監視に必要なチャンネル数
分路リアクトル巻線温度監視の構成例
例1：選定した巻線位置3か所
構成例：光ファイバープローブ3本、有効チャンネル3つ以上、監視計器。
例2：選定巻線位置6箇所
構成例：6本のプローブ、対応多チャンネル計測器、必要な光ファイバー長。
例3：複数の巻線区間・相
チャネル数は固定値ではなく、実際の感温計画に合わせます。
これらは構成例であり、分路リアクトル監視の標準要件ではありません。
油入・乾式分路リアクトルの温度監視比較
油入分路リアクトルでは、上部油温、WTIや熱モデルによる推定巻線温度、埋め込み型の巻線直接測定プローブ、内部光ファイバー経路、フィードスルー、監視計測器などが関係します。
乾式・空心分路リアクトルでは、巻線表面や選定巻線点の温度、適した箇所でのRTD・熱電対、光ファイバー点式測温、アクセス可能な表面の赤外線測定、外部ファイバー経路などを検討します。
すべての乾式分路リアクトルが光ファイバー方式を使うわけではなく、油入リアクトルにも埋め込みプローブが常に必要とは限りません。適切な方式は個別のリアクトル設計と案件要件によります。
分路リアクトル監視のPLC・SCADA接続方法
統合経路は、光ファイバープローブ→監視計測器→産業用インターフェース→PLC / SCADA / プラント監視システムです。プローブはPLCへ直接接続しません。
計測器によって、Modbus RTUなどの対応プロトコルを使用するRS485、4-20 mA、警報リレー、対応機種のCAN、対応機種のEthernet / TCP/IPなどを利用できます。RS485は物理的なシリアルインターフェース、Modbus RTUはRS485上で一般的に使われるプロトコル、4-20 mAはアナログ出力、リレーは接点出力です。すべての計測器モデルがすべてのインターフェースに対応するわけではありません。詳細は、次をご覧ください。 光ファイバー温度監視システムをPLC・SCADA・他社プラットフォームへ接続する方法
分路リアクトル巻線温度監視方式の選び方
| 要件 | 検討すべき監視方式 |
|---|---|
| 上部油の状態 | 油温センサ・表示計。 |
| 推定巻線温度。 | 設計に応じたWTI・熱モデル |
| 選定巻線点の直接測定。 | 埋込点センサ |
| 高電圧巻線環境 | 光ファイバー点式測温が有用な場合があります。 |
| 強電磁環境 | 電気的絶縁が必要な場合に光ファイバー測温が有用です。 |
| アクセス可能外表面。 | 赤外線・接触測温が実用的な場合があります。 |
| 複数の巻線内部点 | 多チャネル埋込み点監視 |
高電圧直接測定の検討事項は、以下で詳しく説明しています： 高電圧温度測定に光ファイバー温度センサを使う理由は何ですか。
分路リアクトル温度監視：新設と後付け比較
新設の分路リアクトルでは、電磁設計、熱設計、絶縁設計、巻線製造、ファイバー経路計画の段階で、巻線埋込みセンサを検討できます。
既設設備への追加では、巻線内部へのアクセスが限られる場合があります。リアクトルの構造によっては、既存の油温・表面監視、アクセス可能な点での監視、外部センサのほうが実用的です。巻線内部の変更には、適切な資格・能力を持つ機器設計者の検討が必要です。設置作業は機器の安全手順に従ってください。非導電性の測定ファイバーを使用しても、充電中の機器での作業が安全になるわけではありません。
INNOの分路リアクトル用光ファイバー温度監視
INNOは、埋込み光学測温が指定された分路リアクトルのプロジェクトを含め、高電圧電気設備の選定した巻線位置を直接測温するための、蛍光式光ファイバー点式温度プローブと多チャネル監視計測器を提供します。
- 巻線の直接点温度測定。
- 電気的に絶縁された光学検出経路
- 光学測定経路の高い耐電磁干渉性。
- 小型プローブの選択肢
- 特注ファイバー長
- 多点監視
- 多チャネル監視計測器
- 計測器に応じたRS485と対応産業用通信オプション
- 対応時の4-20 mA・リレー出力。
- PLC / SCADA連携
- 機器メーカー向けOEM / ODM支援。
INNOの点式プローブの一般的な参考値には、測温範囲約-40～260 C、精度約+/-0.5～+/-1 C、応答1 s未満、プローブ径約2-3 mm、ファイバー長約0-20 mがあります。チャネル数は計測器とプロジェクト構成によって異なり、正確な仕様はプローブ、計測器、リアクトルのプロジェクト要件によって決まります。
分路リアクトル温度監視の構成に必要な情報は何ですか。
- リアクトル形式
- 油入／乾式／空心
- 該当する場合の定格電圧
- リアクトル巻線設計
- 監視する巻線・相の数
- 選定した温度測定位置
- 必要測定点。
- 必要有効チャネル
- 予想温度範囲
- 必要光ファイバー長
- プローブ設置段階。
- 監視計器の位置
- 現場表示要件。
- 警報要件
- RS485とModbus RTUなどの対応プロトコル要件
- 4-20 mA要件
- PLC / SCADA連携要件
- OEM / ODM要件
- 案件数量