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JP2019158750A - Water leakage detector - Google Patents

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JP2019158750A
JP2019158750A JP2018048169A JP2018048169A JP2019158750A JP 2019158750 A JP2019158750 A JP 2019158750A JP 2018048169 A JP2018048169 A JP 2018048169A JP 2018048169 A JP2018048169 A JP 2018048169A JP 2019158750 A JP2019158750 A JP 2019158750A
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water
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water level
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JP2018048169A
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Japanese (ja)
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祐介 芦崎
Yusuke Ashizaki
祐介 芦崎
陽平 板谷
Yohei Itaya
陽平 板谷
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Abstract

To provide a water leakage detector with which it is possible to detect water leakage suddenly occurring in a short time.SOLUTION: The water leakage detector according to an embodiment detects leakage of the cooling water of a cooling system that cools an electric power conversion device. The water leakage detector comprises: a data recording circuit for successively detecting the water level of a surge tank for storing cooling water, and recording water level data each time detected; a change amount computing circuit for computing a change amount per unit time of the water level data recorded in the data recording circuit; and a change amount comparison circuit for comparing the computed change among with a previously set first determination value. When the change amount is greater than or equal to the first determination value, the change amount comparison circuit generates a first alarm signal to the effect that excess water leakage is detected.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、水冷式の電力変換装置の冷却水の漏水を検出する漏水検出装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a water leakage detection device that detects a leakage of cooling water in a water-cooled power conversion device.

電力系統や電気鉄道、産業プラントにおいて、整流器や、電力補償装置、系統連系装置、電動機駆動装置など多くのパワーエレクトロニクス変換器が適用されている。パワーエレクトロニクス変換器の主回路に用いられるサイリスタやIEGT(Injection Enhanced Gate Transistor)、GCT(Gate Commutated Turn?off thyristor)などのパワーエレクトロニクス素子は大容量化が進んでおり、パワーエレクトロニクス変換器の容量は数メガワットあるいは数百メガワットの大容量に達している。   In power systems, electric railways, and industrial plants, many power electronics converters such as rectifiers, power compensators, grid interconnection devices, and motor drive devices are applied. Power electronics elements such as thyristors, IEGTs (Injection Enhanced Gate Transistors) and GCTs (Gate Commutated Turn-off thyristors) used in the main circuits of power electronics converters are increasing in capacity. It has reached a large capacity of several megawatts or hundreds of megawatts.

これら大容量のパワーエレクトロニクス変換器は、主回路を通電している運転時の発生熱量が大きいため、冷却方式は水冷とされることが多い。主回路冷却に用いる冷却水は、水の絶縁を高めるため純水が用いられる。冷却水は、熱交換器を介して循環冷却する方式が用いられる場合がある。   Since these large-capacity power electronics converters generate a large amount of heat during operation in which the main circuit is energized, the cooling system is often water-cooled. As the cooling water used for main circuit cooling, pure water is used to enhance water insulation. The cooling water may be circulated and cooled via a heat exchanger.

このような水冷の変換器の課題の1つに、変換器を収納した変換器盤のなかでの冷却水の漏水(水漏れ)が挙げられる。冷却水は、テフロン(登録商標)などの絶縁材料を用いたパイプや、素子冷却用の金属導体、集合配管など経由して通水される。   One of the problems of such a water-cooled converter is leakage of cooling water (water leakage) in a converter panel housing the converter. The cooling water is passed through a pipe using an insulating material such as Teflon (registered trademark), a metal conductor for element cooling, a collective pipe, and the like.

漏水箇所はさまざまであるが、パイプどうし、あるいはパイプと金属導体のつなぎ目のパッキンが経年劣化して亀裂を生じ、ゆっくりと漏水することが多い。こうしたケースでは、単位時間あたりの漏水量が少なく、変換器盤内に漏れ出た冷却水は、主回路が発生する熱によって蒸発して、それほど問題にならない。   There are various places where water leaks, but the pipes or the joints between the pipes and the metal conductors often deteriorate over time, causing cracks and leaking slowly. In such a case, the amount of water leakage per unit time is small, and the cooling water leaking into the converter panel evaporates due to the heat generated by the main circuit, which is not a problem.

いっぽう発生頻度は少ないながら、地震などによりパイプが接合部からまるごとはずれて、短時間に多量の冷却水が変換器盤内へ放出されることがある。この場合には、放出された冷却水は、蒸発する時間がないため、変換器盤内の充電部へ飛散するおそれがある。充電部に水が浸入した場合には、結果として、変換器盤内の電気回路の絶縁が低下し、場合によっては絶縁破壊によってアーク発生や回路短絡が生じ、変換器破損など大きな被害を生じるおそれがある。   On the other hand, although the frequency of occurrence is low, the entire pipe may come off the joint due to an earthquake or the like, and a large amount of cooling water may be discharged into the converter panel in a short time. In this case, since the discharged cooling water does not have time to evaporate, there is a possibility that the discharged cooling water may scatter to the charging unit in the converter panel. If water enters the live parts, the insulation of the electric circuit in the converter panel will be lowered as a result, and in some cases, arcing or circuit short-circuiting may occur due to dielectric breakdown, causing serious damage such as damage to the converter. There is.

変換器盤内の冷却水の漏水に対する検出・保護の方法としては、冷却水の絶対量を監視し、それが一定レベルまで低下したことをもって漏水発生と判断して、警報を発報し、または変換器を電源から解列する、などの保護動作を行うものが一般的である(たとえば、特許文献1参照)。   As a method of detection and protection against cooling water leakage in the converter panel, the absolute amount of cooling water is monitored, and when it has dropped to a certain level, it is determined that leakage has occurred, or an alarm is issued, or In general, the converter performs a protection operation such as disconnecting the converter from the power supply (see, for example, Patent Document 1).

特開平11−299219号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-299219

前述した従来の漏水検出の保護回路は、簡単な回路で具現できる長所がある反面、以下の短所がある。   The above-described conventional water leakage detection protection circuit has the advantage that it can be implemented with a simple circuit, but has the following disadvantages.

前述のように、通水回路のパッキン劣化などで、ゆっくりと漏水する場合には、単位時間あたりの漏水量が少ないので、漏れ出た水は、変換器内で蒸発して、さほど問題にならない。ゆえに従来の漏水検出保護回路の、サージタンク内の冷却水水位の監視をすることで、保護としては十分である。言いかたを変えれば、従来の漏水検出保護回路は、冷却水の漏れを検出するというよりは、冷却水の目減り(不足による冷却不良)を回避する考え方にもとづいている。   As mentioned above, when water leaks slowly due to deterioration of the packing of the water passage circuit, the amount of water leaked per unit time is small, so the leaked water evaporates in the converter and does not cause much problem. . Therefore, monitoring the cooling water level in the surge tank of the conventional water leakage detection protection circuit is sufficient for protection. In other words, the conventional water leakage detection and protection circuit is based on the idea of avoiding cooling water loss (cooling failure due to shortage) rather than detecting leakage of cooling water.

いっぽう、地震等の振動で、冷却パイプがフランジから脱落するような極端なケースだと、多量の冷却水が短時間に変換器盤内に放出されてしまう。従来の漏水検出保護回路だとサージタンク水位が、設定値以下にならないと警報が発報しない。すなわち、設定値以下に到達するまでは、冷却水は変換器盤内に放出され続けてしまう。冷却水は蒸発せずに盤内の主回路導体(充電部)に飛散することになる。通常、冷却水に使用される純水は、水道水や工業用水に比べれば導電率が低いものの、充電部を濡らしてしまうといっきに絶縁は下がってしまう。結果、最悪は変換器盤内の充電部どうし、または充電部と大地間でアークの発生や地絡・短絡が発生する。その箇所に電源から大きなエネルギーが供給されれば機器の破損など、変換器盤は多大なダメージを受けることになる。   On the other hand, in an extreme case where the cooling pipe falls off the flange due to vibration such as an earthquake, a large amount of cooling water is discharged into the converter panel in a short time. With the conventional leak detection protection circuit, the alarm will not be issued unless the surge tank water level falls below the set value. That is, the cooling water continues to be discharged into the converter panel until the set value is reached. The cooling water will not evaporate and will scatter to the main circuit conductor (charging part) in the panel. Normally, pure water used for cooling water has a lower electrical conductivity than tap water or industrial water, but when the live parts are wetted, insulation is lowered at the same time. As a result, in the worst case, an arc, a ground fault or a short circuit occurs between the charged parts in the converter panel or between the charged part and the ground. If a large amount of energy is supplied to the location from the power source, the converter panel will be damaged greatly, such as equipment breakage.

実施形態は、上記課題を解決するためになされたものであり、短時間の急激な漏水を検出できる漏水検出装置を提供する。   An embodiment is made in order to solve the above-mentioned subject, and provides a water leak detection device which can detect a rapid water leak for a short time.

実施形態に係る漏水検出装置は、電力変換装置を冷却する冷却システムの冷却水の漏水を検出する漏水検出装置であって、冷却水を貯水するサージタンクの水位を逐次検出して、前記水位のデータを検出するごとに記録するデータ記録回路と、前記データ記録回路に記録された前記水位のデータの単位時間あたりの変化量を演算する変化量演算回路と、演算された前記変化量と、あらかじめ設定された第1判定値とを比較する変化量比較回路と、を備える。前記変化量が前記第1判定値以上の場合に、前記変化量比較回路は、過剰な漏水を検出した旨の第1警報信号を生成する。   The water leakage detection device according to the embodiment is a water leakage detection device that detects a leakage of cooling water of a cooling system that cools the power conversion device, and sequentially detects the water level of a surge tank that stores the cooling water. A data recording circuit for recording data every time it detects data, a change amount calculating circuit for calculating a change amount per unit time of the water level data recorded in the data recording circuit, the calculated change amount, And a change amount comparison circuit for comparing the set first determination value. When the change amount is equal to or greater than the first determination value, the change amount comparison circuit generates a first alarm signal indicating that excessive water leakage has been detected.

本実施形態では、前記水位のデータの単位時間あたりの変化量を演算して、あらかじめ設定された第1判定値と比較して、比較結果にもとづいて、第1警報信号を生成するので、短時間の急激な漏水を検出できる。   In the present embodiment, the amount of change per unit time of the water level data is calculated and compared with a preset first determination value, and the first alarm signal is generated based on the comparison result. Can detect sudden water leaks over time.

実施形態に係る漏水検出装置を例示する模式的なブロック図である。It is a typical block diagram which illustrates the water leak detection apparatus concerning an embodiment. 実施形態の漏水検出装置の動作を説明するためのフローチャートの例である。It is an example of the flowchart for demonstrating operation | movement of the water leak detection apparatus of embodiment. 比較例の漏水検出装置を例示する模式的なブロック図である。It is a typical block diagram which illustrates the water leak detection apparatus of a comparative example.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
In the present specification and drawings, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

図1は、実施形態に係る漏水検出装置を例示する模式的なブロック図である。
図1に示すように、実施形態の漏水検出装置6は、変換器1の主回路10を冷却する冷却システムのサージタンク4に設けられた水位検出センサ5から、サージタンク4中の冷却水3の水位のデータを取得する。漏水検出装置6は、冷却水3の水位のデータを、たとえば、定周期で取得し、単位時間あたりの水位の変化量を演算し、変化量が所定値以上の場合に過大な漏水が発生している旨の警報を発するための警報信号を生成する。
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a water leakage detection device according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the water leakage detection device 6 of the embodiment includes a cooling water 3 in the surge tank 4 from a water level detection sensor 5 provided in the surge tank 4 of the cooling system that cools the main circuit 10 of the converter 1. Get water level data. The water leakage detection device 6 acquires the water level data of the cooling water 3 at regular intervals, for example, calculates the amount of change in the water level per unit time, and excessive water leakage occurs when the amount of change is greater than or equal to a predetermined value. An alarm signal for generating an alarm to the effect is generated.

変換器1の冷却システムでは、循環用の配管21に冷却水3が充填され、ポンプ23によって、冷却水3を主回路10と冷却装置2との間で循環させる。冷却装置2は、主回路10で発生した熱を吸熱し、循環されてもどってきた冷却水3を再度冷却する熱交換器等を含んでいる。   In the cooling system of the converter 1, the cooling pipe 3 is filled with the cooling water 3, and the cooling water 3 is circulated between the main circuit 10 and the cooling device 2 by the pump 23. The cooling device 2 includes a heat exchanger that absorbs heat generated in the main circuit 10 and cools the cooling water 3 that has been circulated again.

冷却水3は、配管21に接続され、鉛直方向に延伸された配管22にも満たされており、配管の上端に設けられたサージタンク4の所定の水位まで満たされている。冷却水3は、このような閉じた流体の経路中を循環するので、冷却水3の水量は一定である。そのため、通常の状態では、サージタンク4の冷却水3の水位は、所定の水位でほぼ一定である。サージタンク4の冷却水3の水位は、冷却水3の漏水の程度に応じて減少し得る。   The cooling water 3 is also connected to a pipe 22 connected to the pipe 21 and extending in the vertical direction, and is filled up to a predetermined water level in the surge tank 4 provided at the upper end of the pipe. Since the cooling water 3 circulates in such a closed fluid path, the amount of the cooling water 3 is constant. Therefore, in a normal state, the water level of the cooling water 3 in the surge tank 4 is substantially constant at a predetermined water level. The water level of the cooling water 3 in the surge tank 4 can be reduced according to the degree of leakage of the cooling water 3.

サージタンク4の冷却水3の水位は、水位検出センサ5によって検出される。水位検出センサ5は、たとえばレーザ等を用いた光学式レベルセンサ等である。水位検出センサ5は、検出した冷却水3の水位のデータを漏水検出装置6に送信する。   The water level of the cooling water 3 in the surge tank 4 is detected by a water level detection sensor 5. The water level detection sensor 5 is, for example, an optical level sensor using a laser or the like. The water level detection sensor 5 transmits the detected water level data of the cooling water 3 to the water leakage detection device 6.

漏水検出装置6の構成について詳細に説明する。
実施形態の漏水検出装置6は、データ記録回路6aと、変化量演算回路6bと、変化量比較回路6cと、保護動作回路6dと、を備える。データ記録回路6aは、サージタンク4に設けられた水位検出センサ5が検出した水位データを入力し、取得時刻に関連付けて記憶する。
The configuration of the water leakage detection device 6 will be described in detail.
The water leakage detection device 6 of the embodiment includes a data recording circuit 6a, a change amount calculation circuit 6b, a change amount comparison circuit 6c, and a protection operation circuit 6d. The data recording circuit 6a inputs the water level data detected by the water level detection sensor 5 provided in the surge tank 4, and stores it in association with the acquisition time.

変化量演算回路6bは、データ記録回路6aから時系列で蓄えられた水位データを関連付けられている取得時刻のデータとともに逐次読み出す。変化量演算回路6bは、読み出した2組の水位データおよび取得時刻のデータにもとづいて、水位の単位時間あたりの変化量を演算する。つまり、水位の単位時間あたりの変化量ΔXは、水位Xとすると、以下の式(1)で表される。   The variation calculation circuit 6b sequentially reads out the water level data stored in time series from the data recording circuit 6a together with the data of the acquisition time associated therewith. The change amount calculation circuit 6b calculates the amount of change per unit time of the water level based on the two sets of read water level data and acquisition time data. That is, the amount of change ΔX per unit time of the water level is expressed by the following formula (1), where the water level X is assumed.

ΔX=dX/dt (1)   ΔX = dX / dt (1)

より具体的には、水位Xは、時間の関数であり、データの定周期取得のために、時間は離散的なので、X=X(ti)と表される。tiは、時系列のうち、i番目の取得時刻を表しており、t1,t2,…と、i(=自然数)が大きくなるほど新しいデータであることを示す。式(1)を書き換えると、以下の式(1’)のようになる。   More specifically, the water level X is a function of time, and since the time is discrete in order to acquire a fixed period of data, it is expressed as X = X (ti). ti represents the i-th acquisition time in the time series, and indicates that as i (= natural number) increases, t1, t2,... When equation (1) is rewritten, the following equation (1 ') is obtained.

ΔX={X(ti+1)−X(ti)}/{(ti+1)−(ti)} (1’)   ΔX = {X (ti + 1) −X (ti)} / {(ti + 1) − (ti)} (1 ′)

変化量比較回路6cは、変化量演算回路6bによって計算された変化量ΔXのデータを入力する。変化量比較回路6cには、変化量判定値ΔXsがあらかじめ設定されている。変化量比較回路6cは、変化量ΔXのデータと、変化量判定値Xsとを比較する。変化量ΔXのデータが変化量判定値ΔXs以上の場合には、アクティブな判定結果信号を生成して、保護動作回路6dに供給する。変化量比較回路6cは、変化量ΔXのデータが変化量判定値ΔXsよりも小さい場合には、判定結果信号を非アクティブにする。   The change amount comparison circuit 6c receives data of the change amount ΔX calculated by the change amount calculation circuit 6b. A change amount determination value ΔXs is preset in the change amount comparison circuit 6c. The change amount comparison circuit 6c compares the change amount ΔX data with the change amount determination value Xs. When the data of the change amount ΔX is greater than or equal to the change amount determination value ΔXs, an active determination result signal is generated and supplied to the protection operation circuit 6d. The change amount comparison circuit 6c deactivates the determination result signal when the data of the change amount ΔX is smaller than the change amount determination value ΔXs.

保護動作回路6dは、変化量比較回路6cからアクティブな判定結果を受けた場合に、警報信号を生成する。警報信号は、たとえば、変換器1の制御装置に対して主回路10の動作を停止するゲートブロック信号を生成させる。主回路10は、ゲートブロック信号によって、動作停止となる。   The protection operation circuit 6d generates an alarm signal when receiving an active determination result from the change amount comparison circuit 6c. For example, the alarm signal causes the control device of the converter 1 to generate a gate block signal that stops the operation of the main circuit 10. The main circuit 10 is stopped by the gate block signal.

実施形態の漏水検出装置6は、水位変化量の判定を行うだけでなく、サージタンクの水位X(ti)が最低水位レベルXs以上であるか否かを合わせて判定してもよい。   The water leakage detection device 6 of the embodiment may not only determine the amount of change in the water level, but may also determine whether the surge tank water level X (ti) is equal to or higher than the minimum water level Xs.

図2は、実施形態の漏水検出装置の動作を説明するためのフローチャートの例である。
実施形態の漏水検出装置6は、2つの判定フローを実行する。判定フローは、サージタンク4の冷却水3の水位の変化量ΔXの異常の有無を判定するステップS11〜S13、および、水位Xの絶対的なレベル低下を判定するステップS21〜S22を含んでいる。これらのフローは、ステップS01において、漏水検出装置6が、サージタンク4の冷却水3の水位Xのデータを取得した後、たとえば並行して実行される。
FIG. 2 is an example of a flowchart for explaining the operation of the water leakage detection device of the embodiment.
The water leak detection device 6 of the embodiment executes two determination flows. The determination flow includes steps S11 to S13 for determining whether or not there is an abnormality in the water level change amount ΔX of the cooling water 3 in the surge tank 4, and steps S21 to S22 for determining an absolute level decrease in the water level X. . These flows are executed in parallel after the water leakage detection device 6 acquires the data of the water level X of the cooling water 3 of the surge tank 4 in step S01, for example.

まず、サージタンク4の冷却水3の水位の変化量ΔXの異常の有無に対する判定フローについて説明する。
図2に示すように、ステップS01では、水位Xのデータを取得した後、データ記録回路6aは、水位Xのデータを取得時刻に関連付けて、記録する。
First, a determination flow for the presence / absence of abnormality in the amount of change ΔX of the water level of the cooling water 3 in the surge tank 4 will be described.
As shown in FIG. 2, in step S01, after acquiring the water level X data, the data recording circuit 6a records the water level X data in association with the acquisition time.

ステップS11において、変化量演算回路6bは、データ記録回路6aから、隣接する取得時刻ti+1,tiとこれらに関連付けられた水位Xのデータ(X(ti+1),X(ti))を読み出す。変化量演算回路6bは、読み出した取得時刻ti+1,tiおよび水位Xのデータ(X(ti+1),X(ti))から水位の変化量ΔXを演算する(式(1’))。   In step S11, the variation calculation circuit 6b reads the adjacent acquisition times ti + 1 and ti and the data of the water level X (X (ti + 1) and X (ti)) associated therewith from the data recording circuit 6a. The change amount calculation circuit 6b calculates the change amount ΔX of the water level from the read acquisition times ti + 1 and ti and the data of the water level X (X (ti + 1), X (ti)) (formula (1 ′)).

ステップS12において、変化量比較回路6cは、変化量演算回路6bによって計算された変化量ΔXと、あらかじめ設定された変化量判定値ΔXsとを比較する。変化量比較回路6cは、変化量ΔXが変化量判定値ΔXsよりも大きい場合には、次のステップS13に処理を遷移させる。変化量ΔXが変化量判定値ΔXs以下の場合には、ステップS11に処理を戻して、次に隣接する取得時刻に関する演算を実行する。   In step S12, the change amount comparison circuit 6c compares the change amount ΔX calculated by the change amount calculation circuit 6b with a preset change amount determination value ΔXs. When the change amount ΔX is larger than the change amount determination value ΔXs, the change amount comparison circuit 6c shifts the process to the next step S13. If the change amount ΔX is less than or equal to the change amount determination value ΔXs, the process returns to step S11, and the next calculation related to the acquisition time is executed.

ステップS13において、保護動作回路6dは、変化量ΔXが、変化量判定値ΔXsよりも大きいことにしたがって、大量の漏水が発生したものと判断し、大量漏水の場合に発報する警報信号を生成して出力する。   In step S13, the protection operation circuit 6d determines that a large amount of water leakage has occurred in accordance with the change amount ΔX being greater than the change amount determination value ΔXs, and generates an alarm signal to be notified in the case of a large amount of water leakage. And output.

警報信号は、たとえば、変換器1または制御装置に送信される。ステップS31において、変換器1または制御装置は、変換器1を停止させるゲートブロック信号やインタロック信号を生成して、変換器1を停止させる。   The alarm signal is transmitted to the converter 1 or the control device, for example. In step S31, the converter 1 or the control device generates a gate block signal or an interlock signal that stops the converter 1, and stops the converter 1.

次に、水位Xの絶対的なレベル低下を判定するフローについて説明する。
ステップS21において、漏水検出装置6は、データ記録回路6aからたとえば最新の取得時刻およびその取得時刻に関連付けられた水位Xのデータを読み出す。漏水検出装置6は、読み出した水位Xのデータを、あらかじめ設定された水位判定値Xsと比較する。漏水検出装置6は、水位Xが、水位判定値Xsよりも小さい(低い)場合には、次のステップS22に処理を遷移させる。漏水検出装置6は、水位Xが、水位判定値Xs以上の場合には、ステップS21に戻って、次の取得時刻および水位Xのデータを読み出す処理を繰り返す。
Next, a flow for determining an absolute level drop of the water level X will be described.
In step S21, the water leakage detection device 6 reads, for example, the latest acquisition time and water level X data associated with the acquisition time from the data recording circuit 6a. The water leak detection device 6 compares the read water level X data with a preset water level determination value Xs. When the water level X is smaller (lower) than the water level determination value Xs, the water leakage detection device 6 shifts the process to the next step S22. If the water level X is equal to or higher than the water level determination value Xs, the water leakage detection device 6 returns to step S21 and repeats the process of reading the next acquisition time and water level X data.

ステップS22において、漏水検出装置6は、冷却水3が不足していると判断し、冷却水3が不足していることを表す警報信号を生成して出力する。   In step S22, the water leakage detection device 6 determines that the cooling water 3 is insufficient, and generates and outputs an alarm signal indicating that the cooling water 3 is insufficient.

この場合の警報信号は、たとえば、変換器1およびその冷却システム等を監視するHMI端末に送信され、HMI端末の監視画面上に、「冷却水レベル低下」等の表示によりオペレータに注意を喚起する。   The alarm signal in this case is transmitted to, for example, the HMI terminal that monitors the converter 1 and its cooling system, etc., and alerts the operator by displaying “cooling water level drop” or the like on the monitoring screen of the HMI terminal. .

このように、実施形態の漏水検出装置6では、サージタンク4の冷却水3の水位の変化量ΔXの異常を検出した場合と、サージタンク4の冷却水3の水位Xの絶対的なレベル低下を検出した場合とで、保護動作の程度を変えることができる。   As described above, in the water leakage detection device 6 of the embodiment, when an abnormality in the amount of change ΔX of the cooling water 3 in the surge tank 4 is detected, an absolute level decrease in the water level X of the cooling water 3 in the surge tank 4 is detected. The degree of the protection operation can be changed depending on the case of detecting.

上述では、サージタンク4の冷却水3の水位の変化量ΔXの検出においては、1つの変化量判定値ΔXsの設定に限らず、複数の変化量判定値を設定してもよい。複数の変化量判定値を設定することによって、異なるレベルの保護動作を実行するようにできる。   In the above description, the detection of the change amount ΔX of the water level of the cooling water 3 in the surge tank 4 is not limited to setting one change amount determination value ΔXs, and a plurality of change amount determination values may be set. By setting a plurality of change amount determination values, different levels of protection operations can be executed.

上述では、水位Xのデータは、定周期で取得されるものとして説明したが、水位Xのデータは、非定周期で取得され、式(1)または式(1’)にしたがって、変化量ΔXを算出するようにしてももちろんかまわない。   In the above description, the data of the water level X has been described as being acquired at a constant cycle. However, the data of the water level X is acquired at a non-constant cycle, and the change amount ΔX according to the equation (1) or the equation (1 ′). Of course, it does not matter if it is calculated.

実施形態の漏水検出装置6は、たとえば記憶装置(図示せず)等に格納されたプログラムを読み出して、逐次実行するCPU(Central Processing Unit)等を含んでもよい。実施形態の漏水検出装置6は、プログラマブルコントローラ(PLC)によって実現されてもよい。上述した各ブロック(回路)の一部または全部は、プログラムを構成する1つまたは複数のステップにより実現される。   The water leakage detection device 6 according to the embodiment may include a CPU (Central Processing Unit) or the like that reads a program stored in a storage device (not shown) or the like and executes the program sequentially. The water leakage detection device 6 of the embodiment may be realized by a programmable controller (PLC). Part or all of each of the blocks (circuits) described above is realized by one or a plurality of steps constituting the program.

実施形態の漏水検出装置6の効果について、比較例の漏水検出装置と比較しつつ説明する。
図3は、比較例の漏水検出装置を例示する模式的なブロック図である。
図3に示すように、漏水検出装置106は、保護動作回路106dを有している。保護動作回路106dは、サージタンク4に設けられた水位検出センサ5に接続されている。
The effect of the water leakage detection device 6 of the embodiment will be described in comparison with the water leakage detection device of the comparative example.
FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating a water leakage detection device of a comparative example.
As shown in FIG. 3, the water leakage detection device 106 has a protection operation circuit 106d. The protection operation circuit 106 d is connected to the water level detection sensor 5 provided in the surge tank 4.

比較例の場合には、水位検出センサ5は、たとえばレベルスイッチ等の水位センサであり、サージタンク4内の冷却水3が水位検出センサ5で設定された水位判定値Xsまで低下したときに、レベル低下信号を出力する。   In the case of the comparative example, the water level detection sensor 5 is a water level sensor such as a level switch, for example, and when the cooling water 3 in the surge tank 4 drops to the water level determination value Xs set by the water level detection sensor 5, Outputs a low level signal.

保護動作回路106dは、レベル低下信号が供給されることによって、所定の保護動作を実行する。所定の保護動作は、たとえば、変換器1の解列指令や、HMI端末に対する警告表示のための信号の生成、出力等である。   The protection operation circuit 106d performs a predetermined protection operation when the level lowering signal is supplied. The predetermined protection operation is, for example, a disconnection command for the converter 1, a signal generation or output for warning display to the HMI terminal, or the like.

比較例の場合には、サージタンク4の冷却水3の水位が、1つのしきい値に達したことをもって、漏水判定を行う。そのため微小な漏水が長期間にわたって生じた場合に、冷却水3の減少により冷却性能の低下を生じないように、点検、補修等を行うことには適している。たとえば、微小な漏水が変換器1の周囲に発生しても、通常の場合には、蒸発して絶縁破壊等の不具合を生じることはない。しかしながら、地震等の自然災害等によって、配管が破断することによって、短時間に大量の漏水が発生した場合には、漏水した水は蒸発する期間がないので、変換器1内に漏水が浸入すると、絶縁破壊等生じて、事故につながるおそれがある。   In the case of the comparative example, the water leakage determination is performed when the water level of the cooling water 3 in the surge tank 4 has reached one threshold value. Therefore, when a minute water leak occurs over a long period of time, it is suitable for performing inspections, repairs, and the like so as not to cause a decrease in cooling performance due to a decrease in the cooling water 3. For example, even if a minute water leak occurs around the converter 1, in a normal case, it does not evaporate and causes a problem such as dielectric breakdown. However, when a large amount of water leakage occurs in a short time due to a pipe rupture due to a natural disaster such as an earthquake, the leaked water does not have a period to evaporate. Insulation breakdown may occur, leading to an accident.

実施形態の漏水検出装置6では、サージタンク4の冷却水3の水位Xのデータを逐次取得し、取得時刻に関連付けて記録する。取得時刻およびそれに関連付けた水位Xのデータを用いて、水位の変化量ΔXを演算し、所定の変化量判定値ΔXsよりも大きい場合には、配管破断等による大量の漏水があったものと判定して、緊急に変換器1の停止等することができる。大量の漏水によって変換器1に冷却水が浸入しても、変換器1は停止しているので、それ以上の被害の拡大を阻止することができる。   In the water leakage detection device 6 of the embodiment, the data of the water level X of the cooling water 3 of the surge tank 4 is sequentially acquired and recorded in association with the acquisition time. Using the acquisition time and the data of the water level X associated therewith, the water level change amount ΔX is calculated, and if it is larger than the predetermined change amount determination value ΔXs, it is determined that there has been a large amount of water leakage due to pipe breakage or the like. Thus, the converter 1 can be stopped urgently. Even if cooling water enters the converter 1 due to a large amount of water leakage, the converter 1 is stopped, so that further damage can be prevented.

施工時の配管接続作業等の不備等によって、配管の破断によるものに及ばないものの、顕著な漏水を生じる場合や、さまざまな漏水の要因、漏水のレベルが生じ得る。実施形態の漏水検出装置6では、変化量判定値ΔXsを複数設定することができるので、多様な災害、事故、施工不良等による漏水に対処することができ、漏水の程度に応じて、異なる警報レベルを容易に設定することができる。   Due to inadequate piping connection work, etc. during construction, it may not be as much as that due to pipe breakage, but it may cause significant water leakage, various water leakage factors, and water leakage levels. In the water leakage detection device 6 of the embodiment, since a plurality of change amount determination values ΔXs can be set, it is possible to cope with water leakage due to various disasters, accidents, construction failures, etc., and different alarms depending on the degree of water leakage Levels can be set easily.

実施形態の漏水検出装置6では、水位Xのデータを取得時刻とともに記録するので、水位の変化量ΔXばかりでなく、水位Xの絶対的なレベルの低下判定も同時に行うことができ、より確実に安全な冷却システムを構築することができる。   In the water leakage detection device 6 of the embodiment, since the data of the water level X is recorded together with the acquisition time, not only the change amount ΔX of the water level but also the absolute level decrease determination of the water level X can be performed at the same time, more reliably. A safe cooling system can be constructed.

以上説明した実施形態によれば、短時間の急激な漏水を検出できる漏水検出装置を実現することができる。   According to the embodiment described above, it is possible to realize a water leakage detection device that can detect a rapid water leakage in a short time.

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、その他のさまざま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およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalents thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

1 変換器、2 冷却装置、3 冷却水、4 サージタンク、5 水位検出センサ、6 漏水検出装置、6a データ記録回路、6b 変化量演算回路、6c 変化量比較回路、6d 保護動作回路、10 主回路、21,22 配管、23 循環ポンプ
1 converter, 2 cooling device, 3 cooling water, 4 surge tank, 5 water level detection sensor, 6 water leakage detection device, 6a data recording circuit, 6b change amount calculation circuit, 6c change amount comparison circuit, 6d protection operation circuit, 10 main Circuit, 21, 22 Piping, 23 Circulation pump

Claims (3)

電力変換装置を冷却する冷却システムの冷却水の漏水を検出する漏水検出装置であって、
冷却水を貯水するサージタンクの水位を逐次検出して、前記水位のデータを検出するごとに記録するデータ記録回路と、
前記データ記録回路に記録された前記水位のデータの単位時間あたりの変化量を演算する変化量演算回路と、
演算された前記変化量と、あらかじめ設定された第1判定値とを比較する変化量比較回路と、
を備え、
前記変化量が前記第1判定値以上の場合に、前記変化量比較回路は、過剰な漏水を検出した旨の第1警報信号を生成する漏水検出装置。
A water leakage detection device for detecting leakage of cooling water in a cooling system for cooling a power converter,
A data recording circuit that sequentially detects the water level of a surge tank that stores cooling water and records the water level data each time it is detected;
A change amount calculation circuit for calculating a change amount per unit time of the water level data recorded in the data recording circuit;
A change amount comparison circuit that compares the calculated change amount with a preset first determination value;
With
When the change amount is equal to or greater than the first determination value, the change amount comparison circuit generates a first alarm signal indicating that excessive water leak has been detected.
前記変化量比較回路は、前記変化量と、あらかじめ設定され、前記第1判定値よりも大きさが小さい第2判定値とを比較し、
前記変化量が、前記第2判定値以上の場合に、漏水を検出した旨の第2警報信号を生成し、
前記第1警報信号は、前記電力変換装置の動作を停止する信号を生成するのに用いられ、
前記第2警報信号は、前記電力変換装置および前記冷却システムの動作を監視する監視装置に対して前記冷却システムの点検をうながす警告を表示するための指令を生成するのに用いられる請求項1記載の漏水検出装置。
The change amount comparison circuit compares the change amount with a second determination value that is set in advance and smaller than the first determination value,
When the amount of change is equal to or greater than the second determination value, a second alarm signal indicating that water leakage has been detected is generated,
The first alarm signal is used to generate a signal for stopping the operation of the power converter,
The said 2nd alarm signal is used for producing | generating the command for displaying the warning which prompts inspection of the said cooling system with respect to the monitoring apparatus which monitors the operation | movement of the said power converter device and the said cooling system. Water leakage detection device.
前記データ記録回路に記録された前記水位のデータと、あらかじめ設定された第3判定値とを比較する請求項1または2に記載の漏水検出装置。


The water leak detection device according to claim 1 or 2, wherein the water level data recorded in the data recording circuit is compared with a preset third determination value.


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