JP2024129552A - Maintenance and Inspection Equipment - Google Patents
Maintenance and Inspection Equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024129552A JP2024129552A JP2023038843A JP2023038843A JP2024129552A JP 2024129552 A JP2024129552 A JP 2024129552A JP 2023038843 A JP2023038843 A JP 2023038843A JP 2023038843 A JP2023038843 A JP 2023038843A JP 2024129552 A JP2024129552 A JP 2024129552A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage means
- maintenance
- data
- information stored
- abnormality
- 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.)
- Pending
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 57
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 11
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000004091 panning Methods 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
【課題】保守点検作業者が現場に行かなくても何らかの異常や異常の予兆が分かり、かつ省人化を実現し得る保守点検装置を提供する。
【解決手段】保守点検装置10は、漏洩電流の点検対象である変圧器の電力情報と、当該変圧器と隣接する1以上の他の変圧器の電力情報とが記憶される記憶手段12と、記憶手段12に記憶された情報に基づいて機械学習を行う学習手段13であり、記憶手段12に記憶された電力情報の正常データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成する学習手段13と、生成モデルを用いて、記憶手段12に記憶された電力情報の計測データに基づいた電気設備の異常判定を行う判定手段14とを有する。
【選択図】図2
To provide a maintenance and inspection device that enables a maintenance and inspection worker to detect any abnormality or a sign of an abnormality without visiting the site, and that can realize labor saving.
[Solution] The maintenance and inspection device 10 has a memory means 12 that stores power information of a transformer that is to be inspected for leakage current and power information of one or more other transformers adjacent to the transformer, a learning means 13 that performs machine learning based on the information stored in the memory means 12, the learning means 13 generating a generative model by performing machine learning based on normal data of the power information stored in the memory means 12, and a judgment means 14 that uses the generative model to judge abnormalities in electrical equipment based on measurement data of the power information stored in the memory means 12.
[Selected figure] Figure 2
Description
本発明は、キュービクル(キュービクル式高圧受電設備)の保守点検に用いられる保守点検装置に関する。 The present invention relates to a maintenance and inspection device used for the maintenance and inspection of cubicles (cubicle-type high-voltage power receiving equipment).
近年、キュービクルの保守点検に用いられるシステムの自動化が求められている。
例えば、特許文献1には、人が行っていたキュービクルの保安点検を自動化して、24時間点検することを目的とした保安システムが記載されている。この保安システムは、少なくとも2以上のユニットを有する複数のキュービクル装置と、キュービクル装置からのネットワークを介した各情報を取得するアラーム出力装置とから構成されている。
In recent years, there has been a demand for automation of systems used for cubicle maintenance and inspection.
For example, Patent Document 1 describes a security system that aims to automate cubicle security inspections that have been performed by humans and perform inspections 24 hours a day. This security system is composed of multiple cubicle devices each having at least two units, and an alarm output device that acquires various information from the cubicle devices via a network.
しかし、キュービクルの保守点検においても、昨今の労働力不足(人材不足)の解消と、保守点検業務の品質向上とは、両立させる必要がある。そのため、保守点検作業における省人化に加えて、保守点検作業者が現場(点検先)に行かなくても異常や異常の予兆が分かるような技術が求められている。 However, even in the case of cubicle maintenance and inspection, it is necessary to balance resolving the current labor (human resource) shortage with improving the quality of maintenance and inspection work. Therefore, in addition to reducing the number of people required for maintenance and inspection work, there is a demand for technology that allows maintenance and inspection workers to detect abnormalities and signs of abnormalities without having to go to the site (inspection location).
そうすると、特許文献1に記載の保安システムは、音や超音波を収集する集音部、臭気を検知する臭気検知部、温度を計測する温度計測部などにより取得される音情報、臭気情報、温度情報などといった情報のうち、いずれか二種以上の情報の組み合わせに基づいてアラームを出力するものであるため(段落0088)、集音部や臭気検知部といったいわゆるセンサにより取得されない情報に基づく異常は検知できない。 Therefore, the security system described in Patent Document 1 outputs an alarm based on a combination of two or more types of information, such as sound information, odor information, and temperature information acquired by a sound collection unit that collects sound and ultrasound, an odor detection unit that detects odors, and a temperature measurement unit that measures temperature (paragraph 0088), and therefore cannot detect abnormalities based on information that is not acquired by so-called sensors such as a sound collection unit or odor detection unit.
よって、本発明は、保守点検作業者が現場に行かなくても何らかの異常や異常の予兆が分かり、かつ省人化を実現し得る保守点検装置の提供を目的とする。 The present invention aims to provide a maintenance and inspection device that can detect any abnormalities or signs of abnormalities without the need for a maintenance and inspection worker to go to the site, and can reduce the number of personnel required.
本発明の保守点検装置は、漏洩電流の点検対象である変圧器の電力情報と、当該変圧器と隣接する1以上の他の変圧器の電力情報とが記憶される記憶手段と、記憶手段に記憶された情報に基づいて機械学習を行う学習手段であり、記憶手段に記憶された電力情報の正常データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成する学習手段と、生成モデルを用いて、記憶手段に記憶された電力情報の計測データに基づいた電気設備の異常判定を行う判定手段とを有する。 The maintenance and inspection device of the present invention has a storage means for storing power information of a transformer to be inspected for leakage current and power information of one or more other transformers adjacent to the transformer, a learning means for performing machine learning based on the information stored in the storage means, the learning means generating a generative model by performing machine learning based on normal data of the power information stored in the storage means, and a determination means for determining an abnormality in electrical equipment based on measurement data of the power information stored in the storage means using the generative model.
これにより、点検対象であるキュービクルの変圧器と隣接する1以上の他の変圧器の電力情報を使用して機械学習が行われ、生成モデルが生成され、当該生成モデルを用いて電力情報の計測データに基づいた電気設備の異常判定が行われる。 This allows machine learning to be performed using power information from the cubicle transformer being inspected and one or more other adjacent transformers, generating a generative model, which is then used to determine abnormalities in electrical equipment based on the measured power information data.
また、記記憶手段は、点検対象である変圧器の周辺の温度または/および湿度に関する情報が記憶され、学習手段は、記憶手段に記憶された情報の正常データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成し、判定手段は、生成モデルを用いて、記憶手段に記憶された情報の計測データに基づいた電気設備の異常判定を行うことが好ましい。 In addition, it is preferable that the storage means stores information regarding the temperature and/or humidity around the transformer to be inspected, the learning means generates a generative model by performing machine learning based on normal data of the information stored in the storage means, and the determination means uses the generative model to determine an abnormality in the electrical equipment based on the measurement data of the information stored in the storage means.
これにより、さらに点検対象であるキュービクルの変圧器以外の情報を使用して機械学習が行われ、生成モデルが生成される。 This allows machine learning to be performed using information other than that of the cubicle transformer being inspected, to generate a generative model.
特に、記憶手段に記憶される電力情報は、各相の電圧、各相の電流、有効電力、無効電力、皮相電力、周波数、力率のうち1以上の情報であり、学習手段は、記憶手段に記憶された情報の正常データに基づいて機械学習を行うことによりオートエンコーダの生成モデルを生成し、判定手段は、生成モデルを用いて、記憶手段に記憶された情報の計測データを入力データとして出力データを出力し、当該入力データと当該出力データとの偏差に基づく標準偏差を取得し、当該標準偏差が一定範囲外である場合に異常と判断する異常判定を行うことが好ましい。 In particular, it is preferable that the power information stored in the storage means is one or more of the voltage of each phase, the current of each phase, active power, reactive power, apparent power, frequency, and power factor, the learning means generates a generative model of the autoencoder by performing machine learning based on normal data of the information stored in the storage means, and the determination means uses the generative model to output output data using measurement data of the information stored in the storage means as input data, obtains a standard deviation based on the deviation between the input data and the output data, and performs an abnormality determination to determine that an abnormality exists if the standard deviation is outside a certain range.
さらに、記憶手段は、一定期間における各情報の時系列データが記憶され、学習手段は、記憶手段に記憶された正常データの当該一定期間における時系列データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成し、判定手段は、生成モデルを用いて、記憶手段に記憶された情報の計測データの当該一定期間における時系列データに基づいた電気設備の異常判定を行うことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the storage means stores time series data of each piece of information for a certain period of time, the learning means generates a generative model by performing machine learning based on the time series data of normal data for the certain period stored in the storage means, and the determination means uses the generative model to determine an abnormality in the electrical equipment based on the time series data of measurement data of the information stored in the storage means for the certain period of time.
これにより、瞬間的な情報ではなく、ある程度の期間(例えば、1分~1時間)における総合的な情報を使用して機械学習が行われ、生成モデルが生成される。 This allows machine learning to be performed using comprehensive information over a certain period of time (for example, one minute to one hour) rather than instantaneous information, to generate a generative model.
本発明の保守点検装置は、かかる構成により、点検対象であるキュービクルの変圧器と隣接する1以上の他の変圧器の電力情報を使用して機械学習が行われ、生成モデルが生成され、当該生成モデルを用いて電力情報の計測データに基づいた電気設備の異常判定が行われるため、作業者が目視や計測器を使った点検では気付かないような何らかの異常(異常の兆候)を知ることができる。よって、作業者は、現場に着いて保守点検作業を行う際、事前に知ることができた異常や異常の予兆に基づき、当該異常や異常の予兆がある箇所を真っ先に(重点的に)点検することができる。 The maintenance and inspection device of the present invention, with such a configuration, performs machine learning using the power information of the cubicle transformer to be inspected and one or more other adjacent transformers, generates a generative model, and uses the generative model to determine anomalies in the electrical equipment based on the measurement data of the power information, so that workers can become aware of any abnormalities (signs of abnormalities) that would not be noticed by visual inspection or inspection using a measuring instrument. Therefore, when workers arrive at the site to perform maintenance and inspection work, they can first (focus on) inspecting areas where there are abnormalities or signs of abnormalities, based on the abnormalities or signs of abnormalities that they were able to detect in advance.
また、記記憶手段は、点検対象である変圧器の周辺の温度または/および湿度に関する情報が記憶され、学習手段は、記憶手段に記憶された情報の正常データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成する構成や、記憶手段は、一定期間における各情報の時系列データが記憶され、学習手段は、記憶手段に記憶された正常データの当該一定期間における時系列データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成する構成により、さらに様々な点検対象であるキュービクルの変圧器以外の情報を使用して機械学習が行われ、生成モデルが生成されるため、作業者が目視や計測器を使った点検では気付かないような何らかの異常(異常の兆候)を、さらに精度良く知ることができる。 In addition, the storage means stores information about the temperature and/or humidity around the transformer to be inspected, and the learning means generates a generative model by performing machine learning based on normal data of the information stored in the storage means, or the storage means stores time series data of each piece of information for a certain period of time, and the learning means generates a generative model by performing machine learning based on the time series data of normal data for the certain period of time stored in the storage means.In addition, machine learning is performed using information other than the cubicle transformer to be inspected, and a generative model is generated, so that any abnormalities (signs of abnormalities) that an operator would not notice through visual inspection or inspection using a measuring instrument can be detected with greater accuracy.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下の内容に限定されない。 The following describes in detail an embodiment of the present invention. However, the following description of the components is merely an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following content as long as it does not deviate from the gist of the present invention.
[保守点検システム]
図1は、本発明の実施の形態に係る保守点検システムの概略構成図である。
保守点検システム1は、図1に示すように、保守点検装置10と、センサ群20と、収集装置30とを含む。これらは、ネットワーク通信網Nを介して相互に接続されている。
[Maintenance and inspection system]
FIG. 1 is a schematic diagram of a maintenance and inspection system according to an embodiment of the present invention.
1, the maintenance and inspection system 1 includes a maintenance and inspection device 10, a sensor group 20, and a collection device 30. These are connected to each other via a communication network N.
センサ群20は、現場の点検先のキュービクルに取り付けられる複数のセンサからなるものである。センサ群20は、それぞれの点検先のキュービクルごと(点検先A、点検先B)に取り付けられる。センサ群20は、点検先のキュービクルの様々な情報を取得するものであり、その詳細については後述する。 The sensor group 20 consists of multiple sensors that are attached to the cubicles at the inspection sites on-site. The sensor group 20 is attached to each of the cubicles at the inspection sites (inspection site A, inspection site B). The sensor group 20 acquires various information about the cubicles at the inspection sites, and details of this will be described later.
また、収集装置30は、センサ群20が取得した様々な情報を収集して、ネットワーク通信網Nを介して保守点検装置10へ送信するものである。 The collection device 30 also collects various information acquired by the sensor group 20 and transmits it to the maintenance and inspection device 10 via the network communication network N.
そして、保守点検装置10は、収集装置30から送信された情報に基づいて、電気設備(キュービクル)の異常判定を行う。それにより、作業者(例えば、電気主任技術者)は現場へ赴いてキュービクルの保守点検を行う前に、キュービクルの状態(例えば、漏洩電流といった異常の有無)を把握することができる。 The maintenance and inspection device 10 then determines whether there is an abnormality in the electrical equipment (cubicle) based on the information transmitted from the collection device 30. This allows a worker (e.g., a chief electrical engineer) to understand the condition of the cubicle (e.g., whether there is an abnormality such as leakage current) before going to the site to perform maintenance and inspection of the cubicle.
さらに、保守点検システム1は、作業者40の端末、管理会社41の端末、需要家42の端末などやIoTセンター50などと、ネットワーク通信網Nを介して相互に接続されている。端末とは、例えばスマートフォン、タブレットやパソコンなど、通信機能や表示機能を備えた機器である。 Furthermore, the maintenance and inspection system 1 is connected to terminals of workers 40, terminals of the management company 41, terminals of consumers 42, an IoT center 50, and the like, via a network communication network N. A terminal is, for example, a device equipped with communication and display functions, such as a smartphone, tablet, or PC.
作業者40は、前述したように、電気主任技術者など現場へ赴いてキュービクルの保守点検を行う者である。また、管理会社41は、作業者40を雇用している会社であり、キュービクルの保守点検業務を役務とする会社である。
一方、需要家42は、その会社内、工場内や施設内などにキュービクルを設置している企業や個人である。
As described above, the worker 40 is a person who visits the site to perform maintenance and inspection of the cubicle, such as a chief electrical engineer. The management company 41 is a company that employs the worker 40 and provides the service of maintaining and inspecting the cubicle.
On the other hand, the consumer 42 is a company or an individual who has installed a cubicle within their company, factory, facility, or the like.
IoTセンター50は、料金収納代行を担う会社である。例えば、IoTセンター50は、管理会社41から保守点検にかかる料金(保守点検費用)の収納依頼を受けると、収納代行サービス会社51に依頼して、需要家42へ請求書を発行する。当該請求書を受け取った需要家42が保守点検費用を支払うことにより、管理会社41は各需要家42から保守点検にかかる料金を徴収することができる。 The IoT center 50 is a company that handles fee collection on behalf of the customers. For example, when the IoT center 50 receives a request from the management company 41 to collect fees for maintenance and inspection (maintenance and inspection costs), the IoT center 50 requests the collection agency service company 51 to issue an invoice to the customer 42. When the customer 42 receives the invoice and pays the maintenance and inspection costs, the management company 41 can collect the maintenance and inspection costs from each customer 42.
[保守点検装置]
図2は、本発明の実施の形態に係る保守点検装置の概略構成図である。
保守点検装置10は、図2に示すように、通信手段11、記憶手段12、学習手段13、判定手段14、制御手段15を有する。
[Maintenance and inspection equipment]
FIG. 2 is a schematic diagram of a maintenance and inspection device according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the maintenance and inspection device 10 includes a communication means 11, a storage means 12, a learning means 13, a determination means 14, and a control means 15.
通信手段11は、ネットワーク通信網Nを介して他の装置、例えば収集装置30、作業者40の端末や管理会社41の端末など(図1参照)と通信するものである。 The communication means 11 communicates with other devices, such as the collection device 30, the terminal of the worker 40, and the terminal of the management company 41 (see Figure 1), via the network communication network N.
記憶手段12は、センサ群20が取得し、収集装置30により収集および送信された様々な情報を記憶するものである。また、記憶手段12には、その他保守点検装置が処理を行う際に必要とする情報が記憶される。なお、記憶手段12は、保守点検装置10が内部に備えているものでなくてもよく、例えば、クラウドストレージであってもよい。 The storage means 12 stores various information acquired by the sensor group 20 and collected and transmitted by the collection device 30. The storage means 12 also stores other information required by the maintenance and inspection device when performing processing. Note that the storage means 12 does not have to be provided inside the maintenance and inspection device 10, and may be, for example, cloud storage.
記憶手段12が記憶する情報として、漏洩電流の点検対象であるキュービクルの変圧器(以下、単に「変圧器」という)の電力情報がある。また、この電力情報には正常データと計測データとがあり、正常データとは、変圧器が正常に動作している場合の(変圧器に異常がない場合の)電力情報である。
一方、計測データとは、保守点検の対象となる(異常の有無を判定する対象となる)変圧器の電力情報であり、いわゆるリアルタイムで取得されたデータである。
The information stored in the storage means 12 includes power information of the cubicle transformer (hereinafter simply referred to as "transformer") that is the object of leakage current inspection. This power information includes normal data and measurement data, and the normal data is the power information when the transformer is operating normally (when there is no abnormality in the transformer).
On the other hand, the measurement data is power information of a transformer that is the subject of maintenance and inspection (the subject of determining whether or not there is an abnormality), and is data acquired in real time.
学習手段13は、記憶手段12に記憶された情報に基づいて機械学習を行うものである。例えば、学習手段13はオートエンコーダを用いて、記憶手段12に記憶された情報に基づいて機械学習を行い、生成モデルを生成する。 The learning means 13 performs machine learning based on the information stored in the storage means 12. For example, the learning means 13 uses an autoencoder to perform machine learning based on the information stored in the storage means 12 and generate a generative model.
より具体的には、学習手段13はオートエンコーダを用いて、記憶手段12に記憶された電力情報の正常データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成する。 More specifically, the learning means 13 uses an autoencoder to perform machine learning based on the normal data of power information stored in the storage means 12 to generate a generative model.
そして、判定手段14は、学習手段13が生成した生成モデルを用いて、記憶手段12に記憶された電力情報の計測データに基づき、電気設備の異常判定を行うものである。学習手段13が生成した生成モデルは、このように電気設備の異常判定を行うために用いられるため、以下、当該生成モデルを判定モデルという。 Then, the judgment means 14 uses the generative model generated by the learning means 13 to judge anomalies in the electrical equipment based on the measurement data of the power information stored in the storage means 12. Since the generative model generated by the learning means 13 is used to judge anomalies in the electrical equipment in this way, hereinafter, the generative model is referred to as a judgment model.
なお、制御手段15は、通信手段11~判定手段14により行われる処理以外の処理を制御する。例えば、制御手段15は、記憶手段12に記憶された計測データや、判定手段14により判定された変圧器の状態などを、作業者40の端末(スマートフォンの画面)や管理会社41の端末(パソコンの画面)に表示させる。 The control means 15 controls processes other than those performed by the communication means 11 to the determination means 14. For example, the control means 15 displays the measurement data stored in the storage means 12 and the state of the transformer determined by the determination means 14 on the terminal of the worker 40 (smartphone screen) and the terminal of the management company 41 (personal computer screen).
[判定モデル]
図3は、異常判定を行う判定モデルを説明するための図である。
前述したように、学習手段13はオートエンコーダを用いて判定モデルを生成する。ここで、オートエンコーダは図3の上図に示すように、入力(=特徴量)[X]、エンコーダ[Encoder]、圧縮された(次元削減された)特徴量[Z]、デコーダ[Decoder]、出力(=特徴量)[X´]のようなネットワーク構造となっている。
[Decision model]
FIG. 3 is a diagram for explaining a determination model for performing an abnormality determination.
As described above, the learning means 13 generates a decision model using an autoencoder. Here, the autoencoder has a network structure such as an input (=feature) [X], an encoder [Encoder], a compressed (dimensionally reduced) feature [Z], a decoder [Decoder], and an output (=feature) [X'], as shown in the upper diagram of Fig. 3.
オートエンコーダの学習は、入力層から入力される入力データと一致するデータを、出力層から出力することを目的とする。そのため、オートエンコーダの学習過程では、入出力が一致するように各エッジの重みが調整される。 The goal of autoencoder training is to output data from the output layer that matches the input data input from the input layer. Therefore, during the autoencoder training process, the weights of each edge are adjusted so that the input and output match.
つまり、オートエンコーダは学習過程において、入力[X]=出力[X´]となるようにニューラルネットワークを構築する。そのため、正常データに基づいて機械学習を行うことにより生成された判定モデルに別の正常なデータを入力すると、その入力[X]と出力[X´]の偏差は小さいものとなる。一方、当該判定モデルに異常なデータ(正常なデータとは異なるデータ)を入力すると、その入力[X]と出力[X´]の偏差は大きいものとなる。要するに、判定モデルは、入力されたデータを復元して同じデータを出力しようとするものであるから、データが復元できなくなればなるほど、その入力されたデータは異常であることが分かる。 In other words, during the learning process, the autoencoder constructs a neural network so that input [X] = output [X']. Therefore, when normal data is input to a judgment model generated by machine learning based on normal data, the deviation between the input [X] and the output [X'] will be small. On the other hand, when abnormal data (data different from normal data) is input to the judgment model, the deviation between the input [X] and the output [X'] will be large. In short, since the judgment model attempts to restore the input data and output the same data, the more the data cannot be restored, the more it is clear that the input data is abnormal.
保守点検装置10の学習手段13は、記憶手段12に記憶された電力情報の正常データに基づいて機械学習を行うことにより、判定モデルを生成する。そのため、この生成された判定モデルに計測データが入力されると、
(1)計測データが正常である場合は、入力された計測データやその特徴量などと、復元された出力データやその特徴量などはほぼ同じであるため、その入力と出力の偏差は小さいものとなる。
(2)計測データが異常である場合は、入力された計測データやその特徴量などと、復元された出力データやその特徴量などは異なるため、その入力と出力の偏差は大きいものとなる。
The learning means 13 of the maintenance and inspection device 10 generates a judgment model by performing machine learning based on the normal data of the power information stored in the storage means 12. Therefore, when the measurement data is input to this generated judgment model,
(1) When the measurement data is normal, the input measurement data and its features are almost identical to the restored output data and its features, so the deviation between the input and output is small.
(2) When the measurement data is abnormal, the input measurement data and its features will differ from the restored output data and its features, resulting in a large deviation between the input and output.
このように、判定手段14は、学習手段13が生成した判定モデルを用いて、記憶手段12に記憶された電力情報の計測データに基づき、入力と出力の偏差から電気設備の異常判定を行う。ここで、判定手段14は、当該偏差の標準偏差を取ることで、当該標準偏差に基づいた判定処理を行うことができる。 In this way, the judgment means 14 uses the judgment model generated by the learning means 13 to judge an abnormality in the electrical equipment from the deviation between the input and output based on the measured data of the power information stored in the storage means 12. Here, the judgment means 14 can perform judgment processing based on the standard deviation by taking the standard deviation of the deviation.
例えば、判定手段14は、図3の下図に示すように
(1)標準偏差が「-1σ~1σ(-1σ以上1σ以下)」の場合、正常
(2)標準偏差が「-3σ~-1σ(-3σ以上-1σ未満)」または「1σ~3σ(1σ超3σ以下)」の場合、注意
(3)標準偏差が「-3σ未満」または「3σ超」の場合、異常(警報)
と判定することができる。
つまり判定手段14により、標準偏差が一定範囲(-3σ~3σ)外である場合に、何かしらの異常と判断することができる。
For example, as shown in the lower diagram of FIG. 3, the judgment means 14 judges (1) that the standard deviation is "-1σ to 1σ (-1σ or more and 1σ or less)" as normal, (2) that the standard deviation is "-3σ to -1σ (-3σ or more and less than -1σ)" or "1σ to 3σ (more than 1σ and less than 3σ)", and (3) that the standard deviation is "less than -3σ" or "more than 3σ", and judges (warns)" as abnormal.
It can be determined that:
That is, the determining means 14 can determine that some kind of abnormality has occurred when the standard deviation is outside a certain range (-3σ to 3σ).
以上のように、学習手段13により判定モデルを生成し、当該判定モデルを用いて判定手段14により異常判定を行う場合、点検対象であるキュービクルの変圧器の電力情報以外の情報を使用することができる。 As described above, when a judgment model is generated by the learning means 13 and the judgment model is used by the judgment means 14 to judge an abnormality, information other than the power information of the cubicle transformer to be inspected can be used.
まず、変圧器の電力情報とは、例えば、(単相三線式または三相三線式における)各相の電圧、各相の電流、有効電力、無効電力、皮相電力、周波数、力率などである。 First, the power information of a transformer includes, for example, the voltage of each phase (in a single-phase three-wire system or a three-phase three-wire system), the current of each phase, active power, reactive power, apparent power, frequency, power factor, etc.
一方、電力情報以外の情報とは、例えば、点検対象である変圧器の周辺の温度または/および湿度に関する情報である。 On the other hand, information other than power information is, for example, information about the temperature and/or humidity around the transformer being inspected.
さらに、点検対象であるキュービクルの変圧器と隣接する1以上の他の変圧器の電力情報も使用することができる。つまり、隣接する変圧器の各相の電圧、各相の電流、有効電力、無効電力、皮相電力、周波数、力率なども使用することができる。 In addition, power information from the transformer in the cubicle being inspected and one or more other adjacent transformers can also be used. That is, the voltages of each phase, the currents of each phase, the active power, the reactive power, the apparent power, the frequency, the power factor, etc. of the adjacent transformers can also be used.
その他、このような情報を時系列で取得し、その時系列データを判定モデルの生成などに使用することができる。時系列データから導き出される指数として、例えば、実効値、ピーク値、クレストファクタ、尖度、歪度、エントロピー、自己相関などがある。要するに、時系列データとは、漏洩電流などを計測した際のデータであり、前述した実効値やピーク値などは、その時系列データから演算によって求められる指数(代表値)を言う。例えば、時系列データを1秒間隔で取得する場合、3,600個(1時間)の時系列データから、1つの実効値が得られる。 In addition, such information can be obtained in a time series, and the time series data can be used to generate a judgment model, etc. Indices that can be derived from time series data include, for example, effective value, peak value, crest factor, kurtosis, skewness, entropy, and autocorrelation. In short, time series data is data obtained when measuring leakage current, etc., and the aforementioned effective value and peak value are indices (representative values) that are calculated from that time series data. For example, when time series data is obtained at one-second intervals, one effective value can be obtained from 3,600 pieces of time series data (one hour).
具体的にこの時系列データは、1秒間隔で取得したり(漏電電流の情報)、1分間隔で取得したり(漏電電流以外の情報など)することができる。
また、学習手段13および判定手段14は、機械学習を行う際や異常判定を行う際に、このような時系列データをそのまま(生データとして)用いたり、前述したような指数を導き出して用いたりすることができる。さらに、学習手段13および判定手段14は、センサ群20により取得され、記憶手段12に記憶された各情報について、フィルターを用いてノイズ除去されたものを機械学習や異常判定に用いることができる。
Specifically, this time series data can be acquired at one-second intervals (information on earth leakage current) or at one-minute intervals (information other than earth leakage current, etc.).
Furthermore, when performing machine learning or anomaly determination, the learning means 13 and the determination means 14 can use such time series data as it is (as raw data) or derive the index as described above and use it. Furthermore, the learning means 13 and the determination means 14 can use, for machine learning or anomaly determination, information acquired by the sensor group 20 and stored in the storage means 12 after noise has been removed using a filter.
学習手段13および判定手段14は、このような各種情報に基づいて判定モデルを生成し、当該判定モデルを用いた異常判定を行うことができる。そして、保守点検装置10は、このような各種情報に基づく異常判定を行うことにより、作業者が目視や計測器を使った点検では気付かないような何らかの異常(異常の兆候)を知ることができる。 The learning means 13 and the judgment means 14 can generate a judgment model based on such various information and perform an abnormality judgment using the judgment model. Then, by performing an abnormality judgment based on such various information, the maintenance inspection device 10 can become aware of any abnormality (signs of abnormality) that an operator would not notice through visual inspection or inspection using a measuring instrument.
[センサ群]
図4は、本発明の実施の形態に係るセンサ群の概略構成図である。
センサ群20は、図4に示すように、漏電電流測定装置21、電流マルチセンサ22、温度計23、カメラ24、サーモカメラ25を有する。
[Sensor group]
FIG. 4 is a schematic diagram of a sensor group according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4 , the sensor group 20 includes a leakage current measuring device 21 , a current multi-sensor 22 , a thermometer 23 , a camera 24 , and a thermo camera 25 .
漏電電流測定装置21は、変圧器の漏電電流を測定(計測)する装置である。また、電流マルチセンサ22は、前述したような各相の電圧、各相の電流、有効電力や無効電力などを測定し得るセンサである。 The leakage current measuring device 21 is a device that measures (gauges) the leakage current of a transformer. The current multi-sensor 22 is a sensor that can measure the voltage of each phase, the current of each phase, active power, reactive power, etc., as described above.
一方、温度計23は変圧器の温度を測る機器であり、点検対象である変圧器の周辺の温度を測ることもできる。例えば、温度計23を異なる場所に複数設置して、それぞれの温度を測ることもできる。なお、図示していないが、センサ群20には湿度を測る湿度計も含めることができる。 The thermometer 23 is an instrument that measures the temperature of the transformer, and can also measure the temperature around the transformer being inspected. For example, multiple thermometers 23 can be installed in different locations to measure the respective temperatures. Although not shown, the sensor group 20 can also include a hygrometer that measures humidity.
なお、カメラ24は、点検先の(キュービクルの)各場所、各部分を撮影するためのものである。カメラ24により撮影される対象(範囲)は、カメラ24を保守点検装置10などから遠隔で操作することにより変えることができる。
また、カメラ24で撮影された画像や動画は、収集装置30で収集され、保守点検装置10を介して作業者40や管理会社41の端末からリアルタイムで閲覧(監視)することができる。サーモカメラ25は、点検先の各場所、各部分の温度分布を表した画像や映像(例えば、変圧器のサーモグラフィ画像)を取得するものである。
The camera 24 is for photographing each location and each part of the inspection target (cubicle). The object (range) photographed by the camera 24 can be changed by remotely operating the camera 24 from the maintenance and inspection device 10, etc.
In addition, images and videos taken by the camera 24 are collected by the collection device 30 and can be viewed (monitored) in real time from the terminals of the workers 40 and the management company 41 via the maintenance and inspection device 10. The thermo camera 25 acquires images and videos (for example, thermography images of a transformer) showing the temperature distribution of each location and each part of the inspection target.
これらのセンサ(センサ群20)により測定された各種情報は、収集装置30により収集され、ネットワーク通信網Nを介して保守点検装置10へ送信されたり、保守点検装置10を介して作業者40の端末や管理会社41の端末などへ送信されたりする。
そのため、作業者などは、判定モデルによる異常判定の結果を知った後、その結果に基づいて、点検先の異常がある場所(部分)や異常がありそうな場所(部分)をカメラ24により目視で確認することができる。
Various information measured by these sensors (sensor group 20) is collected by the collection device 30 and transmitted to the maintenance and inspection device 10 via the network communication network N, or transmitted via the maintenance and inspection device 10 to the terminal of a worker 40 or the terminal of a management company 41, etc.
Therefore, after workers or the like know the results of the abnormality judgment made by the judgment model, they can visually check using the camera 24 the locations (parts) at the inspection site where there is an abnormality or where there is likely to be an abnormality, based on that result.
なお、カメラ24は、首振りカメラや360度カメラなど、様々な種類のものを用いることがでる。さらに、カメラ24は、点検先に複数個設置することもできる。そして、カメラ24により撮影された点検先の異常がある場所や異常がありそうな場所は、その部分の撮影画像データが作業者40の端末に転送されることで、作業者40が作成し、需要家42に送られる点検報告書Rに利用(画像を添付)することができる(図1参照)。 Various types of cameras 24 can be used, such as panning cameras and 360-degree cameras. Furthermore, multiple cameras 24 can be installed at the inspection site. Then, image data of areas where abnormalities or suspected abnormalities are found at the inspection site photographed by the cameras 24 can be transferred to the terminal of the worker 40, and used (images can be attached) in the inspection report R created by the worker 40 and sent to the customer 42 (see Figure 1).
さらに、図7はカメラの操作画面の一例を示す図であるが、図7に示すような操作画面から、遠隔でカメラ24を操作することができる。
例えば「カメラ」メニューで、複数個設置されたカメラのうち、どのカメラで撮影された画像を「プレビュー」に表示させるのか選択することができる。また、「プリセット」メニューで、予め設定されたカメラの視点を切り替えることができる。その他、「パンチルト」メニューで、カメラの左右の向き(パン)およびカメラの上下の向き(チルト)を操作することができる。
Furthermore, FIG. 7 is a diagram showing an example of a camera operation screen, and the camera 24 can be remotely operated from the operation screen shown in FIG.
For example, in the "Camera" menu, you can select which of the multiple installed cameras will display the image in the "Preview". In addition, in the "Preset" menu, you can switch the viewpoint of the pre-set camera. In addition, in the "Pan Tilt" menu, you can control the left/right direction (pan) and up/down direction (tilt) of the camera.
また、図5は、センサの一例を示す図である。
図5に示すように、漏電電流測定装置21として、変圧器のアース線の周囲にIor計測用CT(Current Transformer)を設置して、当該変圧器の漏電電流を測定することができる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a sensor.
As shown in FIG. 5, a current transformer (CT) for measuring Ior is installed around the earth wire of a transformer as a leakage current measuring device 21, and the leakage current of the transformer can be measured.
[表示]
なお、図6は、端末に計測データが表示された例を示す図である。
前述したように、制御手段15は、センサ群20が取得し、収集装置30により収集および送信されて記憶手段12に記憶された計測データを、作業者40や管理会社41の端末に表示させる。
[display]
FIG. 6 is a diagram showing an example of measurement data displayed on a terminal.
As described above, the control means 15 causes the measurement data acquired by the sensor group 20, collected and transmitted by the collection device 30, and stored in the memory means 12 to be displayed on the terminal of the worker 40 or the management company 41.
そのため、作業者40や管理会社41は、いつ、どんな場所にいても、点検先のキュービクルの情報を知ることができる。さらに、作業者40や管理会社41は、いつ、どんな場所にいても、判定手段14の判定結果を知ることができるため、作業者が現場に行かなくても、何らかの異常や異常の予兆を知ることができる。 Therefore, the worker 40 or the management company 41 can know the information of the cubicle to be inspected, no matter when or where they are. Furthermore, the worker 40 or the management company 41 can know the judgment result of the judgment means 14 no matter when or where they are, so that the worker can know any abnormality or signs of abnormality without going to the site.
作業者が現場に行かなくても、何らかの異常や異常の予兆を知ることができるため、作業者は、現場に着いて保守点検作業を行う際、事前に知ることができた異常や異常の予兆に基づき、当該異常や異常の予兆がある箇所を真っ先に(重点的に)点検することができる。 Because workers can find out about any abnormalities or signs of abnormalities without going to the site, when they arrive at the site to perform maintenance and inspection work, they can first (and primarily) inspect the areas where there are abnormalities or signs of abnormalities, based on the abnormalities or signs of abnormalities that they were able to find out about in advance.
また、逆にいえば、異常がある/異常の予兆があると判定されなかった場合は、点検対象の正常性はある程度担保されているのだから、経験の浅い作業者をその点検対象の現場に向かわせるなど、特定の作業者の負担を軽減することができ、省人化を実現し得る。 Conversely, if no abnormality or signs of abnormality are detected, the normality of the inspection target is guaranteed to a certain extent, so the burden on specific workers can be reduced by sending less experienced workers to the inspection site, thereby potentially reducing the number of workers required.
本発明は、保守点検作業者が現場に行かなくても何らかの異常や異常の予兆が分かり、かつ省人化を実現し得る保守点検装置であり、将来的な保安検査や日常点検などの法定保安義務へも活用できるものであるため、産業上有用である。 This invention is a maintenance and inspection device that can detect any abnormalities or signs of abnormalities without the need for a maintenance and inspection worker to go to the site, and can reduce the number of people required. It can also be used for statutory safety obligations such as future safety inspections and daily inspections, making it industrially useful.
1 保守点検システム
10 保守点検装置
11 通信手段
12 記憶手段
13 学習手段
14 判定手段
15 制御手段
20 センサ群
21 漏電電流測定装置
22 電流マルチセンサ
23 温度計
24 カメラ
25 サーモカメラ
30 収集装置
40 作業者
41 管理会社
42 需要家
50 IoTセンター
51 収納代行サービス会社
R 点検報告書
N ネットワーク通信網
REFERENCE SIGNS LIST 1 Maintenance and inspection system 10 Maintenance and inspection device 11 Communication means 12 Storage means 13 Learning means 14 Determination means 15 Control means 20 Sensor group 21 Earth leakage current measuring device 22 Current multi-sensor 23 Thermometer 24 Camera 25 Thermo camera 30 Collection device 40 Worker 41 Management company 42 Consumer 50 IoT center 51 Collection agency service company R Inspection report N Network communication network
Claims (4)
前記記憶手段に記憶された情報に基づいて機械学習を行う学習手段であり、前記記憶手段に記憶された電力情報の正常データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成する学習手段と、
前記生成モデルを用いて、前記記憶手段に記憶された電力情報の計測データに基づいた電気設備の異常判定を行う判定手段とを有する保守点検装置。 A storage means for storing power information of a transformer to be inspected for leakage current and power information of one or more other transformers adjacent to the transformer;
a learning means for performing machine learning based on the information stored in the storage means, the learning means generating a generative model by performing machine learning based on normal data of the power information stored in the storage means;
A maintenance and inspection device having a determination means for determining an abnormality in electrical equipment based on the measurement data of power information stored in the storage means, using the generation model.
前記学習手段は、前記記憶手段に記憶された情報の正常データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成し、
前記判定手段は、前記生成モデルを用いて、前記記憶手段に記憶された情報の計測データに基づいた電気設備の異常判定を行う請求項1に記載の保守点検装置。 The storage means stores information regarding the temperature and/or humidity around the transformer to be inspected,
The learning means generates a generative model by performing machine learning based on normal data of the information stored in the storage means;
2. The maintenance and inspection device according to claim 1, wherein the determining means uses the generative model to determine an abnormality in the electrical equipment based on the measurement data of the information stored in the storage means.
前記学習手段は、前記記憶手段に記憶された情報の正常データに基づいて機械学習を行うことによりオートエンコーダの生成モデルを生成し、
前記判定手段は、前記生成モデルを用いて、前記記憶手段に記憶された情報の計測データを入力データとして出力データを出力し、当該入力データと当該出力データとの偏差に基づく標準偏差を取得し、当該標準偏差が一定範囲外である場合に異常と判断する異常判定を行う請求項2に記載の保守点検装置。 The power information stored in the storage means is one or more of information on a voltage of each phase, a current of each phase, an active power, a reactive power, an apparent power, a frequency, and a power factor,
The learning means generates a generative model of the autoencoder by performing machine learning based on normal data of the information stored in the storage means;
The maintenance and inspection device according to claim 2, wherein the judgment means uses the generation model to input measurement data of the information stored in the memory means as input data and output data, obtains a standard deviation based on the deviation between the input data and the output data, and performs an abnormality judgment in which an abnormality is judged to exist if the standard deviation is outside a certain range.
前記学習手段は、前記記憶手段に記憶された正常データの当該一定期間における時系列データに基づいて機械学習を行うことにより生成モデルを生成し、
前記判定手段は、前記生成モデルを用いて、前記記憶手段に記憶された情報の計測データの当該一定期間における時系列データに基づいた電気設備の異常判定を行う請求項3に記載の保守点検装置。 The storage means stores time series data of each piece of information for a certain period of time,
The learning means generates a generative model by performing machine learning based on the time-series data of the normal data for the certain period stored in the storage means;
The maintenance and inspection device according to claim 3 , wherein the determination means uses the generation model to determine an abnormality in electrical equipment based on time-series data of the measurement data of the information stored in the storage means for the certain period.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023038843A JP2024129552A (en) | 2023-03-13 | 2023-03-13 | Maintenance and Inspection Equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023038843A JP2024129552A (en) | 2023-03-13 | 2023-03-13 | Maintenance and Inspection Equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024129552A true JP2024129552A (en) | 2024-09-27 |
Family
ID=92843722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023038843A Pending JP2024129552A (en) | 2023-03-13 | 2023-03-13 | Maintenance and Inspection Equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024129552A (en) |
-
2023
- 2023-03-13 JP JP2023038843A patent/JP2024129552A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3469387B1 (en) | A method and system for dynamic fault detection in an electric grid | |
KR102154854B1 (en) | The detection system of the electrical panel using AI and big data | |
US7822578B2 (en) | Systems and methods for predicting maintenance of intelligent electronic devices | |
CN104990629B (en) | A kind of electrical equipment fault automatic early-warning system of infrared imaging temperature measuring | |
CN107167497A (en) | A kind of equipment fault detection method and system | |
JP2017026559A (en) | Gas leak detection device and gas leak detection method | |
JP2011020758A (en) | Part improvement plan system of elevator and part improvement plan method thereof | |
CN104267698A (en) | Cable well safety operation monitoring system and monitoring method based on network communication technology | |
KR101727530B1 (en) | Maintenance System for electric installation based on mobile app | |
CN104977087A (en) | Method for automatic early warning of power device fault based on infrared imaging and temperature measurement | |
KR20170047979A (en) | Degradation diagnosis system using a thermo-graphic camera in a distributing board | |
JP5057458B2 (en) | Demand monitoring system | |
JP3662981B2 (en) | Portable plant inspection data judgment device | |
KR102527888B1 (en) | Smart switchboard management system | |
CN113761233B (en) | Method and device for routing inspection of hydraulic power plant, computer equipment and storage medium | |
JP5442656B2 (en) | Insulation measurement system | |
KR20200030317A (en) | Augmented Reality Platform for On-site inspection of electric power facilities using thermal imaging camera and IOT sensor | |
CN117709709A (en) | Electric vehicle charging pile fire risk detection method based on infrared identification | |
JP2018207690A (en) | Data management system | |
CN113465777A (en) | Cable temperature monitoring platform and method | |
JP2024129552A (en) | Maintenance and Inspection Equipment | |
KR20210033883A (en) | System and method for diagnosis and monitoring leakage current and insulation of energy storage system | |
CN112698615A (en) | Equipment fault feedback system based on cloud platform | |
KR101276856B1 (en) | Image data based remote monitoring and control system | |
Savić et al. | Business intelligence in managing of technical-information system |