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JP2933797B2 - 機器監視システム - Google Patents

機器監視システム

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JP2933797B2
JP2933797B2 JP5068325A JP6832593A JP2933797B2 JP 2933797 B2 JP2933797 B2 JP 2933797B2 JP 5068325 A JP5068325 A JP 5068325A JP 6832593 A JP6832593 A JP 6832593A JP 2933797 B2 JP2933797 B2 JP 2933797B2
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JP
Japan
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abnormality
sensor
data
diagnosis
monitoring system
Prior art date
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武義 山崎
洋 山田
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、変電所の電力機器(変
電機器)などの各種の機器にセンサを取付け、これらの
センサより収集した情報をもとに、機器の異常予知、診
断を行う機器監視システムに係り、特に、ガス絶縁開閉
装置のガス密度、局部過熱、部分放電などの異常や、避
電器の漏れ電流の異常、変圧器の油温、油面、部分放
電、過負荷による異常、しゃ断器、断路器、負荷調整器
などでの異常などの監視に好適な機器監視システムに関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、都市部での電力供給量の集中増大
に伴なう変電設備強化の必要性から、コンパクトで露出
充電部の少ないガス絶縁開閉装置などの各種の機器が広
く普及し、多数稼働するようになってきている。
【0003】ところで、上記ガス絶縁開閉装置などの露
出充電部の少ない機器には種々の利点がある反面、異常
発見や異常診断が困難であり、容器内部に異常が発生し
た場合の保守修復作業がやっかいで作業時間が増大しや
すいという問題があった。
【0004】そこで、従来から、このようなガス絶縁開
閉装置などからなる機器全体の信頼性向上のため、個々
の機器の適切な設計、製作はもとより、装置全体の信頼
度確認及び監視のための有効な手段として、種々の予測
保全システムが検討されてきた。
【0005】ここで、最新の予測保全システムとして
は、機器に取付けたセンサの現在状態表示、履歴データ
として毎正時、日時、月時と種々のデータ圧縮を実施し
て表示する平常時支援機能、センサの情報を予め定めた
異常検出レベルを設定しておき、この値と比較判定し、
さらに他の監視項目と組合わせて異常検出時及び、異常
発生後一定インターバルで診断する異常時支援機能、さ
らには、地絡検出センサなど各種の保護リレー動作情報
等を組合わせて事故点を判定する事故時支援機能を持っ
たものが、既に運転段階にきている。
【0006】なお、この種の装置として関連するものと
しては、特開平3−48997号公報の開示を挙げるこ
とができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ガス絶縁開閉装置、特
に超高圧ガス絶縁開閉装置などの機器に適用されるべき
予測保全システムとしては、異常時支援機能として、異
常現象の早期検出とその対処方法を支援する必要があ
る。そして、このとき、異常現象が事故に到る前に緊急
かつ自発的に停止し、最小限の時間で復旧すべきかどう
か等、明示することが望まれている。
【0008】このためには、異常現象の早期検出を可能
にするため検出感度を上げ、検出後のデータの推移を木
目細かく監視し、関連する他のセンサ情報と組合わせて
順次診断してゆくことが必要になり、データ処理装置の
処理能力を加味して診断インターバルを最適なものにす
る必要がある。
【0009】この場合、診断情報として使用するデータ
の変化率を算出したとき、どのサンプルデータを使用し
て信頼性の高い変化率データを得るかが問題となる。
【0010】しかしながら、上記従来技術では、データ
処理装置の処理能力を加味した診断インターバルの設定
については特に配慮がされておらず、常に一定の診断イ
ンターバルによる処理になっており、このため、異常時
での適切な診断を見越して、かなり頻度の高い診断イン
ターバルを設定せざるを得ず、このため処理能力に余裕
のあるデータ処理装置を必要とし、コストアップの虞れ
が多いという問題があった。
【0011】本発明の目的は、データ処理に大きな能力
を要せず、しかも充分に適切な診断が可能な予測保全シ
ステムのための機器監視システムを提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的は、予測保全シ
ステムにおける異常支援処理を、常時センサ信号をサン
プリング計測し、異常の有無を検出するローカル処理部
と、異常検出後関連するデータとして収集し診断を行な
うデータ処理部の二重構成とした上で、このデータ処理
部でのデータ収集と診断処理を一定のインターバルで実
行するのではなく、異常信号レベル値、変化率、及びロ
ーカル処理部の異常検出信号受信時からの経過時間をメ
ンバーシップ関数として、適合度計算に積分方式を採用
したファジイ制御により診断インターバルを逐次設定し
て行くようにして達成される。
【0013】
【作用】データ収集インターバルがデータレベル値と変
化率により制御される結果、データの変動が予測できる
ことになり、かつ最小限必要なインターバルでデータの
収集と異常診断が可能なことを意味する。従って、不要
なデータ収集診断時間を省略することができる。
【0014】また、診断に使用するデータの変化率も、
最適なインターバルで実施したデータから演算すること
ができ、一定のインターバルで実施した場合より誤差を
抑えることができ、従って、より正確な診断が可能にな
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明による機器監視システムについ
て、図示の実施例により詳細に説明する。図1は、本発
明による機器監視システムの一実施例が適用された予測
保全システムの一例を示したもので、この図において、
1はデータ処理装置、2は通信制御装置、3はローカル
処理装置、5は中継装置、6は熱電対、7はポテンショ
ンメータ、8は接点装置、それに9は光ケーブルであ
る。
【0016】データ処理装置1は、CPU(演算処理回
路)11とCCU(通信処理回路)12とを備え、センサ
の現在状態、履歴表示、異常発生時の診断及び、その後
の様相変化を監視すると共に、その結果を図示してない
表示装置により表示させるなどの働きをする。
【0017】通信処理装置2は、CPU21と、2台の
CCU22、23、それに表示パネル24などを備え、
複数のローカル処理装置3から光ケーブル9を介してデ
ータを収集し、データ処理装置1へデータを伝送する処
理を行う。
【0018】ローカル処理装置3は、それぞれCPU3
1と、CCU32、O/E(光−電気変換器)33、A−
D(周波数−電圧変換器)34、A/D(アナログ−ディ
ジタル変換器)35、D/I(ディジタル・インターフェ
ース)36、そして表示パネル37などを備え、それぞ
れの変電所など、監視すべき機器が複数設置されている
場所に設けられている。そして、それぞれの中継装置5
から光ケーブル9を介してデータを取り込み、それぞれ
を通信処理装置2に伝送する働きをする。このとき、各
ローカル処理装置3からの光ケーブル9は、一旦、複数
のローカル処理装置3の中の1台に設けられているスタ
ーカプラ4に取り込まれ、ここで、他のローカル処理装
置3と、通信処理装置2の光ケーブル9と結合されるよ
うになっている。
【0019】中継装置5は、図では1個しか示されてい
ないが、複数のローカル処理装置3のそれぞれに対応し
て設けられており、それぞれ熱電対6やポテンションメ
ータ7、接点装置8などからなる各種のセンサからデー
タを取り込み、それらを各ローカル処理装置3に伝送す
る働きをするもので、このため、T/D51、52、及
びHVDI53などの各種のインターフェースと、V/
F(電圧−周波数変換器)54、それにE/O(電気−光
変換器)55を備えている。
【0020】ここで、熱電対6は機器の温度を検出する
センサであり、ポテンションメータ7は例えば絶縁用の
油やガスの圧力、液面、或いは機器の可動部分の位置な
どを検出するセンサを表わし、接点装置8は例えばマイ
クロスイッチなどからなり、同じく位置などを検出する
センサとして働くものを意味する。
【0021】次に、この実施例の動作について説明す
る。上記したように、予測保全システムでは、平常時支
援機能として、稼働運転状態が正常であることを確認す
る機能が要求される。そこで、この実施例では、各ロー
カル処理装置3は、センサの情報を毎正時ごとに作成
し、通信制御装置2の指令に基づいてデータ処理装置1
へデータを伝送する。そしてデータ処理装置1では、こ
のデータに基づいて、3日間、3ヵ月、3年単位での各
監視項目、回線に対応した履歴データを表示するように
なっている。また、データ処理装置1は、通信制御装置
2を経由して随時、それぞれのローカル処理装置3を呼
び出し、センサの現在値データを監視することができ
る。
【0022】上記したように、ローカル処理装置3は、
センサ信号の計測と異常検出を主としているが、この実
施例では、付随機能として、センサ調整用のメンテナン
スを容易にするため、表示パネル37を有し、センサの
現在値データ、監視異常の有無、自動監視情報の異常有
無の表示及び異常判定を行う整定値の設定変更表示、セ
ンサの初期設定情報の表示変更、回線の運用状態、警報
ロック、試験モードの設定、などの多種多様な表示処理
ができるようになっている。
【0023】一方、異常時支援機能としては、機器の異
常徴候を早急に検出し、事故を未然に防止すると共に、
事故発生時には、異常場所、原因、対策が対処できるこ
とが望まれている。
【0024】そこで、この実施例では、図2に示すよう
に、ローカル処理装置3による異常検出処理と、データ
処理装置1による異常支援処理とが実行されるように、
それぞれのCPU31とCPU11が構成してある。ま
ず、ローカル処理装置3による異常検出処理では、常
時、センサ信号の計測処理を実行し、その結果により常
時、異常の徴候の有無を判定する処理を繰り返すように
なっている(S1、S2、ここで、Sはステップの略)。
そして、ひとたび異常が検出されたら、この異常を表わ
したデータを、通信処理装置2を介して上位のデータ処
理装置1に伝送するようになっている(S3、S4)。
【0025】一方、データ処理装置1は、このローカル
処理装置2による異常検出をトリガとして異常時支援処
理を開始し、まず関連するセンサ信号や故障情報を表わ
すデータを収集する処理(S5)を実行し、ついでセンサ
信号についてのレベルの比較判定(S6)と、その結果に
基づく異常パターン診断(S7)とを順次実行し、その
後、機器の様相に変化が現われたか否かを判定し(S
8)、変化有りと判定されたときには、そのときの機器
の様相、つまり、そのときの各種のデータを登録するの
である(S9)。
【0026】そして、データ処理装置1は、これらのS
8、又はS9の処理の後、次回の診断処理に入るまでの
インターバル、すなわち所定のインターバルを設定し、
この所定のインターバル経過後、S5の処理に戻り、そ
の後、異常が復旧するまで再びS5〜S10までの処理
からなる異常時支援処理を繰り返えすのである。
【0027】次に、このS10における所定のインター
バル設定処理について説明する。まず、図3に示すよう
に、各種のセンサから取り込んだデータのレベル、すな
わち、センサレベルと、このセンサレベルの変化率、そ
れにローカル処理装置2による異常徴候検出時、すなわ
ち、様相変化からの経過時間を変数とする3種類のテー
ブル(a)、(b)、(c)を用意しておき、これらのテーブル
により診断インターバル適合度を算定する。そして、こ
れらの診断インターバル適合度をメンバーシップ関数と
して、適合度計算に積分方式を採用し、ファジイ制御に
より所定のインターバルを算定する。
【0028】つまり、センサレベルが高くなるにつれ、
或いはセンサレベル変化率が大きくなるにつれてインタ
ーバルが短くなり、異常徴候検出直後、及び様相変化直
後はインターバルが短く、その後、時間経過に応じてイ
ンターバルが長くなるようにメンバーシップ関数を設定
してファジイ制御するのである。なお、これらの処理
は、データ処理装置1内のCPU11により実行される
ことはいうまでもない。
【0029】この結果、この実施例によれば、異常の徴
候が現われた後、さらにセンサレベルが上昇したり、セ
ンサレベル変化率が大きくなったとき、及び異常徴候検
出直後や様相変化直後など、異常監視を強化する必要を
生じたときには、異常診断の頻度が充分に高くされ、そ
うでないときには異常診断の頻度が低下されることにな
り、CPU11の負荷を増加させることなく、常に的確
な異常診断を得ることができる。
【0030】ここで、上記実施例の場合、従来技術のよ
うに一定のインターバルで異常診断を行なっていた場合
に比して、的確な異常診断を得るのに必要なCPUの負
荷は約1/2に軽減される。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、異常徴候が現われて、
異常診断の頻度を高くする必要を生じたときには、それ
に合わせて常に的確な診断インターバルの設定を得るこ
とができ、この結果、定常状態では、異常診断の頻度を
下げても異常診断の信頼性を損なう虞れ生じないから、
演算装置の負荷の上昇が抑えられ、充分にコストダウン
を図ることができる。
【0032】また、本発明によれば、ローカル処理装置
でのセンサ異常徴候の検出感度を高レベルに設定するこ
とにより、異常検出の早期摘出とその後データ処理装置
が適時に推論をすることができるようになり、機器の様
相を的確にとらえることができるから、異常支援機能の
性能をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による機器異常監視システムの一実施例
が適用された予測保全システムの一例を示すブロック図
である。
【図2】本発明の一実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。
【図3】本発明に一実施例におけるメンバーシップ関数
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 データ処理装置 2 通信制御装置 3 ローカル処理装置 4 スターカプラ(SC) 5 中継装置 6 熱電対(センサ) 7 ポテンショメータ(センサ) 8 接点装置(センサ) 9 光ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−108192(JP,A) 特開 平2−293624(JP,A) 特開 平4−323518(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 31/00 G01R 31/02 G01R 31/12 G01D 21/00 G08B 23/00 - 31/00 H02B 13/065

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機器に取付けたセンサからの信号により
    該機器の異常診断を行なう機器監視システムにおいて、
    上記センサ信号を常時計測して異常を表わすレベルを検
    出するローカル処理手段と、検出された異常を表わすレ
    ベルが所定のレベルに達したことをトリガとして所定の
    インターバルでの機器の異常診断を開始するデータ処理
    手段とを備え、該データ処理手段は、上記センサからの
    信号のレベルとトリガされてからの経過時間のメンバー
    シップ関数を用いたファジイ制御により上記所定のイン
    ターバルが逐次設定されるように構成されていることを
    特徴とする機器監視システム。
  2. 【請求項2】 請求項1の発明において、上記データ処
    理手段による機器の異常診断処理が、上記センサから収
    集した時系列データに基づく機器の様相判定処理であ
    り、該様相判定処理の結果に応じて異常表示を行なうよ
    うに構成されていることを特徴とする機器監視システ
    ム。
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