JP2012257376A - 変電所監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】変電所設備における各種電気機器の異常に加えて配線接続部の異常をも検出することで、変電所設備において更に安定した電力供給を可能とする変電所監視システムを提供する。
【解決手段】変電所設備１０における各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常を検出する変電所監視システムであって、各種電気機器１１及び配線接続部で発生する超音波量を検出すると共に信号として出力する超音波検出器１３と、超音波検出器１３からの信号を中継する中継監視装置１４と、中継監視装置１４と社内ＬＡＮ１７にて接続され、中継監視装置１４からの信号を基に各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常をリアルタイムに監視する集中監視装置１５と、を備え、集中監視装置１５は、超音波検出器１３で検出された超音波量が予め設定した上限値を超えたときに、各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常を判断するシステムである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力を供給する無人の変電所設備において、各種電気機器や配線の異常をリアルタイムに監視する変電所監視システムに関するものである。

変電所設備における各種電気機器や配線の点検は各所へ電力を安定供給するために極めて重要である。しかし、変電所設備における各種電気機器や配線は常時通電されているため目視点検を行っているのが実際である。この目視点検では発見できない異常が発生した場合、停電事故、火災事故の原因となる。

このような事情に鑑み、例えば、特許文献１、２では、変電所設備における各種電気機器の温度や電流値等をセンサにより検出し、そのデータを基に各種電気機器の状態について演算、判定を行い、その結果によって保守員の作業支援を行う変電機監視診断システムが提案されている。

特開平１０−２５７６７３号公報 特開２００３−２２４９３２号公報

従来の変電機監視診断システムは、各種電気機器の温度や電流値等をセンサによって検出するが、この場合、各種電気機器の状態を監視することはできるものの、各種電気機器に接続されている配線の状態までは監視することができない。

各種電気機器と配線との接続部又は配線同士の接続部（以下、単に配線接続部と言う）で接触不良等が起こった場合、従来の変電機監視診断システムではそれを検出する手段がないため、配線接続部での接触不良等による漏電や短絡事故等を引き起こす虞がある。変電所設備における通電部分は高圧部分が主となるため、配線接続部での接触不良等による漏電や短絡事故等が起こった場合には火災事故に拡大することもある。

そこで、本発明の目的は、変電所設備における各種電気機器の異常に加えて配線接続部の異常をも検出することで、変電所設備において更に安定した電力供給を可能とする変電所監視システムを提供することにある。

この目的を達成するために創案された本発明は、変電所設備における各種電気機器の異常及び配線接続部の異常を検出する変電所監視システムであって、前記各種電気機器及び前記配線接続部で発生する超音波量を検出すると共に信号として出力する超音波検出手段と、前記超音波検出手段からの前記信号を中継する中継監視装置と、前記中継監視装置と伝送システムにて接続され、前記中継監視装置からの前記信号を基に前記各種電気機器の異常及び前記配線接続部の異常をリアルタイムに監視する集中監視装置と、を備え、前記集中監視装置は、前記超音波検出手段で検出された超音波量が予め設定した上限値を超えたときに、前記各種電気機器の異常及び前記配線接続部の異常を判断する変電所監視システムである。

前記超音波検出手段と前記中継監視装置は変電所設備毎に設置され、前記集中監視装置は各変電所設備における前記各種電気機器の異常及び前記配線接続部の異常を一元的に監視すると良い。

前記集中監視装置は、前記各種電気機器の異常及び前記配線接続部の異常を判断したときに、異常を知らせる警報装置を備えると良い。

前記警報装置は、周囲に光と音とを発して異常を知らせるか、或いは指定した携帯端末機にメールを送信することにより異常を知らせると良い。

本発明によれば、変電所設備における各種電気機器の異常に加えて配線接続部の異常をも検出することで、変電所設備において更に安定した電力供給を可能とする変電所監視システムを提供することができる。

本発明に係る変電所監視システムを導入した変電所設備を示す概略図である。 本発明に係る変電所監視システムを示す系統図である。 本発明に係る変電所監視システムを示す概略制御図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施の形態に係る変電所監視システムを導入した変電所設備を示す概略図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る変電所監視システムを導入した変電所設備１０には、その敷地内に変圧器やコンデンサ等の各種電気機器１１が設置されると共に、これら各種電気機器１１が設置されたエリアをカバーするような超音波検出エリア１２を形成する超音波検出手段としての超音波検出器１３が設置される。

但し、各種電気機器１１が設置されたエリアが広範囲になる場合には、超音波検出器１３を複数台設置して超音波検出エリア１２の拡張を図る必要がある。この超音波検出エリア１２では、各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常時に発生する超音波を検出可能である。

また、超音波検出器１３で形成された超音波検出エリア１２の外に中継監視装置１４が設置される。更に、変電所設備１０の敷地外には、変電所設備１０を含めた各変電所設備を一元的に監視する集中監視装置１５が設置される。つまり、超音波検出器１３と中継監視装置１４は変電所設備毎に設置され、集中監視装置１５は各変電所設備における各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常を一元的に監視するようにされる。

各種電気機器１１には、従来通り各種電気機器１１の状態を監視するために、各種電気機器１１の温度を検出する温度センサ１６が設けられる。なお、各種電気機器１１の電流値については、既設で設置してある各々の電流計で検出するものとする。

次に、本実施の形態に係る変電所監視システムを説明する。

本実施の形態に係る変電所監視システムは、変電所設備１０における各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常を検出するものであり、各種電気機器１１及び配線接続部で発生する超音波量を検出すると共に信号として出力する超音波検出器１３と、超音波検出器１３からの信号を中継する中継監視装置１４と、中継監視装置１４と伝送システムとしての社内ＬＡＮ１７にて接続され、中継監視装置１４からの信号を基に各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常をリアルタイムに監視する集中監視装置１５と、を備え、集中監視装置１５は、超音波検出器１３で検出された超音波量が予め設定した上限値を超えたときに、各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常を判断することを特徴とする。

この変電所監視システムにおける系統図を図２に示す。

図２に示すように、各機器１８（具体的には、超音波検出器１３、温度センサ１６、及び電流計）と中継監視装置１４とをアナログ信号にて接続し、中継監視装置１４と集中監視装置１５とを社内ＬＡＮ１７を介してアナログ信号にて接続する。なお、社内ＬＡＮ１７については、有線又は無線ＬＡＮ接続とする。

本実施の形態に係る変電所監視システムをより詳細に説明するために、その概略制御図を図３に示す。

図３に示すように、中継監視装置１４は、各機器１８で検出された超音波量、温度、及び電流値を表示する表示器１９、１９、１９と、各機器１８からの信号２０、２１、２２を中継するプログラマブルコントローラ２３と、を備える。

また、集中監視装置１５は、中継監視装置１４のプログラマブルコントローラ２３との間で通信を行うと共に各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常を判断するプログラマブルコントローラ２４と、各機器１８で検出された超音波量、温度、及び電流値をリアルタイムに記録する記録計２５と、各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常を判断したときに、保守員に異常を知らせる警報装置２６と、超音波量、温度、及び電流値のそれぞれの上限値を入力するタッチパネル２７と、を備える。

警報装置２６は、周囲に光と音とを発して異常を知らせるか、或いは指定した携帯端末機にメールを送信することにより異常を知らせる。そのため、警報装置２６は、発光、音の鳴動を備える出力機器、及び自動メール送信システムを備える。

次に、変電所監視システムの動作を信号の流れと共に説明する。

超音波量、温度、及び電流値を検出する各機器１８からの信号２０、２１、２２は、アナログ信号にて中継監視装置１４の表示器１９、１９、１９に入力される。このとき、表示器１９、１９、１９は、各機器１８からの信号２０、２１、２２に基づいて超音波量、温度、電流値のそれぞれを表示する。

また、表示器１９、１９、１９からのアナログ信号は、中継監視装置１４のプログラマブルコントローラ２３に入力される。中継監視装置１４のプログラマブルコントローラ２３と集中監視装置１５のプログラマブルコントローラ２４とが社内ＬＡＮ１７を介して接続され、この間でリアルタイムにデータ送受信が行われる。

プログラマブルコントローラ２４からのアナログ信号は、集中監視装置１５の記録計２５及び警報装置２６に入力される。タッチパネル２７で入力された超音波量、温度、及び電流値のそれぞれの上限値は、プログラマブルコントローラ２４に入力される。超音波量の上限値は、事前に測定して定めた定常時の超音波量に対して、例えば、１．５倍の値である。

なお、超音波量、温度、及び電流値のデータを集中監視装置１５の記録計２５で記録、保存することにより、過去のデータを基に定常時、異常時の判断基準を定めることができる。

プログラマブルコントローラ２４では、タッチパネル２７で入力された上限値とリアルタイムのモニタ値とが比較され、モニタ値が上限値を超えた時点で異常と判断されて警報装置２６に信号が出力される。

警報装置２６に信号が出力されると、警報装置２６は、発光、音の鳴動を備える出力機器、及び自動メール送信システムによって、周囲に光と音とを発して異常を知らせるか、或いは指定した携帯端末機にメールを送信することにより異常を知らせる。

これにより、警報装置２６の動作を確認した保守員、及び携帯端末機で通報を受けた保守員が超音波発生場所の詳細を確認するために現場に急行し、詳細部分まで超音波を測定できる機器を使用し異常の原因を特定することができる。

ここで、超音波量を監視することによって各種電気機器１１の異常及び配線接続部の異常を検出することができる理由について述べる。

どのような電気機器においても、付着した埃等によって微小な超音波が発生しているのが常であるが、配線接続部において接触不良（緩み、劣化）が生じた場合、更なる超音波が発生し、電気機器から発生する超音波量が増加する。

そのため、電気機器の内部又はその近傍に、超音波量を検出する超音波検出器１３を設置し、超音波検出器１３で検出された超音波量を予め測定しておいた定常時の超音波量と比較することにより、配線接続部の接触不良を検出することが可能となる。また、電気機器の内部に異常が発生した場合でも周囲に超音波が発生するため、これを検出することも可能である。

但し、図１に示したように、変電所設備１０の内部の各種電気機器１１の配置によっては超音波を検出する超音波検出器１３から見て電気機器１１が重なって設置されることがあり、この場合、重なって見える後ろ側に設置された電気機器１１の異常を検出することは難しくなる。

そのため、本実施の形態では、この後ろ側の電気機器１１の異常は、従来通り温度センサ１６で検出された電気機器１１の温度や電流計で検出された電気機器の電流値に基づいて判断するようにしている。

なお、複数の超音波検出器１３を用いて電気機器１１毎に超音波検出エリア１２を形成すれば、温度センサ１６や電流計に依らずとも電気機器１１毎に異常を判断することもできる。

このように、本実施の形態に係る変電所監視システムによれば、変電所設備１０の敷地内に超音波検出器１３を設置することにより、通電時に目視点検による各種電気機器１１の状態確認、及び電流値等が定常時と変化がないかの確認しかできなかったものについて、各種電気機器１１や配線の状態をリアルタイムにデータ収集し監視することができる。

更に、複数の変電所設備からネットワークでデータ収集することで１箇所の監視場所、即ち、集中監視装置１５において一元的に監視することができ、監視中に各種電気機器１１や配線の異常が発生した場合、集中監視装置１５に備えられた警報装置２６により異常を知らせ、異常の早期発見によって、変電所設備１０における停電事故、配線接続部の接触不良による火災事故を未然に防ぐことが可能となり、また、停電作業時におけるメンテナンス業務の効率化や保守員の縮小を図ることが可能となる。

従って、本発明によれば、変電所設備１０における各種電気機器１１の異常に加えて配線接続部の異常をも検出することで、変電所設備１０において更に安定した電力供給を可能とする変電所監視システムを提供することができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

例えば、各機器、配線の状態のデータ管理を行う手段を持たず、各変電所設備における各種電気機器の異常、配線接続部の異常のみを自動でメール送信し、異常を早期発見する簡易な構成とすることも可能である。

また、各種電気機器の温度、電流値等をＬＡＮ回線で送受信するようにしたり、データ処理をパソコンで行うようにしたり、或いは、データ送受信にインターネット回線を使用したりすることも可能である。

なお、各種電気機器の温度や電流値、配線接続部で発生する超音波量等のデータ送受信についての手段は、監視用途としては一方向伝送システムで十分であるが、双方向伝送システムを用いて集中監視装置１５から中継監視装置１４及び各種電気機器１１に指示を送信できるようにしても良く、特に限定しない。

１０ 変電所設備
１１ 電気機器
１２ 超音波検出エリア
１３ 超音波検出器
１４ 中継監視装置
１５ 集中監視装置
１６ 温度センサ
１７ 社内ＬＡＮ
１８ 各機器
１９ 表示器
２０ 信号
２１ 信号
２２ 信号
２３ プログラマブルコントローラ
２４ プログラマブルコントローラ
２５ 記録計
２６ 警報装置
２７ タッチパネル

Claims (4)

1. 変電所設備における各種電気機器の異常及び配線接続部の異常を検出する変電所監視システムであって、
   前記各種電気機器及び前記配線接続部で発生する超音波量を検出すると共に信号として出力する超音波検出手段と、
   前記超音波検出手段からの前記信号を中継する中継監視装置と、
   前記中継監視装置と伝送システムにて接続され、前記中継監視装置からの前記信号を基に前記各種電気機器の異常及び前記配線接続部の異常をリアルタイムに監視する集中監視装置と、
   を備え、
   前記集中監視装置は、前記超音波検出手段で検出された超音波量が予め設定した上限値を超えたときに、前記各種電気機器の異常及び前記配線接続部の異常を判断することを特徴とする変電所監視システム。
2. 前記超音波検出手段と前記中継監視装置は変電所設備毎に設置され、前記集中監視装置は各変電所設備における前記各種電気機器の異常及び前記配線接続部の異常を一元的に監視する請求項１に記載の変電所監視システム。
3. 前記集中監視装置は、前記各種電気機器の異常及び前記配線接続部の異常を判断したときに、異常を知らせる警報装置を備える請求項１又は２に記載の変電所監視システム。
4. 前記警報装置は、周囲に光と音とを発して異常を知らせるか、或いは指定した携帯端末機にメールを送信することにより異常を知らせる請求項３に記載の変電所監視システム。