JP4229602B2 - 機器監視／運転支援方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電所、変電所、あるいは開閉所等の電気所に設置される機器の機器監視／運転支援システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、変電所には、ガス絶縁開閉装置等の高電圧主回路を入り切りするための電力用開閉機器や、変圧器、リアクトル等の油入機器が設置されている。このような機器に対しては、信頼性の向上、保守の低減、事故の未然防止、および事故発生時の早期対応が要求されている。そこで、従来より、これらの要求を満たすことを目的として電力用機器の機器監視／運転支援システムが提案されている。
【０００３】
機器監視／運転支援システムの従来例を図９に示す。この機器監視／運転支援システムは、機器の状態に関連する各種物理量や化学量を複数の検出手段４１によって検出し、この検出手段４１の出力を複数の測定手段４２によって測定した後、この測定データを測定データ収集装置４３によって収集し、さらにデータ表示装置４４によって測定データの表示を行うものである。
【０００４】
より詳細には、従来の機器監視／運転支援システムにおいて、測定データ収集装置４３とデータ表示装置４４は電気所の本館内に設置されており、機器の異常兆候を示すデータが測定された場合は、その電気所本館内でデータ表示装置４４に表示されたデータの確認を行っている。また、機器の異常を示唆するデータが測定された場合は、異常発生の集約情報が、接点情報によって上位の電気所監視装置４５に伝達され、この電気所監視装置４５から遠方の上位制御所に通報されるようになっている。
【０００５】
次に、このような機器監視／運転支援システムに期待される効果について、図１０を参照して説明する。ここで、図１０は、縦軸を供試品の潜在的特性Ｌ、横軸を経過時間ｔとした時の、潜在的劣化故障モデル図である。事故として現象化する過程において、ｆ点に至ると加速度的に進展し、時間的な余裕もなく事故現象に至るので、ａ点〜ｅ点の警告領域Ｂで異常を発見することが望ましい。この理由は次の通りである。
【０００６】
すなわち、種々の異常は物理現象的に長時間かけて進展するので、警告領域Ｂからｆ点に至るまでには、かなりの時間がかかる。したがって、たとえ異常が発生確認されても、それが警告領域Ｂであれば、緊急停止などの直接緊急処理が不要で、自発的停止による修復余裕時間が得られると共に、事故現象の１次〜２次被害といった事故拡大現象がなく、修復個所も必要最小限の部位に限定できる。
【０００７】
また、この潜在的特性Ｌを現す測定データには、２種類のデータがある。すなわち、現在の物理量、化学量等の現在値データと、物理量、化学量の過去からの累積値である累積値データである。
【０００８】
例えば、変電所のガス絶縁開閉装置を監視対象とする場合、現在値データに対応する測定データは、ガス圧力、部分放電電荷量、油圧、分解ガス量、開閉器の動作時間等であり、累積値データに対応する測定データは、開閉器の接点損耗量等である。
また、変圧器を監視対象とする場合、現在値データに対応する測定データは、油温、負荷電流、負荷時タップ切換器の動作時間等であり、累積値データに対応する測定データは、負荷時タップ切換器の接点損耗量、許容高負荷継続時間等である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示すような従来の機器監視／運転支援システムにおいては、次のような問題点があった。
【００１０】
まず、測定されたデータは、電気所本館内に設置されたデータ表示装置によって確認することができるが、機器の運転制御を行う上位制御所へは、異常発生の集約情報のみが伝送されるだけであった。
したがって、ある電気所の機器の異常が検出された場合、その詳細情報を確認するためには、保守員がその電気所へ出向き、電気所本館内のデータ表示装置４４に表示されたデータを確認する必要があった。このため、保守員の負担増加、事故時対応の遅れを招き、機器の運用性の悪化、ひいては設備全体の経済性の悪化を招いていた。
【００１１】
また、上位制御所においてある電気所の異常が検出され、その異常に対応した機器の制御が必要な場合でも、上位制御所において電気所の機器を制御することはできないため、保守員がその電気所へ出向き、当該機器を制御する必要があった。このため、保守員の負担増加、異常発生時の対応の遅れを招き、機器の運用性の悪化、ひいては設備全体の経済性の悪化を招いていた。
【００１２】
ここで、遠隔地において機器の監視および制御ができないことにより生じる、保守員の負担増加の一例を以下に説明する。
一般に、夏季には電力需要が増大し、変圧器等の変電機器は、この時期、許容限度ぎりぎりの高負荷で運転される頻度が高くなり、時には過負荷運転を強いられる場合もある。過負荷運転は当該機器の寿命を著しく縮めるため、一般には避けるべきであるが、やむなく過負荷運転をする場合は、強制水冷をするなどの補助冷却措置が必要になる。そのため、遠隔地において機器の監視および制御が不可能な場合は、保守員が巡視のためにその電気所へ出向き、被監視機器の監視データをチェックして、必要に応じて強制水冷などの補助冷却の制御を行わなければならない。このような巡視は保守員の負担を著しく増加させる。
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、機器監視データを遠隔地から容易に確認可能とすると共に、被監視機器に何らかの操作が必要になった場合に、被監視機器を遠隔地から容易に遠隔制御可能とすることにより、機器保守の省力化、事故発生時における対応の容易化・迅速化に貢献でき、機器およびシステムの運用性を向上し、それによって設備全体の経済性を向上可能な、経済性に優れた高機能の機器監視／運転支援システムを提供することである。
【００１４】
また、本発明の第２の目的は、ユーザの電気所に設置された機器を監視し、保守点検や異常発生時においてそれらの監視データから何らかの有用なコンサルティングデータを生成してユーザに提供することが可能な機器監視方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達するため、本発明は、電気所に設置された機器の状態データを取得する機器監視装置に、取得した状態データを端末に送信する機能および端末からの制御指令信号に応じた制御信号を出力する機能を持たせることにより、機器監視データを遠隔地から容易に確認可能とすると共に、被監視機器を遠隔地から容易に遠隔制御可能としたものである。
【００１６】
なお、本発明において重要な用語の定義は次の通りである。
「状態データ」は、被監視機器の状態を表す各種のデータを含む概念であり、被監視機器またはその近傍に設置された各種の検出手段によって得られた各種の物理量、化学量の測定データ、およびそれらの測定データを演算処理して生成されたデータを含む広い概念である。
【００１７】
「被監視機器に対する制御信号」は、被監視機器またはそれに付随・関連する装置を実際に制御するための信号を意味している。
「制御指令信号」は、被監視機器またはそれに付随・関連する装置に対する制御信号の出力を指令するための信号であり、制御信号自体を含む広い概念である。「制御用データ」は、制御信号を出力するために使用される各種のデータを含む概念であり、制御信号自体や制御指令信号を含む広い概念である。
【００３７】
本発明は、ユーザの電気所に設置された機器の状態を監視して必要なデータを生成する機器監視／運転支援方法において、次のような技術的特徴を有するものである。
【００３８】
請求項１の発明は、機器監視／運転支援方法において、次のようなステップを有することを特徴としている。まず、ユーザに対して被監視機器の定格を含む性能識別情報の入力を促すステップと、被監視機器の状態を表す状態データを受信するステップと、被監視機器によって制御する系統の電気量データを受信するステップとを有する。さらに、ユーザによって入力された性能識別情報を元に、機器データベースを参照して被監視機器の基本性能データを入手し、この基本性能データと受信した電気量データに基づいてその被監視機器の機能劣化に関連する変数の予測値を算出し、得られた予測値に応じた予測データを生成するステップを有する。
【００３９】
請求項２の発明は、請求項１の機器監視／運転支援方法において、予測データを生成するステップが、次のようなステップを含むことを特徴としている。まず、予測データを生成するステップは、被監視機器について入手した基本性能データと受信した電気量データに基づいて、開閉器接点損耗量、負荷時タップ切換器接点損耗量、および変圧器寿命の中からその被監視機器に応じて決定される項目の累積値を予測値として算出するステップを含む。さらに、予測データを生成するステップは、算出した累積値と入手した基本性能データに基づいて被監視機器の点検時期予測データを生成するステップを含む。
【００４０】
以上の態様では、ユーザの被監視機器の機能劣化に関連する変数の予測値に応じた予測データをユーザに提供することができる。特に、機能劣化に関連する変数として、請求項２に記載のように、開閉器接点損耗量、負荷時タップ切換器接点損耗量、変圧器許容負荷などの予測値を算出し、求めた予測値に基づいてさらに、開閉器や負荷時タップ切換器、変圧器などの点検時期予測データを生成し、ユーザに提供することにより、ユーザの保守点検作業の合理化を図ることができる。また、変圧器の寿命を損なうことのない許容負荷、あるいは、所望の負荷量によって変圧器の寿命を損なうことのない許容高負荷継続時間などの予測データを生成し、ユーザに提供することにより、ユーザはその予測データを用いて変圧器を効率よく運転することができる。したがって、ユーザにとっては、機器の機能劣化や運転効率に関する各種のデータ解析を行ったり、そのようなデータ解析に必要な機器データベースを管理したりする必要がない分だけ、保守点検や運転効率管理に関する負担が大きく軽減される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下には、本発明による機器監視／運転支援システムとその方法を適用した複数の実施の形態について、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
【００４２】
［第１の実施形態］
［構成］
図１は、第１の実施形態に係る機器監視／運転支援システムの構成を示すブロック図である。
この図１に示すように、第１の実施形態に係る機器監視／運転支援システムは、機器監視装置１および端末２を、通信ネットワーク４を介して接続したものである。以下には、各装置１，２の構成について順次説明する。
【００４３】
まず、機器監視装置１は、被監視機器Ｕ近傍に配設されており、状態データ取得手段１１、制御信号出力手段１２、データ記憶手段１３、およびデータ送受信手段１４を備えている。このうち、状態データ取得手段１１は、被監視機器Ｕに配設されたセンサＩからの機器状態量と系統の電気量を取得して、取得した機器状態量と電気量をサンプリングしてディジタル形の機器状態データＳと電気量データＥに変換するようになっている。
【００４４】
また、制御信号出力手段１２は、被監視機器Ｕに対する制御信号を出力する手段であり、データ記憶手段１３は、状態データ取得手段１１で取得したディジタル形の機器状態データＳと電気量データＥを記憶すると共に、制御信号出力手段１２により出力される制御信号を記憶するようになっている。そして、データ送受信手段１４は、データ記憶手段１３に記憶された機器状態データＳと電気量データＥを通信ネットワーク３に送信すると共に、通信ネットワーク３から制御信号を含む制御指令信号を受信するようになっている。
【００４５】
この機器監視装置１はさらに、原子時計が搭載された人工衛星Ｌから送信された信号をＧＰＳ(Global Positioning System)受信アンテナ１５ａを介して受信して解読し、正確な絶対時刻ｔを認識するＧＰＳ受信部１５を備えており、このＧＰＳ受信部１５によって受信された絶対時刻ｔに応じて、状態データ取得手段１１およびデータ記憶手段１３を動作させるようになっている。
【００４６】
すなわち、状態データ取得手段１１は、絶対時刻ｔに応じてセンサＩから取得した機器状態量と系統の電気量をサンプリングしてディジタル形の機器状態データＳと電気量データＥに変換するようになっている。そして、データ記憶手段１３は、そのディジタル形の機器状態データＳと電気量データＥに対して、サンプリングされた際の絶対時刻ｔを付加して絶対時刻付きの機器状態データＳ（ｔ）と電気量データＥ（ｔ）として記憶するようになっている。したがって、データ送受信手段１４は、その絶対時刻付きの機器状態データＳ（ｔ）と電気量データＥ（ｔ）を通信ネットワーク３に送信することになる。
【００４７】
次に、端末２は、通信ネットワーク３を介してデータの送受信を行うデータ送受信手段２１と、監視データの表示を行うと共に、機器監視装置１に送信する制御指令信号の選択・状態表示を行うデータ／制御指令表示手段２２と、キーボードやマウスなどの入力部やディスプレイなどの出力部を含む入出力部２３とを備えている。
【００４８】
このうち、データ送受信手段２１は、機器監視装置１のデータ送受信手段１４から送信された絶対時刻付きの機器状態データＳ（ｔ）、電気量データＥ（ｔ）を受信すると共に、データ／制御指令表示手段２２で選択された制御指令信号を機器監視装置１に対して送信するようになっている。また、データ／制御指令表示手段２２は、データ送受信手段２１によって受信された絶対時刻付きの機器状態データＳ（ｔ）と電気量データＥ（ｔ）を表示すると共に、機器監視装置１に送信する制御指令信号の選択を行うための表示と、選択後送信された制御指令信号に基づいて、被監視機器Ｕの機器状態および制御指令信号の選択状態を表示するようになっている。
【００４９】
［作用］
以上のように構成された第１の実施形態において、機器監視装置１は、通信ネットワーク３を介して端末２からのデータ伝送を要求するデータ伝送指令信号を受信すると、そのデータ伝送指令信号に応答して、データ記憶手段１３に記憶された機器状態データＳ（ｔ）と電気量データＥ（ｔ）を通信ネットワーク３を介して端末２に送信する。端末２は、通信ネットワーク３を介して機器状態データＳ（ｔ）と電気量データＥ（ｔ）を受信すると、それらのデータをデータ／制御指令表示手段２２により入出力部２３のディスプレイ上に表示する。
【００５０】
また、表示された機器状態データＳ（ｔ）、電気量データＥ（ｔ）および機器監視データの分析結果に基づき、端末２から被監視機器Ｕに対する制御信号の出力を要求する制御指令信号が送信された場合には、機器監視装置１は、通信ネットワーク３を介してその制御指令信号を受信し、受信された制御指令信号中の制御信号をデータ記憶手段１３に記憶する。そして、制御信号出力手段１２によりデータ記憶手段１３から制御信号を読み出して被監視機器Ｕに対して出力し、被監視機器Ｕを制御する。
【００５１】
［効果］
以上のような本実施形態においては、次のような効果が得られる。
まず、本実施形態においては、通信ネットワーク３に接続された端末２により、被監視機器Ｕの機器状態データＳ（ｔ）と電気量データＥ（ｔ）をリアルタイムに確認することができる。すなわち、通信ネットワーク３に接続された端末２により、従来は機器Ｕ近傍、もしくは電気所のシステム端末でしか確認できなかった機器Ｕの詳細な状態量、電気量を、どこからでも確認することができる。
【００５２】
したがって、機器の保守員が現地に行かなくても制御所等の遠隔地から機器監視データを容易に確認することができ、システムの機能を向上させることができる。そのため、機器保守の省力化、事故発生時における対応の容易化・迅速化に貢献できると共に、機器およびシステムの運用性を向上することができ、それによって設備全体の経済性を向上することができる。
【００５３】
また、取得した機器状態データＳ（ｔ）、電気量データＥ（ｔ）および機器監視データの分析結果に基づき、被監視機器Ｕに何らかの操作が必要になった場合には、通信ネットワーク３を介して接続された端末２により、制御所等の遠隔地から制御信号を含む制御指令信号を送信して被監視機器Ｕを制御することができる。
【００５４】
したがって、機器の保守員が現地に巡視に行かなくても、遠隔地から被監視機器Ｕを容易に遠隔制御することができるので、機器保守の更なる省力化、異常発生時における対応の更なる容易化・迅速化に貢献できると共に、機器およびシステムの運用性を更に向上することができ、それによって設備全体の経済性を向上することができる。
【００５５】
また、機器状態データ、電気量データに絶対時刻が付加されているため、機器状態量、電気量の変化を時間を追って正確に分析することにより、機器異常発生後の対応必要時期を正確に表示することが可能となり、また、他のシステムによって測定されたデータとの照合が可能になる。したがって、データ運用性を向上してシステムの機能を向上させ、事故発生時における対応の一層の容易化・迅速化に貢献できる。
【００５６】
［変形例］
なお、第１の実施形態においては、端末２からの制御指令信号として、被監視機器Ｕを実際に制御するための制御信号を含む制御指令信号を送信する例について説明したが、変形例として、機器監視装置１のデータ記憶手段１３に具体的な制御信号を記憶させておき、制御指令信号中に制御信号を選択するための信号を含ませることも可能である。また、データ記憶手段１３に制御信号生成用の制御用データを記憶させておき、制御信号出力手段により、その制御用データに基づいて、制御指令信号に対応する制御信号を生成、出力することも可能である。
【００５７】
また、第１の実施形態においては、ＧＰＳ受信部１５を構成要素とする例について説明したが、変形例として、ＧＰＳ受信部１５を省略することもできる。
一方、第１の実施形態においては、系統の電気量を機器監視装置１によって取得するシステム構成としたが、当該機器のディジタル形保護制御装置と本発明の機器監視／運転支援システムを通信ネットワーク３で接続して、系統の電気量はディジタル形保護制御装置で取得した電気量データを使用するシステム構成とすることもできる。このシステム構成においても、第１の実施形態と同様の効果が得られることは明らかである。
【００５８】
［第２の実施形態］
［構成］
図２は、第２の実施形態に係る機器監視／運転支援システムの構成を示すブロック図である。なお、図２において、図１中で示した第１の実施形態と同一の構成要素に関しては、同一符号を付して示し、説明は省略する。
この図２に示すように、第２の実施形態に係る機器監視／運転支援システムは、独立した機器データサーバ４を設け、この機器データサーバ４を、機器監視装置１、端末２と共に、通信ネットワーク３を介して接続したものである。
【００５９】
この機器データサーバ４は、データ送受信手段４１、データ処理手段４２、およびデータ記憶手段４３を備えており、データ記憶手段４３は、データファイルとして、機器データ記録ファイル４４と機器特性データファイル４５を保存している。このうち、データ送受信手段４１は、端末２のデータ送受信手段２１と同様に、機器監視装置１のデータ送受信手段１４から送信された絶対時刻付きの機器状態データＳ（ｔ）、電気量データＥ（ｔ）を受信すると共に、データ／制御指令表示手段２２で選択された制御指令信号を機器監視装置１に対して送信するようになっている。
【００６０】
また、データ処理手段４２は、受信した機器状態データＳ（ｔ）、電気量データＥ（ｔ）と、データ記憶手段４３に保存された機器特性データファイル４５中の基本性能データや機器構成データを用いて、機器監視・運転支援・保守支援演算を行い、結果を機器データ記録ファイル４４に保存すると共に、必要に応じて端末２に通知するようになっている。
【００６１】
ここで、機器データ記録ファイル４４は、データ処理手段４２にて演算された各種機器の記録データを保存し、蓄積するファイルである。また、機器特性データファイル４５は、機器の構成に関する機器構成データ、機器の特性により異なる各種係数を示す機器の特性データ、機器の特性データと機器の点検必要時期との相関を示す機器点検相関データ等の、対象電気所に限定されない一般的な基本性能データを保存すると共に、電気所を構成する各機器の性能識別データ、系統データなどの、対象電気所に特有の電気所構成データを保存するファイルである。
【００６２】
なお、このような機器データサーバ４は、単一のユーザに専用のデータサーバとして設けることも可能であるが、一般的には、複数のユーザの電気所を監視して、必要なデータを生成し、生成したデータを各ユーザに提供するサービスセンタとして構成される。したがって、図中では、機器データサーバ４と、単一のユーザの機器監視装置１、および端末２のみが接続されているが、実際には、複数のユーザについて、同様の機器監視装置１および端末２がそれぞれ接続されている。これに伴い、機器データ記録ファイル４４中には、ユーザごとのデータが記録されており、機器特性データファイル４５中には、複数のユーザに共通のデータとして、各機器に関する一般的な基本性能データが記録されると共に、個々のユーザごとの電気所についての個別の電気所構成データが記録されている。
【００６３】
なお、機器特性データファイル４５中に記録される個々のユーザの機器構成データは、機器データサーバ４からユーザの端末２のデータ／制御指令表示手段２２に対して、機器構成データ入力用の入力支援画面を送信し、この入力支援画面を見ながらユーザが端末２の入出力部２３によって電気所を構成する各機器の性能識別データ、系統データ等を入力することで取得される。この場合、各機器の性能識別データは、機器の名称や、定格電圧、定格電流等を含み、また、系統データは、各系統名、各系統を構成する機器の接続順や名称、接続方法等を含む。
【００６４】
［作用および効果］
以上のように構成された第２の実施形態においては、第１の実施形態の作用効果に加えて、さらに次のような作用効果が得られる。
まず、本実施形態においては、複数の電気所内に設置された機器監視装置１によって得られた動的な監視データと、あらかじめ機器データサーバ４にデータベース化された機器情報などの静的なデータとを、一元的に確認、管理、比較することが可能であり、より高度な機器監視／運転支援システムを提供することができる。
【００６５】
また、機器データサーバ４は、開閉器の接点損耗量の演算などを行うためのデータ処理手段４２を備えているので、過去からの累積値データの扱いに適しており、一方、機器監視装置１は、リアルタイムでガス圧力や油圧、油温などの現在値データを計測している。したがって、端末２からデータを参照する際に、参照するデータの種類に応じて、現在値データを参照する場合は機器監視装置１にアクセスし、累積値データを参照する場合は機器データサーバ４にアクセスする、などの使い分けを行うことにより、機器およびシステムの運用性をさらに向上することができ、それによって設備全体の経済性を向上することができる。
【００６６】
［変形例］
なお、第２の実施形態においては、監視装置１、端末２、および機器データサーバ４を、通信ネットワーク３を介して接続しているが、インターネット経由で外部から、例えば、自宅のパソコンやＰＤＡなどの端末からアクセスできる構成としてもよい。この場合、端末２のデータ／制御指令表示手段２２に相当するものをインターネットブラウザに置き換えることにより、容易に対応できる。また、携帯電話のインターネット接続機能（ｉ−ｍｏｄｅ（Ｒ）など）からのアクセスも同様に可能である。
また、同様の変形例を第１の実施形態においても適用できることは明らかである。
【００６７】
［第３の実施形態］
［構成］
図３は、第３の実施形態に係る機器監視／運転支援システムの構成を示すブロック図である。なお、図３において、図２中で示した第２の実施形態と同一の構成要素に関しては、同一符号を付して示し、説明は省略する。
【００６８】
図３に示すように、第３の実施形態に係る機器監視システムは、第２の実施形態の構成に追加して、通信ネットワーク３が、各電気所Ａ，Ｂの電気所構内ＬＡＮ（第１の通信ネットワーク）３ａと広域通信ネットワーク（第２の通信ネットワーク）３ｂにより構成されている。なお、図中５は、電気所構内ＬＡＮ３ａと広域通信ネットワーク３ｂとを接続するルータである。
さらに、機器監視装置１と、電気所構内ＬＡＮ３ａとを接続する伝送路媒体は、電気ケーブルの未使用配線や電源用配線６（電気所Ａの場合）、または無線通信路８（電気所Ｂの場合）と、通信インタフェース７とによって構成されている。
【００６９】
［作用および効果］
以上のような構成を有する第３の実施形態においては、第２の実施形態の作用効果に加えて、次のような作用効果が得られる。
すなわち、本実施形態においては、機器Ｕに接続されている既存の電気ケーブルや電源用ケーブル６、または無線通信路８と、通信インタフェース７とを介して、機器監視装置１から電気所構内ＬＡＮ３ａにデータを伝送することができる。
【００７０】
したがって、機器監視装置１の設置だけのために、別のケーブルを敷設する必要がないため、電気所構内の接続ケーブル数を削減することができる。これにより、機器監視／運転支援システムの簡略化を図ることができるため、経済性を向上できる。さらに、既設機器に本機器監視／運転支援システムを適用する場合には、新たなケーブルの敷設作業が不要であるため、機器監視／運転支援システム敷設作業の合理化、短縮化を図ることができ、経済性に優れている。
【００７１】
［変形例］
なお、第３の実施形態においては、機器データサーバ４を構成要素とする例について説明したが、変形例として、機器データサーバ４を省略することもできる。
【００７２】
［第４の実施形態］
［構成］
図４は、第４の実施形態に係る機器監視／運転支援システムの構成を示すブロック図である。なお、図４において、図３中で示した第３の実施形態と同一の構成要素に関しては、同一符号を付して示し、説明は省略する。
図４に示すように、第４の実施形態に係る機器監視／運転支援システムは、第３の実施形態の構成において、機器監視装置１が、電気所構内ＬＡＮ３ａに接続される代りに、無線通信路８および通信インタフェース７によって、広域通信ネットワーク３ｂに直接接続されたものである。
【００７３】
［作用および効果］
以上のような構成を有する第４の実施形態においては、第２の実施形態の作用効果に加えて、次のような作用効果が得られる。
すなわち、本実施形態においては、無線通信路８および通信インタフェース７を介して、機器監視装置１から通信ネットワーク４にデータを直接伝送することができる。
【００７４】
したがって、電気所においては、機器監視装置１のみを設置することにより、機器監視／運転支援システムを容易に構成することができ、別のケーブルを敷設する必要がないため、電気所構内の接続ケーブル数を削減することができる。これにより、機器監視／運転支援システムの簡略化を図ることができるため、経済性を向上できる。さらに、既設機器に本機器監視／運転支援システムを適用する場合には、新たなケーブルの敷設作業が不要であるため、機器監視／運転支援システム敷設作業の合理化、短縮化を図ることができ、経済性に優れている。
【００７５】
［変形例］
なお、第４の実施形態においては、機器データサーバ４を構成要素とする例について説明したが、第３の実施形態と同様に、変形例として、機器データサーバ４を省略することもできる。
【００７６】
［第５の実施形態］
［構成］
図５は、第５の実施形態に係る処理手順の概略を示すフローチャートである。第５の実施形態は、図２中で示した第２の実施形態の構成において、機器データサーバ４のデータ処理手段４２が、前述した機能に加え、機器監視装置１からのデータを用いて、機器Ｕの点検時期予測演算を実施するように構成されたものである。
【００７７】
［作用］
以上のような構成を有する第５の実施形態においては、機器データサーバ４によって被監視機器Ｕの点検時期を予測することができる。以下には、被監視機器Ｕがガス絶縁開閉装置である場合を例として、本実施形態による機器の点検時期予測演算処理について説明する。
【００７８】
まず、ガス絶縁開閉装置は、複数の開閉器から構成されている。開閉器において点検の時期を左右する項目として、開閉器接点の損耗量が挙げられる。開閉器接点の損耗量は、遮断した電流値により決定されるため、開閉器動作前後の通電電流値を検出することができれば、接点の損耗量を算出することができる。
【００７９】
本実施形態による機器監視／運転支援システムにおいては、図２に示す機器データサーバ４によって、図５に示す一連の処理を行うことにより、開閉器接点の損耗量を算出することができ、開閉器の点検時期を予測することができる。以下には、図５のフローチャートにしたがって、機器データサーバ４による点検時期予測演算処理手順の概要を説明する。
【００８０】
まず、機器データサーバ４は、ステップ１０１において、機器監視装置１から送出された機器状態データＳ（ｔ）を受信する。続くステップ１０２において、ステップ１０１の受信処理によって受信したデータが開閉器動作データであると判断した場合には、機器データサーバ４は、ステップ１０３に進み、開閉器動作前後の電気量データＥ（ｔ）を受信する。具体的には、開閉器の通電電流値を受信する。
【００８１】
次に、機器データサーバ４は、ステップ１０４において、ステップ１０３によって受信された開閉器動作前後の通電電流値から当該動作における開閉器接点の損耗量を算出する。さらに、このステップ１０４によって算出された接点損耗量データにより、ステップ１０５においてその時点までの累積値に当該損耗量データを加算し、続くステップ１０６において開閉器の点検時期を算出し、ステップ１０７においてその算出された点検時期を画面に表示する。
【００８２】
［効果］
本実施形態においては、以上のような一連の処理により、機器データサーバ４上で被監視機器であるガス絶縁開閉装置の点検時期を容易に確認することができる。したがって、本実施形態によれば、機器監視／運転支援システムのさらなる高機能化を図ることができ、保守点検作業の合理化を図ることができるため、被監視機器をも含めたシステム全体の経済性を向上させることができる。
【００８３】
［変形例］
なお、第５の実施形態においては、機器データサーバ４上で点検時期を表示するようにしたが、算出した点検時期に関するデータを端末２に送信し、端末２上で表示することも可能である。この場合には、端末２上で点検時期を容易に確認することができる。
【００８４】
また、第５の実施形態においては、機器データサーバ４によって点検時期予測演算処理を行ったが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、第５の実施形態の変形例として、機器監視装置１、または端末２、または別途専用の計算機によって点検時期予測演算処理を行い、点検時期データとして通信ネットワーク３に送出することも可能である。それらの構成において、第５の実施形態と同様の効果が得られることは明らかである。
【００８５】
また、第５の実施形態においては、系統の電気量を機器監視装置１によって取得するシステム構成としたが、当該機器のディジタル形保護制御装置と本発明の機器監視／運転支援システムを通信ネットワーク３で接続して、系統の電気量はディジタル形保護制御装置で取得した電気量データを使用するシステム構成とすることもできる。このシステム構成においても、第５の実施形態と同様の効果が得られることは明らかである。
【００８６】
［第６の実施形態］
［構成］
図６は、第６の実施形態に係る処理手順の概略を示すフローチャートである。第６の実施形態は、図２中で示した第２の実施形態の構成において、端末２もしくは機器データサーバ４の少なくとも一方で、機器監視装置１からのデータを用いて、機器Ｕの運用状態を監視し、必要に応じて機器Ｕの運用状態に応じた制御信号を生成するように構成されたものである。
【００８７】
［作用］
以上のような構成を有する第６の実施形態においては、端末２もしくは機器データサーバ４によって被監視機器Ｕを遠隔制御することができる。以下には、被監視機器Ｕが変圧器である場合を例として、本実施形態による機器Ｕの遠隔制御処理について説明する。
【００８８】
まず、変圧器の運用状態を把握するためのパラメータとして負荷電流、油温、などがある。変圧器の負荷率が上がり、高負荷運転、場合によっては過負荷運転となった場合は、油温が過熱状態となるため、適当な手段により変圧器を冷却する必要がある。具体的には冷却用送風機の運転や、冷却用散水装置の運転などである。
【００８９】
本実施形態では、機器監視装置１で負荷電流、油温データを取得し、そのデータより把握できる変圧器の運用状態に応じて、端末２、もしくは機器データサーバ４より冷却装置制御信号を機器監視装置１に送信して、機器監視装置１より、当該変圧器の冷却手段を遠隔操作することができる。以下には、図６のフローチャートにしたがって、本発明による遠隔制御処理手順の概要を説明する。
【００９０】
まず、端末２もしくは機器データサーバ４は、ステップ１１１において、機器監視装置１から送出された機器状態データＳ（ｔ）を受信する。続くステップ１１２において、ステップ１１１の受信処理によって受信したデータが変圧器の運用状態を示すデータ、具体的には負荷電流、または油温であると判断した場合には、端末２もしくは機器データサーバ４は、ステップ１１３に進み、当該変圧器の負荷率を計算する。次にステップ１１４に進み、当該変圧器の運転状態データとして、変圧器の負荷率と油温を表示する。
【００９１】
次に、端末２もしくは機器データサーバ４は、ステップ１１５において、変圧器の負荷率、油温データから当該変圧器の冷却が必要かどうか判断する。冷却が必要であると判断した場合は、ステップ１１６で冷却用送風機の運転が必要かどうか判断し、必要と判断した場合は、ステップ１１７で冷却用送風機の制御信号を生成する。同時に、ステップ１１８で冷却用散水装置の運転が必要かどうか判断し、必要と判断した場合は、ステップ１１９で冷却用散水装置の制御信号を生成する。
【００９２】
端末２もしくは機器データサーバ４は、ステップ１２０において、生成した制御信号を含む制御指令信号を機器監視装置１に送信する。機器監視装置１は、この制御指令信号を受信し、受信した制御指令信号中の制御信号を、当該変圧器の冷却用送風機または冷却用散水装置に対して出力する。その結果、冷却装置の運転が開始される。
端末２もしくは機器データサーバ４は、さらに、ステップ１２１において当該変圧器の運用状態、具体的には冷却用送風機と冷却用散水装置の運転状態を画面に表示する。
【００９３】
［効果］
本実施形態においては、通信ネットワーク３を介して接続された端末２もしくは機器データサーバ４により、制御所等の遠隔地から被監視機器Ｕの特定部位の温度データを容易に確認することができると共に、被監視機器Ｕの冷却装置の制御信号を送信して、冷却装置を容易に遠隔制御することができる。したがって、本実施形態によれば、機器の保守員が現地に巡視に行かなくても、制御所等の遠隔地から、被監視機器Ｕの温度状況に応じて機器を容易に冷却制御することができるので、機器保守の省力化、機器の急激な温度上昇時における対応の容易化・迅速化に貢献できると共に、機器およびシステムの運用性を向上することができ、それによって設備全体の経済性を向上することができる。
【００９４】
［変形例］
なお、第６の実施形態においては、当該変圧器の冷却が必要か否かの判断を、端末２または機器データサーバ４の演算処理によって行う構成としているが、この判断を人間系により行う構成とすることもできる。すなわち、保守員が遠隔地において、端末２または機器データサーバ４に表示される運用状態データ、具体的には負荷率、油温から当該変圧器の冷却が必要か否かを判断し、保守員が変圧器の冷却が必要であると判断した場合に、端末２または機器データサーバ４に、冷却用送風機、または冷却用散水装置の制御信号の生成指令を入力する構成とすることができる。
【００９５】
また、通常は端末２または機器データサーバ４の演算処理によって、当該変圧器の冷却装置の遠隔制御を行い、必要に応じて、保守員の判断で、端末２または機器データサーバ４に制御信号の生成指令を入力して、人間系の判断により冷却装置を遠隔制御するように構成することもできる。
【００９６】
［第７の実施形態］
［構成］
図７は、第７の実施形態に係る処理手順の概略を示すフローチャートである。
第７の実施形態は、図２中で示した第２の実施形態の構成において、機器データサーバ４が、機器監視装置１からのデータを用いて、機器監視データ、運転支援データ、および保守支援データを記録するように構成されたものである。
【００９７】
［作用］
［処理手順の概略］
以上のような構成を有する本システムにおいて、機器監視・運転支援・保守支援データが記録されるまでの、機器監視装置１および機器データサーバ４におけるデータ処理手順の概略を、図７のフローチャートにしたがって、以下に説明する。
【００９８】
まず、機器監視装置１は、状態データ取得手段１１により、所定の時刻または動作発生ごとに機器状態データを入力し（ステップ３０１）、入力された機器状態データに、ＧＰＳ受信部１５にて得られた時刻を付して、データ記憶手段１３に一時的に保存する（ステップ３０２）。予め設定された送信条件によりデータを判別し、データ送信タイミングであれば（ステップ３０３のＹＥＳ）、機器監視装置１は、機器データサーバ４に対して、当該の機器状態データを送信する（ステップ３０４）。
【００９９】
これと並行して、機器監視装置１は、状態データ取得手段１１により、所定の時刻または動作発生ごとに系統の電気量データと機器運転状態データを入力し（ステップ３０５）、入力されたこれらのデータに、ＧＰＳ受信部１５にて得られた時刻を付して、データ記憶手段１３に一時的に保存する（ステップ３０６）。
【０１００】
次に、機器データサーバ４は、送信された機器状態データを受信し（ステップ４０１）、受信したデータの種別に基づき、演算処理が必要と判断した場合（ステップ４０２のＹＥＳ）には、機器監視装置１に対して、当該時刻の系統の電気量データ、機器運転状態データの送信要求を行う（ステップ４０３）。
【０１０１】
機器監視装置１は、このデータを受信する（ステップ３０７のＹＥＳ）と、データ記憶手段１３に保存されている当該データを、機器データサーバ４に送信する（ステップ３０８）。機器データサーバ４では、このデータを受信し（ステップ４０４）、これらの機器状態データ、系統の電気量データ、機器運転状態データと、機器特性データファイル４５中のデータを用いて機器監視・運転支援・保守支援演算を行い（ステップ４０５）、演算結果を機器データ記録ファイル４４に保存する（ステップ４０６）。さらに、この演算結果を端末２に通知する必要がある場合（ステップ４０７のＹＥＳ）には、端末２に通知する（ステップ４０８）。
【０１０２】
［開閉器点検時期演算時の処理手順］
より具体的な例として、本システムにおいては、機器データサーバ４によって被監視機器Ｕの点検時期を予測することができる。以下には、被監視機器Ｕがガス絶縁開閉装置である場合を例として、本実施形態による機器の点検時期予測演算処理について説明する。
【０１０３】
まず、前述したように、開閉器において点検の時期を左右する項目であるところの開閉器接点の損耗量は、遮断した電流値により決定されるため、開閉器動作前後の通電電流値を検出することができれば、接点の損耗量を算出することができる。
本実施形態による機器監視／運転支援システムにおいては、図２に示す機器データサーバ４によって、図８に示す一連の処理を行うことにより、開閉器接点の損耗量を算出することができ、開閉器の点検時期を予測することができる。
以下には、図８のフローチャートにしたがって、機器データサーバ４による点検時期予測演算処理手順の概要を説明する。
【０１０４】
まず、機器データサーバ４は、機器監視装置１から送出された機器状態データＳ（ｔ）を受信する（ステップ５０１）。続いて、受信したデータが開閉器動作データであると判断した場合（ステップ５０２のＹＥＳ）には、機器データサーバ４は、機器監視装置１に対して、機器動作前後の系統の電気量データを要求し（ステップ５０３）、開閉器動作前後の電気量データＥ（ｔ）を受信する（ステップ５０４）。具体的には、開閉器の通電電流値を受信する。
【０１０５】
次に、機器データサーバ４は、機器特性データファイル４５を参照し、当該開閉器の接点損耗量と開閉電流との関係を示す接点損耗係数、当該開閉器の接点損耗量と点検必要時期との相関を示す機器点検相関データを取得する（ステップ５０５１）。次に、受信された電気量データＥ（ｔ）と、接点損耗係数を用いて、当該動作における開閉器接点の損耗量を算出する（ステップ５０５２）。
【０１０６】
続いて、算出された接点損耗量データにより、その時点までの累積値に当該損耗量データを加算し（ステップ５０５３）、接点損耗累積値、機器点検相関データ、これまでの運転履歴データから開閉器の点検時期を算出し（ステップ５０５４）、その算出された点検時期を機器データ記録ファイル４４に保存する（ステップ５０６）。
【０１０７】
さらに、機器データサーバ４は、点検時期が現時点から予め設定された期間内にある場合（ステップ５０７のＹＥＳ）には、その旨を端末２に通知する（ステップ５０８）。
通知された端末２では、通信ネットワーク３を介して機器データサーバ４の機器データ記録ファイル４４を参照することにより、開閉器の詳細な点検時期データを確認することができる。
【０１０８】
［効果］
本実施形態においては、以上のような機器データサーバ４による一連の処理により、ユーザは、端末２上で、被監視機器である開閉器、および説明は割愛したＬＴＣなどの点検時期を容易に確認することができる。したがって、本実施形態によれば、前述した第５の実施形態と同様に、機器監視／運転支援システムのさらなる高機能化を図ることができ、保守点検作業の合理化を図ることができるため、被監視機器をも含めたシステム全体の経済性を向上させることができる。
【０１０９】
また、本実施形態においては、機器データサーバ４により、機器に固有の機器点検相関データを元に点検時期を算出しているため、種々の構成の異なる機器に対しても精度良く点検時期を算出することができ、求めた点検時期予測データをユーザに提供することにより、ユーザの保守点検作業の合理化を図ることができる。したがって、ユーザにとっては、開閉器やＬＴＣ等の各種の機器の機能劣化に関する各種のデータ解析を行ったり、そのようなデータ解析に必要な機器データベースを管理したりする必要がない分だけ、保守点検に関する負担が大きく軽減される。
【０１１０】
さらに、本実施形態によれば、メーカのノウハウである機器点検相関データを、機器データサーバ４で管理して、限定されたユーザのみに提供することが可能となるため、専門知識を活用した実用性の高いビジネスモデルを実現できる。
【０１１１】
［変形例］
なお、第７の実施形態においては、系統の電気量を機器監視装置１によって取得するシステム構成としたが、当該機器のディジタル形保護制御装置と本発明の機器監視／運転支援システムを通信ネットワーク３で接続して、系統の電気量はディジタル形保護制御装置で取得した電気量データを使用するシステム構成とすることもできる。このシステム構成においても、本実施形態と同様の効果が得られることは明らかである。
【０１１２】
［他の実施形態］
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、他にも本発明の範囲内で多種多様な形態が実施可能である。
【０１１３】
例えば、上記第５、第７の実施形態においては、被監視機器の機能劣化に関連する変数の予測値として、開閉器接点損耗量の予測値を算出し、これらの予測値に応じて、開閉器の点検時期を予測データとして求める場合について説明した。しかしながら、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、被監視機器の機能劣化に関連する変数として、さらに、負荷時タップ切換器の接点損耗量、変圧器許容高負荷継続時間を予測することも可能である。また、変圧器の累積寿命損失の予測値を求め、その予測値に応じて変圧器点検時期を予測データとして求めることも可能である。
【０１１４】
ここで、被監視機器の機能劣化に関連する変数としては、開閉器接点損耗量、負荷時タップ切換器接点損耗量、変圧器許容負荷、変圧器許容高負荷継続時間、および変圧器寿命、の少なくとも一つを含めば一定の効果が得られるが、一般的には、それらの変数の全てについて予測値を求めるように構成することにより、保守点検や運転効率管理に有用な多様な予測データを生成することができる。
【０１１５】
一方、上記各実施形態においては、端末２、機器データサーバ４、または機器監視装置１により各種データを送受信する構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、各実施形態の変形例として、エージェントソフトが各装置を自立的に移動し、必要なデータを収集して、演算処理を行い、その結果を各装置に表示、または、ネットワークに送出するように構成することも可能である。それらの構成において、上記実施形態と同様の効果が得られることは明らかである。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気所に設置された機器の状態データを取得する機器監視装置に、取得した状態データを端末に送信する機能および端末からの制御指令信号に応じた制御信号を出力する機能を持たせることにより、機器監視データを遠隔地から容易に確認可能とすると共に、被監視機器に何らかの操作が必要になった場合に、被監視機器を遠隔地から容易に遠隔制御可能とすることができる。したがって、機器保守の省力化、事故発生時における対応の容易化・迅速化に貢献でき、機器およびシステムの運用性を向上し、それによって設備全体の経済性を向上可能な、経済性に優れた高機能の機器監視／運転支援システムを提供することができる。
【０１１７】
また、機器の一般的な基本性能データや電気所構成データ等の、データ解析に必要な各種のデータを予め保存しておくことにより、ユーザの電気所に設置された機器を監視して保守点検や異常発生時においてそれらの監視データから何らかの有用なコンサルティングデータを生成してユーザに提供することが可能な機器監視方法のビジネスモデルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る機器監視／運転支援システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による第２の実施形態に係る機器監視／運転支援システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明による第３の実施形態に係る機器監視／運転支援システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明による第４の実施形態に係る機器監視／運転支援システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明による第５の実施形態に係る機器監視システムの処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図６】本発明による第６の実施形態に係る機器監視システムの処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図７】本発明による第７の実施形態に係る機器監視システムの処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図８】本発明による第７の実施形態に係る機器監視システムの機器データサーバにおける処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図９】従来の機器監視・保守支援システムの構成例を示すブロック図である。
【図１０】機器監視・保守支援システムに期待される効果を説明するための、潜在的劣化故障モデル図である。
【符号の説明】
Ｉ…センサ
Ｌ…人工衛星
Ｕ…被監視機器
１…機器監視装置
２…端末
３…通信ネットワーク
３ａ…電気所構内ＬＡＮ
３ｂ…広域通信ネットワーク
４…機器データサーバ
５…ルータ
６…電気ケーブルの未使用配線や電源用配線
７…通信インタフェース
８…無線通信路
１１…状態データ取得手段
１２…制御信号出力手段
１３…データ記憶手段
１４…データ送受信手段
１５…ＧＰＳ受信部
１５ａ…ＧＰＳ受信アンテナ
２１…データ送受信手段
２２…データ／制御指令表示手段
２３…入出力部
４１…データ送受信手段
４２…データ処理手段
４３…データ記憶手段
４４…機器データ記録ファイル
４５…機器特性データファイル

Claims (2)

1. ユーザの電気所に設置された機器の状態を監視して必要なデータを生成する機器監視／運転支援方法において、
   ユーザに対して被監視機器の定格を含む性能識別情報の入力を促すステップと、
   前記被監視機器の状態を表す状態データを受信するステップと、
   前記被監視機器によって制御する系統の電気量データを受信するステップと、
   ユーザによって入力された前記性能識別情報を元に、機器データベースを参照して前記被監視機器の基本性能データを入手し、この基本性能データと前記受信した電気量データに基づいてその被監視機器の機能劣化に関連する変数の予測値を算出し、得られた予測値に応じた予測データを生成するステップと、
   を有することを特徴とする機器監視／運転支援方法。
2. 前記予測データを生成するステップは、
   前記被監視機器について前記入手した基本性能データと前記受信した電気量データに基づいて、開閉器接点損耗量、負荷時タップ切換器接点損耗量、および変圧器寿命の中からその被監視機器に応じて決定される項目の累積値を前記予測値として算出するステップと、
   前記算出した累積値と前記入手した基本性能データに基づいて前記被監視機器の点検時期予測データを生成するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の機器監視／運転支援方法。

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