JP5137307B2 - Risk assessment system for hydropower plants - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水力発電設備用のリスク評価システム、リスク評価方法及びそのプログラム並びにその記録媒体に関する。 The present invention relates to a risk evaluation system for a hydroelectric power generation facility, a risk evaluation method, a program thereof, and a recording medium thereof.
設備における各機器の劣化状況と今後の運用計画に基づき、リスク評価の結果に応じた点検、修繕、交換等を計画することにより、各機器のリスクに応じた保全が可能となり、その結果、設備の安全性・信頼性を維持しながらも保全管理に要するコストを削減できるという点で、ＲＢＭの適用が試みられている。ＲＢＭ（Risk-Based Maintenance：リスクベースメンテナンス、ＲＢＩ（Risk-Based Inspection)も含む）とは、機器に関する各種情報を総合的に解析して「故障の起こりやすさ」と「故障が起きた場合の影響の大きさ」という二つのパラメータをそれぞれ各機器毎にレベル評価し、これら二種類のレベル値からリスクマトリックスを用いて各機器のリスクを求め（あるいはこれら二種類のレベル値の乗算結果として各機器のリスクを求め）、その大きさに応じて設備の保全計画を立案するという手法であり（特許文献１）、電力事業分野においては、火力発電所における発電設備に対して適用が試みられ（特許文献２）、あるいは実際に導入されているところもある（非特許文献１）。
片や、水力発電所においては、ＲＢＭ手法を取り入れた保全管理は特には行われておらず、各機器メーカーから提供される機器の情報や定期点検等で得られた機器の点検記録・不調記録の蓄積に経験を加味して大まかな保全計画を立案しているのが現状である。 On the other hand, maintenance management that incorporates the RBM method has not been carried out at hydropower plants, and equipment inspection records and malfunction records obtained from regular inspections, etc. provided by equipment manufacturers. The current situation is that a rough maintenance plan is drawn up by accumulating experience in the accumulation of the above.
しかしながら、近年、人員コストの削減を主たる目的として、水力発電所の省人化・無人化が促進されている。そのため、保全管理に要するコストを低減したいというのは勿論のことであるが、点検、修繕、交換等の頻度を少なくして限られた人員の負担を軽減するという観点からも、水力発電設備に対してＲＢＭ手法の適用が検討されつつある。 However, in recent years, labor saving and unmanned hydroelectric power plants have been promoted mainly for the purpose of reducing personnel costs. Therefore, of course, we want to reduce the cost required for maintenance management, but from the viewpoint of reducing the burden on limited personnel by reducing the frequency of inspection, repair, replacement, etc. On the other hand, application of the RBM method is being studied.
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、水力発電設備の保全計画を立案するに際し、その保全計画に反映されるリスク評価の結果を作業者に負担を掛けることなく、しかも、迅速且つ高い精度で得ることができる水力発電設備用のリスク評価システム、リスク評価方法及びそのプログラム並びにその記録媒体を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and when creating a maintenance plan for hydroelectric power generation facilities, without burdening the operator with the results of risk assessment reflected in the maintenance plan, It is an object of the present invention to provide a risk evaluation system, a risk evaluation method, a program thereof, and a recording medium for a hydroelectric power generation facility that can be obtained quickly and with high accuracy.
上記課題を解決するための本発明に係る水力発電設備用のリスク評価システムは、ＲＢＭ（Risk-Based Maintenance：リスクベースメンテナンス）手法を取り入れた水力発電設備用のリスク評価システムであって、水力発電設備における、水車、発電機、励磁装置、入口弁、調速装置、制圧機、圧油潤滑油装置、自動制御装置、水車運転制御装置、空気圧縮装置、給排水装置の少なくとも一つである各機器毎や各部品毎に設けられてそれぞれ過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目の情報を少なくとも格納する第１のデータベース、該第１のデータベースに格納されている情報を入力する第１の入力手段を備える第１の記憶手段と、前記第１のデータベースに対応付けられるべく、前記各機器毎や各部品毎に設けられ、前記各機器や各部品の故障に伴う溢水・発電支障に関する項目の情報を少なくとも格納し、管轄される全地域的な電力系統の構成変更に伴って更新される第２のデータベース、該第２のデータベースに格納されている情報を入力する第２の入力手段を備える第２の記憶手段と、第１の記憶手段における第１の入力手段から得られた情報に基づいて所定の演算を行うことにより、ＲＢＭの一つのパラメータである「故障の起こりやすさ」のレベル値を前記各機器毎や各部品毎に求める第１の処理手段と、第２の記憶手段における第２の入力手段から得られた情報に基づいて所定の演算を行うことにより、ＲＢＭのもう一つのパラメータである「故障が起きた場合の影響の大きさ」のレベル値を前記各機器毎や各部品毎に求める第２の処理手段と、これら二種類のレベル値からリスクマトリックスを用いて前記各機器や各部品のリスクを求める第３の処理手段とを備えて構成されることを特徴とする。 A risk evaluation system for a hydroelectric power generation facility according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a risk evaluation system for a hydroelectric power generation facility incorporating an RBM (Risk-Based Maintenance) method, Each equipment that is at least one of a water wheel, a generator, an excitation device, an inlet valve, a speed control device, a pressure regulator, a pressure oil lubricant device, an automatic control device, a water wheel operation control device, an air compression device, and a water supply / drainage device. A first database that is provided for each part and for each component and stores at least information on each item relating to past failure status, usage status, and age, and first information that is stored in the first database is input. A first storage means including the input means, and provided for each device or each component so as to be associated with the first database; A second database that stores at least information on items relating to overflows and power generation troubles due to product failures and is updated in accordance with a change in the configuration of the power system in all jurisdictions, and is stored in the second database. One of the RBMs by performing a predetermined calculation on the basis of the information obtained from the first input means in the first storage means and the second storage means having the second input means for inputting the information that is Based on information obtained from a first processing means for obtaining a level value of “ease of failure” as a parameter for each device or each component, and a second input means in the second storage means A second processing unit that obtains a level value of “the magnitude of influence when a failure occurs”, which is another parameter of the RBM, by performing a predetermined calculation for each device or each component; Two kinds Characterized in that it is constituted by a third processing means for determining the risk of each device and each component using a bell value risk matrix.
本発明の特徴は、ＲＢＭ手法を取り入れるに当たり、ＲＢＭ手法における二つのパラメータのうちの一つのパラメータである「故障の起こりやすさ」として、水力発電設備における各機器や各部品の過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する項目をレベル評価項目として取り入れ、もう一つのパラメータである「故障が起きた場合の影響の大きさ」として、機器や部品の故障に伴う溢水・発電支障に関する項目をレベル評価項目として取り入れている。そして、作業者は出力されたリスクを評価し、その大きさ（リスク評価の結果）に応じて水力発電設備の保全計画を立案することとなる。このように、本発明によれば、水力発電設備において不可欠で且つ水力発電設備に特有なレベル評価項目を選定することにより、水力発電設備に対してＲＢＭ手法の適用が可能となる。 The feature of the present invention is that, when adopting the RBM method, as one of the two parameters in the RBM method, “ease of failure”, the past failure status of each device or each component in the hydroelectric power generation facility, Incorporate items related to usage and aging as level evaluation items, and level evaluation of items related to flooding and power generation problems due to equipment and component failures as another parameter, “the magnitude of the impact when a failure occurs” We adopt as item. Then, the worker evaluates the output risk and formulates a maintenance plan for the hydroelectric power generation facility according to the magnitude (risk evaluation result). As described above, according to the present invention, the RBM method can be applied to the hydroelectric power generation facility by selecting the level evaluation items that are indispensable in the hydroelectric power generation facility and are specific to the hydroelectric power generation facility.
この場合、前記第３の処理手段は、前記二種類のレベル値からリスクマトリックスを用いてリスクを求めるようにしてもよいし、あるいは前記二種類のレベル値を乗算することによりリスクを求めるようにしてもよい。 In this case, the third processing means may obtain the risk from the two kinds of level values using a risk matrix, or obtain the risk by multiplying the two kinds of level values. May be.
また、本発明は、前記第１の処理手段は、前記過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目の情報に重み付けをして所定の演算を行う構成を採用することができる。即ち、過去の故障状況、使用状況及び老朽度は、水力発電設備の形態によってそれぞれ必ずしも同じ比重で評価されるものではなく、そのような場合、各項目の比重に応じて適宜各項目の情報を重み付けする。例えば、使用状況よりも老朽度の方が比重が高ければ、使用状況に関する項目の情報に乗ずる係数よりも高い係数を老朽度に関する項目の情報に乗じて「故障の起こりやすさ」のレベル値を出すようにする。これにより、より精度の高いリスク評価の結果を得ることができる。 Further, the present invention can employ a configuration in which the first processing means performs a predetermined calculation by weighting information on each item relating to the past failure status, usage status, and age. That is, the past failure status, usage status, and degree of aging are not necessarily evaluated with the same specific gravity depending on the form of the hydroelectric power generation facility.In such a case, information on each item is appropriately added according to the specific gravity of each item. Weight. For example, if the degree of aging is higher than the usage status, multiply the information about the aging level by a factor higher than the coefficient multiplied by the information on the usage status item, and the level value of `` probability of failure '' Try to put out. As a result, a more accurate risk evaluation result can be obtained.
そして、本発明は、前記第１の記憶手段は、前記過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目の情報を少なくとも格納する第１のデータベースであり、該第１のデータベースに格納されている情報を入力する第１の入力手段をさらに備え、該第１の入力手段から得られた情報を前記第１の処理手段に供する構成を採用することができ、さらに、前記第２の記憶手段は、前記溢水・発電支障に関する項目の情報を少なくとも格納する第２のデータベースであり、該第２のデータベースに格納されている情報を入力する第２の入力手段をさらに備え、該第２の入力手段から得られた情報を前記第２の処理手段に供する構成を採用することができる。かかる構成によれば、より精度の高いリスク評価の結果を得るべく、データベース上でこれら各種の項目の情報が更新（メンテナンス）される。また、このデータベース化により、これら各種の項目の情報を他のシステムと共有することができ、あるいは、他のシステムで構築されたこれら各種の項目の情報を含むデータベースを利用することができるという効果がある。 In the present invention, the first storage means is a first database that stores at least information on each item relating to the past failure status, usage status, and age, and is stored in the first database. The information processing apparatus can further include a first input unit that inputs information stored therein, the information obtained from the first input unit being provided to the first processing unit, and the second storage unit. Is a second database that stores at least information on items relating to the overflow / power generation trouble, and further comprises second input means for inputting information stored in the second database, and the second input A configuration in which the information obtained from the means is provided to the second processing means can be employed. According to such a configuration, information on these various items is updated (maintenance) on the database in order to obtain a more accurate risk evaluation result. In addition, this database makes it possible to share information on these various items with other systems, or to use a database including information on these various items constructed in other systems. There is.
この場合、前記第２のデータベースは、前記第１のデータベースに対応付けられるべく各機器毎や各部品毎に設けられるのが好ましい。機器や部品の種類を問わず何れかの機器や部品が故障すれば、必ず水力発電設備全体として機能停止するという水力発電設備の形態であれば、「故障が起きた場合の影響の大きさ」は機器や部品の種類を問わず一律であるため、第２のデータベースは一つで済むが、機器や部品の種類によって水力発電設備全体としての「故障が起きた場合の影響の大きさ」が異なるような場合（例えば、ある機器が故障する場合の溢水・発電支障と、それとは別の機器が故障する場合の溢水・発電支障との度合いが異なるような場合）は、各機器毎や各部品毎に第２のデータベースを設けることで、さらに精度の高いリスク評価の結果を得ることができる。 In this case, it is preferable that the second database is provided for each device or each component so as to be associated with the first database. Regardless of the type of equipment or parts, if any equipment or part breaks down, the hydropower equipment will always stop functioning as a whole. Is the same regardless of the type of equipment or parts, so there is only one second database. However, depending on the kind of equipment and parts, the “large magnitude of impact when a failure occurs” as a whole hydroelectric power generation facility If it is different (for example, if the degree of flooding / power generation failure when a certain device fails and the degree of flooding / power generation failure when another device fails) is different for each device or each By providing the second database for each part, it is possible to obtain a more accurate risk evaluation result.
また、この場合、管轄される全地域的な電力系統の構成変更に伴って前記第２のデータベースが更新されるようにするのが好ましい。電力事業は、必要とする電力量の地域的変化、送電系統、配電系統の増設、変電所等の新設など様々な理由により、年度毎に電力系統の構成を変更する。即ち、送電系統や配電系統の系統変更自由度、代替えとなる電力流通設備の有無、等の条件変化によって、一つの水力発電設備においても、経時的に「故障が起きた場合の影響の大きさ」は変化していく。かかる構成は、このような実情に対応するもので、「故障が起きた場合の影響の大きさ」のレベル値の信頼度が増す結果、さらに精度の高いリスク評価の結果を得ることができる。 In this case, it is preferable that the second database is updated in accordance with a change in the configuration of the power system in all regions in charge. In the power business, the configuration of the power system is changed every year for various reasons, such as regional changes in the amount of power required, the addition of transmission systems and distribution systems, and the establishment of new substations. In other words, due to changes in conditions such as the degree of freedom to change the power transmission system and distribution system, the presence or absence of alternative power distribution facilities, even one hydroelectric power generation facility has become `` the magnitude of the impact when a failure occurs over time '' Will change. Such a configuration corresponds to such a situation, and as a result of increasing the reliability of the level value of “the magnitude of influence when a failure occurs”, it is possible to obtain a more accurate risk evaluation result.
また、各機器や各部品は、水車、発電機、励磁装置、入口弁、調速装置、制圧機、圧油潤滑油装置、自動制御装置、水車運転制御装置、空気圧縮装置、給排水装置の少なくとも一つであるのが好ましい。これらは水力発電設備の機能を実現するために必要な機器あるいは部品であり、これらの保全管理は極めて重要である。 In addition, each device and each component is at least a water turbine, a generator, an excitation device, an inlet valve, a speed control device, a pressure control device, a pressure oil lubricant device, an automatic control device, a water wheel operation control device, an air compression device, and a water supply / drainage device. One is preferred. These are equipment or parts necessary for realizing the function of the hydroelectric power generation facility, and maintenance management of these is extremely important.
尚、これらの例示の中には機器もあれば部品もある。即ち、リスク評価の対象は、機器及び部品であってもよいし、機器だけであってもよいし、部品だけであってもよい。これまでに用いた「機器や部品」、「各機器や各部品」、「各機器毎や各部品毎」なる表現はこのような趣旨を意図している。 In these examples, there are equipment and parts. That is, the risk evaluation target may be equipment and parts, may be equipment alone, or may be parts alone. The expressions “equipment and parts”, “each equipment and each part”, and “each equipment and each part” used so far are intended for this purpose.
以上、本発明によれば、第１及び第２の記憶手段に登録されている内容を新しい情報に更新（メンテナンス）しておくだけで、いつでも迅速且つ精度の高いリスク評価の結果が得られるようになっているため、水力発電設備の保全計画を立案する際の作業者に掛かる負担を軽減することができる。また、ＲＢＭ手法を取り入れることにより、機器の点検、修繕、交換等の時期の適正化が図られ、この点でも作業者に掛かる負担を軽減することができ、併せて、保全管理に要するコストを削減することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a quick and highly accurate risk evaluation result at any time by simply updating (maintenance) the contents registered in the first and second storage means. Therefore, it is possible to reduce the burden on the worker when preparing a maintenance plan for the hydroelectric power generation facility. In addition, by adopting the RBM method, it is possible to optimize the timing of inspection, repair, replacement, etc. of the equipment, and in this respect as well, the burden on the worker can be reduced, and the cost required for maintenance management is also reduced. Can be reduced.
以下、本発明に係る水力発電設備用のリスク評価システムについて説明する。水力発電設備における各機器や各部品（以下、「対象物」という）のリスクを評価するための手順は、以下の３段階からなる。第１段階は、対象物毎の「データベース作成」であり、この段階では、対象物の過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目の情報と、対象物の故障に伴う溢水・発電支障に関する項目の情報とを調査・収集してデータベース化する。 Hereinafter, the risk evaluation system for hydroelectric power generation facilities according to the present invention will be described. The procedure for evaluating the risk of each device and each component (hereinafter referred to as “object”) in the hydroelectric power generation facility is composed of the following three stages. The first stage is “database creation” for each target. In this stage, information on each item related to the past failure status, usage status, and age of the target, as well as flooding and power generation problems associated with the target failure. Investigate and collect information on items related to and create a database.
第２段階は、「対象物の１次評価」であり、この段階では、上記データベースに登録されている情報に基づいて、ＲＢＭの二つのパラメータである「故障の起こりやすさ」、「故障が起きた場合の影響の大きさ」のそれぞれを各対象物毎にレベル評価してレベル値化（評価指数化）する。 The second stage is “primary evaluation of an object”. In this stage, based on the information registered in the database, two parameters of RBM, “ease of failure” and “failure” Each of “the magnitude of the effect when it occurs” is evaluated for each object and converted into a level value (evaluation index).
第３段階は、「対象物の２次評価」であり、求められた二種類のレベル値を「故障の起こりやすさ」及び「故障が起きた場合の影響の大きさ」に関するリスクマトリックス上にマッピングし、このリスクマトリックスから各対象物のリスクを求め、これを作業者が各対象物相互の関連性及び他の対象物に関する事例等をも含めた総合的な観点から再評価し、最終的にリスク評価の結果を得る。 The third stage is “secondary evaluation of the object”, and the obtained two kinds of level values are put on the risk matrix regarding “ease of failure” and “the magnitude of the effect when a failure occurs”. After mapping, the risk of each object is obtained from this risk matrix, and the worker re-evaluates this from the comprehensive viewpoint including the relevance of each object and examples related to other objects. To obtain risk assessment results.
そして、図１に示す如く、これらを実現するためのリスク評価システム１は、二つのデータベース、即ち、ＲＢＭの第１パラメータである「故障の起こりやすさ」に関連する項目の情報が格納されている第１パラメータ用データベース２ａと、ＲＢＭの第２パラメータである「故障が起きた場合の影響の大きさ」に関連した項目の情報が格納されている第２パラメータ用データベース２ｂと、入力部３と、処理部４と、操作部５と、出力部６とからなる。
As shown in FIG. 1, the
このリスク評価システム１は、互いにバスにより接続されるＣＰＵ、メモリ、入力装置、出力装置、外部記憶装置を備えたコンピュータを用いて構成することができる。メモリは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含み、処理に用いられるプログラムとデータを格納する。前記処理部４は、コンピュータのメモリの特定のプログラムコードセグメントのプログラムと、該プログラムを実行するＣＰＵとの協働によるものとされる。
The
尚、本発明に係る「第１の記憶手段」あるいは「第１のデータベース」は、第１パラメータ用データベース２ａあるいはメモリあるいは外部記憶装置に相当し、本発明に係る「第２の記憶手段」あるいは「第２のデータベース」は、第２パラメータ用データベース２ｂあるいはメモリあるいは外部記憶装置に相当し、本発明に係る「入力手段」は、入力部３あるいは入力装置に相当し、本発明に係る「第１〜第３の処理手段」は、処理部４あるいはＣＰＵ及びプログラムに相当する。
The “first storage means” or “first database” according to the present invention corresponds to the first parameter database 2a, the memory, or the external storage device, and the “second storage means” according to the present invention or The “second database” corresponds to the
＜第１パラメータ用データベース＞
図２（イ）は、第１パラメータ用データベース２ａのデータ構造を示す表である。該第１パラメータ用データベース２ａは各対象物毎に設けられている。因みに、対象物としては、水車、発電機、励磁装置、入口弁、調速装置、制圧機、圧油潤滑油装置、自動制御装置、水車運転制御装置、空気圧縮装置、給排水装置の１１品目が挙げられるので、１１種類の第１パラメータ用データベース２ａが存在することとなる。
<First parameter database>
FIG. 2A is a table showing the data structure of the first parameter database 2a. The first parameter database 2a is provided for each object. By the way, there are 11 items such as water turbines, generators, excitation devices, inlet valves, speed control devices, pressure control devices, pressure oil lubricant devices, automatic control devices, water wheel operation control devices, air compressors, and water supply / drainage devices. Thus, there are 11 types of first parameter databases 2a.
ここで、それぞれ対象物について簡単に説明しておく。水車とは、水の持つエネルギーを機械的エネルギーに連続して変える回転機械であり、発電機とは、その機械動力をうけて電力を発生する回転機であり、励磁装置とは、同期機に界磁電流を供給する直流電源装置（界磁電流を調整および制御するための装置も含む）であり、入口弁とは、水車への流水を止水する目的で水車の高圧側指定点近くに設ける弁（主弁、バイパス弁、サーボモータ、制御装置からなる）であり、調速装置とは、水車の回転速度及び出力を調整するため、自動的に水口の開度を加減する装置（速度検出部、配圧弁、サーボモータ、復原部、速度制御部、負荷制御部、手動操作機構からなる）であり、制圧機とは、ケーシング及び水圧管路の水圧の上昇を軽減する目的で、水口が急激に閉鎖する際に、これと連動して管路内の水を急激に放出し、水口閉鎖ののち徐々に放出を止めるようケーシング又はこれに近い水圧管路に設けた自動排水装置であり、圧油潤滑油装置とは、圧油装置と潤滑油装置を総称したものであり、圧油装置とは、調速機、入口弁、制圧機、運転制御装置などの動作に必要な圧油を供給する装置（圧油ポンプ、圧油タンク、集油タンク、アンローダコントロールバルブ、補助空気タンク、油冷却装置、油管などを含む）であり、潤滑油装置とは、水車及び発電機の各軸受及び摺動部に潤滑油を給油する装置（潤滑油ポンプ、潤滑油タンク、油冷却装置、グリース潤滑装置、油管などを含む）であり、自動制御装置とは、水車及び発電機の自動運転制御に必要な装置（自動並列装置、出力自動制御装置、シーケンサなどからなる）であって、電気的応動機器、表示装置などを組み合わせたものであり、水車運転制御装置とは、水車及び発電機の運転制御に必要な装置（圧油もしくは空気切替弁（電磁弁）などからなる）であって，電気的及び機械的応動機器、機構、弁類、表示装置などを組み合わせたものであり、空気圧縮装置とは、圧油装置及び発電機の制動装置などに必要な圧縮空気を発生させる装置（圧縮機、電動機、制御装置、空気タンクなどからなる）であり、給排水装置とは、給水装置と排水装置を総称したものであり、給水装置とは、水車及び発電機などの発電所の機器に冷却水、封水などを給水する装置（給水ポンプ、ストレーナ、サンドセパレータ、給水管などを含む）であり、排水装置とは、水車内部の水及び上カバーなどからの漏水を機外に排水する、又は所内ピットなどに集められる発電所建屋からの漏水や水車機器からの排水を発電所外に排水する装置（排水ポンプ、水位検出器、配水管などを含む）をいう。 Here, each object will be briefly described. A turbine is a rotating machine that continuously converts the energy of water into mechanical energy, a generator is a rotating machine that generates electric power using the mechanical power, and an exciter is a synchronous machine. A DC power supply that supplies field current (including devices for adjusting and controlling the field current), and the inlet valve is located near a specified point on the high-pressure side of the turbine to stop running water to the turbine. This is a valve (consisting of a main valve, a bypass valve, a servo motor, and a control device). A speed governor is a device (speed) that automatically adjusts the opening of the water inlet to adjust the rotational speed and output of the water turbine. Detection unit, pressure distribution valve, servo motor, restoring unit, speed control unit, load control unit, manual operation mechanism), and the pressure suppressor is a water inlet for the purpose of reducing the rise in water pressure in the casing and the hydraulic line When the pipe closes suddenly, It is an automatic drainage device installed in the casing or a hydraulic line close to it so that the water in the inside is suddenly discharged and then gradually released after the water inlet is closed. The pressure oil device is a device that supplies pressure oil required for the operation of governors, inlet valves, pressure regulators, operation control devices, etc. (pressure oil pump, pressure oil tank, oil collecting device) Including a tank, an unloader control valve, an auxiliary air tank, an oil cooling device, an oil pipe, etc.) and a lubricating oil device is a device (lubricating oil pump) for supplying lubricating oil to each bearing and sliding part of a water turbine and a generator. , Including lubricating oil tank, oil cooling device, grease lubrication device, oil pipe, etc.) Automatic control device is a device required for automatic operation control of water turbine and generator (automatic parallel device, automatic output control device, sequencer) Etc.) It is a combination of electrical actuators and display devices. A turbine operation control device is a device (consisting of a pressure oil or air switching valve (solenoid valve), etc.) necessary for operation control of a turbine and generator. An air compressor is a device that generates compressed air necessary for a pressure oil device, a generator braking device, and the like. (Comprising a compressor, electric motor, control device, air tank, etc.), and a water supply / drainage device is a generic term for a water supply device and a drainage device, and a water supply device is a power plant device such as a water turbine and a generator. This is a device that supplies cooling water, sealing water, etc. (including water pumps, strainers, sand separators, water supply pipes, etc.). The drainage device drains water from the water turbine and water leaked from the top cover to the outside of the machine. Or A device (including drainage pumps, water level detectors, water pipes, etc.) that drains water from power plant buildings collected in pits and drainage from water turbine equipment to the outside of the power plant.
各データベース２ａは、対象物の過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目として、「過去の故障実績」、「電気学会技術報告統計値」、「経年評価点」及び「老朽評価点」を有する。「過去の故障実績」は、対象物の過去６年間の故障状況を適用し、これを一年当たりの回数に換算したものが情報として格納されている。「電気学会技術報告統計値」は、電気学会技術報告（II部）第２４６号（昭和６２年４月）「水力発電所の設
備故障に関する調査研究」の障害発生率を適用し、これを一年当たりの回数に換算したものが情報として格納されている。「経年評価点」は、（対象物の使用年数／一般寿命）×１００を算出したもの（１００点を上限）が情報として格納されている。「老朽評価点」は、対象物の点検結果、障害実績から算出したもの（１００点を上限）が情報として格納されている。これらの項目は、何れの対象物にも共通する項目である。
Each database 2a includes, as items relating to the past failure status, usage status, and age of the object, “past failure record”, “The Institute of Electrical Engineers technical report statistics”, “aging score” and “aging score”. Have The “past failure record” is stored as information obtained by applying the failure status of the object for the past six years and converting this into the number of times per year. “Statistics Report of the Institute of Electrical Engineers of Japan” applies the failure occurrence rate of the Technical Report of the Institute of Electrical Engineers of Japan (Part II) No. 246 (April 1987) “Investigative Study on Equipment Failure of Hydroelectric Power Station”. Information converted to the number of times per year is stored as information. As the “aged evaluation score”, information obtained by calculating (year of use of object / general life) × 100 (upper limit of 100 points) is stored as information. As the “aged evaluation score”, information calculated from the inspection result of the target object and the failure record (up to 100 points) is stored as information. These items are items common to all objects.
＜第２パラメータ用データベース＞
図２（ロ）は、第２パラメータ用データベース２ｂのデータ構造を示す表である。該第２パラメータ用データベース２ｂも各対象物毎に設けられ、第１パラメータ用データベース２ａと同様、１１種類の第２パラメータ用データベース２ｂが存在することとなる。
<Second parameter database>
FIG. 2B is a table showing the data structure of the
各データベース２ｂは、対象物の故障に伴う溢水・発電支障に関する項目として、「修理復旧費用＋溢水・発電支障電力料」を有する。「修理復旧費用」は、機器取替費用のことであり、機器価格と工事費との和で求められる。「溢水・発電支障電力料」は、溢水・発電支障電力量×機器取替期間×単価で求められる。そして、これらの和を算出したものが情報として格納されている。この項目は、何れの対象物にも共通する項目である。尚、「修理復旧費用」及び「溢水・発電支障電力料」は、何れも対内的な観点における「故障が起きた場合の影響の大きさ」の指標となる。
Each
＜第１パラメータ用テーブル＞
図３（イ）は、第１パラメータ用データベース２ａに格納されている情報に基づいて、ＲＢＭの第１パラメータである「故障の起こりやすさ」のレベル値を求めるための第１パラメータ用テーブルである。各項目は、それぞれレベルに応じて区分けされており、第１パラメータ用データベース２ａの各情報がどの区分に属するかのレベル判断に用いられるものである。尚、区分けは、程度が重くなるに従ってレベル値が高くなるように設定されている。
<First parameter table>
FIG. 3A is a first parameter table for obtaining a level value of “ease of failure” that is the first parameter of the RBM based on the information stored in the first parameter database 2a. is there. Each item is classified according to the level, and is used for determining the level to which each information in the first parameter database 2a belongs. The classification is set so that the level value increases as the degree increases.
＜第２パラメータ用テーブル＞
図３（ロ）は、第２パラメータ用データベース２ｂに格納されている情報に基づいて、ＲＢＭの第２パラメータである「故障が起きた場合の影響の大きさ」のレベル値を求めるための第２パラメータ用テーブルである。項目は、レベルに応じて区分けされており、第２パラメータ用データベース２ｂの情報がどの区分に属するかのレベル判断に用いられるものである。尚、区分けは、程度が重くなるに従ってレベル値が高くなるように設定されている。
<Second parameter table>
FIG. 3 (b) shows the second value for determining the level value of “the magnitude of the influence when a failure occurs”, which is the second parameter of the RBM, based on the information stored in the
以上で、本実施形態に係るリスク評価システムの構成の説明を終え、次に、リスク評価手順、より詳しくは、上記第１段階は完了しているものとして、上記第２段階及び第３段階について説明する。 With the above, the description of the configuration of the risk evaluation system according to the present embodiment has been completed, and then the risk evaluation procedure, more specifically, the first stage has been completed, and the second stage and the third stage have been completed. explain.
＜第２段階の流れ＞
第２段階では、二つのステップが行われる。最初のステップは、ＲＢＭの第１パラメータである「故障の起こりやすさ」のレベル値を求めるステップであり、次のステップは、ＲＢＭの第２パラメータである「故障が起きた場合の影響の大きさ」のレベル値を求めるステップである。
<Second stage flow>
In the second stage, two steps are performed. The first step is a step of obtaining a level value of the “probability of failure” that is the first parameter of the RBM, and the next step is “the magnitude of the influence when a failure occurs” that is the second parameter of the RBM. This is a step for obtaining the level value of “sa”.
第１ステップ（本発明に係る「第１の処理」に相当する）では、第１パラメータ用データベース２ａに格納されている情報に基づいて所定の演算を行うことにより、「故障の起こりやすさ」のレベル値を求める。図４（イ）は、その演算内容を図式化したものである。まず、図２（イ）に示す情報に基づいて各項目の情報がどのレベル値の区分に属するかを割り振っていき、項目毎のレベル値を把握する。そして、全レベル値の合計値を出し、これ（図中、太枠内）をＲＢＭの第１パラメータである「故障の起こりやすさ」のレベル値とする。そして、このステップを各対象物毎に繰り返して、各対象物毎の「故障の起こりやすさ」のレベル値を求める。 In the first step (corresponding to the “first process” according to the present invention), a predetermined calculation is performed based on information stored in the first parameter database 2a, thereby “ease of failure”. Find the level value. FIG. 4 (a) is a schematic representation of the calculation contents. First, based on the information shown in FIG. 2 (a), it is assigned to which level value the information of each item belongs, and the level value for each item is grasped. Then, the total value of all level values is calculated, and this (in the thick frame in the figure) is set as the level value of “probability of failure” which is the first parameter of the RBM. Then, this step is repeated for each object, and the level value of “ease of failure” for each object is obtained.
次に、第２ステップ（本発明に係る「第２の処理」に相当する）では、第２パラメータ用データベース２ｂに格納されている情報に基づいて所定の演算を行うことにより、「故障が起きた場合の影響の大きさ」のレベル値を求める。図４（ロ）は、その演算内容を図式化したものである。まず、図２（ロ）に示す情報に基づいて各項目の情報がどのレベル値の区分に属するかを割り振っていき、項目毎のレベル値を把握する。そして、全レベル値の合計値を出すのであるが、第２パラメータ用データベース２ｂに格納されている情報は一つなので、これのレベル値が合計値として取り扱われる。従って、これ（図中、太枠内）がＲＢＭの第２パラメータである「故障が起きた場合の影響の大きさ」のレベル値となる。そして、このステップを各対象物毎に繰り返して、各対象物毎の「故障が起きた場合の影響の大きさ」のレベル値を求める。
Next, in the second step (corresponding to “second processing” according to the present invention), a predetermined operation is performed based on the information stored in the
＜第３段階の流れ＞
これで、第２段階は完了し、次に第３段階に移行する。第３段階では、第２段階で求められた各対象物毎の二種類のレベル値をリスクマトリックス上にマッピングする。図５は、その出力結果である。図中、一番色の濃い領域（１６点以上）が「現行どおり」に該当し、その次の領域（８点以上）が「１周期延長」に該当し、一番色の薄い領域（４点以下）が「適宜」に該当する。ところで、リスク評価は、例えば３年毎に実施が予定される普通点検に先立って行われるところ、「現行どおり」とは、今回も予定通り普通点検を実施するという意味であり、「１周期延長」とは、前回普通点検を実施していれば、今回は普通点検は実施しないという意味である。「適宜」となったものは、普通点検は実施しないが、リスク評価後に電力所と発電担当が協議を行い、個別の事情等を総合的に勘案した上で点検時を決定するようになっている。尚、これを作業者が各対象物相互の関連性及び他の対象物に関する事例等をも含めた総合的な観点から再評価し、最終的にリスク評価の結果を得るようにしたり、さらには、修繕評価部分、更新（交換）評価部分に該当する対象物の優先順位を付けていき、保全計画に反映させることもある。
<3rd stage flow>
This completes the second stage and then proceeds to the third stage. In the third stage, the two kinds of level values for each object obtained in the second stage are mapped on the risk matrix. FIG. 5 shows the output result. In the figure, the darkest area (16 points or more) corresponds to “as is”, the next area (8 points or more) corresponds to “extension of one cycle”, and the lightest area (4 Below the point) falls under “appropriately”. By the way, the risk assessment is performed prior to the regular inspection scheduled to be conducted every three years, for example. "Means that if the previous regular inspection was performed, the regular inspection will not be performed this time. For items that have become “appropriate”, regular inspections are not carried out, but after the risk assessment, the power station and the power generation staff discuss and determine the inspection time after comprehensively considering individual circumstances. Yes. It should be noted that the worker can re-evaluate this from a comprehensive point of view including the relevance of each object and examples related to other objects, and finally obtain the result of risk evaluation, Priority is given to the objects corresponding to the repair evaluation part and the update (replacement) evaluation part, which may be reflected in the maintenance plan.
このように、本実施形態に係るリスク評価システムによれば、第１パラメータ用データベース２ａ及び第２パラメータ用データベース２ｂに登録されている情報を新しい情報に更新（メンテナンス）しておくだけで、いつでも迅速且つ精度の高いリスク評価の結果が得られるようになっているため、水力発電設備の保全計画を立案する際の作業者に掛かる負担を軽減することができる。また、ＲＢＭ手法を取り入れることにより、機器の点検、修繕、交換等の時期の適正化が図られ、この点でも作業者に掛かる負担を軽減することができ、併せて、保全管理に要するコストを削減することができる。
As described above, according to the risk evaluation system according to the present embodiment, the information registered in the first parameter database 2a and the
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、上記実施形態においては、第１パラメータ用データベース２ａと第２パラメータ用データベース２ｂとを分け、それぞれ情報を別々に管理するようにしているが、本発明はこれに限定されず、一つのデータベースであってもよい。
For example, in the above embodiment, the first parameter database 2a and the
また、上記実施形態に限定されず、過去の故障状況に関する項目としては、例えば、修理実績（部品単位か部位単位か）の有無、稼働中のトラブル回数、臨時点検の回数等で観念される概念を含み得るし、使用状況に関する項目としては、例えば、機器や部品の設置場所及びその環境、設置場所の汚損区分等で観念される概念を含み得るし、老朽度に関する項目としては、例えば、目視検査の結果の他、測定試験の結果等で観念される概念を含み得る。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the items related to the past failure status include, for example, the presence / absence of repair results (whether parts or parts), the number of troubles during operation, the number of temporary inspections, etc. For example, the items related to the usage status may include concepts that are conceived by the installation location and environment of the equipment and parts, the contamination classification of the installation location, etc. In addition to the result of the test, it may include a concept that is conceived by the result of the measurement test or the like.
また、前記過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目は、機器や部品の構造、特性、仕様、用途等を加味してさらに細かい項目（小レベル評価項目）に分け、各小レベル評価項目の情報に重み付けをするようにしてもよい。これにより、「故障の起こりやすさ」のレベル値の信頼度が増す結果、さらに精度の高いリスク評価の結果を得ることができる。具体的な方法としては、各小レベル評価項目毎に重み付け係数が設定されており、把握された小レベル評価項目単位のレベル値と、これに対応する重み付け係数とを掛けた上で、大レベル評価項目（過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目のこと）の合計値を出し、これをＲＢＭの第１パラメータである「故障の起こりやすさ」のレベル値とする。さらに、各大レベル評価項目毎にも重み付け係数が設定されている場合は、求められた各大レベル評価項目毎の合計値と、これに対応する重み付け係数とを掛けた上で、総合的な合計値を出し、これをＲＢＭの第１パラメータである「故障の起こりやすさ」のレベル値としてもよい。 In addition, each item related to the past failure status, usage status and aging degree is divided into finer items (small level evaluation items), taking into account the structure, characteristics, specifications, usage, etc. of the equipment and parts. Item information may be weighted. As a result, the reliability of the level value of “ease of failure” increases, and as a result, a more accurate risk evaluation result can be obtained. As a specific method, a weighting coefficient is set for each small-level evaluation item. The level value for each small-level evaluation item is multiplied by the corresponding weighting coefficient, A total value of evaluation items (each item relating to past failure status, usage status, and aging) is calculated, and this is set as a level value of “probability of failure” which is the first parameter of RBM. In addition, when a weighting coefficient is set for each large level evaluation item, the total value for each large level evaluation item is multiplied by the corresponding weighting coefficient to obtain a comprehensive result. A total value may be calculated and used as a level value of “probability of failure” that is the first parameter of the RBM.
また、溢水・発電支障に関する項目としては、上記実施形態に限定されず、例えば、修理復旧費用と発電支障電力料とを別の項目にしてもよい。あるいは、このような費用的なものでなく、支障電力量という概念であってもよい。あるいは、支障電力量ではなく、支障電力と復旧に要する時間との二つの項目としてもよい（支障電力量は支障電力と復旧に要する時間との積である）。そして、このような大レベル評価項目が複数ある場合は、過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目と同様、各大レベル評価項目の情報に重み付けをしたり、あるいは、各大レベル評価項目をさらに細かい項目（小レベル評価項目）に分けたり、さらには、その小レベル評価項目の情報に重み付けをしたりすることも可能である。 In addition, the items relating to the overflow / power generation trouble are not limited to the above-described embodiment, and for example, the repair / recovery cost and the power generation trouble power charge may be different items. Or it may not be such a cost thing but the concept of trouble electric energy may be sufficient. Or it is good also as two items of trouble electric power and time required for restoration instead of trouble electric energy (fault electric power is the product of trouble electric power and time required for restoration). If there are a plurality of such high-level evaluation items, the information on each large-level evaluation item is weighted as in the case of each item related to the past failure status, usage status, and age, or each large-level evaluation item is evaluated. It is also possible to divide the items into finer items (small level evaluation items), or to weight the information of the small level evaluation items.
１ リスク評価システム
２ データベース
２ａ 第１パラメータ用データベース
２ｂ 第２パラメータ用データベース
３ 入力部
４ 処理部
５ 操作部
６ 出力部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
水力発電設備における、水車、発電機、励磁装置、入口弁、調速装置、制圧機、圧油潤滑油装置、自動制御装置、水車運転制御装置、空気圧縮装置、給排水装置の少なくとも一つである各機器毎や各部品毎に設けられてそれぞれ過去の故障状況、使用状況及び老朽度に関する各項目の情報を少なくとも格納する第１のデータベース、該第１のデータベースに格納されている情報を入力する第１の入力手段を備える第１の記憶手段と、
前記第１のデータベースに対応付けられるべく、前記各機器毎や各部品毎に設けられ、前記各機器や各部品の故障に伴う溢水・発電支障に関する項目の情報を少なくとも格納し、管轄される全地域的な電力系統の構成変更に伴って更新される第２のデータベース、該第２のデータベースに格納されている情報を入力する第２の入力手段を備える第２の記憶手段と、
第１の記憶手段における第１の入力手段から得られた情報に基づいて所定の演算を行うことにより、ＲＢＭの一つのパラメータである「故障の起こりやすさ」のレベル値を前記各機器毎や各部品毎に求める第１の処理手段と、
第２の記憶手段における第２の入力手段から得られた情報に基づいて所定の演算を行うことにより、ＲＢＭのもう一つのパラメータである「故障が起きた場合の影響の大きさ」のレベル値を前記各機器毎や各部品毎に求める第２の処理手段と、
これら二種類のレベル値からリスクマトリックスを用いて前記各機器や各部品のリスクを求める第３の処理手段とを備えて構成されることを特徴とする水力発電設備用のリスク評価システム。 A risk assessment system for hydroelectric power generation equipment that adopts RBM (Risk-Based Maintenance) method,
It is at least one of a water wheel, a generator, an excitation device, an inlet valve, a speed control device, a pressure regulator, a pressure oil lubricant device, an automatic control device, a water wheel operation control device, an air compression device, and a water supply / drainage device in a hydroelectric power generation facility. A first database that is provided for each device and each component and stores at least information on each item relating to the past failure status, usage status, and age, and information stored in the first database is input. First storage means comprising first input means;
In order to be associated with the first database, it is provided for each device or each component, stores at least information on items relating to overflow / power generation trouble caused by failure of each device or each component , and has all jurisdiction. A second database updated with a configuration change of a regional power system, a second storage means comprising a second input means for inputting information stored in the second database;
By performing a predetermined calculation based on the information obtained from the first input means in the first storage means, the level value of “probability of failure”, which is one parameter of the RBM, is set for each device or A first processing means for each component;
By performing a predetermined calculation based on the information obtained from the second input means in the second storage means, a level value of another parameter of the RBM, “the magnitude of influence when a failure occurs” A second processing means for obtaining each device or each component;
A risk evaluation system for a hydroelectric power generation facility, comprising: a third processing means for obtaining a risk of each device or each component using a risk matrix from these two kinds of level values.
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