JP6214261B2 - 受配電監視システム - Google Patents

Description

この発明は、受配電設備を構成する保護継電器や遮断器などの操作機器の動作特性を監視する受配電監視システムに関するものである。

従来、受配電設備を構成する保護継電器や遮断器などの操作機器は、例えば１０年あるいは１５年などの固定期間のメーカーによって推奨された寿命が設定されており、寿命の来た機器に対してアラームを発生して交換を促す等の管理が行われていた。しかし、アラームが発生していても使用上差し支えなく正常動作していればそのまま使用されていた。このためシステムの信頼性を保つことと、ライフサイクルコストを低減することの両立が求められており、保護特性の自動点検のできる保護継電装置を使用した集中管理システムが提案されている。（例えば特許文献１）

特開２００３−１５３４２７号公報

従来の保護継電装置集中管理システムでは点検作業時に仕様の動作時間内に動作することを確認し、良否判定をして設定範囲を外れているものを交換するものであり、その動作時間の傾向を把握し、将来の更新時期を事前に予測することは出来ないという課題があった。

この発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、過去に実施した点検結果から操作機器の動作時間の傾向を把握し、将来判定値を超える時期（更新時期）を事前に予測することにより、将来の更新計画を実施することが可能な受配電監視システムを提供することを目的とする。

この発明に係る受配電監視システムは、受配電設備を構成する操作機器に点検用信号を与えて該点検用信号により動作した上記操作機器の動作時間が所定の判定値内であることを監視する受配電監視システムであって、上記操作機器の過去に実施した点検結果を時系列で保存した点検結果データベースと、上記点検結果データベースから上記動作時間が将来所定の判定値外になる時期を算出した機器更新時期を求める機器更新時期算出手段と、上記点検結果データベースに時系列で保存された過去の点検結果を使用してトレンドグラフを表示するトレンド表示手段を備え、上記トレンド表示手段で表示されたトレンドグラフに上記機器更新時期算出手段で求められた機器更新時期を表示したことを特徴とするものである。

この発明の受配電監視システムによれば、操作機器の過去に実施した点検結果を時系列で保存した点検結果データベースと、上記点検結果データベースから上記動作時間が将来所定の判定値外になる時期を算出した機器更新時期を求める機器更新時期算出手段と、上記点検結果データベースに時系列で保存された過去の点検結果を使用してトレンドグラフを表示するトレンド表示手段を備え、上記トレンド表示手段で表示されたトレンドグラフに上記機器更新時期算出手段で求められた機器更新時期を表示したことを特徴とするものであるため、過去に実施した点検結果から操作機器の動作時間の傾向を把握し、将来判定値外になる時期（更新時期）を事前に予測することにより、将来の更新計画を実施することが可能であるとともに、各操作機器の状態を容易に知ることができる受配電監視システムを得ることができる効果がある。

この発明の実施の形態１における受配電監視システムの概略構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１における受配電監視システムの装置構成を説明する説明図である。 この発明の実施の形態１における受配電監視システムの遮断器のトレンド表示を説明する説明図である。 この発明の実施の形態１における受配電監視システムの保護継電器のトレンド表示を説明する説明図である。 この発明の実施の形態１における受配電監視システムの機器状態表示を説明する説明図である。 この発明の実施の形態１における受配電監視システムの動作を説明するフロー図である。

以下、この発明の実施の形態について説明するが、各図において同一、または相当部分については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における受配電監視システムの概略構成を示すブロック図、図２はこの発明の実施の形態１における受配電監視システムの装置構成を説明する説明図、図３はこの発明の実施の形態１における受配電監視システムの遮断器のトレンド表示を説明する説明図、図４はこの発明の実施の形態１における受配電監視システムの保護継電器のトレンド表示を説明する説明図、図５はこの発明の実施の形態１における受配電監視システムの機器状態表示を説明する説明図、図６はこの発明の実施の形態１における受配電監視システムの動作を説明するフロー図である。

図１および図２において、受配電設備１０の監視制御を目的としたコンピュータ１は、通信路９およびコントローラ２を介して、保護継電器３や遮断器４などの操作機器などで構成された受配電設備１０に接続されており、受配電設備１０の動作状況や受配電設備１０を構成する操作機器などの監視制御を実施する。保護継電器３は例えば特開２００３−１５３４２７号公報に示されているような自動点検機能を有する機器であり、点検結果や動作状況はコントローラ２を介してコンピュータ１に送付され、コンピュータ１により収集管理される。なお、コンピュータ１はグラフィックパネル１１に配電系統図などを表示させて、受配電設備１０が通常運転されている際の受配電設備１０の運転状況や操作機器などの動作状況などの監視制御も実施するものであるが、その内容については本件発明に直接関係ないため省略し、本件発明に関係する操作機器の管理に関する機能についてのみ以下に説明する。

操作機器の動作時間を測定する特性試験（点検・検査）は、年に１回定期的に受配電設備１０を受配電系統から切り離した状態で実施され、その点検結果は保護継電器３からコントローラ２を介してコンピュータ１に送付され、コンピュータ１の点検結果データベース５に各機器ごとに時系列的に保存されている。機器更新時期算出手段６は点検結果データベース５に保存された過去の点検結果を使用して、後で詳細に説明する機器更新時期を求める。機器更新時期算出手段６によって求められた機器更新時期は、トレンド表示手段７および機器状態表示手段８によって、ユーザーの利用しやすい形でコンピュータ１が保有する画面またはグラフィックパネル１１に表示される。

まず操作機器の自動点検の概略について説明する。受配電設備１０を受配電系統から切り離した状態でコンピュータ１からコントローラ２を介して保護継電器３に対して点検指令信号を送信する。保護継電器３は過電流保護要素、不足電圧保護要素、地絡保護要素、方向継電要素などの設定された保護要素に応じた点検電圧および点検電流の点検信号発生手段を有しており、点検指令信号を受信すると点検信号発生手段で点検信号を生成して、保護継電器３の所定の回路に点検信号を印加することで、保護要素が動作して遮断器４などの機器に対して動作信号を出力する。この点検信号の印加から動作信号の出力までの保護動作時間を測定して判定値内に動作しているか確認する。また、保護継電器３から出力された動作信号により遮断器４が動作（開放）完了するまでの遮断動作時間を測定して判定値内の時間で動作しているか確認する。このようにして測定された動作時間はコントローラ２で収集されて、コンピュータ１に送付され点検結果データベース５に保存される。点検結果データベース５はこのようにして保存された点検結果を、操作機器が納入されてから毎年定期的に実施されたものを時系列で全て保存している。

次に機器更新時期算出手段６の動作について説明する。機器更新時期算出手段６は点検結果データベース５に時系列で保存された点検結果を使用して、最小二乗法を用いて算出した近似直線から将来の動作時間を求め、求めた動作時間が将来判定値外になる時期を算出して機器更新時期とするものである。より具体的に説明すると、点検結果データベース５に操作機器の点検結果として（ｘ，ｙ）＝（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），・・・，（ｘｎ，ｙｎ）のｎ個の実測値が保存されている場合には、求めたい一次方程式をＹ＝ａＸ＋ｂとすると、ａおよびｂは最小二乗法により下記数１によって算出することができる。

従って、一次方程式Ｙ＝ａＸ＋ｂに数１で求めた係数ａおよびｂと将来の予測したいＸ年を入力すると動作値Ｙを求めることができる。この求められた動作値Ｙが判定値外になる（動作時間が長い）場合に、求めたＸ年を将来の更新時期とするものである。このようにして操作機器ごとに求められた更新時期は、後で詳しく説明するトレンド表示手段７または機器状態表示手段８によって、ユーザーに分かり易い形で表示される。なお、上記説明においては機器更新時期算出手段６が最小二乗法を用いて算出する場合について説明したが、機器更新時期算出手段６における算出手段は複数の実測値から一次方程式が得られるものであればどのようなものであってもよく、例えば回帰直線もしくは偶数の次数による多項式近似曲線などの算出方法が利用可能である。

図３および図４にもとづきトレンド表示手段７について説明する。図３は遮断器４の場合のトレンド画面表示例を示し、図４は保護継電器３の場合のトレンド画面表示例を示しており、Ｘ軸に点検日、Ｙ軸に動作時間（ｍｓ）として、点検結果データベース５に保存されている操作機器が２０００年に納入されてから現在までの毎年実施された点検結果を折れ線グラフでトレンド表示するとともに、機器更新時期算出手段６で求めた一次方程式
を破線で表示し、判定値である図３の遮断器４の判定値：１００ｍｓ以内、および図４の保護継電器３の判定値：１００±３０ｍｓよりも動作時間が長くなる機器更新時期算出手段６で求めた将来の更新時期を「更新」と表示している。このようにトレンド表示することにより、各操作機器の状態を容易に知ることができる。なお、遮断器４の判定値および保護継電器３の整定値および判定値のデータも点検結果データベース５に保存されているものである。

図５および図６にもとづき機器状態表示手段８について説明する。図５は機器状態表示手段８によって表示された機器状態を一覧表にした画面表示例を示しており、機器名、最新実測値、判定値、機器更新時期算出手段６で求められた更新時期、および機器更新の緊急度を示す更新レベルを一覧表に表示している。なお、この他にも必要に応じて操作機器の納入日などを表示するようにしても良い。更新レベルについて、図６のフロー図にもとづき説明する。ステップ１０１において、機器更新時期算出手段６で更新時期が求められると、この更新時期を使用して機器状態表示手段８で以下に示す手順で更新レベルが求められて一覧表画面に表示される。

ステップ１０２において、更新時期が現在＋１年よりも小さい場合には、ステップ１０３に進んで一覧表画面の更新レベルに３を表示する。同様にステップ１０４において、更新時期が現在＋２年よりも小さい場合には、ステップ１０５に進んで一覧表画面の更新レベルに２を表示し、ステップ１０６において、更新時期が現在＋３年よりも小さい場合には、ステップ１０７に進んで一覧表画面の更新レベルに１を表示する。上記の何れにも該当しない場合はステップ１０８において、一覧表画面の更新レベルに０を表示する。このようにして求められた更新時期および更新レベルのデータは、ステップ１０９において点検結果データベース５に最新の機器状態データとして保存され、何時でも必要に応じて画面に表示させたり、コンピュータ１に接続されたプリンタ（図示せず）から印刷出力することができる。以上説明した図６のフロー図における処理は、毎年新たな点検結果が点検結果データベース５に保存されると全ての操作機器に対して実施される。

一例として上記更新レベルにおける定義について説明する。更新レベル３は、翌年度の点検実施までに機器更新を実施する必要のある緊急度の最も高いものである。更新レベル２は、機器更新を実施するには受配電設備１０を受配電系統から切り離す必要があることを考慮して翌年度の点検実施時に合わせて機器更新を計画実施すればよい緊急度が中程度のものである。更新レベル１は、緊急度は低いが同一の受配電設備１０内に更新レベル３や更新レベル２の機器がある場合には、それらの機器を更新する際に一緒に更新実施することを検討するものである。更新レベル０は正常に動作しており更新の検討の必要ないものである。

さらに、機器状態表示手段８に、例えば更新レベル２の操作機器だけを集めた一覧表表示をするなど更新レベルごとの一覧表表示機能や、トレンド画面表示とのリンクを行い一覧表画面表示からトレンド画面表示に画面遷移する機能などを設けると、より一層ユーザーにとって利用し易いものとなる。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ コンピュータ、２ コントローラ、３ 保護継電器、４ 遮断器、５ 点検結果データベース、６ 機器更新時期算出手段、７ トレンド表示手段、８ 機器状態表示手段。

Claims (3)

1. 受配電設備を構成する操作機器に点検用信号を与えて該点検用信号により動作した上記操作機器の動作時間が所定の判定値内であることを監視する受配電監視システムであって、上記操作機器の過去に実施した点検結果を時系列で保存した点検結果データベースと、上記点検結果データベースから上記動作時間が所定の判定値外になる時期を算出した機器更新時期を求める機器更新時期算出手段と、上記点検結果データベースに時系列で保存された過去の点検結果を使用してトレンドグラフを表示するトレンド表示手段を備え、上記トレンド表示手段で表示されたトレンドグラフに上記機器更新時期算出手段で求められた機器更新時期を表示したことを特徴とする受配電監視システム。
2. 受配電設備を構成する操作機器に点検用信号を与えて該点検用信号により動作した上記操作機器の動作時間が所定の判定値内であることを監視する受配電監視システムであって、上記操作機器の過去に実施した点検結果を時系列で保存した点検結果データベースと、上記点検結果データベースから上記動作時間が所定の判定値外になる時期を算出した機器更新時期を求める機器更新時期算出手段と、上記機器更新時期算出手段で求められた機器更新時期を一覧表に表示する機器状態表示手段を備え、現在から上記機器更新時期までの年数に対応した更新レベルを求めて上記一覧表に表示したことを特徴とする受配電監視システム。
3. 上記機器更新時期算出手段は最小二乗法により算出することを特徴とする請求項１または２に記載の受配電監視システム。