JP6614368B2

JP6614368B2 - 入口弁の動作検知システム及び入口弁の動作検知方法

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Publication number: JP6614368B2
Application number: JP2018566462A
Authority: JP
Inventors: 喜則益永
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
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Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2019-12-04
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Description

本発明は、入口弁の動作検知システム及び入口弁の動作検知方法に関する。

水力発電を行う施設には、発電に関する各種動作の試験を実施するための設備が設けられている（例えば、特許文献１）。

特開平９−１３８１８３号公報

水力発電で用いられる水車に供給される水の流入経路である管路には、入口弁が設けられている。この入口弁の動作に関する試験では、入口弁の動作開始から動作完了までの時間を試験者がストップウォッチで計測するといった人的作業が行われていた。このような作業は煩雑であり、また測定誤差を生じる可能性があった。

本発明では、入口弁の動作時間を示すより正確な情報をより簡便に得ることができる入口弁の動作検知システム及び入口弁の動作検知方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の入口弁の動作検知システムは、水力発電で用いられる水車に供給される水の流入経路である管路に設けられる入口弁の開閉動作を検知する入口弁の動作検知システムであって、前記入口弁の開度を検知する検知部と、前記入口弁の開閉動作を制御する制御部とを備える入口弁制御装置と、前記入口弁の動作に要する実施時間を算出する演算装置とを備え、前記演算装置は、前記検知部の出力が示す前記入口弁の開度を示すデータを、前記入口弁の開度が第１開度である第１時間帯のデータと、前記入口弁の開度が前記第１開度よりも大きい第２開度である第２時間帯のデータと、前記入口弁の開度が前記第１開度と前記第２開度の間の開度である第３時間帯のデータとにグループ分けし、前記演算装置は、前記入口弁の開度が第１開度から前記第２開度に移行する第１動作の実施時間を算出する場合、移行開始のタイミングと前記第２時間帯と前記第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から第１動作の実施時間を算出し、前記入口弁の開度が前記第２開度から前記第１開度に移行する第２動作の実施時間を算出する場合、移行開始のタイミングと前記第１時間帯と前記第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から第２動作の実施時間を算出する。

本発明の望ましい態様として、前記演算装置は、前記少なくとも一方の動作の実施時間が正常である場合の時間を示す基準データを記憶する記憶部と、算出された前記少なくとも一方の動作の実施時間が正常であるか前記基準データに基づいて判定する判定部と、算出された前記少なくとも一方の動作の実施時間が異常であると判定された場合に所定の通知方法で通知を行う通知部とを備える。

本発明の望ましい態様として、前記入口弁制御装置は、前記検知部の出力が示す前記入口弁の開度を示すデータを所定時間間隔でサンプリングして抽出する抽出部と、前記抽出部が抽出したデータを前記演算装置に送信する送信部とを備え、前記演算装置は、前記送信部から送信されたデータを受信する受信部を備える。

本発明の望ましい態様として、前記送信部と前記受信部との間の通信回線は、無線通信回線を含む。

本発明の望ましい態様として、前記第１開度の入口弁は、完全に閉じており、前記第２開度の入口弁は、最大限開いている。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の入口弁の動作検知方法は、水力発電で用いられる水車に供給される水の流入経路である管路に設けられる入口弁の開度を検知する検知部と前記入口弁の開閉動作を制御する制御部とを備える入口弁制御装置と、前記入口弁の動作に要する実施時間を算出する演算装置と、を備えた入口弁の動作検知システムを用いて前記入口弁の開閉動作を自動的に検知する入口弁の動作検知方法であって、前記演算装置が、前記検知部の出力が示す前記入口弁の開度を示すデータを、前記入口弁の開度が第１開度である第１時間帯のデータと、前記入口弁の開度が前記第１開度よりも大きい第２開度である第２時間帯のデータと、前記入口弁の開度が前記第１開度と前記第２開度の間の開度である第３時間帯のデータとにグループ分けし、前記演算装置は、前記入口弁の開度が第１開度から前記第２開度に移行する第１動作の実施時間を算出する場合、移行開始のタイミングと前記第２時間帯と前記第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から第１動作の実施時間を算出し、前記入口弁の開度が前記第２開度から前記第１開度に移行する第２動作の実施時間を算出する場合、移行開始のタイミングと前記第１時間帯と前記第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から第２動作の実施時間を算出する。

本発明によれば、入口弁の動作時間を示すより正確な情報をより簡便に得ることができる。

図１は、本発明に係る入口弁の検知システムの主要構成を示すブロック図である。図２は、演算装置の主要機能を示す機能ブロック図である。図３は、入口弁の構造の一例を示す図である。図４は、入口弁の構造の一例を示す図である。図５は、主弁の開度のサンプリングデータ及びサンプリングデータの近似直線の一例を示すグラフである。図６は、主弁の開度のサンプリングデータ及びサンプリングデータの近似直線の別の一例を示すグラフである。図７は、自動始動停止試験の流れの一例を示すフローチャートである。図８は、入口弁の動作に伴う処理の流れの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る入口弁の検知システム１の主要構成を示すブロック図である。入口弁の検知システム１は、水力発電で用いられる水車９１に供給される水の流入経路である管路９２に設けられる入口弁４０の開閉動作を自動的に検知するシステムである。水車９１は、発電機９３と連結されており、水車９１の回転に応じて発電機９３が発電を行う。管路９２は、例えば河川９４から取得された水を水車９１に導く。

入口弁の検知システム１は、入口弁制御装置１０と、演算装置２０とを備える。入口弁制御装置１０は、例えば、検知部１１と、抽出部１２と、第１通信部１３と、制御部１４とを備える。演算装置２０は、例えば、記憶部２１と、演算部２２と、第２通信部２３と、表示部２４と、入力部２５とを備える。

検知部１１は、入口弁４０の開度を検知する。具体的には、検知部１１は、例えば入口弁４０の回動角度を検知して出力する角位置センサであるが、これはあくまで検知部１１の具体的形態の一例であってこれに限られるものでない。検知部１１は、例えば入口弁４０より下流側であって水車９１より上流側に位置する管路９２を流れる水の流量を検出する流量検出センサであってもよい。

入口弁４０の開度とは、入口弁４０がどの程度開いているかをさす値（単位：［％］）である。具体的には、入口弁４０（例えば、主弁４１）が完全に閉じている場合を開度０［％］とし、当該入口弁４０が最大限開いている場合を開度１００［％］とする。入口弁としての構成が複数の弁（例えば、主弁４１とバイパス弁４５）を有する場合、開度は複数の弁の各々について個別に管理される。

抽出部１２は、検知部１１の出力が示す入口弁４０の開度を示すデータを所定時間間隔でサンプリングして抽出する。具体的には、抽出部１２は、例えば検知部１１から出力されるアナログの電気信号を所定時間（例えば、０．１秒）間隔でサンプリングしてデジタル化し、デジタル化されたデータ（例えば、後述する図５及び図６に例示するサンプリングデータＳＤ）を示す電気信号を出力するアナログ／デジタル変換回路を有する。

第１通信部１３は、抽出部１２が抽出したデータ（例えば、サンプリングデータＳＤ）を演算装置２０に送信する。具体的には、第１通信部１３は、例えば所定規格での通信を行うネットワークインタフェースコントローラ(ＮＩＣ:Network Interface Controller)を有している。所定規格として、例えばＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）プロトコル・スイートを含む所謂インターネット・プロトコル・スイートが挙げられるが、これはあくまで入口弁制御装置１０と演算装置２０との間の通信に際して採用される規格の一例であってこれに限られるものでない。所定規格の具体的内容は、適宜変更可能である。

通信回線Ｎは、無線通信回線を含む。具体的には、通信回線Ｎは、例えばアイトリプルイー（登録商標：ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.））８０２．１１で定められている無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）を用いた通信回線網を含む。より具体的には、第１通信部１３は、例えばこの無線ＬＡＮを利用して通信を行うためのアンテナを有している。第１通信部１３は、通信回線Ｎに設けられた無線通信装置１３ａとの間で無線通信を行う。言い換えれば、図１に示す例の場合、入口弁制御装置１０の第１通信部１３と演算装置２０の第２通信部２３との間の通信には無線通信装置１３ａが介在している。第１通信部１３は、無線通信装置１３ａ等による無線通信回線を介さず、有線で通信回線Ｎと接続されていてもよい。また、第２通信部が無線通信装置１３ａと同様の構成を介して無線通信接続されていてもよい。

制御部１４は、入口弁４０の開閉動作を含む入口弁４０の各種動作及び入口弁制御装置１０が備える他の構成の動作を制御する。具体的には、制御部１４は、例えば入口弁４０の主弁４１（図３参照）を開閉動作させる油圧機構４２（図３参照）を動作させる第１駆動回路１５、バイパス弁４５（図４参照）を動作させる第２駆動回路１６、検知部１１、抽出部１２及び第１通信部１３を統括制御する機能が実装された集積回路（例えば、ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等を有する。制御部１４は、例えば第１駆動回路１５、第２駆動回路１６を介して入口弁４０を動作させ、検知部１１を動作させて入口弁４０の開度を検知させる。また、制御部１４は、抽出部１２を動作させることで、検知部１１の出力をサンプリング及びデジタル化させ、このデジタル化されたサンプリングデータＳＤを取得する。また、制御部１４は、第１通信部１３を動作させて、サンプリングデータＳＤを演算装置２０に送信させる。

記憶部２１は、基準データ２１ａ及び入口弁検知プログラム２１ｂを含む各種のデータを記憶する記憶装置を有する。この記憶装置は、例えばハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリー、その他、情報処理装置で用いられ得る記憶装置のいずれか又は複数を含む。

基準データ２１ａは、第１動作と第２動作のうち少なくとも一方の動作の実施時間が正常である場合の時間を示すデータである。第１動作は、入口弁４０の開度が第１開度から第１開度よりも大きい第２開度に移行する動作である。第２動作は、入口弁４０の開度が第２開度から第１開度に移行する動作である。本実施形態では、第１開度の入口弁４０は完全に閉じており、第２開度の入口弁４０は最大限開いているものとする。本実施形態では、基準データ２１ａは、第１動作と第２動作の各々の正常な実施時間を示すデータを含む。

入口弁検知プログラム２１ｂは、演算部２２により読み出されて実行処理されるソフトウェア・プログラムである。入口弁検知プログラム２１ｂは、入口弁４０の開閉動作を自動的に検知するための各種の機能（例えば、後述する算出部３１、判定部３２、通知部３３としての機能。図２参照）を実現するためのプログラムである。以下、基準データ２１ａ及び入口弁検知プログラム２１ｂならびに図示しない各種のソフトウェア・プログラム（例えば、オペレーティングシステム等）を総括して「プログラム等」と記載することがある。

図２は、演算装置２０の主要機能を示す機能ブロック図である。演算部２２は、例えば１つ以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、記憶部２１から処理内容に応じたプログラム等を読み出して実行し、演算装置２０の動作に関する各種の処理を行う。具体的には、演算部２２は、例えば入口弁４０の開閉動作の検知に係り、算出部３１、判定部３２、通知部３３として機能する。算出部３１は、入口弁４０の動作に要する実施時間を算出する。判定部３２は、算出された少なくとも一方の動作の実施時間が正常であるか基準データ２１ａに基づいて判定する。通知部３３は、算出された少なくとも一方の動作の実施時間が異常であると判定された場合に所定の通知方法で通知を行う。これらの機能によりもたらされる具体的な動作内容については後述する。

第２通信部２３は、送信部から送信されたデータを受信する。具体的には、第２通信部２３は、例えば第１通信部１３と同様、所定規格での通信を行うＮＩＣ等を有している。

表示部２４は、演算装置２０の処理内容に応じた表示出力を行う。具体的には、表示部２４は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置を有し、演算部２２の処理内容に応じた表示出力を行う。

入力部２５は、演算装置２０に対する入力操作を受け付ける。具体的には、入力部２５は、例えばキーボード、マウス等の入力装置を有し、演算装置２０の管理者が行う各種の入力操作に応じた信号を生成して演算装置２０に入力する。演算部２２は、入力部２５を介して行われた入力操作内容に応じた処理を行う。

図３及び図４は、入口弁４０の構造の一例を示す図である。入口弁４０は、水車９１より上流側に位置する管路９２を開閉する。具体的には、入口弁４０は、例えば管路９２を横断する回動軸４３を回動中心として回動角度を変ずることで開閉する主弁４１と、主弁４１が設けられた管路９２から主弁４１をバイパスするよう分岐した分岐管路９５に設けられたバイパス弁４５とを有する。主弁４１は、回動軸４３に連結された油圧機構４２の動作により回動して管路９２を開閉する。バイパス弁４５の動作に関する具体的形態は、主弁４１と同様であってもよいし、電動機等を用いた駆動系であってもよい。

図５は、主弁４１の開度のサンプリングデータＳＤ及びサンプリングデータＳＤの近似直線の一例を示すグラフである。図５及び後述する図６のグラフにおける縦軸（Ｙ軸）は開度を示し、横軸（Ｘ軸）は制御部１４による動作開始指令のタイミングからの経過時間を示す。図５に示す例は、第１動作の実施時間に対応するサンプリングデータＳＤを含む。図５において白丸で表されているこのサンプリングデータＳＤは、第１動作及びその前後の所定時間における主弁４１の開度が検知部１１により検出され、抽出部１２によりサンプリング及びデジタル化されたデータである。

演算部２２は、検知部１１の出力が示す入口弁４０（例えば、主弁４１）の開度を示すデータを、当該入口弁４０の開度が第１開度である第１時間帯のデータと、当該入口弁４０の開度が第２開度である第２時間帯のデータと、当該入口弁４０の開度が第１開度と第２開度の間の開度である第３時間帯のデータとにグループ分けする。このグループ分けは、例えば算出部３１として機能するプログラム等（例えば、入口弁検知プログラム２１ｂ）を実行中の演算部２２が行うが、これに限られるものでなく、算出部３１として機能するためのプログラム等と別個に設けられた専用のプログラム等を実行中の演算部２２によって行われてもよい。図５等では、第１時間帯のデータとして扱われる複数のサンプリングデータＳＤを纏めたものをデータ群Ａとして図示している。また、図５等では、第２時間帯のデータとして扱われる複数のサンプリングデータＳＤを纏めたものをデータ群Ｂとして図示している。また、図５等では、第３時間帯のデータとして扱われる複数のサンプリングデータＳＤを纏めたものをデータ群Ｃとして図示している。図５では、タイミングｔ１が、第１時間帯と第３時間帯との切り替わりタイミングである。また、図５では、動作開始タイミングから後述する経過時間Ｔ１が経過したタイミングが、第２時間帯と第３時間帯との切り替わりタイミングである。

算出部３１は、第１動作の実施時間を算出する場合、第１動作の動作開始指令のタイミングと第２時間帯と第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から算出する。具体的には、算出部３１は、例えばデータ群Ｃに含まれるサンプリングデータＳＤが示す開度から、最小二乗法による一次直線近似式を導出する。図５では、導出された一次直線近似式に対応する直線Ｌを図示している。この一次直線近似式は、例えば以下の式（１）のように表すことができる。また、直線Ｌ上で任意の開度Ｎ（０［％］＜Ｎ≦１００［％］）となる経過時間Ｔは、以下の式（２）のように表すことができる。算出部３１は、式（２）におけるＮが１００［％］である場合の経過時間Ｔ１を求める（Ｔ１＝（１００−ｂ）／ａ）。経過時間Ｔ１は、第２時間帯と第３時間帯の切り替わりタイミングである。すなわち、図５における動作開始指令のタイミング（経過時間：０）からの経過時間Ｔ１が、算出された第１動作の実施時間を示している。
Ｙ＝ａＸ＋ｂ…（１）
Ｔ＝（Ｎ−ｂ）／ａ…（２）

図６は、主弁４１の開度のサンプリングデータＳＤ及びサンプリングデータＳＤの近似直線の別の一例を示すグラフである。図６に示す例は、第２動作の実施時間に対応するサンプリングデータＳＤを含む。演算部２２は、第２動作の実施時間を算出する場合、第２動作の動作開始指令のタイミングと第１時間帯と第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から算出する。すなわち、演算部２２は、算出部３１として機能し、式（２）におけるＮが０［％］である場合の経過時間Ｔ２を求める。図６における動作開始指令のタイミング（経過時間：０）からの経過時間Ｔ２が、算出された第２動作の実施時間を示している。第２動作の実施時間の算出に関する他の事項は、第１動作の実施時間の算出に関する事項と同様である。図６では、タイミングｔ２が、第３時間帯と第２時間帯との切り替わりタイミングである。また、図６では、動作開始タイミングから経過時間Ｔ２が経過したタイミングが、第３時間帯と第１時間帯との切り替わりタイミングである。

判定部３２は、算出された少なくとも一方の動作の実施時間が正常であるか基準データ２１ａに基づいて判定する。具体的には、判定部３２は、基準データ２１ａを読み出して、算出部３１により算出された第１動作（又は第２動作）の実施時間と、基準データ２１ａが示す第１動作（又は第２動作）の正常な時間とを比較し、算出部３１により算出された第１動作（又は第２動作）の実施時間と、基準データ２１ａが示す第１動作（又は第２動作）の正常な時間との誤差が予め定められた正常な誤差範囲内であるか判定する。この誤差が正常な誤差範囲内である場合、判定部３２は、第１動作（又は第２動作）の実施時間が正常であると判定する。一方、この誤差が正常な誤差範囲内でない場合、判定部３２は、第１動作（又は第２動作）の実施時間が異常であると判定する。

通知部３３は、算出された少なくとも一方の動作の実施時間が異常であると判定された場合に所定の通知方法で通知を行う。具体的には、判定部３２によって第１動作（又は第２動作）の実施時間が異常であると判定された場合、通知部３３は、入口弁４０（例えば、主弁４１）の動作に異常が生じていることを示す通知を表示部２４に表示させる。通知部３３による所定の通知方法はこれに限られるものでなく、例えば予め登録された管理者の電子メールアドレスに対して、入口弁４０（例えば、主弁４１）の動作に異常が生じていることを示す電子メールを送信することで通知を行ってもよいし、異常を通知可能な他のあらゆる方法によってもよい。

なお、検知部１１には、センサ感度を考慮した不感帯（例えば、３［％］）が設定されていてもよい。不感帯が設定されている場合、実際に行われている入口弁４０の動作に応じた入口弁の開度を検知部１１が検知するタイミングに不感帯に応じた遅れが生じる。このため、不感帯が設定されている場合、例えば当該不感帯に応じた時間の誤差（ｔａ）が設定されている。誤差（ｔａ）は、基準データ２１ａ又は入口弁検知プログラム２１ｂに含まれる情報である。この場合、算出部３１は、上記の説明に基づいて算出した経過時間Ｔ１，Ｔ２に対して誤差（ｔａ）に応じた補正（例えば、経過時間Ｔ１，Ｔ２からｔａを差し引く処理）を行うことで、不感帯を考慮した経過時間を算出する。また、算出部３１は、全てのサンプリングデータＳＤの取得タイミングに誤差（ｔａ）に応じた補正（例えば、サンプリングデータＳＤの各々の取得タイミングからｔａを差し引く処理）を行ったうえでデータのグループ分け及び経過時間Ｔ１，Ｔ２の算出を行うようにしてもよい。また、上記の説明では、基準データ２１ａが示す第１動作（又は第２動作）の正常な時間が一意の時間であり、判定部３２による判定において予め定められた正常な誤差範囲内が考慮される場合を説明しているが、これは正常な誤差範囲を判定内容に含むための具体的な処理方法の一例であってこれに限られるものでない。例えば、基準データ２１ａが、誤差として許容可能な時間のずれを含む時間長の許容範囲を示すデータであってもよい。

以上、主弁４１の第１動作及び第２動作に関する各部の動作及び処理について例示したが、バイパス弁４５の開閉についても、主弁４１と同様の動作及び処理が主弁４１とは別個に行われる。また、主弁４１及びバイパス弁４５を有する入口弁４０の開閉に関する動作及び処理は、例えば、水力発電における自動始動停止試験において実施される。

図７は、自動始動停止試験の流れの一例を示すフローチャートである。自動始動停止試験では、まず、制御部１４が入口弁４０を動作させて、管路９２を開放する（ステップＳ１）。次に、水車９１が始動される（ステップＳ２）。次に、水車９１と連結された発電機９３の初期励磁投入が行われる（ステップＳ３）。次に、自動同期装置が動作する（ステップＳ４）。次に、同期並列が完了する（ステップＳ５）。次に、所定の出力（発電量）が得られるまで運転が継続される（ステップＳ６）。自動始動停止試験では、これらの各ステップの実施時間が計測される。

図８は、入口弁４０の動作に伴う処理の流れの一例を示すフローチャートである。上記のステップＳ１の処理に伴い、検知部１１が入口弁４０の開度を検知し（ステップＳ１１）、抽出部１２がサンプリング及びデジタル化を行ってサンプリングデータＳＤを出力する（ステップＳ１２）。算出部３１は、ステップＳ１２で得たサンプリングデータＳＤを、当該入口弁４０の開度が第１開度である第１時間帯のデータと、当該入口弁４０の開度が第２開度である第２時間帯のデータと、当該入口弁４０の開度が第１開度と第２開度の間の開度である第３時間帯のデータとにグループ分けする（ステップＳ１３）。また、算出部３１は、第１動作の実施時間を算出する場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、第１動作による第１開度から第２開度への移行開始のタイミング（動作開始指令のタイミング）と第２時間帯と第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から第１動作の実施時間を算出する（ステップＳ１５）。算出部３１は、第２動作の実施時間を算出する場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、第２動作による第２開度から第１開度への移行開始のタイミング（動作開始指令のタイミング）と第１時間帯と第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から第２動作の実施時間を算出する（ステップＳ１６）。判定部３２は、算出された実施時間が正常であるか基準データ２１ａに基づいて判定する（ステップＳ１７）。算出された実施時間が異常である場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、通知部３３は、所定の通知方法で、実施時間が異常であることを示す通知を行う（ステップＳ１８）。算出された実施時間が正常である場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、ステップＳ１８の処理は省略される。

以上、本実施形態によれば、検知部１１が、入口弁４０の開閉の度合いを検知する。また、演算装置２０が、検知部１１の出力が示す入口弁４０の開度を示すデータを、入口弁４０の開度が第１開度である第１時間帯のデータと、入口弁４０の開度が第２開度である第２時間帯のデータと、入口弁４０の開度が第１開度と第２開度の間の開度である第３時間帯のデータとにグループ分けする。また、演算装置２０が、第１動作の実施時間を算出する場合、動作開始指令のタイミングと第２時間帯と第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から算出し、第２動作の実施時間を算出する場合、動作開始指令のタイミングと第１時間帯と第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差から算出する。これらによって、入口弁４０の動作時間を示すより正確な情報をより簡便に得ることができる。

また、算出された少なくとも一方の動作の実施時間が正常であるか基準データ２１ａに基づいて判定し、算出された少なくとも一方の動作の実施時間が異常であると判定された場合に所定の通知方法で通知を行うことで、入口弁４０に異常が生じた可能性がある場合にそのことを知ることができる。

また、入口弁制御装置１０が送信部（例えば、第１通信部１３）を備え、演算装置２０が受信部（例えば、第２通信部２３）を備えることで、入口弁制御装置１０が設けられた水力発電施設からの遠隔地等に演算装置２０を設けることができる。

また、送信部（例えば、第１通信部１３）と受信部（例えば、第２通信部２３）との間の通信回線が無線通信回線を含むことで、入口弁制御装置１０のうち送信部による送信経路を無線化することができ、敷設される有線の構成を削減することができることに加えて、有線による送信を行う場合に比して、当該有線を設けるための設計制限事項がなくなることから、送信部を入口弁制御装置１０に設けやすくなる。

また、第１開度の入口弁４０が完全に閉じており、第２開度の入口弁４０が最大限開いていることを前提にすることで、入口弁４０の最大開放と閉塞とを切り替えるための第１動作、第２動作の少なくとも一方について、入口弁４０の動作時間を示すより正確な情報をより簡便に得ることができる。

なお、上記の実施形態はあくまで一例であり、本発明の技術的特徴を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。例えば、入口弁４０の開閉に関する動作及び処理の実施は、自動始動停止試験に限られない。非常停止試験、急停止試験、水車油圧低下急停止試験、電源電圧低下急停止試験、水車非常用閉鎖装置試験、緩停止試験等、水力発電に関する他の試験においても、入口弁４０の開閉に関する動作及び処理の実施が行われる。また、自動始動停止試験を含むこれらの試験の実施結果として、第１動作（又は第２動作）の実施時間を記憶部２１等の記憶装置に記憶するようにしてもよい。また、基準データ２１ａを、複数回の第１動作（又は第２動作）の正常な実施時間に基づいて定めるようにしてもよい。例えば、複数回の第１動作（又は第２動作）の実施時間を平均化して、複数回の第１動作（又は第２動作）の正常な実施時間を定めるようにしてもよい。

１入口弁の検知システム１
１０入口弁制御装置
１１検知部
１２抽出部
１３第１通信部
１３ａ無線通信装置
１４制御部
１５第１駆動回路
１６第２駆動回路
２０演算装置
２１記憶部
２１ａ基準データ
２１ｂ入口弁検知プログラム
２２演算部
２３第２通信部
２４表示部
２５入力部
３１算出部
３２判定部
３３通知部
４０入口弁
４１主弁
４２油圧機構
４３回動軸
４５バイパス弁
９１水車
９２管路
９３発電機
９４河川
９５分岐管路
Ｎ通信回線
ＳＤサンプリングデータ

Claims

水力発電で用いられる水車に供給される水の流入経路である管路に設けられる入口弁の開閉動作を検知する入口弁の動作検知システムであって、
前記入口弁の開度を検知する検知部と、前記入口弁の開閉動作を制御する制御部とを備える入口弁制御装置と、
前記入口弁の動作に要する実施時間を算出する演算装置とを備え、
前記入口弁制御装置は、
前記検知部の出力が示す前記入口弁の開度を示すデータを所定時間間隔でサンプリングして抽出する抽出部と、
前記抽出部が抽出したデータを前記演算装置に送信する送信部とを備え、
前記演算装置は、前記送信部から送信されたデータを受信する受信部を備え、
前記送信部と前記受信部との間の通信回線は、無線通信回線を含み、
前記演算装置は、
前記検知部の出力が示す前記入口弁の開度を示すデータを、前記入口弁の開度が第１開度である第１時間帯のデータと、前記入口弁の開度が前記第１開度よりも大きい第２開度である第２時間帯のデータと、前記入口弁の開度が前記第１開度と前記第２開度の間の開度である第３時間帯のデータとにグループ分けし、
前記演算装置は、前記入口弁の開度が第１開度から前記第２開度に移行する第１動作の実施時間を算出する場合、前記第３時間帯のデータに含まれるサンプリングデータが示す前記入口弁の開度から最小二乗法による一次近似曲線を導出して当該一次近似曲線上で前記第１開度から前記第２開度になる経過時間を求め、当該経過時間を移行開始のタイミングと前記第２時間帯と前記第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差として当該時間差から第１動作の実施時間を算出し、前記入口弁の開度が前記第２開度から前記第１開度に移行する第２動作の実施時間を算出する場合、前記第３時間帯のデータに含まれるサンプリングデータが示す前記入口弁の開度から最小二乗法による一次近似曲線を導出して当該一次近似曲線上で前記第２開度から前記第１開度になる経過時間を求め、当該経過時間を移行開始のタイミングと前記第１時間帯と前記第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差として当該時間差から第２動作の実施時間を算出する
入口弁の動作検知システム。
前記演算装置は、
前記少なくとも一方の動作の実施時間が正常である場合の時間を示す基準データを記憶する記憶部と、
算出された前記少なくとも一方の動作の実施時間が正常であるか前記基準データに基づいて判定する判定部と、
算出された前記少なくとも一方の動作の実施時間が異常であると判定された場合に所定の通知方法で通知を行う通知部とを備える
請求項１に記載の入口弁の動作検知システム。
前記第１開度の入口弁は、完全に閉じており、
前記第２開度の入口弁は、最大限開いている
請求項１又は２に記載の入口弁の動作検知システム。
水力発電で用いられる水車に供給される水の流入経路である管路に設けられる入口弁の開度を検知する検知部と前記入口弁の開閉動作を制御する制御部とを備える入口弁制御装置と、前記入口弁の動作に要する実施時間を算出する演算装置と、を備え、前記入口弁制御装置が、前記検知部の出力が示す前記入口弁の開度を示すデータを所定時間間隔でサンプリングして抽出する抽出部と前記抽出部が抽出したデータを前記演算装置に送信する送信部とを備え、前記演算装置が、前記送信部から送信されたデータを受信する受信部を備え、前記送信部と前記受信部との間の通信回線が無線通信回線を含む入口弁の動作検知システムを用いて前記入口弁の開閉動作を自動的に検知する入口弁の動作検知方法であって、
前記演算装置が、前記検知部の出力が示す前記入口弁の開度を示すデータを、前記入口弁の開度が第１開度である第１時間帯のデータと、前記入口弁の開度が前記第１開度よりも大きい第２開度である第２時間帯のデータと、前記入口弁の開度が前記第１開度と前記第２開度の間の開度である第３時間帯のデータとにグループ分けし、前記演算装置は、前記入口弁の開度が第１開度から前記第２開度に移行する第１動作の実施時間を算出する場合、前記第３時間帯のデータに含まれるサンプリングデータが示す前記入口弁の開度から最小二乗法による一次近似曲線を導出して当該一次近似曲線上で前記第１開度から前記第２開度になる経過時間を求め、当該経過時間を移行開始のタイミングと前記第２時間帯と前記第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差として当該時間差から第１動作の実施時間を算出し、前記入口弁の開度が前記第２開度から前記第１開度に移行する第２動作の実施時間を算出する場合、前記第３時間帯のデータに含まれるサンプリングデータが示す前記入口弁の開度から最小二乗法による一次近似曲線を導出して当該一次近似曲線上で前記第２開度から前記第１開度になる経過時間を求め、当該経過時間を移行開始のタイミングと前記第１時間帯と前記第３時間帯の切り替わりタイミングとの時間差として当該時間差から第２動作の実施時間を算出する
入口弁の動作検知方法。