JPH06324100A - 電力用機器の運転保守支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単純な構成で、システム全体の設置スペース
を縮小可能な、電力用機器の運転保守支援システムを提
供する。 【構成】 電力用機器に取り付けられた保守支援検出手
段１からの検出信号と故障点標定検出手段２からの検出
信号との両方を同じ現場盤１１によって受信する。現場
盤１１によって、検出信号を処理し、計測値データおよ
び故障点データを求める。計測値データを保守支援処理
手段６に送ると共に、故障点データを監視制御処理手段
７に送る。保守支援処理手段６によって、計測値データ
から電力用機器の状態データを求める。監視制御処理手
段７によって、故障点データと制御データに基づき、制
御手段５を介して電力用機器を監視制御する。表示手段
８によって、状態データと故障点データを表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電所、変電所、ある
いは開閉所などの電気所に設備される各電力用機器の信
頼度確認と故障箇所の標定を行うために使用される運転
保守支援システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、変電所には、ガス絶縁開閉装置
などの高電圧主回路を入切するための電力用開閉器や、
変圧器、リアクトルなどの油入機器が設置されている。
このような電力用機器に対しては、信頼性の向上、保守
の簡素化、および事故の未然防止などが要求されている
ため、従来より、これらの要求を満たすことを目的とし
て、電力用機器の運転保守支援システムが提案されてい
る。

【０００３】このような電力用機器の運転保守支援シス
テムの従来の一例を図４に示す。この図４に示す電力用
機器の運転保守支援システムは、複数の保守支援センサ
１、複数の故障点標定センサ２、複数の保守支援現場盤
３、複数の故障点標定現場盤４、複数の分散制御盤５、
保守支援ＣＰＵ６、監視制御ＣＰＵ７、および表示手段
８を備えている。

【０００４】このうち、保守支援センサ１は、図示され
ていない電力用機器に、保守支援検出手段として取り付
けられている。この保守支援センサ１により、対応する
電力用機器における各種の物理量および化学量などの状
態量が検出される。なお、このような保守支援センサ１
による検出対象、すなわち監視項目としては、例えば、
監視対象である電力用機器がガス絶縁開閉装置である場
合、その計測データ自体が急激に変化しない準定常的な
状態量を検出することが考えられ、具体的には、コロナ
量、ガス水分量、ガス成分、ガス圧力、ガス温度、油
圧、分解ガス量、またはこれらの値の変動を検出するこ
とが考えられる。

【０００５】そして、このような保守支援センサ１から
の検出信号は、対応する保守支援現場盤３に送られる。
この保守支援現場盤３には、複数の保守支援センサ１に
対応する個別のセンサ受信器（図示せず）が収納されて
おり、このセンサ受信器によって、対応する保守支援セ
ンサ１からの各検出信号が受信される。このようにして
受信された検出信号は、この保守支援現場盤３によって
処理され、計測値データが求められる。この場合、保守
支援現場盤３には予め管理値データが設定されており、
前述のようにして求められた計測値データはこの管理値
データと比較され、管理値逸脱などの判定が行われる。

【０００６】また、複数の保守支援現場盤３は、光ケー
ブル９を介して、保守支援ＣＰＵ６に接続されている。
この保守支援ＣＰＵ６は、通常、電力用機器から離れた
位置に設けられた制御室内に設置されている。そして、
この保守支援ＣＰＵ６において、保守支援現場盤３から
の計測値データに基づき、電力用機器の状態データが求
められる。さらに、保守支援ＣＰＵ６は、通常、同様に
制御室内に設置された表示手段８に接続されており、こ
の表示手段８において、前述の状態データが表示され
る。

【０００７】そしてまた、電力用機器は、図示していな
い保護リレー盤を介して、分散制御盤５と接続されてお
り、この分散制御盤５によって、各回線の切離し、投入
など、回線単位の制御が行われる。この分散制御盤５
は、光ケーブル９および制御用光ＬＡＮ１０を介して、
変電所全体の監視および制御を行う監視制御ＣＰＵ７に
接続されている。この監視制御ＣＰＵ７は、通常、前述
の保守支援ＣＰＵ６と同様に、制御室内に設置されてい
る。

【０００８】一方、故障点標定センサ２は、図示されて
いない電力用機器に、故障点標定検出手段として、前述
した保守支援センサ１とは別に取り付けられている。す
なわち、万一、電力用機器に地絡・短絡などの故障が発
生した場合には、故障点標定センサ２により、この故障
発生が検出される。なお、このような故障点標定センサ
２による検出対象、すなわち監視項目としては、通常時
と内部故障の発生時とで明確な差異を生じる状態量を検
出することが考えられるが、内部故障の発生を識別可能
な状態量であれば、前記保守支援センサ１の監視対象と
同様の、準定常的な状態量を検出することも可能であ
り、例えば、ガス圧力変動などを検出することが可能で
ある。

【０００９】そして、このような複数の故障点標定セン
サ２からの検出信号は、対応する故障点標定現場盤４に
送られる。この故障点標定現場盤４には、複数の故障点
標定センサ２に対応する個別のセンサ受信器（図示せ
ず）が収納されており、このセンサ受信器によって、対
応する故障点標定センサ２からの各検出信号が受信され
る。このようにして受信された検出信号は、この故障点
標定現場盤４によって処理され、どの電力用機器のどの
部分に故障を生じたかという故障点データが求められ
る。また、複数の故障点標定現場盤４は、前述の分散制
御盤５と同様に、光ケーブル９を介して、前述の制御用
光ＬＡＮ１０に接続されており、さらに、この制御用光
ＬＡＮ１０を介して、前述の監視制御ＣＰＵ７に接続さ
れている。

【００１０】また、監視制御ＣＰＵ７においては、分散
制御盤５からの監視制御系統の各種の制御データに加え
て、故障点標定現場盤４からの故障点データを取り込む
ことにより、変電所システムの正確かつ多様な状況が把
握され、これらの制御データおよび故障点データに基づ
いた、より複雑できめ細かな制御が行われるようになっ
ており、例えば、自動切離しや自動復旧操作が行われ
る。さらに、監視制御ＣＰＵ７は、前述の保守支援ＣＰ
Ｕ６と同様に、表示手段８に接続されており、この表示
手段８において、前述の故障点データが表示される。

【００１１】以上述べたような運転保守支援システムに
期待される効果について、図５を参照して具体的に説明
する。図５は、縦軸を電力用機器の潜在的特性Ｌ、横軸
を経過時間ｔとした場合の、潜在的劣化故障モデルを示
すモデル図である。潜在的特性Ｌは、経過時間ｔが進む
に連れて、初期レベルｓからパラメータ検出レベルａに
低下し、続いて、機能不十分レベルｅに低下し、その
後、危険レベルｆを通過して事故に至る。また、事故に
至るまでの経過時間ｔは、３つの時間領域に分けられ
る。すなわち、図中左側から順に、初期レベルｓからパ
ラメータ検出レベルａに至る劣化開始領域Ａ、パラメー
タ検出レベルａから機能不十分レベルｅに至る警告領域
Ｂ、機能不十分レベルｅから事故に至る事故現象化領域
Ｃである。

【００１２】図から明らかなように、事故として現象化
する過程において、潜在的特性Ｌの劣化は、危険レベル
ｆに至ると加速度的に進展し、時間的な裕度もなく事故
現象いに至る。そのため、仮に機能不十分レベルｅから
事故に至る事故現象化領域Ｃで異常を発見しても、手遅
れになる可能性がある。一般的に種々の異常は、物理現
象的に長時間かけて進展するため、事故現象化領域Ｃの
前の時間領域つまり警告領域Ｂで異常を発見することが
望ましい。

【００１３】このように、運転保守支援システムに期待
される効果に対して、図４に示すような運転保守支援シ
ステムにおいては、保守支援ＣＰＵ６からの計測データ
を、表示手段８によって定期的あるいは連続的に表示
し、これを監視することにより、図５の警告領域Ｂの段
階で機器の異常を容易に発見できる。したがって、電力
用機器に事故が発生する前に機器を停止させ、事故を未
然に防止することができる。しかも、自発的に機器を停
止させるため、１次被害や２次被害などの、事故拡大現
象が発生することがない。さらに、修復箇所も必要最小
限の範囲に抑えることができ、かつ、修復余裕時間を十
分に確保できる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の運転保守支援システムには、次のような欠点が
ある。すなわち、まず、電力用機器の近傍に、保守支援
現場盤３、故障点標定現場盤４、および分散制御盤５と
いう３種類もの現場盤を個別に設ける必要があるため、
電力用機器の近傍の構成が複雑化し、システム全体の設
置スペースが拡大するという欠点がある。

【００１５】また、前述のガス圧力変動などの準定常的
な状態量の検出信号は、計測値データを求めるための検
出信号として使用することができると同時に、故障点デ
ータを求めるための検出信号として使用することが可能
であるため、このような利用性の高い状態量の検出信号
については、保守支援現場盤３と故障点標定現場盤４の
両方で効率よく利用できることが望ましい。しかしなが
ら、図４に示したような従来の構成においては、保守支
援センサ１による検出信号は保守支援現場盤３のみに送
られ、故障点標定センサ２による検出信号は故障点標定
現場盤４のみに送られるため、これらの検出信号を効率
よく利用することは不可能である。

【００１６】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
単純な構成で、システム全体の設置スペースを縮小可能
な、電力用機器の運転保守支援システムを提供すること
である。また、保守支援検出手段または故障点標定検出
手段による検出信号を効率よく利用可能とすることも目
的の一つである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の電力用
機器の運転保守支援システムは、電力用機器の信頼度確
認と故障箇所の標定を行うために使用される電力用機器
の運転保守支援システムにおいて、保守支援検出手段、
故障点標定検出手段、現場盤、保守支援処理手段、制御
手段、監視制御処理手段、および表示手段を有するもの
であり、特に、前記保守支援検出手段および前記故障点
標定検出手段の両方を、一つの現場盤に接続したことを
特徴としている。

【００１８】すなわち、まず、保守支援検出手段は、前
記電力用機器に取り付けられ、この電力用機器の状態量
を検出し、この検出値を保守支援検出信号として出力す
る。手段であり、故障点標定検出手段は、前記電力用機
器に取り付けられ、この電力用機器の内部故障に伴う状
態量を検出し、この検出値を故障点標定検出信号として
出力する手段である。そして、現場盤は、前記保守支援
検出手段および前記故障点標定検出手段の両方に接続さ
れ、前記保守支援検出信号または前記故障点標定検出信
号を処理して、計測値データおよび故障点データを求め
るように構成される。また、保守支援処理手段は、前記
現場盤に接続され、前記計測値データから前記電力用機
器の状態データを求める手段であり、制御手段は、前記
電力用機器の動作制御を行い、この制御内容を制御デー
タとして出力する手段である。さらに、監視制御処理手
段は、前記現場盤に接続され、前記故障点データおよび
前記制御データに基づき、前記制御手段を介して前記電
力用機器を監視制御する手段であり、表示手段は、前記
保守支援処理手段および前記監視制御手段の両方に接続
され、前記状態データおよび前記故障点データを表示す
る手段である。

【００１９】一方、請求項２に記載の電力用機器の運転
保守支援システムは、前述のような請求項１の構成にお
いて、特に、前記故障点標定検出手段が、準定常的な状
態量を検出するように構成されたことを特徴としてい
る。また、請求項３に記載の電力用機器の運転保守支援
システムは、請求項２の構成において、特に、前記故障
点標定検出手段が、準定常的な圧力変動を検出するガス
圧力センサであることを特徴としている。

【００２０】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、請求項１に記載の電力用機器の
運転保守支援システムにおいては、保守支援検出手段か
らの検出信号と障点標定検出手段からの検出信号との両
方を、同じ現場盤に送り、この現場盤によって検出信号
を処理して、計測値データおよび故障点データを求め、
保守支援ＣＰＵなどの保守支援処理手段と監視制御ＣＰ
Ｕなどの監視制御処理手段とに、状態データと故障点デ
ータをそれぞれ送ることができる。このように、電力用
機器の近傍に、保守支援現場盤と故障点標定現場盤とを
個別に設ける代わりに、これらの機能を組み込んだ複合
的な現場盤を使用しているため、電力用機器の近傍の構
成を簡略化し、システム全体の設置スペースを縮小する
ことができる。

【００２１】一方、請求項２または請求項３に記載の電
力用機器の運転保守支援システムにおいては、前述のよ
うな作用に加えて、特に、故障点標定検出手段が、ガス
圧力変動などの準定常的な状態量を検出するように構成
されていることにより、この故障点標定検出手段によっ
て検出される故障点標定検出信号から、故障点データお
よび計測値データの両方を求めることができる。したが
って、故障点標定検出信号を効率よく利用することがで
きる。

【００２２】

【実施例】以下には、本発明による電力用機器の運転保
守支援システムの一実施例について、図１〜図３を参照
して具体的に説明する。ここで、図１は、運転保守支援
システム全体の構成を示すブロック図、図２は、図１の
運転保守支援システムにおける故障点標定・保守支援現
場盤の構成を示すブロック図、図３は、図１の運転保守
支援システムにおける故障点標定・保守支援現場盤のデ
ータ伝送処理装置の処理ルーチンを示すフローチャート
である。

【００２３】まず、図１に示すように、本実施例におい
ては、個別の故障点標定現場盤４と分散制御盤５の代わ
りに、これらの機能を組み込んだ故障点標定・保守支援
現場盤１１が設けられており、この故障点標定・保守支
援現場盤１１が本発明における現場盤に相当する。この
複数の故障点標定・保守支援現場盤１１の各々に、図示
されていない電力用機器に取り付けられた複数の保守支
援センサ（保守支援検出手段）１と複数の故障点標定セ
ンサ（故障点標定検出手段）２がそれぞれ接続されてお
り、故障点標定・保守支援現場盤１１は、これらのセン
サ１，２からの検出信号を受け取り、計測値データおよ
び故障点データを求めるように構成されている。

【００２４】また、この故障点標定・保守支援現場盤１
１は、光ケーブル９を介して、保守支援ＣＰＵ（保守支
援処理手段）６に接続されており、求めた計測値データ
の比較・判定後、この計測値データを保守支援ＣＰＵ６
に伝送するように構成されている。そしてまた、この故
障点標定・保守支援現場盤１１は、光ケーブル９および
制御用光ＬＡＮ１０を介して、変電所全体の監視および
制御を行う監視制御ＣＰＵ（監視制御処理手段）７に接
続されており、求めた故障点データをこの監視制御ＣＰ
Ｕ７に伝送するように構成されている。

【００２５】続いて、この故障点標定・保守支援現場盤
１１の詳細な構成について説明する。すなわち、図２に
示すように、保守支援センサ１と故障点標定センサ２と
は、ケーブル２１を介して、故障点標定・保守支援現場
盤１１内の第１受信ユニット２２および第２受信ユニッ
ト２３にそれぞれ接続されており、両方の受信ユニット
２２，２３が、データ伝送処理装置２４に接続されてい
る。この場合、第１受信ユニット２２は、保守支援セン
サ１からの検出信号を受信した場合に、この検出信号か
ら計測値データを求め、このデータをデータ伝送処理装
置２４に送るように構成されている。また、第２受信ユ
ニット２３は、故障点標定センサ２からの検出信号を受
信した場合に、この検出信号から故障点データを求め、
このデータをデータ伝送処理装置２４に送るように構成
されている。さらに、データ伝送処理装置２４は、第１
受信ユニット２２からの計測値データを受信した場合に
は、この計測値データを、予め設定した管理値データと
比較・判定した後、光ケーブル９を介して保守支援ＣＰ
Ｕ６に伝送し、また、第２受信ユニット２３からの故障
点データを受信した場合には、この故障点データを、光
ケーブル９および制御用光ＬＡＮ１０を介して、監視制
御ＣＰＵ７に伝送するように構成されている。

【００２６】なお、以上の部分以外の構成は、図４に示
した従来例と同様である。すなわち、電力用機器を回線
単位で制御する分散制御盤（制御手段）５は、光ケーブ
ル９および制御用光ＬＡＮ１０を介して、監視制御ＣＰ
Ｕ７に接続されている。そして、保守支援ＣＰＵ６と監
視制御ＣＰＵ７とは、表示手段８に接続されており、こ
の表示手段８において、計測値データおよび故障点デー
タが表示されるように構成されている。また、これらの
保守支援ＣＰＵ６、監視制御ＣＰＵ７、および表示手段
８は、電力用機器から離れた位置に設けられた制御室内
に設置されている。

【００２７】次に、以上のような構成を有する本実施例
の運転保守支援システムにおいて、故障点標定・保守支
援現場盤１１が保守支援センサ１と故障点標定センサ２
からの検出信号を受信した場合の処理ルーチンを説明す
る。

【００２８】すなわち、まず、故障点標定・保守支援現
場盤１１の第１受信ユニット２２が、保守支援センサ１
からの検出信号をケーブル２１を介して受信した場合に
は、第１受信ユニット２２は、この検出信号から計測値
データを求め、このデータをデータ伝送処理装置２４に
送る。また、第２受信ユニット２３が、故障点標定セン
サ２からの検出信号をケーブル２１を介して受信した場
合には、第２受信ユニット２３は、この検出信号から故
障点データを求め、このデータをデータ伝送処理装置２
４に送る。

【００２９】そして、データ伝送処理装置２４は、この
ような第１、第２受信ユニット２２，２３からのデータ
を受信すると、図３に示すような処理ルーチンを実行す
る。すなわち、まず、データ伝送処理装置２４は、ステ
ップ１において、第１受信ユニット２２、第２受信ユニ
ット２３からのデータを受信すると、続くステップ２に
おいて、受信したデータが故障点データであるか否かを
チェックする。

【００３０】ステップ２において、故障点データである
と判断した場合には、ステップ３において、この故障点
データを故障点標定伝送用ファイルに保存し、続くステ
ップ４において、この故障点データを監視制御ＣＰＵ７
に伝送する。これに対して、ステップ２において、故障
点データでないと判断した場合、すなわち、計測値デー
タであると判断した場合には、ステップ５において、こ
の計測値データを、予め設定した管理値データと比較・
判定し、この計測値データが、正常レベルにあるか否か
をチェックする。

【００３１】ステップ５において、計測値データが正常
レベルにあると判断した場合には、続くステップ６にお
いて、この計測値データを保守支援伝送用ファイルに保
存する。これに対して、ステップ５において、計測値デ
ータが正常レベルにないと判断した場合、すなわち、計
測値データが機能不十分レベルにあると判断した場合に
は、ステップ７において、この計測値データを異常フラ
グと共に保守支援伝送用ファイルに保存する。

【００３２】そして、ステップ６またはステップ７にお
いて、計測値データを保守支援伝送用ファイルに保存し
た後は、続くステップ８において、全ての計測値データ
が判定済みであるか否かをチェックする。このステップ
８において、全ての計測値データが判定済みであると判
断した場合には、続くステップ９において、計測値デー
タを保守支援ＣＰＵ６に伝送する。これに対して、ステ
ップ８において、全ての計測値データが判定済みでない
と判断した場合には、ステップ５に戻って、判定の済ん
でいない計測値データを管理値データと比較・判定す
る。

【００３３】データ伝送処理装置２４は、以上のような
ステップ１〜ステップ４、およびステップ１〜ステップ
９の処理ルーチンを連続的に繰り返す。また、保守支援
ＣＰＵ６、監視制御ＣＰＵ７、および表示手段８の作用
は、従来と同様である。すなわち、保守支援ＣＰＵ６
は、故障点標定・保守支援現場盤１１のデータ伝送処理
装置２４からの計測値データに基づき、電力用機器の状
態データを求める。また、監視制御ＣＰＵ７は、分散制
御盤５からの監視制御系統の各種の制御データと、故障
点標定・保守支援現場盤１１のデータ伝送処理装置２４
からの故障点データを取り込むことにより、変電所シス
テムの正確かつ多様な状況を把握し、これらの制御デー
タおよび故障点データに基づいた、より複雑できめ細か
な制御を行う。そして、表示手段８は、保守支援ＣＰＵ
６からの状態データと、監視制御ＣＰＵ７からの故障点
データを表示する。

【００３４】以上のように、本実施例は、電力用機器の
近傍に、保守支援現場盤３と故障点標定現場盤４とを個
別に設けていた従来の運転保守支援システムに比べて、
これらの機能を組み込んだ一つの故障点標定・保守支援
現場盤１１を設ける構成であるため、従来に比べて、電
力用機器の近傍の構成を簡略化し、現場盤の設置スペー
スを縮小することができる。

【００３５】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、例えば、前記実施例において、故障点標
定・保守支援現場盤１１の具体的な構成や処理ルーチン
などは適宜変更可能である。また、本発明においては、
故障点標定センサとしてガス圧力センサなどの準定常的
な状態量を検出するセンサを使用し、このような故障点
標定センサからの検出信号から、故障点データおよび計
測値データの両方を求め、故障点データを監視制御ＣＰ
Ｕ７に伝送すると共に、計測値データを保守支援ＣＰＵ
６に伝送するように構成することも可能である。このよ
うに構成した場合には、故障点標定センサからの検出信
号を効率よく利用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
保守支援現場盤と故障点標定現場盤とを個別に設ける代
わりに、これらの機能を組み込んだ複合的な現場盤を使
用することにより、単純な構成で、システム全体の設置
スペースを縮小可能な、電力用機器の運転保守支援シス
テムを提供することができる。また、故障点標定検出手
段を、ガス圧力変動などの準定常的な状態量を検出する
ように構成した場合には、故障点標定検出手段による検
出信号を効率よく利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電力用機器の運転保守支援システ
ムの一実施例を示す図であり、特に、運転保守支援シス
テム全体の構成を示すブロック図。

【図２】図１の運転保守支援システムにおける故障点標
定・保守支援現場盤の構成を示すブロック図。

【図３】図１の運転保守支援システムにおける故障点標
定・保守支援現場盤のデータ伝送処理装置の処理ルーチ
ンを示すフローチャート。

【図４】従来の電力用機器の運転保守支援システムの一
例を示すブロック図。

【図５】縦軸を電力用機器の潜在的特性Ｌ、横軸を経過
時間ｔとした場合の、潜在的劣化故障モデルを示すモデ
ル図。

【符号の説明】

１…保守支援センサ ２…故障点標定センサ ３…保守支援現場盤 ４…故障点標定現場盤 ５…分散制御盤 ６…保守支援ＣＰＵ ７…監視制御ＣＰＵ ８…表示手段 ９…光ケーブル １０…制御用光ＬＡＮ １１…故障点標定・保守支援現場盤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力用機器の信頼度確認と故障箇所の標
   定を行うために使用される電力用機器の運転保守支援シ
   ステムにおいて、 前記電力用機器に取り付けられ、この電力用機器の状態
   量を検出し、この検出値を保守支援検出信号として出力
   する保守支援検出手段と、 前記電力用機器に取り付けられ、この電力用機器の内部
   故障に伴う状態量を検出し、この検出値を故障点標定検
   出信号として出力する故障点標定検出手段と、 前記保守支援検出手段および前記故障点標定検出手段の
   両方に接続され、前記保守支援検出信号または前記故障
   点標定検出信号を処理して、計測値データおよび故障点
   データを求める現場盤と、 前記現場盤に接続され、前記計測値データから前記電力
   用機器の状態データを求める保守支援処理手段と、 前記電力用機器の動作制御を行い、この制御内容を制御
   データとして出力する制御手段と、 前記現場盤に接続され、前記故障点データおよび前記制
   御データに基づき、前記制御手段を介して前記電力用機
   器を監視制御する監視制御処理手段と、 前記保守支援処理手段および前記監視制御手段の両方に
   接続され、前記状態データおよび前記故障点データを表
   示する表示手段とを備えたことを特徴とする電力用機器
   の運転保守支援システム。
2. 【請求項２】 前記故障点標定検出手段が、準定常的な
   状態量を検出するように構成されたことを特徴とする請
   求項１に記載の電力用機器の運転保守支援システム。
3. 【請求項３】 前記故障点標定検出手段が、準定常的な
   圧力変動を検出するガス圧力センサであることを特徴と
   する請求項１に記載の電力用機器の運転保守支援システ
   ム。