(57)【要約】【課題】電気装置やシステム装置を構成する構成要素のメンテナンス時期を的確に把握することは困難で、人間の記憶や目視による判断に委ねられている。メンテナンス対応を怠ると装置に障害を与えたりして運転継続ができなくなる恐れがあり、適切なメンテナンス時期の把握が望まれている。【解決手段】構成要素の積算稼働時間または積算動作回数を検出し、メンテナンス時期を決定するためにあらかじめ設定された設定値と比較し、積算値と設定値とを比較してメンテナンス時期を検出する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
稼働時間をメンテナンス時期を決定するためのメンテナンス基準とする構成要素を備えた電気装置のメンテナンス管理装置において、構成要素の積算稼働時間を検出する稼働時間積算器と、メンテナンス時期を決定するための積算稼働設定時間が設定されたメンテナンス時期設定器と、前記積算稼働時間と積算稼働設定時間とを比較し、積算稼働時間が積算稼働設定時間に対して一定の値に達したとき信号を出力する比較器とを有することを特徴とする電気装置のメンテナンス管理装置。
【請求項２】
動作回数をメンテナンス時期を決定するためのメンテナンス基準とする構成要素を備えた電気装置のメンテナンス管理装置において、構成要素の積算動作回数を検出する動作回数積算器と、メンテナンス時期を決定するための積算動作設定回数が設定されたメンテナンス時期設定器と、前記積算動作回数と積算動作回数とを比較し、積算動作回数が積算動作設定回数に対して一定の値に達したとき信号を出力する比較器とを有することを特徴とする電気装置のメンテナンス管理装置。
【請求項３】
積算値を状態表示として表示する表示器を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気装置のメンテナンス管理装置。
【請求項４】
設定値から積算値を減じた値を余寿命として表示する表示器を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気装置のメンテナンス管理装置。
【請求項５】
電気装置が同期機の励磁制御装置であり、構成要素がファン装置であることを特徴とする請求項１に記載の電気装置のメンテナンス管理装置。
【請求項６】
電気装置が同期機の励磁制御装置であり、構成要素が界磁遮断器であることを特徴とする請求項２に記載の電気装置のメンテナンス管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気装置のメンテナンス管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気装置やシステム装置は各種の機能を有した複数の構成要素の組合わせから成り、これらの構成要素の機能を組合わせて特定の機能を果たすように成っている。
【０００３】
一例として、同期機の励磁制御装置について説明する。同期発電機の発電機電圧を一定に制御するために同期機の励磁制御装置が設けられている。この同期機の励磁制御装置は、同期発電機の電機子端子電圧を検出し、電圧設定器で設定された設定電圧と比較し、その偏差が極小となるように自動電圧調整装置で電力変換器を制御する。電力変換器は自動電圧調整装置の信号に応じて同期発電機の界磁巻線を励磁制御して発電機電圧を一定に制御する。
電力変換器としては近年サイリスタ素子を用いたサイリスタ式電力変換器が多く用いられるようになってきている。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
図７に従来の同期機の励磁制御装置を示す。１は同期発電機で、主変圧器２、系統並列用遮断器３を介して電力系統４に接続されている。１Ａは同期発電機１の電機子巻線、１Ｂは同じく界磁巻線である。５は同期発電機１の電機子端子電圧を検出する計器用変圧器で、その２次側は自動電圧調整装置６に接続されている。７は前記自動電圧調整装置６からの信号を基に同期発電機１の界磁巻線１Ｂを励磁する電力変換器、８は電力変換器７の冷却ファン装置、８Ａはその冷却ファン駆動用のファンモータ、９は界磁遮断器、１０は電力変換器７に電力を供給する励磁変圧器である。１１は同期発電機１の界磁電流検出用の分流器である。
【０００５】
このような同期機の励磁制御装置には、メンテナンスを必要とする多くの劣化消耗部品が構成要素として使用されている。例えば、図７に示すファンモータ８Ａのような構成要素は稼働時間をメンテナンス基準とする。また同じく、界磁遮断器９のような構成要素は開閉動作回数をメンテナンス基準とする。
【０００６】
【特許文献】
特開２００１−６１３００号公報（第４頁右欄３７行目〜第５頁右欄７行目、図３４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、これらの構成要素は劣化度合いや使用頻度により点検、交換等のメンテナンスが必要となる。しかし、構成要素の劣化度合いや使用頻度は、設備運用状況、制御装置の選択または除外等の影響を受けるため、メンテナンス時期を適確に把握することが困難であり、人間の記憶や目視による判断に委ねられているのが現状である。
【０００８】
このメンテナンス対応を怠り、励磁制御装置に万が一故障が生じた場合、励磁装置の制御対象である同期発電機に障害を与え、同期発電機の運転継続が出来なくなるという重大事故に発展する恐れも考えられる。
【０００９】
本発明は、点検、交換等のメンテナンスを必要とする構成要素に対して、メンテナンス時期を決定するためのメンテナンス基準となる稼働時間、動作回数を検出し、適切なメンテナンスを実施可能とすることにより、高性能で、信頼性のある電気装置のメンテナンス管理装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、稼働時間をメンテナンス時期を決定するためのメンテナンス基準とする構成要素を備えた電気装置のメンテナンス管理装置において、構成要素の積算稼働時間を検出する稼働時間積算器と、メンテナンス時期を決定するための積算稼働設定時間が設定されたメンテナンス時期設定器と、前記積算稼働時間と積算稼働設定時間とを比較し、積算稼働時間が積算稼働設定時間に対して一定の値に達したとき信号を出力する比較器とを有することを特徴とする。
この発明によれば、積算稼働時間と積算稼働設定時間とを比較することにより構成要素のメンテナンス時期を知ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、動作回数をメンテナンス時期を決定するためのメンテナンス基準とする構成要素を備えた電気装置のメンテナンス管理装置において、構成要素の積算動作回数を検出する動作回数積算器と、メンテナンス時期を決定するために積算動作設定回数が設定されたメンテナンス時期設定器と、前記積算動作回数と積算動作回数とを比較し、積算動作回数が積算動作設定回数に対して一定の値に達したとき信号を出力する比較器とを有することを特徴とする。  この発明によれば、積算動作回数と積算動作設定回数とを比較することにより構成要素のメンテナンス時期を知ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について同期機の励磁制御装置を例にして図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明において、図７に示す従来の同期機の励磁制御装置と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態による同期機の励磁制御装置を示す図で、図中１２はメンテナンス時期表示装置で、電力変換器７の冷却ファン装置８から信号が入力される。メンテナンス時期表示装置１２は冷却ファン装置８からの信号を基に、冷却ファン装置がメンテナンス時期に達したかどうかを判断し、メンテナンス時期に達したと判断された場合は文字、音声、または記号などの手段により外部に表示、あるいは警報などをアナウンスするアナウンス機能を有する。
【００１４】
図２にメンテナンス時期表示装置１２の詳細を示す。図２において、１２Ａは冷却ファン装置８の稼働状態を検出する稼働検出器で、冷却ファン装置８が稼働状態にある時に出される信号Ｓ１が入力され、信号Ｓ１が入力されることによりファンモータ稼働信号Ｓ２を稼働時間検出器１２Ｂに出力する。冷却ファン装置８が稼働状態にない時はファンモータ稼働信号Ｓ２は出力されない。
【００１５】
ファンモータ稼働信号Ｓ２が入力された稼働時間検出器１２Ｂはその稼働時間を検出し、稼働時間信号Ｓ３を稼働時間積算器１２Ｃに出力する。冷却ファン装置８の稼働時間は稼働時間積算器１２Ｃにより積算され、稼働時間積算器１２Ｃより積算稼働時間Ｔが信号Ｓ４として状態表示器１２Ｄに出力される。状態表示器１２Ｄは冷却ファン装置の現在の状態表示として積算稼働時間Ｔを外部に表示する。
【００１６】
１２Ｅはメンテナンス時期設定器で、あらかじめ計算や経験から求めた冷却ファン装置８のメンテナンスが必要となる積算稼働設定時間ＴＳを設定し、その設定時間ＴＳを信号Ｓ５として比較器１２Ｆに出力する。
また比較器１２Ｆには稼働時間積算器１２Ｃから積算稼働時間Ｔが信号Ｓ６として入力される。
【００１７】
比較器１２Ｆでは積算稼働設定時間ＴＳと実際の積算稼働時間Ｔとを比較し、積算稼働設定時間ＴＳから実際の積算稼働時間Ｔを減算した残稼働可能時間ＴＡを信号Ｓ７として表示器１２Ｇに出力する。
【００１８】
表示器１２Ｇは残稼働可能時間ＴＡがゼロ、またはゼロに近づいたら警報信号Ｓ８を出力し、冷却ファン装置８のメンテナンス時期に達したことを外部に知らせる。
【００１９】
１２Ｈはリセット装置で、冷却ファン装置８のメンテナンス終了後リセット信号Ｓ９を出力し、稼働時間積算器１２Ｃをゼロリセットし、ゼロリセット後次の励磁制御装置の運転に備える。
【００２０】
以上のように本発明の第１の実施の形態によれば、同期機の励磁制御装置に使用される構成要素の内、稼働時間をメンテナンス基準とする構成要素の稼働時間を積算して検出することにより、適切なメンテナンスが行える。
【００２１】
図３は本発明の第１の実施の形態の変形例で、図２に示すメンテナンス時期表示装置１２と比較した場合、比較器１２Ｆの出力側に余寿命表示器１２Ｉが接続され、残稼働可能時間ＴＡを信号Ｓ１０として入力している。
【００２２】
余寿命表示器１２Ｉでは冷却ファン装置８のメンテナンス開始までの残稼働可能時間ＴＡを冷却ファン装置８の余寿命としてとして表示している。
その他の作用は図２に示す第１の実施の形態と同一である。
前記第１の実施の形態では冷却ファン装置を例にして説明したがこれに限らず、稼働時間をメンテナンス基準とする他の構成要素においても実施可能である。
【００２３】
次に本発明の第２の実施の形態を図面を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態による同期機の励磁制御装置を示す図で、図中２２はメンテナンス時期表示装置で、界磁遮断器９と分流器１１とから信号が入力される。メンテナンス時期表示装置２２はこれらの信号を基に界磁遮断器９がメンテナンス時期に達したかどうかを判断し、メンテナンス時期に達したと判断された場合は文字、音声、または記号などの手段により外部に表示、あるいは警報などをアナウンスするアナウンス機能を有する。
【００２４】
図５にメンテナンス時期表示装置２２の詳細を示す。図５において、２２Ａは界磁遮断器９の開閉動作状態を検出する開閉動作検出器で、界磁遮断器９が開動作または閉動作した時に出される信号Ｓ２１が入力され、信号Ｓ２１が入力されることにより界磁遮断器動作信号Ｓ２２を動作回数積算器２２Ｂに出力する。界磁遮断器９が開閉動作していない時は界磁遮断器動作信号Ｓ２２は出力されない。
【００２５】
界磁遮断器９の動作回数は動作回数積算器２２Ｂにより積算され、動作回数積算器２２Ｂより積算動作回数Ｎが信号Ｓ２３として状態表示器２２Ｃに出力される。状態表示器２２Ｃは界磁遮断器９の現在の状態表示として積算動作回数Ｎを外部に表示する。
【００２６】
２２Ｄはメンテナンス時期設定器で、あらかじめ計算や経験から求めた界磁遮断器９のメンテナンスが必要となる積算動作設定回数ＮＳを設定し、その積算動作設定回数ＮＳを信号Ｓ２４として比較器２２Ｅに出力する。
また比較器２２Ｅには動作回数積算器２２Ｂから積算動作回数Ｎが信号Ｓ２５として入力される。
【００２７】
比較器２２Ｅでは積算動作設定回数ＮＳと実際の積算動作回数Ｎとを比較し、積算動作設定回数ＮＳから実際の積算動作回数Ｎを減算した残動作回数を信号Ｓ２６して表示器２２Ｆに出力する。
表示器２２Ｆは残動作回数がゼロ、またはゼロに近づいたら警報信号Ｓ２７を出力し、界磁遮断器９のメンテナンス時期に達したことを外部に知らせる。
【００２８】
２２Ｇはリセット装置で、界磁遮断器９のメンテナンス終了後リセット信号Ｓ２８を出力し、動作回数積算器２２Ｂをゼロリセットし、ゼロリセット後次の励磁制御装置の運転に備える。
【００２９】
以上のように本発明の第２の実施の形態によれば、同期機の励磁制御装置に使用される構成要素の内、動作回数をメンテナンス基準とする構成要素の動作回数を積算して検出することにより、適切なメンテナンスが行える。
【００３０】
次に本発明の第３の実施の形態を図面を参照して説明する。図６は本発明の第３の実施の形態による同期機の励磁制御装置におけるメンテナンス時期表示装置２２を示す図で、図５に示す第２の実施の形態によるメンテナンス時期表示装置と比較した場合、開閉動作検出器２２Ａと動作回数積算器２２Ｂとの間に開閉動作電流検出器２２Ｉと関数発生器２２Ｊとが直列に接続されている。また、開閉動作電流検出器２２Ｉには同期機の界磁電流（Ｉｆ）検出器２２Ｋの出力信号Ｓ２９が入力されている。
【００３１】
前記開閉動作電流検出器２２Ｉは、むだ時間回路・自己保持機能を有し、開閉動作検出器２２Ａからの信号Ｓ２２が入力されると、界磁遮断器９の動作の一定時間前の界磁電流Ｉｆを信号Ｓ３０として出力する。
【００３２】
このようなメンテナンス時期表示装置２２において、界磁電流検出器２２Ｋは分流器１１からの出力を検出し、発電機界磁電流Ｉｆを開閉動作電流検出器２２Ｉに出力する。
それと同時に開閉動作電流検出器２２Ｉには開閉動作検出器２２Ａからの界磁遮断器動作信号Ｓ２２が入力される。
【００３３】
開閉動作電流検出器２２Ｉは、むだ時間回路・自己保持機能により、界磁遮断器動作信号Ｓ２２の入力が与えられた時に、界磁遮断器動作の一定時間前の発電機界磁電流Ｉｆを信号Ｓ３０として関数発生器２２Ｊに出力する。
【００３４】
関数発生器２２Ｊは、界磁遮断器開閉動作時の界磁電流信号Ｓ３０を入力し、発電機界磁電流と発電機界磁電流ゼロ時の開閉動作に対する消耗の割合の相関関係で決まる関数をもとに、界磁遮断器９の開閉動作時の発電機界磁電流から開閉動作消耗回数をを算出し、信号Ｓ３１として動作回数積算器２２Ｂに出力する。
以下の動作は第２の実施の形態と同様である。
【００３５】
このようなメンテナンス時期表示装置であると、界磁遮断器９の開閉時の通電電流も考慮した寿命評価を行うことにより、より適確にメンテナンス時期を把握することが可能となる。
【００３６】
なお、前記第２、第３の実施の形態では界磁遮断器を例にして説明したがこれに限らず、動作回数をメンテナンス基準とする他の構成要素においても実施可能である。
【００３７】
また、本発明の第２、第３の実施の形態においても、第１の実施の形態の変形例のように比較器２２Ｅの出力側に余寿命表示器を設けるようにしても同様の作用効果が得られる。
【００３８】
さらに本発明は、前記実施の形態で説明した同期機の励磁制御装置に限定されるものではなく、稼働時間や動作回数をメンテナンス基準とする多くの構成要素を備えた他の電気装置またはシステム装置にも実施し得るものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、稼働時間または動作回数をメンテナンス時期を決定するためのメンテナンス基準とする構成要素の積算稼働時間または積算動作回数をそれぞれの設定値と比較し、設定値に対して一定の値に達した時検出または警報信号を出力するようにしたので、適切なメンテナンスを実施することができ、高性能で、信頼性のある電気装置のメンテナンス管理装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるメンテナンス時期表示装置を示すブロック図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の変形例を示すブロック図。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す回路構成図。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるメンテナンス時期表示装置を示すブロック図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の変形例を示すブロック図。
【図７】従来の装置を示す回路構成図。
【符号の説明】
１…同期発電機、１Ａ…電機子巻線、１Ｂ…界磁巻線、２…主変圧器、３…遮断器、４…電力系統、５…計器用変圧器、６…自動電圧調整装置、７…電力変換器、８…冷却ファン装置、８Ａ…ファンモータ、９…界磁遮断器、１０…励磁用電源変圧器、１１…分流器、１２、２２…メンテナンス時期表示装置、１２Ａ…稼働検出器、１２Ｂ…稼働時間検出器、１２Ｃ…稼働時間積算器、１２Ｄ…状態表示器、１２Ｅ…メンテナンス時期設定器、１２Ｆ…比較器、１２Ｇ…表示器、１２Ｈ、２２Ｇ…リセット装置、２２Ａ…開閉動作検出器、２２Ｂ…動作回数積算器、２２Ｃ…状態表示器、２２Ｄ…メンテナンス時期設定器、２２Ｅ…比較器、２２Ｆ…表示器、１２Ｉ…余寿命表示器、２２Ｋ…界磁電流検出器、２２Ｉ…開閉動作電流検出器、２２Ｊ…関数発生器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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