(57)【要約】【課題】従来のシステムは、大規模であり、高価なので、設置場所が離れている多数台の電動機に設置して監視するには高価であるという課題があった。【解決手段】回転機２の監視信号を検出する監視信号検出センサ３と、前記検出センサから監視信号を計測し、この計測された監視信号と判定値に基づいて前記回転機の運転状態を監視する現場監視装置５と、公衆回線６を通じて前記現場監視装置から前記計測された監視信号を受信する監視サーバ７とを設けたものである。また、前記現場監視装置は、ＣＰＵ５１及び異常の程度に応じて区分された複数の判定値を有し、前記ＣＰＵにより、前記計測された監視信号と前記複数の判定値を比較し、前記計測された監視信号が前記複数の判定値のうち最大値を越えた場合は異常警報を前記監視サーバへ送信し、前記複数の判定値による比較結果に基づいて前記監視サーバへの前記計測された監視信号の送信間隔を制御する。【選択図】        図１
2004257955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機に設置され、前記回転機の監視信号を検出する検出センサと、
前記検出センサから監視信号を計測し、この計測された監視信号と判定値に基づいて前記回転機の運転状態を監視する現場監視装置と、
公衆回線を通じて前記現場監視装置から前記計測された監視信号を受信する監視サーバとを備え、
前記現場監視装置は、制御手段及び異常の程度に応じて区分され予め登録された複数の判定値を有し、前記制御手段により、前記計測された監視信号と前記複数の判定値を比較し、前記計測された監視信号が前記複数の判定値のうち最大値を越えた場合は異常警報を前記監視サーバへ送信し、前記複数の判定値による比較結果に基づいて前記監視サーバへの前記計測された監視信号の送信間隔を制御する
ことを特徴とする遠隔状態監視システム。
【請求項２】
回転機に設置され、前記回転機の監視信号を検出する検出センサと、
前記検出センサから監視信号を所定時間計測し、この計測された所定時間の時系列の複数の監視信号と判定値に基づいて前記回転機の運転状態を監視する現場監視装置と、
公衆回線を通じて前記現場監視装置から前記計測された所定時間の時系列の複数の監視信号を受信する監視サーバとを備え、
前記現場監視装置は、制御手段及びメモリを有し、前記制御手段により、前記計測された所定時間の時系列の複数の監視信号を前記メモリに格納し、前記計測された複数の監視信号の一つと前記判定値を比較し、前記計測された複数の監視信号の一つが前記判定値を越えた場合は異常警報を前記監視サーバへ送信するとともに、前記メモリに格納された異常発生前の監視信号を前記監視サーバへ送信し、
前記監視サーバは、前記異常発生前の監視信号に基づいて異常発生の前駆現象を解析する
ことを特徴とする遠隔状態監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、公衆回線を介して、回転機に設けられた現場監視装置と遠隔地の監視サーバを接続した遠隔状態監視システムに関するものである。上記現場監視装置にＣＰＵを設けて、計測した回転機の部分放電データを判定値と比較判定し、その結果を基に異常判定による警報発信や、絶縁の劣化状態に応じて部分放電計測時間を判定し実行する機能を持たせた遠隔状態監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシステムは、各種情報を得るためのセンサを配置した検出器５０、これら検出量を処理し、異常値の判定及び一部の診断を行いその結果を上位の診断装置に伝送する現地盤１０００、ここからの信号を遠隔地へ送るための伝送部２０００、送られた信号を処理し総合診断を行う本館盤３０００より構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２７５１８３４号公報（第３頁−第４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のシステムは、大規模であり、高価なので、設置場所が離れている多数台の電動機に設置して監視するには高価であるという問題点があった。
【０００５】
また、ケーブルでデータ伝送しているので、本社から数十〜数百ｋｍ離れた個所の機器を遠隔監視することが困難であるという問題点があった。
【０００６】
さらに、起動停止を繰り返す回転機の状態監視を効率よく実施することが困難であるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、ＤＳＳ運転の場合、最小限のコストで確実にデータを得て、遠隔監視を確実に行うことができる遠隔状態監視システムを得るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る遠隔状態監視システムは、回転機に設置され、前記回転機の監視信号を検出する検出センサと、前記検出センサから監視信号を計測し、この計測された監視信号と判定値に基づいて前記回転機の運転状態を監視する現場監視装置と、公衆回線を通じて前記現場監視装置から前記計測された監視信号を受信する監視サーバとを設けたものである。また、前記現場監視装置は、制御手段及び異常の程度に応じて区分され予め登録された複数の判定値を有し、前記制御手段により、前記計測された監視信号と前記複数の判定値を比較し、前記計測された監視信号が前記複数の判定値のうち最大値を越えた場合は異常警報を前記監視サーバへ送信し、前記複数の判定値による比較結果に基づいて前記監視サーバへの前記計測された監視信号の送信間隔を制御するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る遠隔状態監視システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る遠隔状態監視システムの構成を示す図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る遠隔状態監視システムの現場監視装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１０】
図１において、実施の形態１に係る遠隔状態監視システム１は、回転機２に設置された監視信号検出センサ３と、回転機２の駆動母線に設置されたＣＴ電源４と、現場監視装置５と、公衆回線６を通じて現場監視装置５と接続された監視サーバ７とを備える。なお、ＣＴ電源４は、回転機２の駆動母線に設けられた変流器（ＣＴ）で電力を得て、整流して現場監視装置５に駆動電力を供給する。
【００１１】
また、同図において、監視サーバ７は、通信モジュール７１と、ノートパソコン７２とから構成される。
【００１２】
図２において、現場監視装置５は、ＣＰＵ（制御手段）５１と、検出回路５２と、Ａ／Ｄ変換回路５３と、メモリ５４と、通信モジュール５５とから構成される。
【００１３】
つぎに、この実施の形態１に係る遠隔状態監視システムの動作について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図３は、この発明の実施の形態１に係る遠隔状態監視システムの動作を示すフローチャートである。
【００１５】
遠隔状態監視システム１は、回転機２の運転状態を監視する。現場監視装置５は、回転機２に設けられた監視信号検出センサ３で得られた監視信号を検出回路５２により計測する。この監視信号は部分放電（ＰＤ）である。計測した監視信号は、Ａ／Ｄ変換回路５３によりデジタル信号に変換され、メモリ５４に格納される。これらの検出回路５２、Ａ／Ｄ変換回路５３、及びメモリ５４は、ＣＰＵ５１で制御される。
【００１６】
具体的動作について図３に示すフローチャートに従って説明する。回転機２は、ここでは高圧電動機である。この高圧電動機２が起動される（ステップ１０１）と、駆動母線に設けたＣＴ電源４が駆動し、現場監視装置５に電源が供給される（ステップ１０２）。これにより現場監視装置５のＣＰＵ５１が駆動され（ステップ１０３）、ＣＰＵ５１から検出回路５２にＰＤ検出開始指令が出されＰＤを計測する（ステップ１０４）。
【００１７】
次に、計測したＰＤは、Ａ／Ｄ変換回路５３によりＡ／Ｄ変換され、メモリ５４に格納される（ステップ１０５）。その後、ＣＰＵ５１の制御により、計測値と予め登録した判定値とを比較し（ステップ１０６〜１０７）、計測値が判定値を超えている場合には、通信モジュール５５を用いて監視サーバ７に回転機２の監視情報（計測値）が判定レベル（判定値）を超えていることを示す警報を発信する（ステップ１０８）。
【００１８】
その後、計測値を監視サーバ７へ送信する（ステップ１０９）。ここで、登録した判定値は、ＰＤ強度２５０ｍＶである。本実施の形態１では、Ｓ／Ｎ比向上のために、ＰＤ検出帯域を中心周波数１０ＭＨｚ、帯域幅３ＭＨｚとしている。
【００１９】
一方、監視サーバ７では，起動状態でＰＨＳ待ち受け状態にある（ステップ１２１）ので、警報を受信する（ステップ１２２）と回転機２の管理者へ警報を発信する（ステップ１２３）。その後、データを受信して（ステップ１２４）、データベースへ格納する（ステップ１２５）。
【００２０】
現場監視装置５では、設定された所定の時間間隔でＰＤ計測を繰り返し（ステップ１１０）、計測値が判定値を越えていれば警報を発し、データを送信する。計測値が判定値を越えていなければデータ（計測値）のみ送信する。回転機２の場合、異常兆候が計測されてから事故に至る時間が長いことから、常時監視でなく、一定時間間隔で計測しても監視効果が十分である。
【００２１】
また、例えば計測は５分間隔で行い、計測値＞判定値の比較を行って、越えていなければデータ送信は１時間毎にする様な制御を行なうこともできることは言うまでも無い。
【００２２】
この様に制御することで、ＤＳＳ運転（発電所などで電力が必要なときのみ運転するため、毎日起動、停止を繰り返す運転方法）の場合、最小限のコストで確実にデータを得て、遠隔監視を確実に行うことが出来る。
【００２３】
監視サーバ７側から時間を指定して現場監視装置５へ計測指令を出しても、回転機２が運転を停止している場合は有効な計測結果が得られない。また、最初に各回転機２の運転状態を把握し、運転している時に計測する様に監視サーバソフトウエアをプログラムすることは可能であるが、不確実な運転、停止を繰り返す回転機２の場合は繁雑となる。
【００２４】
更に、回転機２の起動時は起動電流が定常状態に比べ、数倍〜数十倍流れることが多いため、電磁振動が大きくなる。したがって、起動時に自動的にＰＤを計測することは状態監視上非常に有効である。これは現場監視装置５にＣＰＵ５１を備えることにより可能となる。
【００２５】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る遠隔状態監視システムについて図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態２に係る遠隔状態監視システムの構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００２６】
図４は、この発明の実施の形態２に係る遠隔状態監視システムの現場監視装置の動作を示すフローチャートである。また、図５は、この発明の実施の形態２に係る遠隔状態監視システムの現場監視装置の判定レベルを示す図である。
【００２７】
高圧電動機２が駆動され、現場監視装置５がＰＤ計測しデータを格納する（ステップ２０１〜２０５）までの動作は、上記実施の形態１と同じである。
【００２８】
ＰＤデータ格納後、現場監視装置５のＣＰＵ５１は、ＰＤのレベル判定を行なう。このＰＤレベル判定は、基準の３段階の判定レベル（判定値１〜３）により判定する。本実施の形態２の判定レベルは、図５に示す通りで、現在までに蓄積した約１５０台の実機計測結果を基に決定したものである。
【００２９】
判定レベルに対応したＰＤレベルにより絶縁劣化の程度を把握し、絶縁劣化の程度に応じて、部分放電（ＰＤ）を計測し監視サーバ７への信号送信間隔を制御する。監視サーバ７では、現場監視装置５から送信されたデータに基づき多数台の電動機２を遠隔監視する。
【００３０】
すなわち、ステップ２０６〜２０７、２１３において、現場監視装置５は、計測値が判定値１（５００ｍＶ）よりも大きいかどうかを判断し、大きい場合で信号送信時間のときに、監視サーバ７へ異常警報を発信し、その後、データ（計測値）を送信する。一方、大きくない場合には、次のステップ２０８へ進む。
【００３１】
次に、ステップ２０８〜２０９、２１３において、計測値が判定値２（２５０ｍＶ）よりも大きいかどうかを判断し、大きい場合で信号送信時間のときに、監視サーバ７へ４ｈｒｓ（４時間）の送信間隔１で、データ（計測値）を送信する。一方、大きくない場合には、次のステップ２１０へ進む。
【００３２】
次に、ステップ２１０〜２１３において、計測値が判定値３（１００ｍＶ）よりも大きいかどうかを判断し、大きい場合で信号送信時間のときに、監視サーバ７へ１週間の送信間隔２で、データ（計測値）を送信する。一方、大きくない場合（１００ｍＶ以下）で信号送信時間のときには、１ヶ月の送信間隔３で、データ（計測値）を送信する。
【００３３】
１台の監視サーバ７で数百〜数千台の回転機２の状態監視を行うときに、絶縁劣化の進行した回転機２の監視頻度を上げ、劣化が進行していない回転機２の監視頻度を下げることで、コスト的に効果的な監視を行うことが出来る。
【００３４】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る遠隔状態監視システムについて図面を参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態３に係る遠隔状態監視システムの構成は、下記で説明するもの以外は上記実施の形態１と同様である。
【００３５】
図６は、この発明の実施の形態３に係る遠隔状態監視システムの動作を示すフローチャートである。また、図７は、この発明の実施の形態３に係る遠隔状態監視システムの現場監視装置の計測間隔判定値を示す図である。
【００３６】
現場監視装置５のメモリ５４に、容量の大きいメモリを使用する。この実施の形態３では計測分解能を２５０μｓとしており、この時間内に発生するパルスの最大値と、その時刻とをメモリ５４に格納する。パルス最大値は１２ｂｉｔ分解能でＡ／Ｄ変換している。これを１分間計測するために最大４８万個のデータを格納するメモリ５４を備えている。メモリ容量は監視信号のデータ数と関係し、データ数の多いＰＤの場合、現場監視装置５の計測分解能と関係する。本実施の形態３では１分間の計測としたが、計測時間は後述する異常劣化前駆現象を把握する時間によって決まり、計測時間を長くする場合はメモリ容量が大きくなる。また、計測分解能を２５０μｓより小さくした場合には計測時間が１分より短くてもメモリ容量は大きい構成とする必要がある。
【００３７】
本実施の形態３は、回転機２に異常が発生した時に、その異常を検出し、機器の運転停止指令を発するとともに、異常発生の前駆現象を把握することが出来る装置である。
【００３８】
電動機２が起動され、ＰＤを計測し、データ格納まで（ステップ３０１〜３０５）の動作は、上記実施の形態１と同じである。
【００３９】
この実施の形態３では、ＰＤ計測時間が１分間なので上記実施の形態１より長い。このためデータ格納には時間を要する。データは、Ｔ１〜Ｔｎまでのｎ（自然数）個に分割して格納される。このｎは、便宜上、計測秒としている。従って、この実施の形態３では、データＴ１〜Ｔ６０まで計測する。
【００４０】
次に、現場監視装置５は、Ｔｎの１秒間のデータを異常判定値と比較し（ステップ３０６）、異常判定値を超えている場合には、監視サーバ７へ回転機運転停止指令と異常警報を発する（ステップ３０７〜３０８）。この異常判定値は、上記実施の形態１と同様にＰＤ強度２５０ｍＶである。監視サーバ７では、対象回転機の管理者へ運転停止指令と異常警報を送信する（ステップ３２１〜３２２、ステップ３２３〜３２４）。その後、データＴ１〜Ｔｎを監視サーバ７に送信する（ステップ３０９）。
【００４１】
データＴｎの計測間隔判定値を図７に示す。データＴｎの計測間隔判定値は、現在までに蓄積した約１５０台の実機計測結果を基に決定したものである。
【００４２】
監視サーバ７では、データを受信し格納した（ステップ３２５〜３２６）後、データＴ１〜Ｔｎを読み出して（ステップ３２７）、データＴｎ以前のデータＴ１〜Ｔｎ−１を解析し（ステップ３２８）、異常発生の前駆現象を把握し、異常の内容、異常発生部位の特定のためのデータに使用する。異常の内容、異常発生部位の特定は、過去の蓄積データを基にしたデータベースを用いて行なう。
【００４３】
一方、データＴｎを異常判定値と比較し（ステップ３０６）、異常判定値以下の場合は、データＴｎを監視サーバ７に送信する（ステップ３１０）。監視サーバ７では、データＴｎを受信し格納する（ステップ３２９〜３３０）。
【００４４】
次に、データＴｎが異常判定値に対してどの程度のＰＤレベルにあるかを判定し、ＰＤレベルに応じて、ＴｎのＰＤレベル計測間隔を判定し（ステップ３１１）、データＴｎのＰＤレベルに応じて計測間隔を記録する（ステップ３１２）。
【００４５】
つまり、ＰＤ計測の間隔頻度は、１回目の計測が終わりＴｎ値の異常判定が終わった段階で異常があればデータを送信する。異常がなければ次の計測に移り計測データは前回のデータＴ１〜Ｔｎに重ね書きされる。なお、異常判定値以下で異常判定値に近ければ、例えば、６０分に１回の間隔でデータＴｎを送信し、異常判定に裕度があれば、例えば、１２時間に１回の間隔乃至７日に１回の範囲で送信間隔を大きくする。
【００４６】
前述のように、本実施の形態３では長大なメモリ５４により、計測→データ格納→判定→計測→データ上書き格納→判定→計測を繰返して、メモリ５４に絶えず最新のデータを重ね書きするリングメモリとしての機能を備える。
【００４７】
この実施の形態３では計測時間を６０秒としたが、判定する絶縁劣化事象に対応してメモリ容量を大きくし計測時間を長くすることで、種々の劣化事象の異常前駆現象を把握することが出来る。
【００４８】
通常の計測値は、計測時のデータであり、計測値より時間的に前のデータを知ることが出来ない。本実施の形態３では、管理する計測値より以前のデータを把握することができる。
【００４９】
また、異常が発生した時、または異常発生が近くなった時に、異常劣化の前駆現象を知ることが出来る。このことにより異常の内容、異常発生部位の特定を行なうことができ、高精度診断が出来る。高精度診断ができることで分解前に補修内容を予測でき、保守コストが低減できる。
【００５０】
【発明の効果】
この発明に係る遠隔状態監視システムは、以上説明したとおり、劣化が進行した回転機は高い頻度で監視できるので、回転機の信頼性を確保することが出来る。また、監視信号をリングメモリに格納することで、異常発生直前のデータを収集することができ、劣化診断の精度が向上するとともに、劣化の原因特定が容易となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る遠隔状態監視システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る遠隔状態監視システムの現場監視装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る遠隔状態監視システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２に係る遠隔状態監視システムの現場監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係る遠隔状態監視システムの現場監視装置の判定レベルを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る遠隔状態監視システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係る遠隔状態監視システムの現場監視装置の計測間隔判定値を示す図である。
【符号の説明】
１  遠隔状態監視システム、２  回転機、３  監視信号検出センサ、４  ＣＴ電源、５  現場監視装置、６  公衆回線、７  監視サーバ、５１  ＣＰＵ、５２検出回路、５３  Ａ／Ｄ変換回路、５４  メモリ、５５  通信モジュール、７１  通信モジュール、７２  ノートパソコン。
【図１】
2004257955.tif 000003
【図２】
2004257955.tif 000004
【図３】
2004257955.tif 000005
【図４】
2004257955.tif 000006
【図５】
2004257955.tif 000007
【図６】
2004257955.tif 000008
【図７】
2004257955.tif 000009