(57)【要約】      （修正有）【課題】予め準備した図面データと監視不良検出時の制御信号の状態とを合わせて表示することにより、迅速かつ容易に故障部位を特定することが可能なディジタル形保護制御装置を提供する。【解決手段】監視不良検出部１１は、監視不良を検出するために保護制御機能部２から監視情報を収集し、制御信号収集部１２は、保護制御機能部２から制御信号を収集する。監視結果データ収集部１３は、監視不良検出部１１が監視不良を検出した時点での制御信号を監視結果データとして収集し、監視結果データ保存部１４がこれを保存する。図書データ保存部１５ではディジタル形保護制御装置１の図面データを含む図書データを保存しておく。監視結果データ表示部１６は、監視結果データと図書データとを連携させて図面データ上に監視不良を検出した時点での制御信号の状態を表示する。【選択図】図１
2016036211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の保護制御を行う保護制御機能部と、前記保護制御機能部を監視する監視制御部を備えたディジタル形保護制御装置において、
前記監視制御部は、
前記保護制御機能部から監視情報を収集して監視不良を検出する監視不良検出部と、
前記保護制御機能部から制御信号を収集する制御信号収集部と、
前記監視不良検出部が監視不良を検出した時点での前記制御信号の状態を監視結果データとして収集する監視結果データ収集部と、
前記監視結果データを保存する監視結果データ保存部と、
前記ディジタル形保護制御装置を説明するための図書データを保存する図書データ保存部と、
前記図書データと共に前記監視結果データを表示する監視結果データ表示部と、
前記制御信号表示部から表示用のデータを取り込み故障情報として表示する故障情報表示部、を備えたことを特徴とするディジタル形保護制御装置。
【請求項２】
前記図書データは、前記ディジタル形保護制御装置の図面データを含み、
前記監視結果データ表示部は、前記図面データ上に前記監視結果データを表示することを特徴とする請求項１に記載のディジタル形保護制御装置。
【請求項３】
前記図書データは前記監視結果データと連携するように設定されており、
前記監視結果データ表示部は、前記図書データと前記監視結果データを連携させて前記図面データ上に前記監視結果データを表示することを特徴とする請求項２に記載のディジタル形保護制御装置。
【請求項４】
前記監視結果データ表示部は、表示フォーマットを前記故障情報表示部に合わせた表示フォーマットへ加工可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のディジタル形保護制御装置。
【請求項５】
前記監視結果データ収集部は、前記監視結果データとして故障部位に関連したアナログ入力データを収集し、
前記監視結果データ表示部は、前記アナログ入力データを取り込み波形表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のディジタル形保護制御装置。
【請求項６】
前記図書データ保存部および前記監視結果データ表示部の少なくとも一方を、装置外部に設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のディジタル形保護制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、故障情報を表示するディジタル形保護制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディジタル形保護制御装置は、電力系統の保護制御を行う機器として広く利用されている。ディジタル形保護制御装置は、電力系統の電気量や機器状態等を入力してディジタル量に変換し、変換したディジタル量を用いて所定の保護制御演算を行い、この演算結果に応じて遮断器等を制御する装置である。
【０００３】
このようなディジタル形保護制御装置には、保護制御装置の責務を果たす保護制御機能部が設けられているが、高い信頼性が要求されるので、保護制御機能部が正常に働くように、保護制御機能部を監視する監視制御部が組み込まれている（例えば非特許文献１）。監視制御部には、保護制御機能部から監視情報を収集して監視不良を検出する監視不良検出部が設けられている。ディジタル形保護制御装置の保守あるいは運用を担当する作業者は、監視不良検出部が監視不良を検出すると、この検出結果を基に、障害様相を認識して故障部位を特定し、不良部品の交換や補修を行う。
【０００４】
ところが、障害様相によっては、複数の故障原因を推定可能なので、故障部位を特定することが困難な場合がある。一例を挙げると、「補助リレーの出力が不要に継続する」という障害様相が起きた場合、故障原因としては、補助リレーの故障だけではなく、リレー動作指令の不要動作も考えられる。このため、故障部位が補助リレーなのか、リレー動作指令を出力する部分なのかを特定することができない。
【０００５】
元来、故障部位の特定に際しては、事前に用意されている装置の説明書など、装置を説明するための図書を、作業者が読み解いていくことで、故障発生時の装置状態を解析している。したがって、作業者自身の経験や知識に依存することが多く、故障部位を特定するまでには、ある程度の時間がかかってしまう。その結果、故障状態が長引き、再度の障害発生や障害復旧時間の長期化といった問題につながっている。
【０００６】
そこで、故障部位の特定を支援する技術や故障部位を推定する技術などが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。故障部位の特定を支援する技術では、ディジタル形保護制御装置内部のチェックポイントを予め設定しておき、このチェックポイントのデータを保存し、保存したデータを取り出して表示するようになっている。作業者は、表示されたチェックポイントのデータを参照しながら装置を説明する図書を読み解くことができる。そのため、故障発生時の装置状態を早急に解析可能であり、故障部位の特定に要する所要時間を短縮化することができる。
【０００７】
また、故障部位を推定する技術では、予め定められた故障部位と監視不良検出項目との因果関係を推定ルールとして定義しておく。そして、監視不良検出部が監視不良を検出すると、この推定ルールに則って故障部位を推定することができる。推定ルールとは、保守や運用を行う作業者の経験や知識をベースにして予め構築したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−１８８３１８号公報
【特許文献２】特開平８−１８２１７５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】三谷泉編著「ディジタルリレー実務読本」オーム社（７０〜７３頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ディジタル形保護制御装置の実際の運用等では、当初想定し得ない障害様相が起きることは稀ではなく、上記の推定ルールが確立していない障害様相も頻出する。このような障害様相については、作業者自身が装置を説明する図書を読み解いて、故障部位を特定するほかない。
【００１１】
このため、故障部位の判定に関しては、結局は作業者が、装置を説明する図書にあたるケースが多かった。装置を説明する図書は通常、相当の頁数を持つので扱いが面倒であり、故障発生時の装置状態と照合しながら、この図書を読み解いていく作業は、ベテランの作業者といえども、時間を要する作業にならざるを得ない。すなわち、作業者が故障発生時の装置状態を短時間で解析することは難しく、故障部位を迅速に特定することは困難であった。
【００１２】
本発明の実施形態は、上述した課題を解決するためになされたものであり、予め準備した図書データと監視不良検出時の制御信号の状態とを合わせて表示することにより、迅速かつ容易に故障部位を特定することが可能なディジタル形保護制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、電力系統の保護制御を行う保護制御機能部と、前記保護制御機能部を監視する監視制御部を備えたディジタル形保護制御装置において、前記監視制御部は、次の構成要素（ａ）〜（ｇ）を備えた点を特徴とする。
（ａ）前記保護制御機能部から監視情報を収集して監視不良を検出する監視不良検出部。
（ｂ）前記保護制御機能部から制御信号を収集する制御信号収集部。
（ｃ）前記監視不良検出部が監視不良を検出した時点での前記制御信号の状態を監視結果データとして収集する監視結果データ収集部。
（ｄ）前記監視結果データを保存する監視結果データ保存部。
（ｅ）前記ディジタル形保護制御装置を説明するための図書データを保存する図書データ保存部。
（ｆ）前記監視結果データを前記図書データと共に表示する監視結果データ表示部。
（ｇ）前記制御信号表示部から表示用のデータを取り込み故障情報として表示する故障情報表示部。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の構成図。
【図２】故障情報の表示例を示す図。
【図３】故障情報の表示例を示す図。
【図４】第２の実施形態の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明に係る第１の実施形態について、図１および図２を参照して具体的に説明する。図１に示すように、第１の実施形態に係るディジタル形保護制御装置１は、例えば保護リレー装置であり、保護制御機能部２と、監視制御部１０を有している。保護制御機能部２は、ディジタル形保護制御装置１の責務である保護制御機能をソフトウェア処理する部分であって、メモリを使用している。
【００１６】
監視制御部１０は、保護制御機能部２を監視するソフトウェア処理部であって、機能を実現する処理部として、監視不良検出部１１、制御信号収集部１２、監視結果データ収集部１３、監視結果データ保存部１４、図書データ保存部１５、監視結果データ表示部１６が設けられている。また、監視制御部１０の監視結果データ表示部１６には故障情報表示部３０が設置されている。
【００１７】
監視不良検出部１１は、保護制御機能部２から監視情報を収集して監視不良を検出する部分である。監視情報とは、保護制御機能部２の不良を検出するための情報であり、例えばアナログデータの変換レベルやシーケンスの情報の不整合など、それぞれの監視目的に合わせて設定される。
【００１８】
制御信号収集部１２は、保護制御機能部２から制御信号を収集する部分である。制御信号とは、保護制御機能部２で使用しているメモリ内部の状態を示す信号であって、ディジタル変換されたアナログ入力データや、外部入力信号、シーケンス処理データ、出力信号などの内部処理データである。制御信号は、アドレスマップによってデータアドレスが明確であるため、制御信号収集部１２は保護制御機能部２から制御信号を容易に収集することが可能である。
【００１９】
監視結果データ収集部１３は、監視不良検出部１１が監視不良を検出した時点での制御信号の状態を監視結果データとして収集する部分である。監視結果データとは、制御信号収集部１２が収集した制御信号と、監視不良検出部１１が監視している監視情報とを合わせたものであり、保護制御機能部２にて使用される主要なデータまたは全てのデータが含まれる。監視結果データ保存部１４は監視結果データを保存する手段である。監視結果データの表示態様としては、制御信号の状態を示す図形データ、例えば太線などがある。また、監視結果データは文字によって示されても良い。
【００２０】
図書データ保存部１５は、ディジタル形保護制御装置１を説明するための図書データを、予め保存する記憶手段である。図書データは、ディジタル形保護制御装置１を説明する図書の内容をデータ化したものであり、装置のハードウェアシーケンス図およびソフトウェアシーケンス図からなる図面データを含んでいる。
【００２１】
図面データのソフトウェアシーケンス図の線にはプログラム中で使用するメモリ名が属性として設定してあり、監視結果データから該当のメモリのＯＮ，ＯＦＦを知ることができる。ハードウェアシーケンス図には補助リレーなどの器具、入力基板のデバイスに各々を識別する属性が設定してあり、また、リレーおよび接点に接続する線にも属性が設定してあるため、ソフトウェアシーケンス図の入出力信号から容易に経路を特定できるようになっている。すなわち、図面データは、所定の制御信号あるいは監視情報に対応するように設定されており、監視結果データが持つ制御信号あるいは監視信号に対応することで、監視結果データと連携して表示されるようになっている。
【００２２】
監視結果データ表示部１６は、監視結果データ保存部１４にて保存した監視結果データと、図書データ保存部１５にて保存した図書データと連携させ、図面データ上に監視結果データ、つまり監視不良を検出した時点での制御信号の状態を表示する部分である。監視結果データ表示部１６は、表示フォーマットを故障情報表示部３０に合わせた表示フォーマットへ加工可能である。
【００２３】
故障情報表示部３０は、制御信号表示部１６に接続されており、制御信号表示部１６から表示用のデータを取り込み、故障情報としてこれを表示するように構成されている。故障情報表示部３０は、ディジタル形保護制御装置１に設置された表示端末への表示、またはディジタル形保護制御装置１とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）との通信による画面表示などによって、故障情報を表示するものである。
【００２４】
（作用）
次に、第１の実施形態の作用について説明する。監視不良検出部１１が保護制御機能部２の監視不良を検出すると、監視結果データ表示部１６は、監視結果データ保存部１４にて保存した監視結果データと、図書データ保存部１５にて保存した図書データと連携させつつ、図面データ上に、監視不良を検出した時点での制御信号の状態を表示する。故障情報表示部３０は、監視結果データ表示部１６から表示用のデータを取り込み、これを故障情報として表示する。
【００２５】
図２は故障情報表示部３０の表示例を示している。図２では、故障した補助リレーの入力データから、補助リレーの出力が不要に継続する不良を検出している例である（図２の最下部に図示）。図２の例では、故障情報表示部３０が表示する故障情報は、ソフトウェアシーケンス図上でＯＮとなる制御信号の状態つまり監視結果データが、太線で示されている。
【００２６】
図２において、点線内がハードウェアシーケンス図、点線外がソフトウェアシーケンス図を示している。このうち、ハードウェアシーケンス図には、データ入力回路、リレー動作を示す回路、データ出力回路などが表示される。また、ソフトウェアシーケンス図上では、ＭＸ接点入力がＯＮと表示され、ＭＸリレー出力、ＭＸ出力が共にＯＦＦと表示される。
【００２７】
ＭＸ接点入力がＯＮと表示されるとき、ＯＮ表示と合わせて、文字データにより「ＭＸ１接点入力あり」と表示してもよい。さらに、ＭＸリレー出力、ＭＸ出力が共にＯＦＦと表示されるとき、ＯＦＦ表示と合わせて、文字データにより「ＭＸリレー出力なし」、「ＭＸ出力なし」と表示してもよい。これらの文字データも、監視結果データに含めるようにしてもよい。
【００２８】
このような監視結果データつまり監視不良時の制御信号の状態について、その表示を見ることで、保守や運用を行う作業者は、ＭＸ出力、ＭＸリレー出力が共にＯＦＦで、ＭＸ１接点入力がＯＮとなっていることがわかり、この状態から、ＭＸ１補助リレーの誤動作の不良と推定することができる。したがって、ＭＸ１補助リレーを故障部位として特定することができる。
【００２９】
（効果）
以上のような第１の実施形態によれば、監視結果データ表示部１６が、監視結果データと図書データとを連携させて、図面データ上に監視不良を検出した時点での制御信号の状態を表示する。監視不良を検出した時点での制御信号の状態とは、故障発生時のメモリ状態なので、故障情報表示部３０は故障発生時のメモリ状態を故障情報として表示することができる。
【００３０】
このため、故障情報表示部３０が示した故障情報を見た作業者は、ディジタル形保護制御装置１を説明する図書を読み解くまでもなく、この図書と故障発生時の装置状態とを照合させる作業を実施する必要もない。したがって、作業者は簡単且つ確実に故障部位を特定することができ、再度の障害発生を回避可能である。
【００３１】
また、故障部位を迅速に特定するので、障害復旧時間の短縮化に寄与することができる。さらには、故障発生といった慌ただしいタイミングで、ディジタル形保護制御装置１を説明する図書を、いちいち拡げなくて済み、前記図書の管理なども不要である。その結果、保守や運用を行う作業者の精神的、物理的な負担を大幅に軽減することができる。
【００３２】
また、監視結果データに含まれる制御信号は、アドレスマップによってデータアドレスが明確であり、制御信号収集部１２が保護制御機能部２から容易に収集可能である。したがって、監視結果データを確実に集めることができ、監視結果データの信頼性を確保することができる。
【００３３】
また、第１の実施形態においては、監視結果データ表示部１６が表示用のデータを故障情報表示部３０に合わせたフォーマットへ加工することができるので、故障情報表示部３０としてはＰＣ上の汎用的な表示機能（例えばブラウザ画面）を利用可能である。したがって、低コストで故障情報表示部３０が実現するができ、経済的に有利である。しかも、第１の実施形態では、図書データ保存部１５と監視結果データ表示部１６をディジタル形保護制御装置１内に具備したので、故障情報表示部３０の簡素化をより進めることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
（構成）
第２の実施形態について、図３および図４を参照して具体的に説明する。第２の実施形態に係るディジタル形保護制御装置２０は、基本的な構成は上記第１の実施形態と同様なので、相違点のみを説明する。第２の実施形態では、図書データ保存部１７、監視結果データ表示部１８および故障情報表示部３１に特徴がある。
【００３５】
図３に示すように、図書データ保存部１７および監視結果データ表示部１８は、ディジタル形保護制御装置２０の外部、例えばＰＣなどに設置される構成となっている。また、監視結果データ表示部１８は、監視結果データに含まれる制御信号として故障部位に関連したアナログ入力データを取り込み、波形表示するようになっている。
【００３６】
（作用）
図４の例では、前記図２と同様の監視不良を示しているが、アナログ入力部の故障が原因である場合を示している。故障情報表示部３１もソフトウェアシーケンス図上でＯＮとなる信号を、太線で示すようになっている。
【００３７】
従来の推定ルールを利用した故障部位の推定方法において、例えば、アナログ入力の３相不平衡が一定値以上で、アナログ監視不良を検出していれば、故障部位はアナログ入力部であると判断することが可能である。
【００３８】
ところが、アナログ入力の３相不平衡が一定値未満であって、アナログ監視不良を検出しない場合には、従来の推定ルールによる故障部位の推定方法では、図２の場合と同様に、ＭＸ１補助リレーの誤動作の不良と推定することもできる。つまり、アナログ入力の３相不平衡が一定値未満であって、アナログ監視不良を検出しない場合には、従来の推定ルールによる故障部位の推定方法では、正確に故障部位を特定することができないことになる。
【００３９】
これに対して、第２の実施形態では図４に示すように、故障情報表示部３１が、リレー動作１によるＭＸ出力信号がＯＮであることが表示している。このため、リレー動作１の動作が原因であると、作業者は推定することができる。しかも、第２の実施形態においては、監視結果データ表示部１８が、故障部位に関連したアナログ入力データつまりリレー動作１で使用しているアナログ入力データの波形表示を行っている。
【００４０】
したがって、故障情報表示部３１では、監視結果データ表示部１８から取り込んだアナログ入力データの波形を表示する。この波形を判別することで、作業者は、リレー動作１のアナログ入力部の故障であるという推定に関して、間違いがないと確信することができる。
【００４１】
（効果）
第２の実施形態によれば、監視結果データ表示部１８が取り込んだアナログ入力データの波形を、故障情報表示部３１が表示するので、保守や運用を行う作業者が、障害様相を誤認識することを防ぐことができ、短時間で正確な故障部位の特定が可能となる。また、第２の実施形態では、図書データ保存部１７および監視結果データ表示部１８をディジタル形保護制御装置２０の外部に持たせている。
【００４２】
そのため、監視結果データ表示部１８の機能拡張や、図書データ保存部１７の修正に際してのソフトウェア変更に柔軟に対応可能である。したがって、第２の実施形態ではディジタル形保護制御装置２０を一時的に停止させることなく、図書データの変更や機能拡張を実現することができ、電力系統のさらなる安定化に寄与することが可能である。
【００４３】
（他の実施形態）
上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００４４】
例えば、故障情報表示部３０、３１では、ソフトウェアシーケンス図上でＯＮとなる制御信号の状態を太線で示したが、制御信号の状態を示す態様としては、太線の他に、赤線などの色分けによって、不良の状態を判別するようにしてもよい。また、ここでは図面データを縦長に図示したが、横長に図示してもよい。例えば、第１の実施形態において、図面データを横長に設定し、ＭＸリレー出力とＭＸ接点入力の表示位置を近づけて表示するようにしてもよい。
【００４５】
図書データに含まれるデータとしては、図面データだけではなく、文字データなどが包含されていても良い。ディジタル形保護制御装置を説明するための図書データの表示範囲は自由に変更することができる。また、監視結果データ表示部は監視結果データを図書データと共に表示するだけでもよい。すなわち、図書データと監視結果データとを同一画面上に連携させて表示するのではなく、表示画面を２分割して、片方の画面に図書データを表示して、他方の画面に監視結果データを表示するようにしてもよい。
【００４６】
また、監視結果データ表示部は、監視不良検出部が出力する監視情報を、表形式などで表示するようにしてもよい。さらに、上記の第２の実施形態では、図書データ保存部と監視結果データ表示部が両方ともディジタル形保護制御装置の外部に具備されたが、どちらか一方だけを外部に持つ構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１、２０…ディジタル形保護制御装置
２…保護制御機能部
１０…監視制御部
１１…監視不良検出部
１２…制御信号収集部
１３…監視結果データ収集部
１４…監視結果データ保存部
１５、１７…図書データ保存部
１６、１８…監視結果データ表示部
３０、３１…故障情報表示部
【図１】
2016036211.tif 000003
【図２】
2016036211.tif 000004
【図３】
2016036211.tif 000005
【図４】
2016036211.tif 000006