(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変電設備における各種電気機器の異常を検出する監視診断システムであって、
前記各種電気機器の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段からの出力信号に基づいて変電所設備の診断、監視を行う変電所監視装置と、
前記変電所監視装置に双方向伝送路を介して接続され、該変電所監視装置からの情報に基づいて該変電所監視装置を監視、制御する上位系監視装置とを備え、
前記変電所監視装置は、
前記検出手段からの信号を一定の計測周期で取り込むデータ収集手段と、
取り込まれた信号について演算・判定を行うデータ処理手段と、
トレンドデータと前記データ処理手段の判定結果を蓄積する設備診断データ記憶装置と、
前記情報及び上位系監視装置からのガイダンス情報を変電所内において表示するマンマシンインターフェイスと、
前記双方向伝送路と接続するための伝送インターフェイスとを備え、
上位系監視装置は、
前記双方向伝送路と接続するための伝送インターフェイスと、
前記各種電気機器毎の異常検出時の状態把握や原因特定、及び復旧支援のためのガイダンス情報を予め入力したガイダンスデータ記憶装置と、
複数の変電所から伝送される情報に基づいて上記ガイダンスデータ記憶装置から適切なガイダンス情報を抽出する表示情報検索手段と、
複数の変電所から伝送される情報をもとに全変電所のトレンドデータを蓄積するトレンドデータ記憶装置と、
上記トレンドデータ記憶装置に蓄積されたトレンドデータに基づいて異常レベルに達するまでの期間を判定する異常到達予測手段と、
それらの情報を一括して表示するマンマシンインターフェイスとを備えることを特徴とする変電機器監視診断システム。
【請求項２】
前記データ処理手段は、異常検出時に携帯通信機器へ異常検出信号を発信する発信装置を更に備えることを特徴とする請求項１記載の変電機器監視診断システム。
【請求項３】
前記データ処理手段は、保守員が不特定の遠隔地から可搬形のマンマシンインターフェイスを用いて、通信により情報を引き出すための通信インターフェイスを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の変電機器監視診断システム。
【請求項４】
前記携帯通信機器は保守員の所持するポケットベルであることを特徴とする請求項２記載の変電機器監視診断システム。
【請求項５】
前記可搬形のマンマシンインターフェイスは携帯形パソコンであり、前記通信はこの携帯形パソコンと前記通信インターフェイスとの間のパソコン通信であることを特徴とする請求項３記載の変電機器監視診断システム。
【請求項６】
前記上位系監視装置は、異常回避のために必要な保守支援情報を保持する保守支援データ記憶装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の変電機器監視診断システム。
【請求項７】
前記変電所監視装置は、前記変電所監視装置のマンマシンインターフェイス、または前記上位監視装置のマンマシンインターフェイスからの入力により、通常の計測周期とは異なったリアルタイムな強制計測機能を備えることを特徴とする請求項１記載の変電機器監視診断システム。
【請求項８】
前記検出手段は、
前記各種電気機器に取り付けられたセンサーと、
前記センサーからの信号をアナログ信号に変換する信号変換器とを備えることを特徴とする請求項１記載の変電機器監視診断システム。
【請求項９】
前記信号変換器は前記センサーからの信号を４〜２０mAのアナログ信号に変換することを特徴とする請求項８記載の変電機器監視診断システム。
【請求項１０】
前記各種電気機器は、開閉機器，変圧器，整流器，避雷器等であることを特徴とする請求項１記載の変電機器監視診断システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変電所における各電気機器の温度，電流，動作特性等をセンサーにより検出し、センサーからのデータを基に機器の状態について演算・判定を行い、その結果に基づいて保守員の作業支援を行う変電機器監視診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、例えば、特開平８−１５２９１２号公報に記載された従来の変電機器監視診断システムを示すブロック図である。この図において、符号（５１）はプラント機器の近傍に設定されたプラント監視装置、（５２）はプラント制御室側表示／入力装置、（５３）は前記プラント監視装置とプラント制御室側表示／入力装置間に敷設されたデータ伝送路である。
プラント監視装置（５１）において、符号（５４）は機器に取り付けられたセンサーからの信号を周期的に収集するプロセス入力手段、（５５）は前記プロセス入力手段によって取り込まれたデータから必要な信号監視データを出力する信号監視手段、（５６）は前記信号監視手段が異常を検出した場合に設備診断を行う設備診断手段、（５７）は前記設備診断結果に基づいて必要詳細点検項目とその内容を抽出する詳細点検項目検索手段、（５８）は前記信号監視データと設備診断結果、及び詳細点検項目を入力し、運転員に有効な表示データを抽出する表示情報抽出手段、（５９）は前記表示データをプラント制御室側表示／入力装置へ伝送する現場側伝送手段である。
プラント制御室側表示／入力装置側（５２）において、符号（６０）は表示データを受信するプラント制御室側伝送手段、（６１）は受信した表示データを入力し、表示部（６２）に表示させるプラント制御室側表示手段である。
【０００３】
次にこの従来の変電機器監視診断システムの動作について説明する。
プラント監視装置（５１）において、機器に取り付けられた各種センサーからの信号はプロセス入力手段（５４）によって取り込まれ、このプロセスデータを監視する信号監視手段（５５）では、予め設定された機器毎の異常判定レベルとの比較により異常を検出し、設備診断用監視データを設備診断手段（５６）へ、また異常表示用監視データを表示情報抽出手段（５８）へそれぞれ出力する。設備診断手段（５６）では、設備診断用監視データに基づいて機器の状態や異常の原因特定に関する設備診断を行い、設備診断結果データを詳細点検項目検索手段（５７）へ出力する。詳細点検項目検索手段（５７）では、前記設備診断結果に基づいて、必要な詳細点検項目を検索し、必要詳細点検項目と各点検項目の内容を表示情報抽出手段（５８）へ出力する。表示情報抽出手段（５８）では、信号監視手段（５５）からの異常表示用監視データと詳細点検項目検索手段（５７）からの必要詳細点検情報を受けて、運転員に異常を通知するのに有効な表示データを抽出し、その表示データはプラント現場側伝送手段（５９）によって、データ伝送路（５３）及びプラント制御室側伝送手段（６０）を経由してプラント制御室側表示手段（６１）へ送られ、表示部（６２）に表示される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の変電機器監視診断システムは以上のように構成されているため、複数のプラント設備を１ヶ所の上位マンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）で監視する場合、プラント監視装置毎に、信号監視データに基づいた各機器の状態把握や異常検出時の原因特定のための設備診断情報、及び復旧支援のための詳細点検項目情報等のガイダンスのためのデータベースをプラント設備に応じて構築する必要があった。またこれらのデータベースに加え、各データ処理手段毎にデータファイルを作成・蓄積するため、処理速度の高速なハードウエア（Ｈ／Ｗ）及び大容量の記憶装置が必要であり、プラント監視装置をプログラマブルコントローラ等の汎用のハードウエア（Ｈ／Ｗ）で構築する場合、ソフトウエア（Ｓ／Ｗ）やデータベースが複雑化・大型化してしまい、システムの処理速度の低下を招く恐れがあった。
【０００５】
この発明は上述したような問題点を解消するためになされたものであり、監視装置にプログラマブルコントローラ等の汎用のハードウエア（Ｈ／Ｗ）を適用する場合に、複雑なソフトウエア（Ｓ／Ｗ）上の処理や大容量のデータベースを、処理速度が高速な上位側の装置に持たせることで、複数の変電所の情報処理手段とデータベースを極力共有化することにより、変電所側の装置構成を簡単にし、且つ、複数の変電所の監視・診断を１ヶ所の上位系で集中的に行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、変電設備における各種電気機器の異常を検出する監視診断システムであって、前記各種電気機器の状態を検出する検出手段と、前記検出手段からの出力信号に基づいて変電所設備の診断、監視を行う変電所監視装置と、前記変電所監視装置に双方向伝送路を介して接続され、該変電所監視装置からの情報に基づいて該変電所監視装置を監視、制御する上位系監視装置とを備え、前記変電所監視装置は、前記検出手段からの信号を一定の計測周期で取り込むデータ収集手段と、取り込まれた信号について演算・判定を行うデータ処理手段と、トレンドデータと前記データ処理手段の判定結果を蓄積する設備診断データ記憶装置と、前記情報及び上位系監視装置からのガイダンス情報を変電所内において表示するマンマシンインターフェイスと、前記双方向伝送路と接続するための伝送インターフェイスとを備え、上位系監視装置は、前記双方向伝送路と接続するための伝送インターフェイスと、前記各種電気機器毎の異常検出時の状態把握や原因特定、及び復旧支援のためのガイダンス情報を予め入力したガイダンスデータ記憶装置と、複数の変電所から伝送される情報に基づいて上記ガイダンスデータ記憶装置から適切なガイダンス情報を抽出する表示情報検索手段と、複数の変電所から伝送される情報をもとに全変電所のトレンドデータを蓄積するトレンドデータ記憶装置と、上記トレンドデータ記憶装置に蓄積されたトレンドデータに基づいて異常レベルに達するまでの期間を判定する異常到達予測手段と、それらの情報を一括して表示するマンマシンインターフェイスとを備えることを特徴とする変電機器監視診断システムにある。
この発明における変電機器監視診断システムは、変電所側の監視装置の構成を簡単にし、且つ、複数の変電所の監視診断を１ヶ所の指令所にて行うために、設備診断データに基づいた表示情報検索手段、及び各機器の異常検出時の原因特定や復旧支援情報等のガイダンスデータを上位系にて共有するものである。
【０００７】
更に、異常検出時の保守員の対応の迅速化を目的としたポケットベル等の携帯通信機器とパソコン通信等の通信の併用、機器の異常発生を回避するための予測判定機能と保守支援ガイダンス、及び通常の計測周期とは別に、必要に応じてマンマシンインターフェイスからの入力によるリアルタイムなデータ収集のための強制計測機能を備えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を添付図面について説明する。図１は本発明の実施の形態１による変電機器監視診断システムの構成を示すブロック図である。
図１において、この実施の形態の変電機器監視診断システムは、変電設備における各種電気機器の状態を検出する検出手段（０）と、検出手段（０）からの出力信号にに基づいて変電所設備の診断、監視を行う変電所監視装置（１）と、変電所監視装置（１）に双方向伝送路（３）を介して接続され、変電所監視装置（１）からの情報に基づいて該変電所監視装置（１）を監視、制御する上位系監視装置（２）とを備える。
検出手段（０）は、各種変電機器に取り付けらて、それらの状態を表すアナログ信号を出力するセンサー（４）と、センサー（４）からの信号をアナログ信号に変換する信号変換器（５）とから構成される。
変電所監視装置（１）は、検出手段（０）からの信号を一定の計測周期で取り込むデータ収集手段（６）と、取り込まれた信号について演算・判定を行うデータ処理手段（７）と、トレンドデータとデータ処理手段（７）の判定結果を蓄積する設備診断データ記憶装置（８）と、情報及び上位系監視装置（２）からのガイダンスデータを変電所内において表示するマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（９）と、双方向伝送路（３）と接続するための伝送インターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１０）とを備える。
上位系監視装置（２）は、双方向伝送路（３）と接続するための伝送インターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１１）と、複数の変電所から伝送される情報に基づいて適切なガイダンスを抽出する表示情報検索手段（１２）と、前記各種電気機器毎の異常検出時の状態把握や原因特定、及び復旧支援情報等を予め入力したガイダンスデータ記憶装置（１３）と、全変電所のトレンドデータを蓄積する記憶装置（１４）と、それらの情報を一括して表示するマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１５）とを備える。
【０００９】
次に、この変電機器監視診断システムの動作について説明する。監視対象となる変電機器に故障・劣化等による異常が発生した場合、その現象は機器表面温度の上昇，ガス圧・空気圧・油圧の低下、制御電流の電流値や通電時間の変化として現れ、機器に取り付けられたセンサー（４）によって検出される。センサー（４）からの微弱信号はセンサー（４）の近傍に設置された信号変換器（５）により４〜２０ｍＡのアナログ信号に変換され、データ収集手段（６）によって一定周期で取り込まれる。データ処理手段（７）では、取り込まれたセンサー信号と予め設定された機器毎の異常判定レベルとの比較により異常を検出し、センサー信号と判定結果とを記憶装置（８）、マンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（９）、及び伝送インターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１０）にそれぞれ出力する。設備診断データ記憶装置（８）では、前記情報を受けて、センサー信号をトレンドデータとして、また判定結果を異常履歴データとして蓄積する。変電所内のマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（９）では、保守員の要求に応じて、データ処理手段（７）からの最新の情報、設備診断データ記憶装置（８）からのトレンドデータ・異常履歴データ、または伝送インターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１０）を経由して上位系からのガイダンスデータを表示する。各変電所の変電所監視装置（１）からのセンサー信号と判定結果は、双方向伝送路（３）から上位系監視装置（２）内の伝送インターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１１）を経由して表示情報検索手段（１２）に入力される。表示情報検索手段（１２）では、変電所からの情報に基づいて、各機器の異常状態の把握やその原因特定、及び復旧支援のためのガイダンス情報をガイダンスデータ記憶装置（１３）から抽出し、上位系のマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１４）と伝送インターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１１）に出力する。更に各変電所からのセンサー信号は、設備診断データのバックアップとして全変電所トレンドデータ記憶装置（１４）に蓄積される。伝送インターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１１）に出力されたガイダンスデータは双方向伝送路（３）を経由して変電所に伝送される。マンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１５）では、操作員の要求に応じて、表示情報検索手段（１２）からのガイダンスデータをはじめ、トレンドデータ記憶装置（１４）から各変電所における機器の状態や履歴を一括して表示することができる。
【００１０】
上記した本発明の変電機器監視診断システムによれば、設備診断データに基づいたソフトウエア（Ｓ／Ｗ）上の処理手段、及び各機器の異常検出時の原因特定や復旧支援情報等のガイダンスデータを上位系で共有化することにより、システムとしての機能や処理速度を損なうことなく、各変電所側の監視装置の構成を簡単にできると共に、各変電所の監視診断を１ヶ所の上位系にて集中して行うことが可能となる。
【００１１】
実施の形態２．
尚、実施の形態１では、情報の伝送が変電所と上位系との間のみであったが、異常発生時の保守員の対応をより迅速化するために、例えば図２のように、データ処理手段（７）において、保守員へ異常発生を知らせるためのポケットベル等の携帯通信機器へ異常検出信号を発信する発信装置（２１）と、電話回線等の通信回線と接続するための電話回線インターフェイス等の通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）（２２）とを備える。
このような構成により、異常発生の連絡を受けた保守員は、不特定の遠隔地からノートパソコンのような可搬形のマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（２３）を電話回線等の通信回線に接続してパソコン通信等の通信を実施することにより、変電所以外の場所においても、異常が検出された変電所の最新の監視データを見ることができる。
【００１２】
実施の形態３．
実施の形態１は、変電機器の故障・劣化等による異常が検出された後の対応、すなわち事後保全を対象としているが、例えば図３のように、上位系監視装置（２）が、全変電所トレンドデータ記憶装置（１４）に蓄積された情報と数学的手法に基づいて、異常レベルに達するまでの期間を判定する異常到達予測手段（３１）と、予め異常回避のために必要な保守支援データを蓄積した記憶装置（３２）とを備えることにより、異常が検出される前の予測保全が可能となる。
【００１３】
実施の形態４．
実施の形態１は、予め設定された一定の計測周期により取り込まれたデータを対象といているが、例えば図４のように、変電所監視装置（１）が強制計測手段（４１）を備えることにより、変電所内のマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（９）、または上位系のマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１５）からの入力、すなわち変電所・対象機器・監視項目の設定により、通常の計測周期とは異なったリアルタイムな監視診断を必要に応じて実行することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、設備診断データに基づいた処理手段及び各機器の異常検出時の原因特定や復旧支援情報等のガイダンスデータを上位系で共有化することにより、システムとしての機能や処理速度を損なうことなく、各変電所側の監視装置の構成を簡単にできると共に、各変電所の監視、診断を１ヶ所の上位系にて集中して行うことが可能となる。
また、データ処理手段が、異常検出時に携帯通信機器へ異常検出信号を発信する発信装置を更に備えることにより、そのポケットベル等の携帯通信機器を所持する保守員に異常発生を知らせることができる。
さらに、データ処理手段が、通信により情報を引き出すための通信インターフェイスを備えることにより、異常発生の連絡を受けた保守員は、不特定の遠隔地からノートパソコンのような可搬形のマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（２３）を電話回線等の通信回線に接続してパソコン通信等の通信を実施することにより、変電所以外の場所においても、異常が検出された変電所の最新の監視データを見ることができる。
さらにまた、上位系監視装置（２）が、全変電所トレンドデータ記憶装置（１４）に蓄積された情報と数学的手法に基づいて、異常レベルに達するまでの期間を判定する異常到達予測手段（３１）と、予め異常回避のために必要な保守支援データを蓄積した記憶装置（３２）とを備えることにより、異常が検出される前の予測保全が可能となる。
また、変電所監視装置（１）が強制計測手段（４１）を備えることにより、変電所内のマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（９）、または上位系のマンマシンインターフェイス（Ｉ／Ｆ）（１５）からの入力、すなわち変電所・対象機器・監視項目の設定により、通常の計測周期とは異なったリアルタイムな監視診断を必要に応じて実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１による変電機器監視診断システムの構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態２における電話回線による異常通報手段のブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態３における異常予測機能と保守支援データを有した上位系のブロック図である。
【図４】  本発明の実施の形態４における強制計測機能を有した変電所監視装置のブロックである。
【図５】  従来の変電機器監視診断システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
（０）  検出手段、（１）  変電所監視装置、（２）  上位系監視装置、（３）  双方向伝送路、（４）  機器取付けセンサー、（５）  信号変換器、（６）データ収集手段、（７）  データ処理手段、（８）  設備診断データ記憶装置、（９）  変電所側マンマシンインターフェイスＩ／Ｆ、（１０）  変電所側の伝送インターフェイスＩ／Ｆ、（１１）  上位系側の伝送インターフェイスＩ／Ｆ、（１２）  表示情報検索手段、（１３）  ガイダンスデータ記憶装置、（１４）  全変電所トレンドデータ記憶装置、（１５）  上位系側マンマシンインターフェイスＩ／Ｆ、（２１）  発信装置、（２２）  通信インターフェイスＩ／Ｆ、（３１）  異常到達予測手段、（３２）  保守支援データ記憶装置、（４１）  強制計測機能、（５１）  プラント監視装置、（５２）  プラント制御室側表示／入力装置、（５３）  データ伝送路、（５４）  プロセス入力手段、（５５）  信号監視手段、（５６）  設備診断手段、（５７）  詳細点検項目検索手段、（５８）  表示情報抽出手段、（５９）  現場側伝送手段、（６０）  プラント制御室側伝送手段、（６１）  プラント制御室側表示手段、（６２）  表示部。
【図１】
0003819099.tif 000002
【図２】
0003819099.tif 000003
【図３】
0003819099.tif 000004
【図４】
0003819099.tif 000005
【図５】
0003819099.tif 000006