JP4830796B2 - ディジタル保護継電装置の自動監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディジタル保護継電装置を監視し、その異常発生で異常警報を出力し、異常復帰で異常警報出力を復帰させ、これら異常の１事象当たり数個のデータで構成する異常情報データを記憶しておく自動監視方法に係り、特に異常情報データの書込み／読み出しと異常警報出力・表示方式に関する。

従来のディジタル保護継電装置の自動監視は、該装置が搭載するコンピュータ資源とソフトウェア構成として実現されている。この自動監視による異常項目の出力方法は、ハードウェア回路を基本に監視範囲または監視項目で分別した大群コードと、監視方式または監視部位でさらに細分化した個別コードとを組み合わせた監視コードとして表現している（例えば、特許文献１参照）。

そして、異常警報出力を行う場合は、監視コードに対応したフラグまたはビットをセットしておき、監視が一巡したのち、当該フラグ（ビット）がセットされたままの場合に異常継続（異常復帰していない）として警報出力するようにしている。

また、異常情報データの記録においても、監視コードに対応して異常発生／復帰時にメモリに記憶する方式をとっている（例えば、特許文献２参照）。この異常情報データなど記録したデータは、メンテナンスツールなどの解析ツールを用いて実施することで異常解析に利用される。

従来の構成を図８の監視項目（Ｉ／Ｏ出力）の監視例にした監視処理の概念図を図９に、記憶情報データとエリア構成例を図１０に、監視処理と異常情報記録処理フローを図１１に、監視異常出力処理と監視異常表示処理フローを図１２に示す。

図８は、交流遮断器の二重化したＩ／Ｏ出力の監視機能を等価的に示す。ここで、５２ａは制御機器番号５２の交流遮断器の出力をａ接点で取り込んだものを示し、また５２ｂは制御機器番号５２の交流遮断器の出力をｂ接点で取り込んだものを示す。

両出力信号５２ａ，５２ｂが共に一致してオンまたはオフするか否かを監視し、この状態が１０秒以上継続した場合にＩ／Ｏ出力の不一致、異常と判定すると共に、重故障の発生とした監視出力を得る。この時の異常情報データとしては、例えば、部位コードのメモリ領域７０００，監視方式コードの領域２０，監視部位コードの領域１とし、それらの和をとった監視コード「７０２１」を割り当てる。

上記の監視処理は、図９に示すように、監視処理によって異常判定を行い、異常発生したときにその異常情報を重／軽故障出力用エリアの監視コード「７０２１」相当のビットを「ｏｎ」させる。異常発生から復帰した場合、当該「７０２１」のビットを「ｏｆｆ」させる。この後、異常出力処理には、重故障出力用エリアのビットが「ｏｎ」していれば重故障を出力し、軽故障出力用エリアのビットが「ｏｎ」していれば軽故障を出力する。また、異常表示処理には、表示部位コードデータに、重／軽故障出力用エリアおよび表示出力用エリア内のビットが一致していたならば該当部位の異常表示を「ｏｎ」させる。

記憶情報データの格納バッファ構成と記憶情報内容の例を図１０の（ａ）に示し、重／軽故障出力用エリアおよび表示出力用エリアの構成例を図１０の（ｂ）に示す。

図１１は、図９の監視処理および異常情報記憶処理の詳細を示す。異常判定処理は、出力信号５２ａ／ｂの一致、不一致をチェックし、一致の場合に監視タイマを起動し、そのタイムオーバーのときに異常表示処理および異常警報出力処理の該当ビットを「ｏｎ」させた表示を行う。また、不一致の場合、異常表示処理と異常警報出力処理を該当ビットを「ｏｆｆ」させた表示を行う。

異常発生記憶処理は、監視システムの立ち上げに際して、過去に異常発生があり、それが一定時間以内であるとき、異常発生回数カウンタをインクリメントし、記憶ポインタを旧データのポインタのままにしておく。また、異常発生が過去に発生していないとき、または一定時間を超えたときは異常発生回数カウンタを「１」にし、記憶ポインタを歩進させる。これら処理の後、異常情報データの記憶処理を行う。復帰記憶処理では、異常発生記憶処理と同様の処理によって異常データの記憶処理（復帰）を行う。

以上までの処理は、１つの異常事象に対するもので、監視機能として多数の異常監視項目について各処理を繰り返す。この処理が一巡した後、監視結果としての異常出力処理と異常表示処理を行う。これら異常出力処理と異常表示処理の詳細を図１２に示し、重故障と軽故障別に警報出力とその表示をする。
特願平６−３３３７ 特願平９−２０５７８４

前記のように、従来の監視処理では、異常監視項目を一巡させた後に、異常出力処理、異常表示処理を行う。

このため、監視異常出力・表示処理は、多数の異常監視項目についての監視処理が一巡した後になるため、これらの出力に対する対応が遅れる。

また、監視事象が多くなるほど、それぞれの出力用エリアに割り当てた監視コード分のメモリ領域（コードのビットがｏｎ／ｏｆｆできる分の領域）が必要となる。

また、異常情報データは、異常発生の有無に拘わらず監視処理の実行のたびに記憶され、その読み出しが行われるため、異常箇所解析等に不要なデータが多くなり、その有効利用が難しくなる。

本発明の目的は、上記の課題を解決したディジタル保護継電装置の自動監視方法を提供することにある。

前記の課題を解決するための本発明は、以下の方法を特徴とする。

（１）ディジタル保護継電装置を監視し、その異常発生で異常警報を出力し、異常復帰で異常警報出力を復帰させ、これら異常の１事象当たり数個のデータで構成する異常情報データを記憶しておくディジタル保護継電装置の自動監視方法において、
監視処理モジュールと、これとは分離された異常出力・表示処理モジュールとを有し、
前記監視処理モジュールは、異常判定対象となる監視出力の一致、不一致をチェックし、一致の場合は監視タイマを起動し、そのタイムオーバーか否かを判定する異常判定処理過程と、異常事象毎に異常発生または復帰を監視し、異常発生および復帰時の異常モード毎に区別し、各異常モード毎に設けた異常カウンタのカウント値を増減し、各異常カウンタの内容により異常出力をするか否かの判断を行う異常発生記憶処理／復帰記憶処理過程を有し、
前記異常出力・表示処理モジュールは、異常発生時に記憶した前記異常情報データの読み出しをする過程と、読み出した前記異常情報データにより異常表示内容を判定する過程とを有することを特徴とする。

（２）前記監視処理モジュールと異常出力・表示処理モジュールとは、異常情報データの記憶バッファをデータの送受インターフェースとして扱い、
前記記憶バッファへの異常情報データの書き込みポインタと読み出しポインタはリング状に切り替え、
異常情報の書き込み時には書き込みポインタのエリアにデータをセーブして書き込みポインタを歩進させ、異常情報の読み出し時にはデータを読み出して読み出しポインタを歩進させることを特徴とするディジタル保護継電装置の自動監視方法。

以上のとおり、本発明によれば、以下の効果がある。

（１）異常発生および復帰時に異常モードで区別した各モードの異常カウンタのカウント値を増減し、各異常カウンタの内容により異常出力をするか否かの判断を行うことにより、従来ならば、監視コード分のメモリ領域（コードのビットがｏｎ／ｏｆｆできる分の領域）が必要になるが、各モードの異常カウンタ分のメモリ分で可能となる。

（２）異常情報データの記憶において、書き込み処理のみに読み出し処理機能を付加することにより、記憶した異常情報データを有効に利用できるようになる。

（３）監視異常に記憶される異常情報データを用いて異常表示を行うことにより、監視処理モジュールと異常出力・表示処理モジュールを分割する事がでる。またそのことにより、監視処理が一巡しなくてもいつでも監視異常出力・表示処理モジュールを起動できる。また、逆に、監視異常出力・表示処理モジュールを意識しないで監視処理を起動することもできる。

本実施形態では、異常発生時と復帰時別に異常モードを区別し、異常モード毎に設けた異常カウンタのカウント値を増減（カウントアップ／カウントダウン）し、各異常カウンタの内容により異常出力するか否かの判断を行う。また、異常発生時に記憶する異常情報データを用いて異常表示を行う。

本発明の実施形態における監視処理および異常情報の記憶処理のフローを図１に示す。図２は異常情報を記憶する記憶エリアの構成図を示し、図３は異常出力と異常情報表示処理のフローを示し、このうち異常表示処理は図１で記憶した異常情報データを使用する。また、図４と図５は異常情報データを記憶エリアにセーブ（書き込み）／ロード（読み出し）する処理の詳細を示す。図１の異常記憶処理と図３の異常出力処理は分離し、同一タスクで処理、または違うタスクで処理可能としている。これにより、監視処理の一巡を待つことなく、任意の時点で異常出力および表示処理の起動を可能とする。

監視処理（図１）は２ブロックに分離構成される。その１つになる異常判定処理は、図１１における異常表示処理と異常警報出力処理を省いた処理とする。もう一つの情報記録処理には、異常発生状変時の記憶と復帰状変時の記憶とを別処理にし、監視コードに指定された異常の発生および復帰は一対一とする。

異常発生記憶処理と復帰記憶処理（図１）には、異常回数をカウントするカウンタを設け、異常の発生時は発生回数カウンタを１加算（ｕｐ）し、復帰時は復帰回数カウンタを１減算（ｄｏｗｎ）させ、このときに異常情報データの記憶処理を行う。監視異常出力処理（図３）は、異常出力用カウンタの値によって出力するか否かの判定を行う。このことにより、従来の監視コード（０〜９９９９）のビットがｏｎ／ｏｆｆできる分のエリア領域（各１２５０バイト）は不要となる。

監視異常出力処理（図３）も異常出力処理と異常表示処理の２ブロックに分ける。その１つになる異常出力処理は、重故障と軽故障別に行う。もう一つの異常表示処理は、記憶した異常情報データを読み出し、この異常情報データより異常表示内容を判定する。このため、異常情報データに表示情報の項目を追加しておく（図２）。

次に、監視処理モジュールと異常出力・表示処理モジュールを分割するための手法として、異常情報データの記憶方法を書き込みだけでなく、読み出しができるようにする。図４および図５は異常情報データの書き込みおよび読み出し処理のフローを示す。従来は「過去一定時間内に同一の異常が発生」していた場合はそのブロックに上書きするようにしていたが、図１の処理と図３の処理を分離するために常に新しいブロックに書き込むようにする。また、書き込み／読み出しの制御は図２の制御エリア部分のデータを基に実行する。

データ書き込み／読み出しの模式図を図６及び図７に示す。この例では、４回分のブロックエリアとし、記憶エリアは図６のようにリング状に切り替え、ポインタにより書き込みエリアと読み出しエリアを制御する。書き込みポインタと読み出しポインタは以下の手順で制御される。

（Ｓ１）異常情報の書き込み時（トリガ時）、書き込みポインタのエリアにデータをセーブし、書き込みポインタを歩進させる。

（Ｓ２）異常情報の読み出し時、データを読み出し、読み出しポインタを歩進させる。

本来、記憶発生とデータ読み出しはペアとなっているため、このポインタがずれることはない。また、この場合、記憶しているデータは空なので「エンプティフラグ（データ無しフラグ）」がセットされる。

読み出し処理が行われなかった場合の書き込みポインタと読み出しポインタは、図７に示すように以下の手順で制御される。

（Ｓ１）異常情報の書き込み時（トリガ時）、書き込みポインタのエリアにデータをセーブし、書き込みポインタを歩進する。

（Ｓ２）このとき、読み出し処理が行われないので、読み出しポインタはそのままになる（図７−ｂ）。

（Ｓ３）続けて記憶状変が発生、書き込みポインタは歩進するが、読み出しポインタはそのままになる（図７−ｃ，ｄ）。

（Ｓ４）４回目が発生した場合（図７−ｅ）、次回の書き込みポインタが読み出しポインタに追いつく。このとき、空きブロックが無くなった状態になり「フルフラグ（空きブロック無し）」がセットされる。

（Ｓ５）以降、記憶状変が発生した場合は、書き込みポインタおよび読み出しポインタは同時に歩進される。（一番古いデータが破棄される、一番古いブロックに上書きされる）。

なお、本発明は、図１等に示した方法の一部又は全部の処理機能をプログラムとして構成してコンピュータに実行させることができる。

本発明の実施形態を示す監視処理および異常情報記憶処理フロー。 実施形態における記憶情報データの格納バッファの構成図。 実施形態における異常出力処理および異常情報読み出し処理フロー。 実施形態における異常情報データの記憶処理フロー。 実施形態における異常情報データの読み出し処理フロー。 実施形態におけるデータ書き込み／読み出しポインタの切り替え例。 実施形態におけるデータ書き込み／読み出しポインタの切り替え例。 監視項目（Ｉ／Ｏ出力）の監視例。 監視処理の概念図。 従来の記憶情報データとエリア構成例。 従来の監視処理および異常情報記憶処理フロー。 従来の監視異常出力処理と監視異常表示処理フロー。

Claims (2)

1. ディジタル保護継電装置を監視し、その異常発生で異常警報を出力し、異常復帰で異常警報出力を復帰させ、これら異常の１事象当たり数個のデータで構成する異常情報データを記憶しておくディジタル保護継電装置の自動監視方法において、
   監視処理モジュールと、これとは分離された異常出力・表示処理モジュールとを有し、
   前記監視処理モジュールは、異常判定対象となる監視出力の一致、不一致をチェックし、一致の場合は監視タイマを起動し、そのタイムオーバーか否かを判定する異常判定処理過程と、異常事象毎に異常発生または復帰を監視し、異常発生および復帰時の異常モード毎に区別し、各異常モード毎に設けた異常カウンタのカウント値を増減し、各異常カウンタの内容により異常出力をするか否かの判断を行う異常発生記憶処理／復帰記憶処理過程を有し、
   前記異常出力・表示処理モジュールは、異常発生時に記憶した前記異常情報データの読み出しをする過程と、読み出した前記異常情報データにより異常表示内容を判定する過程とを有することを特徴とするディジタル保護継電装置の自動監視方法。
2. 前記監視処理モジュールと異常出力・表示処理モジュールとは、異常情報データの記憶バッファをデータの送受インターフェースとして扱い、
   前記記憶バッファへの異常情報データの書き込みポインタと読み出しポインタはリング状に切り替え、
   異常情報の書き込み時には書き込みポインタのエリアにデータをセーブして書き込みポインタを歩進させ、異常情報の読み出し時にはデータを読み出して読み出しポインタを歩進させることを特徴とする請求項１に記載のディジタル保護継電装置の自動監視方法。

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