JPS61282903A

JPS61282903A - 診断装置

Info

Publication number: JPS61282903A
Application number: JP60124310A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Okazaki; 光芳岡崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-06-10
Filing date: 1985-06-10
Publication date: 1986-12-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［Ｊ？！明の技術分野］本発明は、プラントの異常個所を推定する診断装置に関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］一般に、プラントの異常検出は、プラント各部に配置し
た各種検出器からの信号あるいはその変化率を制限値と
の比較において監視することにより行なわれているが、
この方法ではプラントの異常状態は検出できても異常個
所の検出は困難である。何故ならば、最近のプラントは
検出個所も多く、得られる検出信号が相互に関係する複
雑なシステムになっているからである。

例えば、原子力発電プラントを例にとって見るならば、
第４図の概略図に示す如く、原子炉１内には、原子炉圧
力検出器ａ、炉心流量検出器す。

ＡＰＲＭ（Ａｖｅｒａｇｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒａａｎｇｅ
　Ｍｏｎ１ｔｏｒ　；平均出力領域モニタ）検出器Ｃ１
炉心差圧検出器ｄ等検出信号が相互に関係する多くの検
出器が設けられている。その原子炉１には、発生する蒸
気を加減弁２を経てタービン３に供給し、発電機４を駆
動したのち。

復水して給水ポンプ５から再び原子炉ｌへと戻す蒸気経
路６が形成されると共に、そこには原子炉水位検出器ｅ
、主蒸気流量検出器ｆ、給水流量検出器ｇ等が設けられ
る。それらの信号の和は水位制御器入力検出器りを介し
て水位制御器７に加えられ。

水位制御駆動系８から給水ポンプ５の制御が行なわれる
。また、原子炉１から加減弁２までの蒸気経路６には主
蒸気管差圧検出器ｉ、タービン入ロ圧力検出器ｊ等が設
けられ、主蒸気管差圧検出器ｊ信号は圧力増幅器９に入
力される。その出力は主蒸気設定差圧検出器ｋを介して
加減弁操作器１０から更に加減弁制御信号検出器進を介
して加減弁２に印加され、加減弁開度が制御される。更
に、加減弁２には加減弁開度検出器膓１発電機４には発
電機速度検出器ｎ、発電機速度偏差検出器０、復水後の
蒸気経路６には吸込流量検出器ｐが設けられている。ま
た、原子炉冷却材を原子炉１の炉心へ強制循環させて炉
心の熱除去および原子炉出力（蒸気発生量）を制御する
ため、原子炉１内にはジェットポンプ１１、外部に再循
環ポンプ１２を有する再循環経路１３が形成されると共
に、そこには、ジェットポンプ流量検出器ｑ、再循環駆
動流量検出器ｒが設けられている。また、再循環ポンプ
駆動モータ１４を駆動制御するため、再循環ポンプ駆動
モータ１４の電力を供給するモータ発電機１５．モータ
発電機１５を調整するＡＶＲ１６，速度制御器１７、す
くい管１８．流体継手１９、駆動モータ２０から成る制
御系が形成されると共に、そこには、モータ発電機速度
検出器Ｓ。

速度制御器出力検出器ｔ、すくい管位置検出器Ｕ、モー
タ発電機電圧検出器Ｖ等が設けられている。

再循環ポンプ１２のスピードを制御するため、モータ発
電機速度検出器Ｓ信号が速度制御器１７に入力され、更
にすくい管１８に速度制御器出力として入力されている
。これによりすくい管１８は、すくい管位置を変更し、
流体継手１９の油の粘度を変更し。

一定速度で回転している駆動モータ２０の伝達動力を可
変として、モータ発電機１５に伝えることにより再循環
ポンプ１２のスピードが調節される。

以上は原子力発電プラントの□はんの概略説明に過ぎず
、そこに配置される検出器の数もそれ程多くは示さなか
ったが、実際のシステムは周知の通りもっと複雑で、そ
こに配置される検出器も膨大な数になる。

このように多数の検出器が配：Ｈされる複雑なシステム
構成をとるプラントにおいては、各検出信号は相互に関
連し合い、１個所の異常により、多数の検出信号が異常
になる６例、えば、　ＡＶＲ１６の異常により、モータ
発電機電圧検出器Ｖ信号は勿論のこと、モータ発電機速
度検出器Ｓ、再循環駆動流量検出器ｒ、ジェットポンプ
流量検出器ｑ、　［子炉圧力検出器ａ、炉心流量検出器
す、ＡＰＰＭ検出器Ｃ１炉心差圧検出器ｄ、主蒸気流量
検出器ｆ、主蒸気管差圧検出器ｉ、タービン入ロ圧力検
出器ｊ等の出力が異常になる場合がある。

従来は、各検出器の出力が異常となった場合。

対応する個所を順にチェックすることにより、異常個所
を判断していたが、これではプラント運転員に多くの負
担がかかる上、異常個所の発見の遅れから異常時の対応
が遅れてプラントトリップに至る不具合があった。

［発明の目的］本発明は多数のプラント入力データから高い確率で自動
的に異常個所を推定し、プラント運転員に表示出力する
ことのでき□る診断装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］このため本発明は、多数のプラント入力データから相互
に関係するデータ対を取り出し、それ、らのデータ対の
相関関係に制限値を設けて監視することにより、正常、
異常を表わす異常検知パラメータを作成する一方、予め
設定した複数の異常個所に対して得られるそれぞれ複数
のデータ対の異常検知パラメータを集めてそれぞれ標準
異常検知ベクトルとなし、これらの標準異常検知ベクト
ルと。

これらに対応して実際の異常検知パラメータから得られ
る実測異常検知ベクトルとを比較することにより、異常
個所を推定す゛るようにしたことを特徴としている。

［発明の実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る診断装置のブロック図
を示したもので、プラント信号入力装置３０は、プラン
ト各部に配設された検出器からの信号を取り込み、内部
で処理可能な各ディジタルデータに変換する。

プラントデータ対作成部３１は、プラント信号入力装置
３０から得られるプラントデータを、パラメータ制限値
設定部３２からの指示に基づいて、それぞれ相互に関係
する２個データを任意に組み合せて、複数のデータ対を
作成する。

異常検知パラメータ作成部３３は、それらのデータ対の
相関関係からの偏差値と、パラメータ制限値設定部３２
にて設定された制限値と比較し、正常。

異常を表わす異常検知パラメータを作成する。

通常、プラント入力信号Ａ、Ｂ、Ｃ，・・・・・２に関
して、相互に関係する２信号のデータ（Ｘ、’／）　＝
　（Ａ、Ｂ）　。

（Ａ、Ｃ）　、　（Ａ、Ｄ）　、・・・・・、は所定の
関数関係にあり１例えば、第２図に示すように’Ｖ　＝
　ａＸ　＋　ｂ±Ｎの関係で表わされる。この場合、デ
ータ対（Ｘ、Ｙ）が正常状態にあれば、第２図の信号Ｕ
ｉのように、−Ｎ＜（Ｙ−ａＸ−ｂ）＜Ｎ　　　　　　
−”・（１）の関係に納まってしまう。このとき、異常
検知パラメータをＦとしＦ＝０とおく。

一方、第２図の信号Ｖのように（’／−ａＸ−ｂ）≧Ｎ　　　　　　　　　・−・・・
−（２）となる場合もあり、このときＦ＝１とおく。

更に、第２図の信号Ｖのように（Ｙ−ａＸ−ｂ）　≦−Ｎ　　　　　　　　・＝　−（
３）のとき、Ｆ＝−１とおいて異常検知パラメータＦを
作成する。

異常検知パラメータ作成部３４は、パラメータ制限値設
定部３２からの指示に基づき所定の異常検知パラメータ
Ｆをまとめて異常検知ベクトルＦを作成する。

例えば、前述第４図に示したａ−■の２２種類の検出信
号について考えるとき、相互に関係するデータ対として
、例えば、下記表１に示す如きデータ対を挙げることが
できる。

紅再循環系の異常を調べるには、上記データ対（Ｘ。

■）のうちＮ（１８，９，１０，１１の４種類が特に重
要であることが判っている。即ち、モータ発電機速度検
出器Ｓ、速度制御器出力検出器七、すくい管位置検出器
Ｕからの各信号の異常は、これら４種類のデータ対の異
常検知パラメータＦの特定の組み合せをとる傾向にある
。例えば、モータ発電機速度検出器Ｓ。

速度制御器出力検出器し、すくい管位置検出器Ｕ信号が
それぞれ異常となった場合、前記データ対＆８，９，１
０．１１の異常検知パラメータは、Ｗ準的には下記表２
に示すパターンを呈する場合が多い。

獣例えば、モータ発電機速度検出器異常上昇の場発生する
傾向にある。ここで、Ｊは異常個所を推定する際に用い
られるデータ対（Ｘ、Ｙ）の個数で、この例の場合Ｊ＝
４である。

このように、各異常原因によって生じる標準的な異常検
知パラメータのパターンつまり各標準異常検知ベクトル
ＲＪ　ｉを予めパラメータ制限値設定部３２に設定して
おく。

しかし、これら各標準異常検知ベクトルＲＪｉは絶対的
なものではなく、また、このときのＮα８９、１０．１
１の各データ対と異常個所との関係も均等でなく、それ
ぞれ重み付けを行なうための、重みベクトルＧ　ｙ　ｉ
の設定が必要となるが、本実施例では説明を簡単にする
ため、全て均等に関係ありとして、下記表３に示すよう
なＧ　Ｊｉもパラメータ制限値設定部３２に設定してお
く。

人盈異常検知ベクトル作成部３４では、パラメータ制限値設
定部３２に設定したのと同じデータ対の実際の異常検知
パラメータを異常検知パラメータ作成部３３より得て、
実測異常検知ベクトルＦｔを作成する。

このときの様子を示したのが第３図で、各データ対Ｎα
８，９．１０．１１が図示の如く変化するとき、これを
サンプリングして各異常検知パラメータＦ１〜Ｆ４を取
り出す。更に、これらを集めて、異常検知ベクトルの時
系列Ｆｔ１〜Ｆｔ、ｔを作成する。

この中で、異常個所の推定に用いられる異常検知ベクト
ルＦＬｉは、Ｆｉ＝±１が最初に出てから（この例では
ｊ＝４）Ｎ回目（Ｎ回目にセットでき、この例ではＭ＝
３とする）を使用する０Ｍ回目にセットするのは異常が
発生し、異常として安定するまでにサイクル要すると考
えられるためである。

さて、第３図でに＝３とセットした場合１丁＝ｊ６定に
用いられることになるが、同じＦｉ＝０でもその変化方
向が重要な意味を持つ場合があるので、上記Ｆの代りに
下記の実測異常検知ベクトルＳＪを用いる。

Ｓ３＝□　　　　　　　　・・・・・・（５）Ｎσ 二こで、Ｎσ、ｉは第３図に示すように。

Ｎσ：しきい値までの距離ｔ：定値からの偏差異常個所の推定は、この実測異常検知ベクトルＳｙと、
前記基準異常検知ベクトルＲＪｉ、重みベクトルＧｙｉ
とを用いて以下のように行なう。

Ａｉ＝ＧＪｉｌＳＪ−ＲＪｉｌ　　（ｉ＝１〜工）・・
・・・・（６）ここで、工：用意されている異常−所候
補数上記演算式（６）により得られるＡｉの中で、最小
となる異常原因候補Ｍｉｎ（Ａｉ）が異常個所と推定さ
れる。これは、もし、　５ｊ＝Ｒｊｉとなった時、予め
用意された標準異常検知ベクトルＲＪｉと合致したとい
うことで最小値０が得られるはずであり。

このとき異常個所の推定が可能となるからである。

前述したデータ対＆８，９，１０，１１に実際に適用し
これと前記第２表、第３表に記載のＲＪ　ｉ、Ｇ　Ｊ　
ｉを用いてＡｉを求めると１、、．１．、、Ｉｒ、］ｒ、、］ｌ　　、、、、、、ｒ
、−＋　　、。

が得られる。従って、このときの最小値Ｍｉｎ（Ａｉ）
＝Ａ２＝１．３となり、ｉ＝２でデータ対８１１８．９
．１１の異常はモータ発電機速度検出器Ｓ信号の異常下
降によるものと推定されることになる。

異常個所推定部３５は、上記のように推定した異常個所
を出力部３６のＣＲＴあるいはプリンタ等に表示出力す
る。

このように、プラントの一部に異常が生じるとそれが各
所に波及し、多数のプラントデータが異常状態となり、
しかもそのときのプラントデータの異常パターンも確率
的に捉えられるだけで一義的に決まるものでないため、
従来はプラントデータの異常状態を検出してもそれから
異常個所を即推定することは容易なことではなかったが
、本実施例によれば、異常個所の推定が高い確率をもっ
て自動的に得られるようになる。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、対象とするプラントデー
タから相互に関係するデータ同士のデータ対をとり、そ
のデータ対の実際異常検知パターンと予め設定した各種
異常原因により生じる標準的な異常検知パターンとを比
較演算し、実測異常検知パターンに最も近い関係にある
標準異常検知パターンを見つけ、これから異常原因を推
定するようにしたので、異常個所の推定が高い確率をも
って自動的に得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る診断装置の概念構成図
、第２図は相関関係にあるデータ対の実測グラフ図、第
３図はデータ対と異常検知ベクトルとの関係を示すタイ
ムチャート、第４図は一般的な原子力発電プラントの概
念図である。３０・・・プラント信号入力装置、３１・・・プラント
データ対作成部、３２・・・パラメータ制限値設定部。３３・・・異常検知パラメータ作成部、３４・・・異常
検知ベクトル作成部、３５・・・異常個所推定部、３６
・・・出力部。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

プラント各部より得られる各プラントデータの相互に関
係するデータ同士の対を作成するプラントデータ対作成
部と、そのプラントデータ対の正常、異常を表わすパラ
メータを作成する異常検知パラメータ作成部と、その異
常検知パラメータから異常個所の推定に寄与するデータ
対のパラメータを集めて実測異常検知ベクトルを作成す
る異常検知ベクトル作成部と、前記異常個所の推定に寄
与するデータ対の前記異常個所が実際に異常になったと
きの標準的異常検知パラメータを集め作成した標準異常
検知ベクトルを予め設定しておく設定部と、前記実測異
常検知ベクトルと標準異常検知ベクトルとを比較演算し
て実測異常検知ベクトルに最も近い標準異常検知ベクト
ルを算出し、この標準異常検知ベクトルから異常個所を
推定する異常個所推定部とを備え、推定した異常個所を
表示出力することを特徴とする診断装置。