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JP7621910B2 - Condition diagnosis device and condition diagnosis method - Google Patents
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  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

本発明の実施形態は、変圧器の状態診断装置および状態診断方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a transformer condition diagnosis device and a condition diagnosis method.

発電所から送られてきた電力をそれぞれの使用目的に合せた電圧に昇降させる変電所は、市街地から離れた場所に設置され、無人で管理されていることが多い。このような変電所で使用される変圧器の健全性評価として、作業員が定期的に変電所を訪れて油中ガス分析による簡易検査が行われている。また、変圧器は、安定した性能を長期にわたり維持することが可能な高信頼性機器であり、検査を行っても前回とほとんど変化がないという状況が多い。そのため、変圧器の点検については、所定周期で点検を行うTBM(Time Based Maintenance)方式から、簡易な手法で機器の状態診断を行い、診断結果に応じて次回の検査時期を決定するCBM(Condition Based Maintenance)方式に切り替えることが望まれている。しかしながら、従来では、変圧器の状態を予測する手法が限定的であるため、適切な診断ができない場合があった。 Substations that raise and lower the voltage of electricity sent from power plants to suit each purpose are often installed away from urban areas and managed unmanned. To evaluate the soundness of transformers used in such substations, workers periodically visit the substation and perform simple inspections using gas-in-oil analysis. Transformers are also highly reliable devices that can maintain stable performance over a long period of time, and there are many cases where there is little change from the previous inspection even after inspection. For this reason, it is desirable to switch from the TBM (Time Based Maintenance) method, which performs inspections at a specified interval, to the CBM (Condition Based Maintenance) method, which uses a simple method to diagnose the condition of the equipment and determines the next inspection date depending on the diagnosis results. However, in the past, there were limited methods for predicting the condition of transformers, so appropriate diagnosis was not possible in some cases.

特許第4857597号公報Patent No. 4857597

本発明が解決しようとする課題は、変圧器の将来の状態を、より適切に診断することができる状態診断装置および状態診断方法を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a condition diagnosis device and a condition diagnosis method that can more appropriately diagnose the future condition of a transformer.

実施形態の状態診断装置は、前処理部と、予測部と、状態診断部と、補正値生成部とを持つ。前処理部は、変圧器の過去の点検に関する履歴情報および前記変圧器の機器情報に基づいて、前記履歴情報に所定の前処理を行う。予測部は、前記前処理部により処理された情報に基づいて前記変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測する。状態診断部は、前記予測部により予測された前記変圧器の油中ガス量の変化傾向に基づいて前記変圧器の将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを診断する。補正値生成部は、前記予測部による前記変圧器の油中ガス量の変化傾向の予測値と、前記変圧器の点検結果に基づく前記油中ガス量の変化傾向の実測値との予測誤差に基づいて補正値を生成する。前記状態診断部は、前記予測部により予測された前記変圧器の油中ガス量の変化傾向を前記補正値生成部により生成された補正値に基づいて補正し、補正した変化傾向に基づいて前記変圧器の将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを診断する。

A condition diagnosis device according to an embodiment includes a preprocessing unit, a prediction unit, a condition diagnosis unit , and a correction value generating unit . The preprocessing unit performs a predetermined preprocessing on the history information based on history information related to past inspections of the transformer and equipment information of the transformer. The prediction unit predicts a change trend of the amount of gas in oil of the transformer based on the information processed by the preprocessing unit. The condition diagnosis unit diagnoses at least one of a future inspection time, a failure time, or a lifespan of the transformer based on the change trend of the amount of gas in oil of the transformer predicted by the prediction unit. The correction value generating unit generates a correction value based on a prediction error between a predicted value of the change trend of the amount of gas in oil of the transformer by the prediction unit and an actual measured value of the change trend of the amount of gas in oil based on the inspection result of the transformer. The condition diagnosis unit corrects the change trend of the amount of gas in oil of the transformer predicted by the prediction unit based on the correction value generated by the correction value generating unit, and diagnoses at least one of a future inspection time, a failure time, or a lifespan of the transformer based on the corrected change trend.

第1の実施形態の状態診断装置100の構成例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100 according to a first embodiment. 点検履歴情報122の内容を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the contents of inspection history information 122. 変圧器情報124の内容について説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the contents of transformer information 124; 予測部140および状態診断部150の機能の詳細について説明するための図。4 is a diagram for explaining the details of the functions of a prediction unit 140 and a state diagnosis unit 150; 第1の実施形態の状態診断装置100における一連の処理の流れを示すフローチャート。4 is a flowchart showing the flow of a series of processes in the condition diagnosis device 100 of the first embodiment. 第2の実施形態の状態診断装置100Aの構成例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100A according to a second embodiment. 第3の実施形態の状態診断装置100Bの構成例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100B according to a third embodiment. 第3の実施形態の状態診断装置100Bにおける一連の処理の流れを示すフローチャート。13 is a flowchart showing the flow of a series of processes in a condition diagnosis device 100B according to the third embodiment. 第4の実施形態の状態診断装置100Cの構成例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100C according to a fourth embodiment. 第4の実施形態の状態診断装置100Cにおける一連の処理の流れを示すフローチャート。13 is a flowchart showing the flow of a series of processes in a condition diagnosis device 100C according to a fourth embodiment. 第5の実施形態の状態診断装置100Dの構成例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100D according to a fifth embodiment. 5の実施形態における脱気判定と油中ガス量の補正について説明するための図。FIG. 13 is a diagram for explaining deaeration determination and correction of the amount of gas in oil in the fifth embodiment. 第5の実施形態の状態診断装置100Dにおける一連の処理の流れを示すフローチャート。13 is a flowchart showing the flow of a series of processes in a condition diagnosis device 100D of the fifth embodiment.

以下、実施形態の状態診断装置および状態診断方法を、図面を参照して説明する。なお、以下では、絶縁および冷却媒体としての絶縁油をタンク内部に備える油入式変圧器の状態診断を行う状態診断装置および状態診断方法について説明する。変圧器は、例えば、発電所や変電所、その他の受変電設備に設置される変圧器である。 The following describes a condition diagnosis device and a condition diagnosis method according to an embodiment with reference to the drawings. The following describes a condition diagnosis device and a condition diagnosis method for diagnosing the condition of an oil-immersed transformer that has insulating oil inside a tank as an insulating and cooling medium. The transformer is, for example, a transformer installed in a power plant, a substation, or other substation equipment.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の状態診断装置100の構成例を示す図である。図1に示す状態診断装置100は、例えば、点検結果取得部110と、記憶部120と、前処理部130と、予測部140と、状態診断部150と、出力部160とを備える。点検結果取得部110、前処理部130、予測部140、および状態診断部150は、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、専用のLSIによって実現されてもよい。プログラムは、状態診断装置100が備えるHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVD(Digital Versatile Disc)やCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体が状態診断装置100のドライブ装置に装着されることで状態診断装置100が備えるHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100 of the first embodiment. The condition diagnosis device 100 shown in FIG. 1 includes, for example, an inspection result acquisition unit 110, a storage unit 120, a preprocessing unit 130, a prediction unit 140, a condition diagnosis unit 150, and an output unit 160. The inspection result acquisition unit 110, the preprocessing unit 130, the prediction unit 140, and the condition diagnosis unit 150 are each realized by, for example, a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program (software). Some or all of these components may be realized by hardware (including circuitry) such as an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a GPU (Graphics Processing Unit), or may be realized by cooperation between software and hardware. Some or all of the functions of these components may be realized by a dedicated LSI. The program may be stored in a storage device (storage device with a non-transient storage medium) such as a hard disk drive (HDD) or flash memory provided in condition diagnosis device 100, or may be stored in a removable storage medium (non-transient storage medium) such as a digital versatile disc (DVD) or CD-ROM, and installed in the HDD or flash memory provided in condition diagnosis device 100 by attaching the storage medium to a drive device of condition diagnosis device 100.

記憶部120は、上記の各種記憶装置、或いはEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現されてもよい。記憶部120には、例えば、点検履歴情報122、変圧器情報124、プログラム、その他の各種情報等が格納される。また、記憶部120は、予測部140により予測された結果や、状態診断部150により診断された結果、出力部160により出力された情報が格納されてもよい。点検履歴情報122は、「履歴情報」の一例である。変圧器情報124は、「機器情報」の一例である。記憶部120は、状態診断装置100からアクセス可能な外部装置(例えば、データベースサーバ)であってもよい。 The storage unit 120 may be realized by the above-mentioned various storage devices, or an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), a ROM (Read Only Memory), or a RAM (Random Access Memory). For example, inspection history information 122, transformer information 124, a program, and various other information are stored in the storage unit 120. The storage unit 120 may also store the results predicted by the prediction unit 140, the results diagnosed by the condition diagnosis unit 150, and information output by the output unit 160. The inspection history information 122 is an example of "history information". The transformer information 124 is an example of "equipment information". The storage unit 120 may be an external device (for example, a database server) accessible from the condition diagnosis device 100.

点検結果取得部110は、状態を診断する対象の変圧器の点検結果を取得する。例えば、点検結果取得部110は、変圧器を点検した作業員または状態診断装置100の管理者等による状態診断装置100の入力部(不図示)を用いた入力操作によって、点検結果を取得する。また、点検結果取得部110は、ネットワークを介して接続された外部装置と通信を行うことで、外部装置から送信された点検結果を取得してもよい。ネットワークは、例えば、LAN(Local Area Network)でもよく、インターネットやセルラー網等のWAN(Wide Area Network)を含んでもいてもよい。また、点検結果取得部110は、ネットワークを介して変圧器から変圧器の状態に関する情報を所定周期(例えば、日ごとまたは週ごと)で取得してもよい。変圧器の状態に関する情報には、例えば、変圧器を外部と絶縁させるための絶縁油に含まれるガス(以下、油中ガス)の分析結果が含まれる。点検結果取得部110は、取得した点検結果を記憶部120の点検履歴情報122に格納する。 The inspection result acquisition unit 110 acquires the inspection result of the transformer whose condition is to be diagnosed. For example, the inspection result acquisition unit 110 acquires the inspection result by an input operation using an input unit (not shown) of the condition diagnosis device 100 by a worker who inspected the transformer or an administrator of the condition diagnosis device 100. The inspection result acquisition unit 110 may also acquire the inspection result transmitted from an external device by communicating with the external device connected via a network. The network may be, for example, a LAN (Local Area Network) or may include a WAN (Wide Area Network) such as the Internet or a cellular network. The inspection result acquisition unit 110 may also acquire information on the state of the transformer from the transformer via the network at a predetermined period (for example, daily or weekly). The information on the state of the transformer includes, for example, an analysis result of gas (hereinafter, gas in oil) contained in insulating oil for insulating the transformer from the outside. The inspection result acquisition unit 110 stores the acquired inspection result in the inspection history information 122 of the storage unit 120.

図2は、点検履歴情報122の内容を説明するための図である。点検履歴情報122には、例えば、年月日に、点検理由および油中ガス分析結果が対応付けられている。年月日は、油中ガスが分析された年月日を示す情報である。点検理由は、例えば、作業員等が変圧器の点検やメンテナンス、検査等を実施した場合にその理由(例えば、定期点検、機器等の交換等)を示す情報である。点検履歴情報122において、点検理由が格納されていない場合には、点検日以外の日付の油中ガス分析結果が格納されていることを示す。 Figure 2 is a diagram for explaining the contents of the inspection history information 122. In the inspection history information 122, for example, the reason for inspection and the results of the gas-in-oil analysis are associated with the date. The date is information indicating the date on which the gas-in-oil was analyzed. The reason for inspection is information indicating the reason (e.g., regular inspection, replacement of equipment, etc.) when an operator or the like inspected, maintained, or tested the transformer. If the reason for inspection is not stored in the inspection history information 122, this indicates that the results of the gas-in-oil analysis are stored for a date other than the inspection date.

油中ガス分析結果には、例えば、変圧器の内部の局部的な過熱や放電等によって絶縁油や絶縁物が熱分解する際に生じた分解ガスの分析結果である。分解ガスは、絶縁油中に溶解するため、油中に溶解した分解ガス(油中ガス)が抽出されることで、ガスの種類や、ガス種別ごとのガス量等が分析される。分析する油中ガスには、例えば、水素、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、一酸化炭素等が含まれる。また、油中ガス分析結果には、油中の可燃性ガス総量が含まれてもよい。また、点検履歴情報122には、変圧器の他の点検結果に関する情報(例えば、稼働状況、負荷率、利用率)が含まれていてもよい。例えば、点検結果に関する情報には、それぞれの変圧器について、油中ガス分析実施時における運転時間や、変圧器の許容負荷を超えた時間または回数の割合を表す過負荷率に関する情報が含まれる。また、運転時間や過負荷率を測定する装置を備えていない変圧器については、これらの情報を取得するための情報が点検結果に関する情報に含まれる。上述した点検結果に関する情報は、後述する前処理部130によって、点検履歴情報122に記憶されるデータから取得されてもよい。点検履歴情報122は、変圧器を識別する識別情報としての変圧器IDごとに格納されてよい。上述した履歴情報を点検履歴情報122に格納しておくことで、変圧器の将来の状態(例えば、現時点以降の各ガス種におけるガス量の変化傾向)等をより適切に予測することができる。 The results of the gas-in-oil analysis include, for example, the analysis results of decomposition gases generated when insulating oil or insulation is thermally decomposed due to local overheating or discharge inside the transformer. Since the decomposition gases dissolve in the insulating oil, the decomposition gases dissolved in the oil (gases in oil) are extracted to analyze the type of gas and the amount of gas for each type of gas. The gases in oil to be analyzed include, for example, hydrogen, methane, ethane, ethylene, acetylene, carbon monoxide, etc. The results of the gas-in-oil analysis may also include the total amount of flammable gas in the oil. The inspection history information 122 may also include information on other inspection results of the transformer (for example, operating status, load factor, utilization rate). For example, the information on the inspection results includes, for each transformer, information on the operating time at the time of performing the gas-in-oil analysis and information on the overload rate, which indicates the percentage of time or number of times the transformer's allowable load is exceeded. For transformers that are not equipped with devices for measuring the operating time or overload rate, the information on the inspection results includes information for obtaining these information. The above-mentioned information on the inspection results may be obtained by the preprocessing unit 130, which will be described later, from the data stored in the inspection history information 122. The inspection history information 122 may be stored for each transformer ID, which serves as identification information for identifying the transformer. By storing the above-mentioned history information in the inspection history information 122, it is possible to more appropriately predict the future state of the transformer (for example, the trend of change in the amount of gas for each gas type from the present time onwards), etc.

また、点検結果取得部110は、状態を診断する対象の変圧器に関する情報を取得し、取得した情報を変圧器情報124として記憶部120に格納してもよい。図3は、変圧器情報124の内容について説明するための図である。変圧器情報124には、例えば、変圧器IDに機器データが対応付けられている。機器データには、例えば、変圧器を製造または販売したメーカーを識別するメーカー種別や、変圧器の規模や性能によって決められる変圧可能な電圧容量等が含まれる。また、機器データには、変圧器を管理する管理会社を識別する情報や、変圧器を構成する部品に関する情報(例えば、製造元、性能情報等)が含まれてもよい。 The inspection result acquisition unit 110 may also acquire information about the transformer whose condition is to be diagnosed, and store the acquired information in the storage unit 120 as transformer information 124. FIG. 3 is a diagram for explaining the contents of the transformer information 124. In the transformer information 124, for example, equipment data is associated with a transformer ID. The equipment data may include, for example, a manufacturer type that identifies the manufacturer that manufactured or sold the transformer, and a transformable voltage capacity that is determined by the size and performance of the transformer. The equipment data may also include information that identifies the management company that manages the transformer, and information about the parts that make up the transformer (for example, manufacturer, performance information, etc.).

前処理部130は、記憶部120に記憶された点検履歴情報122および変圧器情報124に基づいて、所定の前処理を実行する。所定の前処理とは、例えば、点検履歴情報122に含まれる情報から予測部140で利用する情報を生成することである。例えば、前処理部130は、過去から現在に至るまでの変圧器の油中ガス量の変化傾向に基づいて、適切でないと判定される油中ガス量を補正または除去する。点検履歴情報122の油中ガス分析結果には、変圧器中の絶縁油を成分分析することで得たガス種別ごとのガス量が含まれるが、ガス量には計測機器の故障や計測手法のミス、作業員等による計測結果の入力ミス等により、明らかに増減の許容範囲を超える外れ値(ノイズ)が存在する場合がある。また、変圧器内で絶縁油が充分に循環していない場合に成分の偏りが発生し、成分分析時に採取した絶縁油のガス量が実際よりも高い値もしくは低い値になり外れ値となる場合がある。また、成分分析時にノイズの影響を受けて実際よりも高い値もしくは低い値になり外れ値となる場合がある。このような外れ値を予測部140の入力データに含めると予測結果に大きく影響する可能性がある。 The preprocessing unit 130 executes a predetermined preprocessing based on the inspection history information 122 and the transformer information 124 stored in the storage unit 120. The predetermined preprocessing is, for example, generating information to be used by the prediction unit 140 from the information included in the inspection history information 122. For example, the preprocessing unit 130 corrects or removes the amount of gas in oil that is determined to be inappropriate based on the change trend of the amount of gas in oil in the transformer from the past to the present. The gas in oil analysis result of the inspection history information 122 includes the amount of gas for each gas type obtained by component analysis of the insulating oil in the transformer, but the amount of gas may contain outliers (noise) that clearly exceed the allowable range of increase or decrease due to failure of measuring equipment, measurement method errors, input errors of measurement results by workers, etc. In addition, if the insulating oil is not circulating sufficiently in the transformer, a bias in the components may occur, and the amount of gas in the insulating oil collected during the component analysis may become a higher or lower value than the actual value, resulting in an outlier. In addition, the amount of gas in the insulating oil collected during the component analysis may become a higher or lower value than the actual value due to the influence of noise during the component analysis, resulting in an outlier. Including such outliers in the input data to the prediction unit 140 can have a significant impact on the prediction results.

したがって、前処理部130は、診断対象の変圧器IDの点検履歴情報122に含まれる油中ガス分析結果において、油中ガス量が所定範囲に含まれないガス量を外れ値として検出し、検出した外れ値を予測部140の入力対象のデータから除外する。所定範囲とは、例えば予め決められたガス量の下限値から上限値までの範囲である。また、所定範囲は、ガス種別ごとに設定されてよく、変圧器情報124に含まれる変圧器の機器データに基づいて設定されてよい。また、所定範囲は、ガス種別に関係なく固定範囲であってもよい。 Therefore, the preprocessing unit 130 detects outliers in the oil-in-gas analysis results included in the inspection history information 122 for the transformer ID to be diagnosed, where the amount of gas in oil is outside a predetermined range, and excludes the detected outliers from the data to be input to the prediction unit 140. The predetermined range is, for example, a range from a predetermined lower limit value to an upper limit value of the gas amount. The predetermined range may be set for each gas type, and may be set based on the equipment data of the transformer included in the transformer information 124. The predetermined range may also be a fixed range regardless of the gas type.

また、前処理部130は、例えば、対象データの中で特に大きい値や特に小さい値を検定するスミルノフ-グラブス(Smirnov-Grubbs)検定を適用して点検履歴情報122に含まれるガス量の外れ値を検出し、検出した外れ値を予測部140の入力対象のデータから除外してもよい。また、外れ値の検出については、有識者により設定したガス量変化の上下限を閾値としたフィルタによる判断など、成分分析したガス量の適正判断が可能な手法であれば何を適用してもよい。さらに、多くのガス量が外れ値と判断された変圧器情報や、外れ値と判断されないがガス量の増減変化が他と比べて大きな変圧器については、絶縁油や変圧器そのものが特異な状況になっていることも考えられるため、このような変圧器情報については、後述する予測モデルの生成時の学習用データから除外するような処理を行ってもよい。 The preprocessing unit 130 may detect outliers in the gas amount contained in the inspection history information 122 by applying the Smirnov-Grubbs test, which tests particularly large and small values in the target data, and may exclude the detected outliers from the data to be input to the prediction unit 140. In addition, any method that can properly determine the gas amount analyzed by the component analysis may be applied to detect outliers, such as judgment using a filter with upper and lower limits of the gas amount change set by an expert as thresholds. Furthermore, for transformer information in which many gas amounts are determined to be outliers, or for transformers that are not determined to be outliers but have a larger increase or decrease in the gas amount compared to others, it is possible that the insulating oil or the transformer itself is in a unique condition, so such transformer information may be excluded from the learning data when generating the prediction model described later.

また、前処理部130は、点検履歴情報122に含まれるデータ全体の油中ガス量の分布から外れているガス量を外れ値として予測部140の入力対象のデータから除外してもよい。また、前処理部130は、外れ値を入力対象のデータから除外するのに代えて、外れ値が所定範囲に含まれるようにガス量を調整してもよい。また、前処理部130は、外れ値の代わりに過去の変化傾向から推定されるガス量で補間してもよい。具体的には、前処理部130は、検出した外れ値よりも過去に検出されたガス量に基づいて外れ値が検出された時点のガス量を線形補間する。なお、前処理部130は、過去のガス量の増減が著しく大きい場合(増減が閾値より大きい場合)には補間が適切に行えないため、外れ値を除外する。上述した外れ値に対する処理は、新規の油中ガス分析結果の適正判断だけでなく、過去の点検履歴情報に対する外れ値の判断にも適用し、外れ値について除外または補正を行う。また、前処理部130は、油中ガスの発生アルゴリズムを物理的または化学的な観点に基づいて分析し、分析した発生アルゴリズムによって生成したフィルタを用いて外れ値を含まない入力対象データを生成してもよい。 The preprocessing unit 130 may also exclude, as outliers, gas amounts that are outside the distribution of the gas amounts in the entire data included in the inspection history information 122 from the data to be input to the prediction unit 140. Instead of excluding the outliers from the data to be input, the preprocessing unit 130 may adjust the gas amount so that the outliers are included in a predetermined range. The preprocessing unit 130 may also interpolate with a gas amount estimated from a past change trend instead of the outlier. Specifically, the preprocessing unit 130 linearly interpolates the gas amount at the time the outlier was detected based on the gas amount detected earlier than the detected outlier. Note that the preprocessing unit 130 excludes the outliers when the increase or decrease in the past gas amount is significantly large (when the increase or decrease is greater than a threshold value) because the interpolation cannot be performed appropriately. The above-mentioned processing for outliers is applied not only to the judgment of the appropriateness of new gas-in-oil analysis results, but also to the judgment of outliers for past inspection history information, and excludes or corrects the outliers. The preprocessing unit 130 may also analyze the gas-in-oil generation algorithm from a physical or chemical perspective, and generate input target data that does not include outliers using a filter generated by the analyzed generation algorithm.

また、変圧器のメンテナンスによって、絶縁油の少なくとも一部を入れ替えるような作業を行った場合には、その後の点検時には油中ガス量が著しく減少し、外れ値と見なされる可能性が高い。したがって、前処理部130は、診断対象の変圧器に対応付けられた点検履歴情報122の点検理由を参照し、点検理由が「絶縁油交換」等のように油中ガス量の変化が生じることが予測される理由である場合には、外れ値を予測部140の入力対象のデータから除外しないようにしてもよい。また、前処理部130は、交換した絶縁油の量や全体に対する割合に応じて、外れ値と見なされた油中ガス量を調整してもよい。また、前処理部130は、油中に含まれるガスの比率換算等を行ってもよい。 In addition, if the transformer is maintained such that at least a portion of the insulating oil is replaced, the amount of gas in the oil will be significantly reduced during the subsequent inspection, and it is highly likely that the amount will be regarded as an outlier. Therefore, the pre-processing unit 130 may refer to the inspection reason in the inspection history information 122 associated with the transformer to be diagnosed, and if the inspection reason is a reason that is predicted to cause a change in the amount of gas in the oil, such as "insulating oil replacement," the pre-processing unit 130 may not exclude the outlier from the data to be input to the prediction unit 140. In addition, the pre-processing unit 130 may adjust the amount of gas in the oil that is regarded as an outlier, depending on the amount of insulating oil replaced and its proportion to the total. In addition, the pre-processing unit 130 may perform a ratio conversion of the gas contained in the oil, etc.

予測部140は、前処理部130により処理されたデータを用いて、変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測する。例えば、予測部140は、油中ガス分析結果を入力とし、変圧器の油中ガス量の変化傾向を出力とする予測モデルを用いて、診断対象の変圧器の油中ガス分析結果に対する油中ガス量の将来の変化傾向を予測する。変化傾向には、例えば、油中ガスのガス量そのものや、ガス量が将来にどれくらいの割合で増加するのか(または現状維持なのか)等のトレンド情報が含まれる。将来とは、現時点から所定時間が経過するまでの期間である。 The prediction unit 140 predicts the change trend of the gas-in-oil amount in the transformer using the data processed by the pre-processing unit 130. For example, the prediction unit 140 predicts the future change trend of the gas-in-oil amount for the gas-in-oil analysis results of the transformer to be diagnosed, using a prediction model that inputs the gas-in-oil analysis results and outputs the change trend of the gas-in-oil amount in the transformer. The change trend includes, for example, trend information such as the amount of gas-in-oil itself and the rate at which the amount of gas will increase in the future (or whether it will remain the same). The future refers to the period from the present time until a predetermined time has passed.

また、予測モデルは、ネットワークを介して外部装置から取得してもよく予測部140により学習されてもよい。例えば、予測部140は、過去に予測した油中ガス量の変化傾向と、実測値から導出した油中ガス量の変化傾向とを比較して予測した変化傾向を実測値側に近似させるように制御(フィードバック制御)を行い、予測モデルを学習させる。予測モデルは、例えば、油中ガスに含まれるガス種別ごとに生成されてよい。また、複数の異なるガスの変化傾向の相関関係等に基づいて予測モデルを学習させてもよい。 The prediction model may be obtained from an external device via a network or may be learned by the prediction unit 140. For example, the prediction unit 140 compares the change trend of the gas-in-oil amount predicted in the past with the change trend of the gas-in-oil amount derived from the actual measured value, and performs control (feedback control) to approximate the predicted change trend to the actual measured value, thereby learning the prediction model. The prediction model may be generated for each type of gas contained in the gas-in-oil, for example. The prediction model may also be learned based on the correlation between the change trends of multiple different gases.

また、予測部140は、例えば、変圧器情報124の機器データに基づいて、同一の機器データである変圧器の油中ガス分析結果を用いて学習を行って予測モデルを生成してもよい。同一の機器データとは、例えば機器データに含まれるメーカー種別および電圧容量が同一の機器データであり、電圧容量は所定の誤差範囲を含んでもよい。また、予測部140は、メーカー種別が同一の変圧器の油中ガス分析結果のみを用いて予測モデルを学習させてもよく、電圧容量が同一の変圧器の油中ガス分析結果のみを用いて学習させてもよく、同一の変圧器の油中ガス分析結果を用いて学習させてもよい。予測部140は、どの油中ガス量を用いて学習するかについては、例えば、変圧器の特性や、予測対象のガス種別の特性、予測手法の特性、更には学習に利用可能なデータ数に応じて選択することができる。 The prediction unit 140 may also generate a prediction model by learning using the gas-in-oil analysis results of transformers, which are the same equipment data, based on the equipment data of the transformer information 124. The same equipment data is, for example, equipment data containing the same manufacturer type and voltage capacity, and the voltage capacity may include a predetermined error range. The prediction unit 140 may also learn the prediction model using only the gas-in-oil analysis results of transformers of the same manufacturer type, may also learn using only the gas-in-oil analysis results of transformers of the same voltage capacity, or may also learn using the gas-in-oil analysis results of the same transformer. The prediction unit 140 can select which gas-in-oil amount to use for learning, for example, depending on the characteristics of the transformer, the characteristics of the gas type to be predicted, the characteristics of the prediction method, and even the number of data available for learning.

また、予測部140は、例えば、ランダムフォレストやLSTM(Long Short Term Memory)等の各種の機械学習やニューラルネットワークを用いて予測モデルを学習させてもよく、クラスタリング手法に基づく予測モデルを生成してもよく、VARモデル(Vector Auto Regression Model;ベクトル自己回帰モデル)やVARMAモデル(Vector Auto Regression Moving Average model;ベクトル自動回帰移動平均モデル)等を用いて予測モデルを生成してもよい。どのような予測モデル(予測手法)を用いて予測するかについては、例えば、予測部140が予測対象の変圧器の種類や油中ガスの種類、特性等に応じて選択してもよい。例えば、予測部140は、ガス種別の間に相関関係が認められず、学習用データとして他のガス種別を含めて予測モデルを構築すると他のガス種別の変化がノイズとなって適切な予測が難しくなる変圧器については、ランダムフォレストやLSTM等により、複数の変圧器の1種類のガス種別について学習することで予測モデルを生成する。また、予測部140は、変圧器の各ガス種別の間に強い相関関係が認められるようなガス種別のガス量を予測する場合には、特徴量ベクトルに関する時系列モデルであるVARモデルや、VARMAモデル等により複数の変圧器の全てのガス種別について学習することで予測モデルを生成する。そして、予測部140は、生成された予測モデルに基づいて1以上のガス種別における将来のガス量の変化傾向を予測する。また、予測部140は、複数のガス種別におけるガス量の変化傾向を総合的に判断して、将来のガス量の変化傾向を予測してもよい。 The prediction unit 140 may learn a prediction model using various machine learning methods or neural networks such as random forest or LSTM (Long Short Term Memory), generate a prediction model based on a clustering method, or generate a prediction model using a VAR model (Vector Auto Regression Model) or a VARMA model (Vector Auto Regression Moving Average model). The prediction unit 140 may select a prediction model (prediction method) to be used for prediction, for example, according to the type of transformer to be predicted and the type and characteristics of the gas in the oil. For example, for a transformer in which no correlation is recognized between gas types and in which the changes in other gas types become noise and appropriate prediction becomes difficult when a prediction model is constructed by including other gas types as learning data, the prediction unit 140 generates a prediction model by learning about one gas type of multiple transformers using random forest or LSTM. Furthermore, when predicting the gas amount of a gas type in which a strong correlation is recognized between the gas types in the transformer, the prediction unit 140 generates a prediction model by learning about all gas types in multiple transformers using a VAR model, which is a time series model related to feature vectors, a VARMA model, or the like. Then, the prediction unit 140 predicts the future change trend of the gas amount for one or more gas types based on the generated prediction model. Furthermore, the prediction unit 140 may predict the future change trend of the gas amount by comprehensively determining the change trend of the gas amount for multiple gas types.

状態診断部150は、予測部140により予測された変圧器の油中ガス量の変化傾向に基づいて、変圧器の将来の状態を診断する。将来の状態には、例えば、次回の点検時期、将来の故障時期、または寿命のうち少なくとも一つが含まれる。寿命とは、例えば、変圧器が稼働可能な残りの期間(余命)である。上述の予測部140および状態診断部150の機能の詳細については後述する。 The condition diagnosis unit 150 diagnoses the future condition of the transformer based on the change trend of the amount of gas in the oil of the transformer predicted by the prediction unit 140. The future condition includes, for example, at least one of the next inspection time, future failure time, and lifespan. The lifespan is, for example, the remaining period (remaining life) during which the transformer can be operated. The functions of the prediction unit 140 and the condition diagnosis unit 150 will be described in detail later.

出力部160は、状態診断部150の診断結果に基づいて、出力先の装置に対応する情報を生成し、生成した情報を出力先に出力する。出力部160は、例えば、出力先の装置が表示装置の場合には、診断結果を示す画像を生成し、出力先の装置が音声出力装置である場合には、診断結果を示す音声を生成する。 The output unit 160 generates information corresponding to the destination device based on the diagnosis result of the condition diagnosis unit 150, and outputs the generated information to the destination. For example, if the destination device is a display device, the output unit 160 generates an image indicating the diagnosis result, and if the destination device is an audio output device, the output unit 160 generates audio indicating the diagnosis result.

次に、予測部140および状態診断部150の機能の詳細について具体的に説明する。図4は、予測部140および状態診断部150の機能の詳細について説明するための図である。図4の例では、変圧器の油中ガスに含まれる特定のガス(以下、ガスAと称する)の時間経過に伴う実際のガス量(実測値)と、ガスAの変化傾向とを示している。図4の横軸は時刻tを示し、縦軸はガスAのガス量[ppm]を示している。時刻tは、年月日であってもよい。図4の例において、時刻t0は変圧器の稼働開始時刻を示し、時刻t1、t2、t3は過去の点検年月日を示している。また、図4の例では、時刻t0からt3までの期間において変圧器からガスAのガス量(実測値)が所定周期で連続的に取得されているものとする。また、図4の例では、時刻t0から所定周期(例えば時間△Ta)ごとに点検が行われているものとする。また、図4の例において、ガスAのガス量が0~G1の場合には変圧器は正常であるものとし、ガス量がG1~G2の場合には変圧器のメンテナンスが必要な区間(要注意区間)であるものとする。ガス量G1およびG2は、例えば、診断対象のガス種別によって異なっていてもよく、ガス種別に関係なく同一であってもよい。 Next, the details of the functions of the prediction unit 140 and the state diagnosis unit 150 will be specifically described. FIG. 4 is a diagram for explaining the details of the functions of the prediction unit 140 and the state diagnosis unit 150. In the example of FIG. 4, the actual gas amount (actual measurement value) of a specific gas (hereinafter referred to as gas A) contained in the oil gas of the transformer over time and the change tendency of gas A are shown. The horizontal axis of FIG. 4 indicates time t, and the vertical axis indicates the gas amount [ppm] of gas A. Time t may be a date. In the example of FIG. 4, time t0 indicates the start time of operation of the transformer, and times t1, t2, and t3 indicate the past inspection dates. In addition, in the example of FIG. 4, the gas amount (actual measurement value) of gas A is continuously acquired from the transformer at a predetermined cycle during the period from time t0 to t3. In addition, in the example of FIG. 4, inspection is performed at a predetermined cycle (for example, time △Ta) from time t0. In the example of FIG. 4, when the gas amount of gas A is between 0 and G1, the transformer is considered to be normal, and when the gas amount is between G1 and G2, the transformer is considered to be in a section requiring maintenance (a section requiring caution). The gas amounts G1 and G2 may differ depending on the type of gas to be diagnosed, for example, or may be the same regardless of the gas type.

予測部140は、時刻t0~t3におけるガスAのガス量に基づいて、過去の(時刻t3より前の)変化傾向を取得する。例えば、予測部140は、時刻t0~t3におけるガス量を最小二乗法により誤差が最小となる近似直線を生成する。また、予測部140は、この直線をガスAの過去の変化傾向とし、過去の変化傾向に基づいてガスAのガス量の将来(時刻t3以降)の変化傾向を予測する。例えば、予測部140は、図4に示すように、過去の変化傾向の直線を時刻t3以降にも適用させて、将来の変化傾向を予測してもよく、ガス種別や変圧器情報124によって、図4に示す過去の変化傾向の直線の傾きを変化させて将来の変化傾向を予測してもよい。また、予測部140は、直線に代えて、所定関数に基づく近似曲線を用いて、ガス量の過去の変化傾向を取得したり、将来の変化傾向を予測してもよい。また、予測部140は、上述した予測モデルに時刻t0~t3におけるガスAのガス量を入力して、将来の変化傾向を予測してもよい。そして、予測部140は、変化傾向に基づいてガスAのガス量がG1に到達する時刻t10を予測する。 The prediction unit 140 obtains the past (before time t3) change trend based on the gas volume of gas A from time t0 to t3. For example, the prediction unit 140 generates an approximation line that minimizes the error of the gas volume from time t0 to t3 by the least squares method. The prediction unit 140 also uses this line as the past change trend of gas A and predicts the future change trend (after time t3) of the gas volume of gas A based on the past change trend. For example, as shown in FIG. 4, the prediction unit 140 may predict the future change trend by applying the line of the past change trend to time t3 and after, or may predict the future change trend by changing the slope of the line of the past change trend shown in FIG. 4 according to the gas type and transformer information 124. The prediction unit 140 may also obtain the past change trend of the gas volume or predict the future change trend using an approximation curve based on a predetermined function instead of a straight line. The prediction unit 140 may also input the gas volume of gas A from time t0 to t3 into the above-mentioned prediction model to predict the future change trend. Then, the prediction unit 140 predicts the time t10 at which the amount of gas A will reach G1 based on the change trend.

なお、正常区間と要注意区間との境界のガス量G1は、予測信頼度が閾値以上となる許容範囲が含まれてもよい。例えば、ガス量G1を基準とした予測信頼度に基づく所定の許容量△Gが設定された場合、予測部140は、ガスAのガス量の将来の変化傾向に基づき、ガス量が許容量△Gの範囲に到達する期間△Pを予測する。期間△Pは、時刻t10を中心として予測精度が閾値以上となる時刻の範囲である。 The gas amount G1 at the boundary between the normal zone and the caution zone may include an allowable range in which the prediction reliability is equal to or greater than a threshold. For example, when a predetermined allowable amount ΔG is set based on the prediction reliability with the gas amount G1 as the standard, the prediction unit 140 predicts a period ΔP in which the gas amount will reach the range of the allowable amount ΔG based on the future change trend of the gas amount of gas A. The period ΔP is the range of times centered on time t10 in which the prediction accuracy is equal to or greater than a threshold.

状態診断部150は、予測部140による予測結果に基づいて、変圧器の将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを診断する。図4の例において、状態診断部150は、時刻t3からの点検周期(時間△Ta)において、期間△P内に含まれる周期となる時刻t5を、次回の点検時期(将来の点検時期の一例)と診断する。つまり、図4の例では、時刻t3から時間△Taが経過した時刻t4では点検を行わずに、更に時間△Taが経過した時刻t5で変圧器が点検を行う状態であると診断する。なお、状態診断部150は、期間△Pのうち、時刻t10を越えないように将来の点検時期を設定するのが好ましい。したがって、上述の時刻t5が時刻t10よりも遅い時刻である場合、状態診断部150は、時刻t10を点検時期とする。これにより、ガス量がガス量G1を超えることを抑制し、より安全な点検時期を設定することができる。 The condition diagnosis unit 150 diagnoses at least one of the future inspection timing, failure timing, or lifespan of the transformer based on the prediction result by the prediction unit 140. In the example of FIG. 4, the condition diagnosis unit 150 diagnoses time t5, which is a period included in the period ΔP in the inspection cycle (time ΔTa) from time t3, as the next inspection timing (one example of a future inspection timing). That is, in the example of FIG. 4, the condition diagnosis unit 150 diagnoses that inspection is not performed at time t4, when time ΔTa has passed from time t3, and that the transformer is in a state where inspection is to be performed at time t5, when time ΔTa has further passed. Note that it is preferable for the condition diagnosis unit 150 to set the future inspection timing within the period ΔP so as not to exceed time t10. Therefore, if the above-mentioned time t5 is later than time t10, the condition diagnosis unit 150 sets time t10 as the inspection timing. This prevents the gas volume from exceeding the gas volume G1, and a safer inspection timing can be set.

また、状態診断部150は、将来の変化傾向に基づき、時刻t3から時間△Taが経過した時刻t4において、ガスAのガス量がG1を超える場合には、要注意の状態になる前に変圧器の絶縁油の入れ替えや、変圧器の交換が必要であると診断してもよい。また、状態診断部150は、時刻t10が変圧器の稼働開始時刻から所定時間以上である場合には、時刻t10を変圧器の寿命であるとして診断してもよい。この場合、状態診断部150は、寿命に対応付けた時刻を変圧器の交換時期として診断してもよい。 Furthermore, the condition diagnosis unit 150 may diagnose that it is necessary to replace the insulating oil in the transformer or replace the transformer before a condition requiring attention is reached if the amount of gas A exceeds G1 at time t4, which is a time ΔTa that has elapsed since time t3, based on the future change trend. Furthermore, the condition diagnosis unit 150 may diagnose time t10 as the end of the transformer's life if time t10 is a predetermined time or more from the start of operation of the transformer. In this case, the condition diagnosis unit 150 may diagnose the time associated with the life as the time to replace the transformer.

また、状態診断部150は、ガスの種類によっては、時刻t10を点検期間ではなく、変圧器の故障時期または絶縁油の交換時期として診断してもよい。例えば、状態診断部150は、油中ガスがガスAの場合には時刻t5を点検時期と診断し、ガスAと異なるガスBの場合には時刻t5を変圧器の故障時期と診断し、ガスA、Bと異なるガスCの場合には時刻t5を絶縁油の交換時期として診断してもよい。これにより、ガス種別ごとのガス量の将来の変化傾向に基づいて、より適切に変圧器を診断することができる。 Depending on the type of gas, the condition diagnosis unit 150 may diagnose time t10 as the time for a transformer failure or for changing the insulating oil, rather than as the inspection period. For example, if the gas in the oil is gas A, the condition diagnosis unit 150 may diagnose time t5 as the time for inspection, if the gas in the oil is gas B different from gas A, the condition diagnosis unit 150 may diagnose time t5 as the time for a transformer failure, and if the gas is gas C different from gases A and B, the condition diagnosis unit 150 may diagnose time t5 as the time for changing the insulating oil. This allows the transformer to be diagnosed more appropriately based on the future trend of changes in the gas volume for each gas type.

また、状態診断部150は、ガス量の将来の変化傾向が所定量を越えて減少傾向である場合、時刻t3から所定時間が経過してもガス量が許容量△Gに到達しない場合、または過去のガス量がすでにガス量G1またはG2を超えている場合には、変圧器に故障が発生していると診断してもよい。 The condition diagnosis unit 150 may also diagnose that a fault has occurred in the transformer if the future change trend of the gas amount exceeds a predetermined amount and is on a downward trend, if the gas amount does not reach the allowable amount ΔG even after a predetermined time has passed since time t3, or if the past gas amount has already exceeded gas amount G1 or G2.

図5は、第1の実施形態の状態診断装置100における一連の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図5の例では、すでに記憶部120に点検履歴情報122および変圧器情報124が記憶されているものとする。以降の実施形態におけるフローチャートの説明においても同様とする。図5の例において、前処理部130は、記憶部120に記憶された点検履歴情報122および変圧器情報124を取得し(ステップS100)、取得した情報に基づいて、点検履歴情報122に含まれる油中ガス分析結果に対する前処理を行う(ステップS102)。 Figure 5 is a flowchart showing a series of processing steps in the condition diagnosis device 100 of the first embodiment. In the example of Figure 5, it is assumed that the inspection history information 122 and the transformer information 124 are already stored in the storage unit 120. The same applies to the explanation of the flowcharts in the following embodiments. In the example of Figure 5, the pre-processing unit 130 acquires the inspection history information 122 and the transformer information 124 stored in the storage unit 120 (step S100), and performs pre-processing on the gas-in-oil analysis results included in the inspection history information 122 based on the acquired information (step S102).

次に、予測部140は、前処理により処理されたデータに基づいて過去および将来のガス量の変化傾向を予測する(ステップS104)。次に、状態診断部150は、予測結果に基づいて、変圧器の将来の状態を診断する(ステップS106)。次に、出力部160は、状態診断部150により診断された変圧器の将来の状態を出力する(ステップS108)。 Next, the prediction unit 140 predicts the past and future trends of change in gas volume based on the data processed by preprocessing (step S104). Next, the condition diagnosis unit 150 diagnoses the future condition of the transformer based on the prediction result (step S106). Next, the output unit 160 outputs the future condition of the transformer diagnosed by the condition diagnosis unit 150 (step S108).

上述したように第1の実施形態によれば、変圧器の将来の状態を、より適切に診断することができる。具体的には、第1の実施形態によれば、変圧器の絶縁油中ガスの分析結果に基づいて変圧器の状態を診断することで、次回の点検時期や機器の交換時期に関する情報を提供することができる。 As described above, according to the first embodiment, the future state of the transformer can be diagnosed more appropriately. Specifically, according to the first embodiment, by diagnosing the state of the transformer based on the analysis results of gas in the insulating oil of the transformer, it is possible to provide information regarding the next inspection timing and the timing of equipment replacement.

また、第1の実施形態によれば、より適切なタイミングで点検を行うだけでよく、TBM方式と比較して作業員の作業負担を軽減させることができる。例えば、半年に一度の周期で変圧器の点検を行っているような状況において、将来の変化傾向により5年後にガスAのガス量がG1に達するという結果が出た場合には、次回の点検は半年間隔で考えると4年半後に先延ばしすることができる。 In addition, according to the first embodiment, it is only necessary to perform inspections at more appropriate times, and the workload of workers can be reduced compared to the TBM method. For example, in a situation where transformer inspections are performed every six months, if the future trend shows that the amount of gas A will reach G1 in five years, the next inspection can be postponed to four and a half years later, assuming six-month intervals.

また、第1の実施形態によれば、半年後のガスAのガス量がG1を超えるという結果が出た場合には、要注意の状態になる前に変圧器のメンテナンスとして変圧器の油の入れ替えや、変圧器を交換するという対応を行うことができる。したがって、変圧器の故障による停電等のリスクを効率的に低減することができる。 In addition, according to the first embodiment, if the result shows that the gas volume of Gas A will exceed G1 six months later, it is possible to take measures such as changing the oil in the transformer or replacing the transformer as transformer maintenance before it becomes a condition requiring attention. Therefore, it is possible to efficiently reduce the risk of power outages and the like due to transformer failure.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の状態診断装置について説明する。例えば、変圧器の油中ガス量は、基本的には変圧器内部での化学変化や経年劣化により増加する傾向がみられる。しかしながら、その増加量は、変圧器の機器特性や使用状況によって異なる場合もある。また、予測手法は、油中ガス量の長期的な変化傾向の予測を得意とするものや短期的な予測を得意とするもの、特定のガスに対して高い信頼度(精度)を待つもの等が存在する。そのため、第2の実施形態では、油中ガス量の変化傾向を予測するために、複数の予測手法を用いて予測を行い、複数の予測結果を総合的に判断して変圧器の状態を診断する。なお、以下の説明において、第1の実施形態における状態診断装置100の各構成のうち、機能が同一である構成には第1の実施形態と同様の符号を付するものとし、さらに共通事項に関する具体的な説明は省略する。以降の実施形態の説明においても同様とする。
Second Embodiment
Next, a condition diagnosis device of the second embodiment will be described. For example, the amount of gas in oil of a transformer basically tends to increase due to chemical changes and aging inside the transformer. However, the amount of increase may vary depending on the equipment characteristics and usage conditions of the transformer. In addition, there are prediction methods that are good at predicting the long-term change trend of the amount of gas in oil, those that are good at short-term prediction, and those that wait for high reliability (precision) for a specific gas. Therefore, in the second embodiment, in order to predict the change trend of the amount of gas in oil, prediction is performed using multiple prediction methods, and the multiple prediction results are comprehensively judged to diagnose the state of the transformer. In the following description, among the components of the condition diagnosis device 100 in the first embodiment, components that have the same function are assigned the same reference numerals as in the first embodiment, and further specific descriptions of common matters are omitted. The same applies to the descriptions of the following embodiments.

図6は、第2の実施形態の状態診断装置100Aの構成例を示す図である。図6に示す状態診断装置100Aは、例えば、点検結果取得部110と、記憶部120と、前処理部130Aと、複数の予測部140A-1~140-n(nは2以上の整数)と、状態診断部150と、出力部160とを備える。状態診断装置100Aは、第1の実施形態の状態診断装置100と比較して、前処理部130、予測部140、状態診断部150に代えて、前処理部130A、複数の予測部140A-1~140A-n、状態診断部150Aを備える点で相違する。以下では、主に上述した相違点を中心として説明する。 Figure 6 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100A of the second embodiment. The condition diagnosis device 100A shown in Figure 6 includes, for example, an inspection result acquisition unit 110, a storage unit 120, a pre-processing unit 130A, multiple prediction units 140A-1 to 140-n (n is an integer equal to or greater than 2), a condition diagnosis unit 150, and an output unit 160. Compared to the condition diagnosis device 100 of the first embodiment, the condition diagnosis device 100A differs in that, instead of the pre-processing unit 130, the prediction unit 140, and the condition diagnosis unit 150, the condition diagnosis device 100A includes a pre-processing unit 130A, multiple prediction units 140A-1 to 140A-n, and a condition diagnosis unit 150A. The following mainly describes the above-mentioned differences.

第2の実施形態の前処理部130Aは、複数の予測部140A-1~140A-nのそれぞれに、前処理した情報を出力する。この場合、前処理部130Aは、予測部140Aごとの予測手法に対応させて入力データのフォーマット等を調整してもよい。 The preprocessing unit 130A of the second embodiment outputs preprocessed information to each of the multiple prediction units 140A-1 to 140A-n. In this case, the preprocessing unit 130A may adjust the format of the input data to correspond to the prediction method of each prediction unit 140A.

複数の予測部140A-1~140A-nのそれぞれは、前処理部130Aから入力したデータに基づいて、それぞれが他の予測部とは異なる予測手法を用いて油中ガスの変化傾向を予測する。予測手法は、例えば、診断対象の変圧器またはガス種別に基づいてそれぞれ特性の異なるものが適用される。特性とは、例えば予測モデルのアルゴリズムの特徴等によって、ガス量の長期的な変化傾向の予測を得意とするものや、短期的な変化傾向を得意とするもの、特定のガス量に高い信頼性を持つもの等の特性である。 Each of the multiple prediction units 140A-1 to 140A-n predicts the change trend of the gas in the oil using a prediction method different from that of the other prediction units based on the data input from the pre-processing unit 130A. For example, a prediction method with different characteristics is applied based on the transformer or gas type to be diagnosed. The characteristics are, for example, characteristics that are good at predicting long-term change trends in gas volume, good at short-term change trends, or have high reliability for specific gas volumes, depending on the characteristics of the algorithm of the prediction model.

予測部140A-1~140A-nにより実行される複数の予測手法の種類および数については、例えば、変圧器情報124に含まれる機器データ(メーカー種別、電圧容量)、変圧器の機器特性、使用状況に基づいて選定してもよく、予測対象のガス種別によって選定されてもよい。例えば、メーカーがA社の変圧器で油中ガスに含まれるガスAのガス量の変化傾向を予測する場合には予測手法Aが選定され、B社の変圧器で油中ガスに含まれるガスAのガス量の変化傾向を予測する場合には予測手法Bが選定される。また、変圧器の稼働年が10年以上の場合には予測手法Cが選定され、変圧器の稼働年が20年以上の場合には予測手法Dが選定される。 The types and number of prediction methods executed by prediction units 140A-1 to 140A-n may be selected, for example, based on the equipment data (manufacturer type, voltage capacity), transformer equipment characteristics, and usage status included in transformer information 124, or may be selected based on the type of gas to be predicted. For example, prediction method A is selected when predicting the change trend of the amount of gas A contained in oil-in-gas in a transformer made by manufacturer A, and prediction method B is selected when predicting the change trend of the amount of gas A contained in oil-in-gas in a transformer made by manufacturer B. Furthermore, prediction method C is selected when the transformer has been in operation for 10 years or more, and prediction method D is selected when the transformer has been in operation for 20 years or more.

また、変圧器は、電圧クラスや負荷状況によってガス量の変化傾向が異なる。電圧クラスとは、変圧器ごとに設定される使用可能な電圧の大きさである。また、負荷状況とは、変圧器の連続運転時間や使用頻度、現在までの油中ガス量の変化傾向、油中ガス種の油中ガス量の割合等の使用状況に基づく変圧器の負荷の度合である。したがって、特定手法だけで予測モデルを生成すると、変化傾向を適切に学習できない可能性がある。そのため、第2の実施形態において、予測部140A-1~140A-nでは、状態を診断する対象の変圧器の電圧クラスまたは負荷状況のうち一方または双方に基づいて、変圧器の油中ガス量の予測手法の切り替え、または複数の予測手法の組み合わせによって、変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測する。 The change tendency of the gas amount of a transformer differs depending on the voltage class and the load condition. The voltage class is the magnitude of the available voltage set for each transformer. The load condition is the degree of load on the transformer based on the usage conditions such as the continuous operation time and frequency of use of the transformer, the change tendency of the amount of gas in oil to date, and the ratio of the amount of gas in oil to the type of gas in oil. Therefore, if a prediction model is generated using only a specific method, it may not be possible to properly learn the change tendency. Therefore, in the second embodiment, the prediction units 140A-1 to 140A-n predict the change tendency of the amount of gas in oil of the transformer by switching the prediction method of the amount of gas in oil of the transformer or by combining multiple prediction methods based on one or both of the voltage class and the load condition of the transformer to be diagnosed.

例えば、第2の実施形態において、前処理部130Aは、現在までのガス量の変化の増減の幅を算出し、算出した幅(変化)のばらつきが多い場合(幅が閾値以上の場合)にはノイズの影響や絶縁油の偏りが起きやすい傾向のある変圧器と判断する。そして、前処理部130Aは、ガス量の変化が増加傾向になるか減少傾向になるかを判断可能なトレンド予測に適した予測手法を選択し、ガス量変化の増減の幅が安定している場合に、ガス量そのものを予測する手法を選択して予測部に予測させる。また、前処理部130Aは、変化の増減の幅が閾値以上である場合の予測手法と、変化の増減の幅が閾値未満である場合の予測手法を設定し、変圧器の増減の幅に応じて予測手法を切り替えて予測部に予測させてもよい。また、変圧器によってはガス種別によってガス量の変化傾向が異なる場合がある。そのため、予測部140A-1~140A-nは、ガス種別ごとに対応付けられた予測手法で予測を行い、それらの予測結果を組み合わせて全体のガス量の変化を予測してもよい。なお、予測手法の種類および数については、状態診断装置100Aの利用者の操作により選定されてもよく、固定の種類および数が設定されていてもよい。複数の予測部140A-1~140A-nのそれぞれは、予測結果を状態診断部150Aに出力する。 For example, in the second embodiment, the preprocessing unit 130A calculates the range of increase and decrease in the change in the gas amount up to the present, and if the calculated range (change) varies widely (if the range is equal to or greater than a threshold), it is determined that the transformer is prone to noise influence or bias in the insulating oil. Then, the preprocessing unit 130A selects a prediction method suitable for trend prediction that can determine whether the change in the gas amount will tend to increase or decrease, and if the range of increase and decrease in the change in the gas amount is stable, selects a method for predicting the gas amount itself and makes the prediction unit make a prediction. In addition, the preprocessing unit 130A may set a prediction method when the range of increase and decrease in the change is equal to or greater than a threshold, and a prediction method when the range of increase and decrease in the change is less than the threshold, and make the prediction unit make a prediction by switching the prediction method according to the range of increase and decrease in the transformer. In addition, depending on the transformer, the change trend of the gas amount may differ depending on the gas type. Therefore, the prediction units 140A-1 to 140A-n may make predictions using prediction methods associated with each gas type, and combine the prediction results to predict the change in the overall gas amount. The type and number of prediction methods may be selected by the user of the condition diagnosis device 100A, or a fixed type and number may be set. Each of the multiple prediction units 140A-1 to 140A-n outputs a prediction result to the condition diagnosis unit 150A.

状態診断部150Aは、複数の予測部140A-1~140A-nのうち一以上から得られるガス量の変化傾向の予測結果を総合的に判断して将来の油中ガス量の変化傾向を予測する。例えば、状態診断部150Aは、複数の油中ガス量の将来の変化傾向を平均した結果を用いて変圧器の将来の状態を診断してもよく、変化が最大または最小となる変化傾向を用いて将来の状態を診断してもよい。 The condition diagnosis unit 150A predicts the future change trend of the gas-in-oil amount by comprehensively judging the prediction results of the change trend of the gas amount obtained from one or more of the multiple prediction units 140A-1 to 140A-n. For example, the condition diagnosis unit 150A may diagnose the future condition of the transformer using the average result of the future change trends of the multiple gas-in-oil amounts, or may diagnose the future condition using the change trend that maximizes or minimizes the change.

また、状態診断部150Aは、ガス種別に応じて、予測手法ごとに所定の重みを付与し、重みが大きい予測手法によって予測された変化傾向に基づいて診断された結果の優先度を大きくしてもよい。この場合、ガス種別に応じた重みは、例えば、過去のガス量の変化傾向の予測結果と、実際のガス量の変化傾向とが近い予測手法ほど、そのガス種別に対する重みが重くなるように設定されている。 The condition diagnosis unit 150A may also assign a predetermined weight to each prediction method according to the gas type, and increase the priority of the results diagnosed based on the change trend predicted by a prediction method with a larger weight. In this case, the weight according to the gas type is set so that, for example, the closer the prediction result of the change trend of the gas amount in the past is to the change trend of the actual gas amount, the heavier the weight for that gas type.

例えば、状態診断部150Aは、長期的な予測を得意とする予測手法による予測結果と、短期的な予測を得意とする予測手法による予測結果とを組み合わせた将来の変化傾向に基づいて、変圧器の診断を行ってもよい。また、状態診断部150Aは、例えば、予測部140A-1で行ったガスAのガス量の変化傾向と、予測部140A-2で行ったガスBのガス量の変化傾向との相関関係に基づいて、ガスCのガス量の変化傾向を予測したり、変圧器の診断を行ってもよい。 For example, the condition diagnosis unit 150A may diagnose the transformer based on future change trends that combine prediction results from a prediction method that excels at long-term prediction with prediction results from a prediction method that excels at short-term prediction. The condition diagnosis unit 150A may also predict the change trend of the gas volume of gas C and diagnose the transformer based on the correlation between the change trend of the gas volume of gas A performed by the prediction unit 140A-1 and the change trend of the gas volume of gas B performed by the prediction unit 140A-2.

なお、新設の変圧器の場合には、過去の点検履歴が少ないため予測モデルを生成するための学習データも少ない。そのため、油中ガス量の将来の変化傾向を適切に予測できない可能性がある。この場合、複数の予測部140A-1~140A-nのうちの少なくとも一つは、変圧器の油中ガスの物理的な観点に基づく情報(以下、物理的観点情報)または化学的な観点に基づく情報(以下、化学的観点情報)のうち、一方または双方を用いた予測手法で予測を行う。 In the case of newly installed transformers, there is little past inspection history, and therefore little learning data for generating a prediction model. As a result, it may not be possible to properly predict the future trend of changes in the amount of gas in the oil. In this case, at least one of the multiple prediction units 140A-1 to 140A-n makes predictions using a prediction method that uses either or both of information based on the physical perspective of the gas in the transformer's oil (hereinafter, physical perspective information) and information based on the chemical perspective (hereinafter, chemical perspective information).

物理的観点情報には、例えば、各ガス種別の相関関係や変圧器の経年変化量、変圧器の負荷率等が含まれる。複数の予測部140A-1~140A-nのうちの少なくとも一つは、油中ガスの分析結果に代えて(または加えて)、上述した物理的観点情報を入力とし、将来のガス量の変化傾向を出力とする予測ロジックに基づいて予測を行う。 The physical perspective information includes, for example, the correlation between each gas type, the amount of change in the transformer over time, the load factor of the transformer, etc. At least one of the multiple prediction units 140A-1 to 140A-n inputs the above-mentioned physical perspective information instead of (or in addition to) the results of the gas-in-oil analysis, and makes a prediction based on a prediction logic that outputs the future trend of change in the gas volume.

また、化学的観点情報には、例えば、絶縁油の過熱や放電、絶縁紙(セルロース)の分解により発生する気体の種類や発生量に関する情報が含まれる。例えば、変圧器が過熱および放電することにより、絶縁油が分解されて特定ガスが発生する。例えば、局部過熱の場合には、メタンが発生し、温度が高くなると水素が増加し、アセチレンも発生する。また、部分放電の場合には、主に水素やアセチレンが発生する。また、アーク放電の場合には、水素やアセチレンが多く発生し、更にはエチレンやメタン等も発生する。また、変圧器内部の巻線の導体被覆として使用される絶縁紙は、巻線に流れる大電流によって生じる熱や有機材料に吸着している水分によって徐々に分解され、炭酸ガスやフルフラール、アセトン等が発生する。これらの気体の発生量は、電流値や水分量によって決定される。複数の予測部140A-1~140A-nのうちの少なくとも一つは、油中ガスの分析結果に代えて(または加えて)、上述した化学観点情報を入力とし、将来のガス量の変化傾向を出力とする予測ロジックに基づいて予測を行う。このように、物理的観点情報および化学的観点情報に基づいて予測を行うことで、油中ガスの分析結果がないまたは少ない場合であっても、変化傾向を予測することができる。 The chemical information also includes information on the type and amount of gas generated by, for example, overheating or discharge of insulating oil, or decomposition of insulating paper (cellulose). For example, when a transformer overheats or discharges, insulating oil decomposes and generates a specific gas. For example, in the case of local overheating, methane is generated, and as the temperature increases, hydrogen increases and acetylene is also generated. In the case of partial discharge, mainly hydrogen and acetylene are generated. In the case of arc discharge, hydrogen and acetylene are generated in large amounts, and ethylene and methane are also generated. In addition, insulating paper used as a conductor coating for windings inside a transformer is gradually decomposed by heat generated by the large current flowing through the winding and moisture adsorbed on the organic material, generating carbon dioxide, furfural, acetone, etc. The amount of these gases generated is determined by the current value and the amount of moisture. At least one of the multiple prediction units 140A-1 to 140A-n inputs the above-mentioned chemical perspective information instead of (or in addition to) the results of the gas-in-oil analysis, and makes a prediction based on a prediction logic that outputs the future change trend of the gas amount. In this way, by making a prediction based on physical perspective information and chemical perspective information, it is possible to predict the change trend even when there are no or few gas-in-oil analysis results.

なお、予測部140Aは、上述した物理的観点情報および化学的観点情報の両方を用いてガス量の変化傾向を予測してもよい。例えば、絶縁油の過熱や放電、絶縁紙(セルロース)の分解の起こり易さや発生するガス量は、変圧器の経年数や負荷率で変化する。したがって、これらの情報を組み合わせることで、より適切にガス量の変化傾向を予測することができる。 The prediction unit 140A may predict the change trend of the gas amount using both the physical perspective information and the chemical perspective information described above. For example, the likelihood of overheating or discharge of insulating oil, and decomposition of insulating paper (cellulose), and the amount of gas generated vary depending on the age and load factor of the transformer. Therefore, by combining these pieces of information, it is possible to more appropriately predict the change trend of the gas amount.

状態診断部150Aは、上述した物理的観点情報や化学的観点情報に基づいて予測された結果も含めて、ガス量の将来の変化傾向を総合的に診断することで、予測対象である変圧器の固有の特性を十分に反映した診断を行うことができる。なお、物理的観点情報または化学的観点情報を用いた予測は、新設の変圧器に限定されず、例えば十分な学習データが得られるような長年使用している変圧器の場合に適用させてもよい。 The condition diagnosis unit 150A can perform a diagnosis that fully reflects the inherent characteristics of the transformer being predicted by comprehensively diagnosing the future change trend of the gas amount, including the results predicted based on the above-mentioned physical perspective information and chemical perspective information. Note that predictions using physical perspective information or chemical perspective information are not limited to newly installed transformers, and may be applied, for example, to transformers that have been in use for many years and for which sufficient learning data can be obtained.

第2の実施形態の状態診断装置100Aにおける一連の処理の流れについては、上述した第1の実施形態の状態診断装置100におけるステップS100~S108の処理と同様の流れで処理を行うことができるため、ここでの具体的な説明は省略する。なお、第2の実施形態の場合、ステップS102の処理では、前処理部130Aが前処理を実行し、ステップS104の処理では、予測部140A-1~140A-nのそれぞれが異なる予測手法で変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測する。また、ステップS106の処理では、状態診断部150Aが、複数の予測部140A-1~140A-nによって予測された結果を総合的に判断して、変圧器の状態を診断する。 The flow of the series of processes in the condition diagnosis device 100A of the second embodiment can be performed in a similar manner to the processes in steps S100 to S108 in the condition diagnosis device 100 of the first embodiment described above, so a detailed description will be omitted here. In the case of the second embodiment, in the process of step S102, the pre-processing unit 130A performs pre-processing, and in the process of step S104, the prediction units 140A-1 to 140A-n each predict the change trend of the gas-in-oil amount in the transformer using a different prediction method. In the process of step S106, the condition diagnosis unit 150A comprehensively judges the results predicted by the multiple prediction units 140A-1 to 140A-n to diagnose the condition of the transformer.

上述したように第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏する他、複数の予測部140A-1~140A-nを用いて異なる予測手法で予測を行い、それぞれの予測結果を総合的に判断して最終的な予測結果を導出することで、変圧器の状態をより適切に診断することができる。 As described above, the second embodiment not only achieves the same effects as the first embodiment, but also uses multiple prediction units 140A-1 to 140A-n to perform predictions using different prediction methods, and then comprehensively evaluates each prediction result to derive a final prediction result, thereby enabling a more appropriate diagnosis of the transformer's condition.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態の状態診断装置について説明する。例えば、予測部140で用いられる予測モデルは、過去の油中ガス量の変化傾向を学習することで生成されるが、時間要素も含めて学習を行うため、経年劣化等の要素も含まれる。しかしながら、経年劣化は、変圧器の使用状況や周囲環境の影響によって異なるため、前回の点検時よりも経年劣化が進行している場合もありえる。したがって、第3の実施形態では、前回の点検時に予測した変圧器の油中ガス量(予測値)と新たに取得した変圧器の油中ガス量(実測値)を比較し、過去の予測誤差と比較して閾値以上の誤差が生じた場合には経年劣化の傾向に変化が発生したものとして、変圧器の油中ガス量の変化傾向を補正する。
Third Embodiment
Next, a condition diagnosis device according to a third embodiment will be described. For example, the prediction model used in the prediction unit 140 is generated by learning the past change trends of the amount of gas in oil, but since the learning is performed including the time element, factors such as aging deterioration are also included. However, since the aging deterioration differs depending on the usage conditions of the transformer and the influence of the surrounding environment, it is possible that the aging deterioration has progressed since the previous inspection. Therefore, in the third embodiment, the amount of gas in oil of the transformer predicted at the previous inspection (predicted value) is compared with the newly acquired amount of gas in oil of the transformer (actual value), and if an error equal to or greater than a threshold occurs compared to the past prediction error, it is determined that a change has occurred in the trend of aging deterioration, and the change trend of the amount of gas in oil of the transformer is corrected.

図7は、第3の実施形態の状態診断装置100Bの構成例を示す図である。状態診断装置100Bは、例えば、点検結果取得部110と、記憶部120と、前処理部130と、予測部140と、状態診断部150Bと、出力部160と、補正値生成部170とを備える。状態診断装置100Bは、第1の実施形態の状態診断装置100と比較して、状態診断部150に代えて状態診断部150Bを備え、更に補正値生成部170を備える点で相違する。以下では、主に上述した相違点を中心として説明する。 Figure 7 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100B of the third embodiment. The condition diagnosis device 100B includes, for example, an inspection result acquisition unit 110, a storage unit 120, a preprocessing unit 130, a prediction unit 140, a condition diagnosis unit 150B, an output unit 160, and a correction value generation unit 170. Compared to the condition diagnosis device 100 of the first embodiment, the condition diagnosis device 100B differs in that it includes a condition diagnosis unit 150B instead of the condition diagnosis unit 150, and further includes a correction value generation unit 170. The following mainly describes the above-mentioned differences.

補正値生成部170は、前回の点検時に予測した変圧器の油中ガス量と、今回新たに取得した変圧器の油中ガス量とを比較し、油中ガス量の予測誤差(例えば、ガス種別ごとのガス量ごとの誤差)を取得する。また、補正値生成部170は、予測誤差が閾値以上である場合に、経年劣化の傾向に変化が発生したものとして、変圧器の油中ガス量の変化傾向に対する補正値を生成する。補正値生成部170は、例えば、油中ガス量の予測誤差が閾値未満になるように油中ガス量の変化傾向に対する補正値を生成する。 The correction value generating unit 170 compares the amount of gas in the oil of the transformer predicted at the time of the previous inspection with the amount of gas in the oil of the transformer newly acquired this time, and obtains the prediction error of the amount of gas in the oil (e.g., the error for each gas amount for each gas type). Furthermore, if the prediction error is equal to or greater than a threshold, the correction value generating unit 170 assumes that a change has occurred in the tendency of deterioration over time, and generates a correction value for the change trend of the amount of gas in the oil of the transformer. For example, the correction value generating unit 170 generates a correction value for the change trend of the amount of gas in the oil so that the prediction error of the amount of gas in the oil is less than the threshold.

状態診断部150Bは、予測部140により予測された油中ガス量の変化傾向に対して、補正値生成部170により生成された補正値で補正して、将来の油中ガス量の状態を診断する。なお、補正値生成部170により補正値が生成されていない場合、状態診断部150Bは、予測部140により予測された油中ガス量の変化傾向に補正を行わない。 The condition diagnosis unit 150B corrects the change trend of the amount of gas in the oil predicted by the prediction unit 140 with the correction value generated by the correction value generation unit 170, and diagnoses the future state of the amount of gas in the oil. Note that if a correction value is not generated by the correction value generation unit 170, the condition diagnosis unit 150B does not correct the change trend of the amount of gas in the oil predicted by the prediction unit 140.

図8は、第3の実施形態の状態診断装置100Bにおける一連の処理の流れを示すフローチャートである。図8の例は、図5に示す第1の実施形態の状態診断装置100のステップS100~S108の処理と比較して、ステップS200~S204の処理が追加されている点で相違する。したがって、以下では、主に上述の相違点を中心として説明し、他の処理の説明は省略する。 Figure 8 is a flowchart showing the flow of a series of processes in the condition diagnosis device 100B of the third embodiment. The example in Figure 8 differs from the process of steps S100 to S108 of the condition diagnosis device 100 of the first embodiment shown in Figure 5 in that the process of steps S200 to S204 has been added. Therefore, the following description will mainly focus on the above-mentioned differences, and descriptions of other processes will be omitted.

図8の例において、ステップS104の処理後、補正値生成部170は、前回点検時に予測した油中ガス量と、今回取得した変圧器の油中ガス量とを比較する(ステップS200)。次に、補正値生成部170は、前回点検時に予測した油中ガス量と、今回取得した変圧器の油中ガス量との誤差が閾値以上であるか否かを判定する(ステップS202)。誤差が閾値以上であると判定した場合、誤差量に基づいて補正値を生成する(ステップS204)。 In the example of FIG. 8, after processing in step S104, the correction value generating unit 170 compares the amount of gas in oil predicted during the previous inspection with the amount of gas in oil of the transformer acquired this time (step S200). Next, the correction value generating unit 170 determines whether the error between the amount of gas in oil predicted during the previous inspection and the amount of gas in oil of the transformer acquired this time is equal to or greater than a threshold value (step S202). If it is determined that the error is equal to or greater than the threshold value, a correction value is generated based on the amount of error (step S204).

第3の実施形態において、ステップS204の処理後、またはステップS202の処理において、誤差が閾値未満である場合、状態診断部150Bは、変圧器の将来の状態を診断する(ステップS106)。この場合、状態診断部150Bは、誤差が閾値以上である場合には、予測された油中ガス量の変化傾向および補正値に基づいて変圧器の現在の状態を診断したり、将来の状態を予測する。状態診断部150Bは、誤差が閾値未満である場合には、予測された油中ガス量の変化傾向に基づいて変圧器の現在の状態を診断したり、将来の状態を予測する。 In the third embodiment, after the processing of step S204 or in the processing of step S202, if the error is less than the threshold value, the condition diagnosis unit 150B diagnoses the future condition of the transformer (step S106). In this case, if the error is equal to or greater than the threshold value, the condition diagnosis unit 150B diagnoses the current condition of the transformer or predicts the future condition based on the predicted change trend of the amount of gas in the oil and the correction value. If the error is less than the threshold value, the condition diagnosis unit 150B diagnoses the current condition of the transformer or predicts the future condition based on the predicted change trend of the amount of gas in the oil.

上述したように第3の実施形態によれば、第2の実施形態と同様の効果を奏する他、予測値と実測値との比較によって得られた誤差量に応じて、予測情報の補正を行うことで、変圧器の将来の状態をより適切に予測することができる。 As described above, the third embodiment not only achieves the same effects as the second embodiment, but also corrects the prediction information according to the amount of error obtained by comparing the predicted value with the actual measured value, thereby making it possible to more appropriately predict the future state of the transformer.

(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態の状態診断装置について説明する。例えば、変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測する場合、過去の変圧器の油中ガス量や変圧器機器データに基づいて、予測モデルを生成するが、例えば点検時の直前に変圧器の内部状態に何らかの現象(変圧器が故障する前兆)が生じた場合には、この現象から変圧器の油中ガス量に変化が生じる可能性がある。そのため、点検時の変圧器の油中ガス量の変化だけでは変圧器の状態を適切に診断できない場合がある。そのため、第4の実施形態では、変圧器の状態を検知するセンサによって検出されたセンシングデータに基づいて、予測部140により予測された油中ガス量の変化傾向を補正する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the condition diagnosis device will be described. For example, when predicting the change trend of the amount of gas in oil in a transformer, a prediction model is generated based on the past amount of gas in oil in the transformer and transformer equipment data. However, if some phenomenon (a sign of transformer failure) occurs in the internal state of the transformer just before inspection, this phenomenon may cause a change in the amount of gas in oil in the transformer. Therefore, there are cases where the condition of the transformer cannot be properly diagnosed based only on the change in the amount of gas in oil in the transformer at the time of inspection. Therefore, in the fourth embodiment, the change trend of the amount of gas in oil predicted by the prediction unit 140 is corrected based on the sensing data detected by a sensor that detects the state of the transformer.

図9は、第4の実施形態の状態診断装置100Cの構成例を示す図である。図9に示す状態診断装置100Cは、例えば、点検結果取得部110と、記憶部120Cと、前処理部130と、予測部140と、状態診断部150Cと、出力部160と、センシングデータ取得部180と、状態推定部190とを備える。状態診断装置100Cは、第1の実施形態の状態診断装置100と比較して、記憶部120および状態診断部150に代えて、記憶部120Cおよび状態診断部150Cを備える点で相違する。更に状態診断装置100Cは、状態診断装置100と比較して、センシングデータ取得部180および状態推定部190を備える点で相違する。したがって、以下では、主に上述した相違点を中心として説明する。 Figure 9 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100C of the fourth embodiment. The condition diagnosis device 100C shown in Figure 9 includes, for example, an inspection result acquisition unit 110, a memory unit 120C, a preprocessing unit 130, a prediction unit 140, a condition diagnosis unit 150C, an output unit 160, a sensing data acquisition unit 180, and a condition estimation unit 190. Compared to the condition diagnosis device 100 of the first embodiment, the condition diagnosis device 100C differs in that it includes a memory unit 120C and a condition diagnosis unit 150C instead of the memory unit 120 and the condition diagnosis unit 150. Furthermore, compared to the condition diagnosis device 100, the condition diagnosis device 100C differs in that it includes a sensing data acquisition unit 180 and a condition estimation unit 190. Therefore, the following description will mainly focus on the above-mentioned differences.

図9に示すように診断対象の変圧器200には、一以上のセンサが設置されている。センサ210は、例えば、変圧器200から出力される音を検出するマイク等の音センサや、変圧器200の振動を検出する加速度センサ等の振動センサ、変圧器の温度(例えば、内部温度または外部温度)を検出する温度センサ、変圧器200の所定部位または全体の匂いを検出する匂いセンサ等が含まれる。匂いセンサは、異臭や匂いの程度(度合)を検出してもよく、匂いの元となるガスの種類を検出してもよい。センサ210は、変圧器200に取り付けられた常設センサでもよく、点検のときだけ仮設するセンサ(以下、仮設センサと称する)であってもよい。仮設センサは、変圧器200やその周辺に着脱自在に設置可能なセンサである。仮設センサは、例えば、前回までの診断結果に基づいて、近い将来に故障する可能性が高いと判断される変圧器や、状態を詳細に取得したい変圧器、状態推定や状態診断の精度を向上させたい変圧器に設置される。仮設センサを設置することで、より多くの情報を検出することができ、その後の状態推定部190における推定精度や状態診断部150における診断精度を向上させることができる。センサ210は、検出したデータ(センシングデータ)を、所定周期または所定タイミングでLANやWAN等のネットワークを介して状態診断装置100Cに送信する。 As shown in FIG. 9, one or more sensors are installed on the transformer 200 to be diagnosed. The sensor 210 includes, for example, a sound sensor such as a microphone that detects sound output from the transformer 200, a vibration sensor such as an acceleration sensor that detects vibration of the transformer 200, a temperature sensor that detects the temperature of the transformer (for example, the internal temperature or the external temperature), and an odor sensor that detects the odor of a specific part or the entire transformer 200. The odor sensor may detect the degree (level) of an abnormal odor or odor, or may detect the type of gas that is the source of the odor. The sensor 210 may be a permanent sensor attached to the transformer 200, or a sensor that is temporarily installed only during inspection (hereinafter referred to as a temporary sensor). The temporary sensor is a sensor that can be installed detachably on the transformer 200 or its surroundings. The temporary sensor is installed, for example, on a transformer that is determined to have a high possibility of failure in the near future based on the previous diagnosis results, a transformer whose state is to be obtained in detail, or a transformer whose state estimation and state diagnosis accuracy is to be improved. By installing a temporary sensor, more information can be detected, improving the estimation accuracy of the condition estimation unit 190 and the diagnosis accuracy of the condition diagnosis unit 150. The sensor 210 transmits the detected data (sensing data) to the condition diagnosis device 100C via a network such as a LAN or WAN at a predetermined interval or at a predetermined timing.

センシングデータ取得部180は、センサ210から送信されたセンシングデータを取得する。また、センシングデータ取得部180は、取得したセンシングデータと、変圧器IDとセンシングデータが検知された時刻情報とを対応付けて、センシングデータ126として記憶部120Cに格納させる。また、センシングデータ取得部180は、取得したデータを点検履歴情報122に記憶してもよく、状態推定部190に出力してもよい。記憶部120Cには、状態診断装置100の記憶部120に格納される情報に加えて、センシングデータ126が格納される。 The sensing data acquisition unit 180 acquires the sensing data transmitted from the sensor 210. The sensing data acquisition unit 180 also associates the acquired sensing data with the transformer ID and time information at which the sensing data was detected, and stores the associated sensing data in the memory unit 120C as sensing data 126. The sensing data acquisition unit 180 may also store the acquired data in the inspection history information 122, or output the data to the condition estimation unit 190. The memory unit 120C stores the sensing data 126 in addition to the information stored in the memory unit 120 of the condition diagnosis device 100.

状態推定部190は、記憶部120Cに記憶されたセンシングデータ126から診断対象の変圧器IDのセンシングデータを取得し、取得したセンシングデータに基づいて、変圧器200の内部の状態に関する推定処理を行う。例えば、状態推定部190は、センシングデータに含まれる変圧器から出力された音の周波数分析を行い、分析による音の周波数特性と、変圧器の不具合時に出力される音の周波数特性とを比較することで、変圧器200の状態を推定する。例えば、音の周波数特性の類似度が所定値未満である場合、変圧器200は正常状態であると推定し、所定値以上である場合には、変圧器200に不具合が生じている、または近い将来(所定の短い期間)に不具合が生じる可能性が高いと推定する。 The state estimation unit 190 acquires sensing data of the transformer ID to be diagnosed from the sensing data 126 stored in the memory unit 120C, and performs estimation processing on the internal state of the transformer 200 based on the acquired sensing data. For example, the state estimation unit 190 performs frequency analysis of the sound output from the transformer included in the sensing data, and estimates the state of the transformer 200 by comparing the frequency characteristics of the sound obtained by the analysis with the frequency characteristics of the sound output when the transformer is malfunctioning. For example, if the similarity of the frequency characteristics of the sounds is less than a predetermined value, it estimates that the transformer 200 is in a normal state, and if it is equal to or greater than the predetermined value, it estimates that the transformer 200 is malfunctioning or is highly likely to malfunction in the near future (a predetermined short period of time).

また、状態推定部190は、音による推定に代えて(または加えて)、センシングデータに含まれる変圧器200の振動についての周波数分析を行ってもよい。この場合、状態推定部190は、分析結果の振動の周波数特性と、変圧器200の不具合時に出力される振動の周波数特性とを比較することで、変圧器の状態を推定する。また、センシングデータ取得部180は、音や振動に代えて(または加えて)、センシングデータに含まれる温度と、変圧器の不具合時の温度とを比較して、変圧器の状態を推定してもよい。 In addition, instead of (or in addition to) sound-based estimation, the state estimation unit 190 may perform frequency analysis of the vibrations of the transformer 200 contained in the sensing data. In this case, the state estimation unit 190 estimates the state of the transformer by comparing the frequency characteristics of the vibrations of the analysis results with the frequency characteristics of the vibrations output when the transformer 200 is malfunctioning. In addition, instead of (or in addition to) sound or vibration, the sensing data acquisition unit 180 may estimate the state of the transformer by comparing the temperature contained in the sensing data with the temperature when the transformer is malfunctioning.

また、状態推定部190は、音や振動、温度に代えて(または加えて)、センシングデータに含まれる変圧器200の匂いの程度や種類に基づいて、変圧器200の状態を推定してもよい。この場合、状態推定部190は、匂いの程度が大きくなるほど変圧器200に不具合が生じる可能性が高いと推定してもよく、所定のガス種別の匂いの程度が閾値以上である場合に、変圧器200に不具合が生じていると推定してもよい。 In addition, the state estimation unit 190 may estimate the state of the transformer 200 based on the level and type of odor of the transformer 200 contained in the sensing data, instead of (or in addition to) sound, vibration, or temperature. In this case, the state estimation unit 190 may estimate that the greater the level of odor, the more likely it is that a malfunction will occur in the transformer 200, and may estimate that a malfunction has occurred in the transformer 200 when the level of odor of a specified gas type is equal to or greater than a threshold value.

また、状態推定部190は、変圧器200の種類や特性、変圧器200の周囲環境に応じて、センシングデータに含まれる音、振動、温度、匂いを示すデータのうち、一以上のデータを選択的に利用して、変圧器の状態を推定してもよい。また、状態推定部190は、センシングデータ取得部180がセンサ210から取得したセンシングデータに基づいて変圧器200の状態を周期的に監視してもよい。 The state estimation unit 190 may also estimate the state of the transformer by selectively using one or more of the data indicating sound, vibration, temperature, and smell contained in the sensing data depending on the type and characteristics of the transformer 200 and the surrounding environment of the transformer 200. The state estimation unit 190 may also periodically monitor the state of the transformer 200 based on the sensing data acquired by the sensing data acquisition unit 180 from the sensor 210.

状態診断部150Cは、予測部140により予測された油中ガス量の変化傾向と、状態推定部190により推定された状態に基づいて、変圧器200の状態を診断する。例えば、状態診断部150Cは、予測部140に予測部140により予測された油中ガス量の変化傾向に対して、状態推定部190で不具合が発生している、または近い将来に発生する可能性があると推定された場合には、油中ガス量の増加傾向を大きくなるように補正して診断を行う。また、状態診断部150Cは、不具合が発生していると推定された場合には、すぐに点検を行う診断を行ってもよい。 The condition diagnosis unit 150C diagnoses the condition of the transformer 200 based on the change trend of the amount of gas in the oil predicted by the prediction unit 140 and the condition estimated by the condition estimation unit 190. For example, when the condition estimation unit 190 estimates that a malfunction has occurred or may occur in the near future, based on the change trend of the amount of gas in the oil predicted by the prediction unit 140, the condition diagnosis unit 150C performs a diagnosis by correcting the increase trend of the amount of gas in the oil to be larger. Furthermore, when the condition diagnosis unit 150C estimates that a malfunction has occurred, it may perform a diagnosis to perform an inspection immediately.

図10は、第4の実施形態の状態診断装置100Cにおける一連の処理の流れを示すフローチャートである。図10の例は、図5に示す第1の実施形態の状態診断装置100のステップS100~S108の処理と比較して、ステップS106に代えてステップS210~S214の処理が追加されている点で相違する。したがって、以下では、主に上述の相違点を中心として説明し、他の処理の説明は省略する。 Figure 10 is a flowchart showing the flow of a series of processes in the condition diagnosis device 100C of the fourth embodiment. The example in Figure 10 differs from the process of steps S100 to S108 of the condition diagnosis device 100 of the first embodiment shown in Figure 5 in that steps S210 to S214 have been added instead of step S106. Therefore, the following description will mainly focus on the above-mentioned differences, and descriptions of other processes will be omitted.

図10の例において、ステップS104の処理後、センシングデータ取得部180は、状態診断対象の変圧器200に設置されたセンサ210により検出されたセンシングデータを取得する(ステップS210)。次に、状態推定部190は、センシングデータに基づいて変圧器の状態を推定する(ステップS212)。次に、状態診断部150Cは、油中ガス量の変化傾向の予測結果と、状態推定部190の推定結果とに基づいて、変圧器200の状態を診断する(ステップS214)。 In the example of FIG. 10, after processing of step S104, the sensing data acquisition unit 180 acquires sensing data detected by the sensor 210 installed in the transformer 200 to be diagnosed (step S210). Next, the state estimation unit 190 estimates the state of the transformer based on the sensing data (step S212). Next, the state diagnosis unit 150C diagnoses the state of the transformer 200 based on the predicted result of the change trend of the amount of gas in the oil and the estimation result of the state estimation unit 190 (step S214).

上述したように第4の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同様の効果を奏する他、センシングデータに基づく変圧器の状態の推定結果を用いて、変圧器の状態を総合的に診断することができる。これにより、将来における変圧器の状態をより適切に予測することができる。また、第4の実施形態によれば、センシングデータに基づいて、近い変圧器の将来の状態を、より精度よく診断することができる。 As described above, the fourth embodiment not only achieves the same effects as the first embodiment, but also makes it possible to comprehensively diagnose the state of the transformer using the estimated results of the transformer state based on the sensing data. This makes it possible to more appropriately predict the future state of the transformer. Furthermore, according to the fourth embodiment, it is possible to more accurately diagnose the future state of nearby transformers based on the sensing data.

(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態の状態診断装置について説明する。例えば、変圧器のメンテナンスにおいて、脱気作業を行う場合がある。脱気作業は、例えば、少なくとも絶縁油の一部を入れ替えることで油中ガス(溶存気体)を取り除くこと、または他の手法で油中のガスの量を減らす処理である。この脱気作業を行うことで絶縁油のガス量は大きく減少するため、脱気作業を行った前後のガス量は連続性が失われてしまう。したがって、脱気作業を行ったガス量の情報を用いてガス量の変化傾向を予測した場合には、不連続性も予測モデルに反映され、適切でない予測結果が得られる可能性がある。そこで、第5の実施形態では、点検履歴情報122に記憶された履歴情報(過去から現在に至るまでの変圧器の油中ガス量の変化傾向)に基づいて、脱気作業が行われたと推定される箇所を判定し、脱気作業によって予測に適切でないデータである油中ガス量を、その箇所より以前のガス量の変化と連続性を踏まえて補正する。
Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment of the state diagnosis device will be described. For example, in the maintenance of a transformer, a degassing operation may be performed. The degassing operation is, for example, a process of removing gas in oil (dissolved gas) by replacing at least a part of the insulating oil, or a process of reducing the amount of gas in the oil by other methods. Since the amount of gas in the insulating oil is greatly reduced by performing this degassing operation, the continuity of the gas amount before and after the degassing operation is lost. Therefore, when the change trend of the gas amount is predicted using information on the gas amount after the degassing operation, the discontinuity is also reflected in the prediction model, and an inappropriate prediction result may be obtained. Therefore, in the fifth embodiment, the location where the degassing operation is estimated to have been performed is determined based on the history information (the change trend of the gas amount in the transformer from the past to the present) stored in the inspection history information 122, and the amount of gas in oil, which is data that is not appropriate for prediction due to the degassing operation, is corrected based on the change and continuity of the gas amount before that location.

図11は、第5の実施形態の状態診断装置100Dの構成例を示す図である。状態診断装置100Dは、例えば、点検結果取得部110と、記憶部120と、前処理部130Dと、予測部140と、状態診断部150と、出力部160とを備える。状態診断装置100Dは、第1の実施形態の状態診断装置100と比較して、前処理部130に代えて前処理部130Dを備える点で相違する。以下では、主に上述した相違点を中心として説明する。 Figure 11 is a diagram showing an example of the configuration of a condition diagnosis device 100D of the fifth embodiment. The condition diagnosis device 100D includes, for example, an inspection result acquisition unit 110, a storage unit 120, a preprocessing unit 130D, a prediction unit 140, a condition diagnosis unit 150, and an output unit 160. Compared to the condition diagnosis device 100 of the first embodiment, the condition diagnosis device 100D differs in that it includes a preprocessing unit 130D instead of the preprocessing unit 130. The following description will mainly focus on the above-mentioned differences.

前処理部130Dは、第1の実施形態の前処理部130の処理に加えて(または代えて)、以下の処理を行う。前処理部130Dは、例えば、脱気判定部132と、補正部134とを備える。脱気判定部132は、点検履歴情報122に記憶された履歴情報に基づいて、連続する二つの点検時点の油中ガス量を比較し、前の点検時から後の点検時までの間で脱気作業が実施されたか否かを判定する。上記の脱気作業は、前の点検時に実施された場合も含まれてよい。例えば、脱気判定部132は、後の点検時の変圧器の油中ガス量が前の点検時から閾値以上減少した場合に脱気作業が実施されたと判定し、閾値以上減少していない場合に脱気作業が実施されていないと判定する。ガス量は、予め決められた一つのガス成分であってもよく、複数のガス成分の減少量の平均と閾値とを比較してもよい。 The pre-processing unit 130D performs the following processing in addition to (or instead of) the processing of the pre-processing unit 130 of the first embodiment. The pre-processing unit 130D includes, for example, a degassing determination unit 132 and a correction unit 134. The degassing determination unit 132 compares the amount of gas in the oil at two consecutive inspection times based on the history information stored in the inspection history information 122, and determines whether or not degassing work was performed between the previous inspection and the subsequent inspection. The above-mentioned degassing work may also be performed during the previous inspection. For example, the degassing determination unit 132 determines that degassing work was performed if the amount of gas in the oil of the transformer at the subsequent inspection has decreased by more than a threshold value since the previous inspection, and determines that degassing work was not performed if the amount has not decreased by more than the threshold value. The amount of gas may be one predetermined gas component, or the average of the amount of decrease of multiple gas components may be compared with the threshold value.

図12は、第5の実施形態における脱気判定と油中ガス量の補正について説明するための図である。図12において横軸は時間tを示し、縦軸は、ある油中ガス成分のガス量(油中ガス量)[ppm]を示す図である。時刻t11~t16は、所定周期における各点検時点を示している。また、図12の左側のグラフは、点検履歴情報122に記憶された履歴情報に基づく油中ガス量を示し、図12の右側のグラフは、補正後の油中ガス量を示している。 Figure 12 is a diagram for explaining deaeration judgment and correction of the amount of gas in the oil in the fifth embodiment. In Figure 12, the horizontal axis indicates time t, and the vertical axis indicates the amount of gas (amount of gas in the oil) [ppm] of a certain gas component in the oil. Times t11 to t16 indicate each inspection time point in a predetermined cycle. The graph on the left side of Figure 12 indicates the amount of gas in the oil based on the history information stored in the inspection history information 122, and the graph on the right side of Figure 12 indicates the amount of gas in the oil after correction.

図12の左側のグラフにおいて、時刻t13の点検時における油中ガス量GA1から、その後の点検時(時刻t14)における油中ガス量GA2への減少量(△GA)が閾値以上であるものとする。この場合、脱気判定部132は、時刻t13からt14までの間で脱気作業が実施されたと判定する。 In the graph on the left side of FIG. 12, the amount of gas in the oil GA1 at the time of inspection at time t13 decreases to the amount of gas in the oil GA2 at the time of the subsequent inspection (time t14) (ΔGA) equal to or greater than a threshold value. In this case, the degassing determination unit 132 determines that the degassing operation was performed between times t13 and t14.

また、脱気判定部132は、点検履歴情報122に含まれる時刻t11からt16までの油中ガス量の変化傾向に基づく変曲点が抽出された場合に、抽出された変曲点の前後の点検時点の間で脱気作業が実施されたと判定してもよい。変化傾向に基づく変曲点とは、例えば、油中ガス量の変化傾向を曲線で表した場合に、二階微分の符号が変化する点(曲線において、上に凸の状態と下に凸の状態とが切り替わる点)である。 In addition, when an inflection point based on the change trend of the amount of gas in the oil from time t11 to t16 included in the inspection history information 122 is extracted, the degassing determination unit 132 may determine that degassing work was performed between the inspection points before and after the extracted inflection point. An inflection point based on the change trend is, for example, a point where the sign of the second derivative changes when the change trend of the amount of gas in the oil is represented by a curve (a point where the curve switches between an upward convex state and a downward convex state).

補正部134は、脱気判定部132により脱気作業が実施されたと判定された場合に、脱気作業が実施される前までの油中ガス量に基づいて、脱気作業が実施された後の油中ガス量を増加させる補正を行う。例えば、補正部134は、時刻t11から時刻t13までの油中ガス量の変化傾向を取得し、取得した変化傾向に基づいて時刻t13における油中ガス量GA1を基準として時刻t13以前と同様の変化傾向で変化するように時刻t14~t16における油中ガス量を補正する。 When the degassing determination unit 132 determines that the degassing operation has been performed, the correction unit 134 performs a correction to increase the amount of gas in the oil after the degassing operation has been performed, based on the amount of gas in the oil before the degassing operation was performed. For example, the correction unit 134 obtains the change trend of the amount of gas in the oil from time t11 to time t13, and corrects the amount of gas in the oil from time t14 to t16 based on the obtained change trend so that the amount of gas in the oil changes with the same change trend as before time t13, using the amount of gas in the oil GA1 at time t13 as a reference.

具体的には、補正部134は、時刻t11からt12までの油中ガスの増加量(第1増加量)と、時刻t12からt13までの油中ガス量の増加量(第2増加量)との平均増加量を算出し、時刻t13における実際の油中ガス量GA1から平均増加量を加算した油中ガス量を、時刻t14におけるガス量として補正する。また、補正部134は、油中ガス量GA1から直前の増加量である第2増加量のみを加算して時刻t14における油中ガス量としてもよい。また、補正部134は、第2増加量から第1増加量を減算した値(第2増加量-第1増加量)を、第2増加量に加算した値を、油中ガス量GA1に加算して時刻t14における油中ガス量としてもよい。また、時刻t15、t16における油中ガス量は、時刻t14における油中ガス量からの増加量を、補正後の油中ガス量に加算して補正する。 Specifically, the correction unit 134 calculates the average increase between the amount of gas in the oil from time t11 to time t12 (first increase) and the amount of gas in the oil from time t12 to time t13 (second increase), and corrects the amount of gas in the oil by adding the average increase to the actual amount of gas in the oil GA1 at time t13 as the amount of gas at time t14. The correction unit 134 may also add only the second increase, which is the increase immediately before, to the amount of gas in the oil GA1 to obtain the amount of gas in the oil at time t14. The correction unit 134 may also add the value obtained by subtracting the first increase from the second increase (second increase - first increase) to the second increase, and then add this value to the amount of gas in the oil GA1 to obtain the amount of gas in the oil at time t14. In addition, the amount of gas in the oil at times t15 and t16 is corrected by adding the increase from the amount of gas in the oil at time t14 to the corrected amount of gas in the oil.

また、補正部134は、油中ガス量の変化傾向に基づく変曲点が抽出された場合に、その変曲点の前後の点検時における油中ガス量に基づいて脱気作業後の油中ガス量を補正してもよい。この場合、補正部134は、変曲点の前後のそれぞれで、複数の測定結果で得られた油中ガス量に基づいて、変化傾向の連続性が維持されるように補正を行う。 In addition, when an inflection point based on the change trend of the amount of gas in the oil is extracted, the correction unit 134 may correct the amount of gas in the oil after the deaeration operation based on the amount of gas in the oil at the time of inspection before and after the inflection point. In this case, the correction unit 134 performs correction so that the continuity of the change trend is maintained based on the amount of gas in the oil obtained from multiple measurement results before and after the inflection point.

これにより、図12の左側のグラフに示すように、連続性を維持した変化傾向を取得することができ、この変化傾向に基づいて、時刻t16以降の予測をより適切に行うことができる。 As a result, as shown in the graph on the left side of Figure 12, it is possible to obtain a change trend that maintains continuity, and based on this change trend, it is possible to make more appropriate predictions from time t16 onwards.

図13は、第5の実施形態の状態診断装置100Dにおける一連の処理の流れを示すフローチャートである。図13の例は、図5に示す第1の実施形態の状態診断装置100のステップS100~S108の処理と比較して、ステップS220~S224の処理が追加されている点で相違する。したがって、以下では、主に上述の相違点を中心として説明し、他の処理の説明は省略する。 Figure 13 is a flowchart showing the flow of a series of processes in the condition diagnosis device 100D of the fifth embodiment. The example in Figure 13 differs from the process of steps S100 to S108 of the condition diagnosis device 100 of the first embodiment shown in Figure 5 in that the process of steps S220 to S224 has been added. Therefore, the following description will mainly focus on the above-mentioned differences, and descriptions of other processes will be omitted.

図13の例において、ステップS102の処理後、脱気判定部132は、点検履歴情報122に記憶された履歴情報に基づいて、連続する二つの点検時点の油中ガス量を比較し(ステップS220)、後の点検時の変圧器の油中ガス量が前の点検時から閾値以上減少したか否かを判定する(ステップS222)。後の点検時の変圧器の油中ガス量が前の点検時から閾値以上減少していると判定された場合、脱気判定部132は、脱気作業が実施されたと判定する。そして、補正部134は、連続する二つの点検時点のうち後の点検時以降の油中ガス量を補正する(ステップS224)。ステップS224の処理後、またはステップS222の処理において、閾値以上減少していないと判定された場合、ステップS104以降の処理を実行する。 In the example of FIG. 13, after the processing of step S102, the degassing determination unit 132 compares the amount of gas in oil at two consecutive inspection points based on the history information stored in the inspection history information 122 (step S220), and determines whether the amount of gas in oil in the transformer at the later inspection has decreased by more than a threshold value since the previous inspection (step S222). If it is determined that the amount of gas in oil in the transformer at the later inspection has decreased by more than a threshold value since the previous inspection, the degassing determination unit 132 determines that degassing work has been performed. Then, the correction unit 134 corrects the amount of gas in oil after the later inspection of the two consecutive inspection points (step S224). If it is determined that the amount of gas in oil has not decreased by more than the threshold value after the processing of step S224 or in the processing of step S222, the processing of step S104 and subsequent steps is executed.

上述したように第5の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏する他、メンテナンス等により脱気作業が実施された場合であっても、油中ガスの変化傾向の連続性を維持する補正を行うことで、変圧器の将来の状態をより適切に予測することができる。 As described above, the fifth embodiment not only achieves the same effects as the first embodiment, but also makes it possible to more appropriately predict the future state of the transformer by making corrections that maintain the continuity of the change trend of the gas in the oil, even when deaeration work is performed for maintenance or the like.

上述した第1~第5の実施形態のそれぞれは、他の実施形態の一部または全部を組み合わせてもよい。したがって、点検履歴情報122は、例えば、変圧器の点検年月日および変圧器の油中に含まれるガスの分析結果、変圧器の運転時間、変圧器の過負荷率、変圧器に常設または仮設で取り付けたセンサからの取得情報のうち、少なくとも一つを含む。状態診断装置100、100A~100Dは、点検履歴情報122等を用いて、上述した各種の予測や診断等を行う。上述した各実施形態によれば、変圧器の絶縁油の油中ガスの分析結果に基づいて変圧器の状態を診断することで、より適切に将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを提供することができる。 Each of the first to fifth embodiments described above may be combined with part or all of the other embodiments. Therefore, the inspection history information 122 includes, for example, at least one of the following: the inspection date of the transformer, the analysis results of the gas contained in the transformer oil, the operating time of the transformer, the overload rate of the transformer, and information obtained from a sensor permanently or temporarily attached to the transformer. The condition diagnosis devices 100, 100A to 100D use the inspection history information 122 and the like to perform the various predictions and diagnoses described above. According to each of the above-mentioned embodiments, by diagnosing the condition of the transformer based on the analysis results of the gas in the transformer insulating oil, it is possible to more appropriately provide at least one of the future inspection timing, failure timing, or lifespan.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.

100…状態診断装置、110…点検結果取得部、120…記憶部、130…前処理部、140…予測部、150…状態診断部、160…出力部、170…補正値生成部、180…センシングデータ取得部、190…状態推定部 100... condition diagnosis device, 110... inspection result acquisition unit, 120... storage unit, 130... pre-processing unit, 140... prediction unit, 150... condition diagnosis unit, 160... output unit, 170... correction value generation unit, 180... sensing data acquisition unit, 190... condition estimation unit

Claims (11)

変圧器の過去の点検に関する履歴情報および前記変圧器の機器情報に基づいて、前記履歴情報に所定の前処理を行う前処理部と、
前記前処理部により処理された情報に基づいて前記変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測する予測部と、
前記予測部により予測された前記変圧器の油中ガス量の変化傾向に基づいて前記変圧器の将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを診断する状態診断部と、
前記予測部による前記変圧器の油中ガス量の変化傾向の予測値と、前記変圧器の点検結果に基づく前記油中ガス量の変化傾向の実測値との予測誤差に基づいて補正値を生成する補正値生成部と、を備え、
前記状態診断部は、前記予測部により予測された前記変圧器の油中ガス量の変化傾向を前記補正値生成部により生成された補正値に基づいて補正し、補正した変化傾向に基づいて前記変圧器の将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを診断する、
態診断装置。
a pre-processing unit that performs a predetermined pre-processing on the history information based on history information regarding past inspections of the transformer and equipment information of the transformer;
a prediction unit that predicts a change trend of the amount of gas in the transformer based on the information processed by the pre-processing unit;
a condition diagnosis unit that diagnoses at least one of a future inspection timing, a future failure timing, and a future lifespan of the transformer based on the change trend of the amount of gas in the oil of the transformer predicted by the prediction unit;
a correction value generating unit that generates a correction value based on a prediction error between a predicted value of the change trend of the amount of gas in the oil of the transformer by the prediction unit and an actual measured value of the change trend of the amount of gas in the oil based on an inspection result of the transformer ,
The condition diagnosis unit corrects the change trend of the amount of gas in the oil of the transformer predicted by the prediction unit based on the correction value generated by the correction value generation unit, and diagnoses at least one of a future inspection timing, a failure timing, or a lifespan of the transformer based on the corrected change trend.
Condition diagnostic device.
前記履歴情報は、前記変圧器の点検年月日および前記変圧器の油中に含まれるガスの分析結果、前記変圧器の運転時間、前記変圧器の過負荷率、前記変圧器に常設または仮設で取り付けたセンサからの取得情報のうち、少なくとも一つを含み、
前記機器情報は、前記変圧器のメーカー種別および電圧容量を含む、
請求項1に記載の状態診断装置。
The history information includes at least one of the following: an inspection date of the transformer, an analysis result of gas contained in the oil of the transformer, an operating time of the transformer, an overload rate of the transformer, and information acquired from a sensor permanently or temporarily attached to the transformer;
The equipment information includes a manufacturer type and a voltage capacity of the transformer.
The condition diagnosis device according to claim 1 .
前記予測部は、複数の予測手法を用いて前記変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測し、
前記状態診断部は、前記複数の予測手法により予測されたそれぞれの予測結果に基づいて前記変圧器の将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを診断する、
請求項1または2に記載の状態診断装置。
The prediction unit predicts a change trend of the amount of gas in the oil of the transformer using a plurality of prediction methods,
The condition diagnosis unit diagnoses at least one of a future inspection timing, a future failure timing, and a future lifespan of the transformer based on each prediction result predicted by the plurality of prediction methods.
The condition diagnosis device according to claim 1 or 2.
前記複数の予測手法のうち少なくとも一つは、前記変圧器の油中ガスの物理的観点または化学的観点のうち、一方または双方に基づく予測手法を含む、
請求項3に記載の状態診断装置。
At least one of the plurality of prediction methods includes a prediction method based on one or both of a physical aspect and a chemical aspect of the gas in oil of the transformer;
The condition diagnosis device according to claim 3.
前記変圧器に設けられた一以上のセンサにより検出されたデータを取得するセンシングデータ取得部と、
前記センシングデータ取得部により取得されたセンシングデータに基づいて、前記変圧器の状態を推定する状態推定部と、を更に備え、
前記状態診断部は、前記予測部により予測された前記変圧器の油中ガス量の変化傾向と、前記状態推定部により推定された推定結果とに基づいて前記変圧器の状態を診断する、
請求項1からのうち何れか1項に記載の状態診断装置。
a sensing data acquisition unit that acquires data detected by one or more sensors provided in the transformer;
A state estimation unit that estimates a state of the transformer based on the sensing data acquired by the sensing data acquisition unit,
The state diagnosis unit diagnoses a state of the transformer based on a change trend of the amount of gas in the oil of the transformer predicted by the prediction unit and an estimation result estimated by the state estimation unit.
The condition diagnosis device according to any one of claims 1 to 4 .
前記センシングデータは、前記変圧器から出力される音、前記変圧器の振動、または前記変圧器の温度のうち、少なくとも一つを含む、
請求項に記載の状態診断装置。
The sensing data includes at least one of a sound output from the transformer, a vibration of the transformer, or a temperature of the transformer.
The condition diagnosis device according to claim 5 .
前記前処理部は、過去から現在に至るまでの前記変圧器の油中ガス量の変化傾向に基づいて、適切でないと判定される油中ガス量を補正または除去する、
請求項1からのうち何れか1項に記載の状態診断装置。
The pre-processing unit corrects or removes the amount of gas in the oil that is determined to be inappropriate based on the trend of changes in the amount of gas in the oil of the transformer from the past to the present.
The condition diagnosis device according to any one of claims 1 to 6 .
前記前処理部は、前記履歴情報に含まれる前記変圧器の油中ガス量が所定範囲に含まれない場合に、前記油中ガス量を外れ値として補正または除去する、
請求項に記載の状態診断装置。
The pre-processing unit corrects or removes the amount of gas in the oil as an outlier when the amount of gas in the oil of the transformer included in the history information is not within a predetermined range.
The condition diagnosis device according to claim 7 .
前記前処理部は、連続する二つの点検時点における前記変圧器の油中ガス量を比較し、後の点検時の変圧器の油中ガス量が前の点検時から閾値以上減少した場合に、前記変圧器の脱気作業が実施されたと判定し、前記前の点検時までの油中ガス量の変化傾向に基づいて前記後の点検時の変圧器の油中ガス量を補正する、
請求項またはに記載の状態診断装置。
The pre-processing unit compares the amount of gas in the oil of the transformer at two consecutive inspection points, and if the amount of gas in the oil of the transformer at the later inspection point has decreased by a threshold value or more from the previous inspection point, determines that degassing work of the transformer has been performed, and corrects the amount of gas in the oil of the transformer at the later inspection point based on the change trend of the amount of gas in the oil up to the previous inspection point.
9. A condition diagnosis device according to claim 7 or 8 .
前記予測部は、状態を診断する対象の変圧器の電圧クラスまたは負荷状況のうち一方または双方に基づいて、前記変圧器の油中ガス量の予測手法の切り替え、または複数の予測手法の組み合わせによって、前記変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測する、
請求項1からのうち何れか1項に記載の状態診断装置。
The prediction unit predicts a change trend of the amount of gas in the oil of the transformer by switching a prediction method of the amount of gas in the oil of the transformer or by combining a plurality of prediction methods based on one or both of a voltage class and a load condition of the transformer to be diagnosed.
The condition diagnosis device according to any one of claims 1 to 9 .
状態診断装置が、
変圧器の過去の点検に関する履歴情報および前記変圧器の機器情報に所定の前処理を行い、
前記前処理した情報に基づいて前記変圧器の油中ガス量の変化傾向を予測し、
予測した前記変圧器の油中ガス量の変化傾向に基づいて前記変圧器の将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを診断し、
予測した前記変圧器の油中ガス量の変化傾向の予測値と、前記変圧器の点検結果に基づく前記油中ガス量の変化傾向の実測値との予測誤差に基づいて補正値を生成し、
前記変圧器の油中ガス量の変化傾向を、生成した前記補正値に基づいて補正し、補正した変化傾向に基づいて前記変圧器の将来の点検時期、故障時期、または寿命のうち少なくとも一つを診断する、
状態診断方法。
The condition diagnostic device is
performing predetermined pre-processing on historical information regarding past inspections of the transformer and equipment information of the transformer;
predicting a change trend of the amount of gas in the transformer based on the pre-processed information;
Diagnosing at least one of a future inspection timing, a future failure timing, and a future lifespan of the transformer based on the predicted change trend of the amount of gas in the oil of the transformer;
generating a correction value based on a prediction error between a predicted value of the change trend of the amount of gas dissolved in oil of the transformer and an actual measured value of the change trend of the amount of gas dissolved in oil based on an inspection result of the transformer;
correcting a change trend of the amount of gas in the oil of the transformer based on the generated correction value, and diagnosing at least one of a future inspection timing, a future failure timing, and a lifespan of the transformer based on the corrected change trend.
How to diagnose the condition.
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