JP3464304B2 - 負荷遮断試験解析システム - Google Patents
負荷遮断試験解析システムInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は負荷遮断試験解析システ
ムに関し、特に、時間短縮を図り、誤差を減少し、個人
差のない測定データを得ることができる負荷遮断試験解
析システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】水力発電所の水車発電機の負荷遮断試験
は、発電機運転中に電力系統事故などにより負荷が遮断
された場合、水車の回転速度、発電機電圧、及び水路内
水圧などの変動値が保証値を越えることなく、水車、発
電機を安全に無負荷運転に移行し得ることを確認する目
的で実施するものであり、遮断負荷は通常、最大出力の
１／４、２／４、３／４、４／４と増加させ、上記変動
値が保証値を越えるようであれば調整を要するものであ
る。 【０００３】同試験においては、上記各変動値のほかサ
ーボモータストロークなどの過渡状態をレコーダ及びそ
の周辺機器により測定記録し、記録から変動値を読み取
り変動率等を計算する。これまでは、電磁オシロ、動歪
測定器等多数の機器を配置、配線接続して、その運搬、
セッティングの作業には多くの労力を要し、実際の試験
測定から記録整理、報告書作成にも熟練と労力を要し
た。 【０００４】図１２は、従来の負荷遮断試験システムを
示し、センサ１０と、負荷遮断試験装置２０と、メモリ
レコーダ３０と、プリンタ６０を有する。センサ１０は
発電機（図示せず）の電圧を検出する発電機電圧検出部
１１と、発電機の電流を検出する発電機電流検出部１２
と、鉄管（水路）水圧信号を出力する圧力変換器１３
と、ガイドベーン・デフレクタ・ノズル・制圧機等開度
（以後、同意語としてストロークも用いる）信号を出力
する変位変換器１４を有する。負荷遮断試験装置２０は
発電機電圧検出部１１から電圧信号を入力して水車の回
転数（周波数）信号とＤＣ電圧信号を出力する電圧偏差
検出部・周波数偏差検出部２１ａ、２１ｂと、発電機電
流検出部１２、圧力変換器１３、及び変位変換器１４の
出力信号を動歪値として増幅して出力する動歪測定器２
２を有する。負荷遮断試験装置２０より出力された信号
はメモリレコーダ３０にストアされ、プリンタ６０はそ
のストアされた信号に基づいてトレンドグラフ６１をプ
リントアウトする。 【０００５】図１３は、このようにしてプリントアウト
されたトレンドグラフを示す。このトレンドグラフは本
発明のものであるが、従来ではグラフ中の表示が全くな
い状態でプリントアウトされる。 【０００６】図１４は、図１３のトレンドグラフのガイ
ドベーン開度において例として特に重要な第１閉鎖時間
Ｔ1 と等価閉鎖時間Ｔc を示している。現場技術者はこ
のトレンドグラフを解析して変動値が保証値を越えない
ように調整し、負荷遮断に対応できるように準備してい
る。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の負荷遮
断試験システムによると、得られたトレンドグラフの読
み方によって例えば個人差ａ、ｂが生じ、第１閉鎖時間
はＴ1aとＴ1bに、等価閉鎖時間はＴcaとＴcbになって差
が生じるという不都合がある。また、定規を使用して補
助線を書いてトレンドグラフを読み取るため、時間を要
し、補助線やプリントアウトされた線の太さ等によって
も読み取り差が生じる。 【０００８】従って、本発明の目的はトレンドグラフの
解析時間の短縮を図り、誤差を減少し、個人差のない測
定データを得ることができる負荷遮断試験解析システム
を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、発電機が電力を供給している負荷に負荷遮
断が生じても水車、タービン等の回転速度、発電機電圧
等の変動値が保証値を越えないで無負荷運転に安全に移
行し得ることを確認する負荷遮断試験解析システムにお
いて、前記変動値を検出する検出手段と、前記変動値の
時間経過に応じた変化を表わすトレンドグラフを作成
し、かつ、前記トレンドグラフのデータ解析を行う信号
処理解析手段と、前記トレンドグラフ、及び前記データ
解析の結果を出力する出力手段を備え、前記信号処理解
析手段は、前記変動値を表わす波形の傾きによって調整
される変化率幅（データ数）２Ｋと、この変化率幅２Ｋ
の両端及び中間点における前記波形のそれぞれのデータ
ａ１，ａ３，及びａ２と、前記データａ１からａ２への
変化値ｙ１及び前記データａ２からａ３への変化値ｙ２
とから、 前記データａ２の変化率＝（ｙ２−ｙ１）／Ｋ を算出し、このようにして算出した各データの変化率の
変化点を求め、前記変化率の変化点に基づいてトレンド
グラフの解析を行う ことを特徴とする負荷遮断試験解析
システムを提供する。 【００１０】 【実施例】図１は、本発明の一実施例を示し、図１２と
同一の部分は同一の引用数字で示したので重複する説明
は省略する。この負荷遮断試験解析システムにおいて、
メモリレコーダ３０の出力はフロッピーディスク４０に
ストアされ、パーソナルコンピュータ（以下、コンピュ
ータという）５０に入力される。コンピュータ５０はデ
ータの入力を行う入力インタフェイス５１と、信号処理
を行うＣＰＵ５２と、データの処理のプログラムと試験
成績表作成のプログラム等を格納したＲＯＭ５３と、入
力したデータ、信号処理結果等をストアするＲＡＭ５４
と、トレンドグラフの作成データとトレンドグラフの読
み取り値（測定値）及び解析値を出力する出力インタフ
ェイス５５を有する。コンピュータ５０にプリンタ６０
が接続され、それより出力されたデータによってプリン
タ６０はトレンドグラフ６１、及びトレンドグラフ６１
の読み取り値（測定値）を含んだ試験成績表６２をプリ
ントアウトする。 【００１１】図２はコンピュータ５０の信号処理の流れ
の例としてガイドベーンストローク等の不動時間や閉鎖
時間の解析について示し、以下それぞれについて説明す
る。 (1) 波形のスムージング 測定データとして取り込まれる波形には、正規の波形の
他にノイズが含まれる。この波形をそのままデータ処理
した場合、ノイズのピークを最大値として据えたり、変
曲点（波形が折れ曲がる点）として据えたりすることも
多く、測定結果は正確さを欠くことになる。これを防止
するために、図３に示すように、計測する前にスムージ
ング（移動平均）を行いノイズの影響を少なくする。ス
ムージング幅分のデータの内、最大・最小のデータを削
除し残りを平均したものをその幅の中心位置のデータ値
とする。最大・最小値を削除することによりノイズを含
んだ波形でも、その影響を小さくすることができる。ま
た、スムージング幅とノイズの影響度の関係について見
ると、図４のようにスムージング幅を広げるに従ってノ
イズ等の突出したデータの影響度は小さくなる。しか
し、幅を広げると逆にソース波形（元の波形）と形が異
なってくるため、必要以上に幅を広げることはできな
い。このスムージング幅の決定に当たり、実際の試験デ
ータを参考にしてデータ数として設定している。電流波
形については、遮断点を検出するため、このスムージン
グ処理は行わない。 (2) 負荷遮断点の検出 基本的には、電流値がゼロになったところが遮断点とな
るが、電流信号は交流であるため遮断前でも０を繰り返
す。また遮断後もノイズを含んだ場合完全に０にはなら
ない。このため、図５に示すように、電流値０と見なす
閾値を設定し定められたサンプリング数のデータ全てが
この閾値の範囲内に入ったとき、その最初のデータ位置
を遮断点とする。 (3) 各項目の遮断前及び最大値の測定 電圧、回転速度、鉄管水圧等の遮断前値については、
〔波形のスムージング〕処理を行ったものを遮断から
０．５秒前のデータをサンプリングし〔遮断前値〕とす
る。また遮断後から安定信号がオンとなるまでの間の最
大のデータを〔最大値〕とする。変動率は、 【数１】 として計算する。 (4) 波形の変曲点と変化率について 不動時間や閉鎖時間を計測する場合、変曲点の位置をデ
ータ的に検出しなければならない。このような波形から
変曲点をデータとして検出するために波形の変化率を利
用する。 【００１２】図６は、この変化率の計算方法を示してい
るが、ａ１、ａ２、ａ３は、一定時間毎にサンプリング
された３つのデータである。このときａ２の変化率を、
〔ａ２の変化率＝（ｙ２−ｙ１）／Ｋ〕とする。また、
変化率の幅は、サンプリングする３点のデータの間隔で
ある。この幅を広げた場合は、波形の傾きを広い範囲で
計測することになり変化が緩やかな波形でも変曲点を出
すことができる。変化率幅については、波形の傾きによ
りセルフチューニングして調整している。 【００１３】図７は、ガイドベーンの動きを例としてそ
れに対する変化率を表している。τ・Ｔ１・Ｔ２を求め
るにあたり変化率の最大点や最小点を波形の変曲点と
し、それぞれ極大点、極小点としている。また、実際の
使用に当たっては、ノイズによる変曲点と区別するため
に各変曲点に条件を付けてそれを満たすものを変曲点と
している。 【００１４】各変曲点の動き及び成立条件は以下の通り
である。変曲点〔τの終点及びＴｃの基準線の位置を
決定するために使用する。〕Ｓ、Ｅは、それぞれ変
曲点の開始点、終了点であり０閾値内とする。以下の
４つが同時に成立した場合変曲点とする。 条件 ア．極小値が大きい。 イ．そのときのストロークが最大値の７５％以上。 ウ．Ｓ前のストロークは水平（設定閾値内）。 エ．Ｅ後のストロークは右下がり。 変曲点〔Ｔ１の終点及びＴＣの基準線の位置を決定す
るために使用する。〕 Ｓ、Ｅは、それぞれ変曲点の開始点、終了点であ
り０閾値内とする。以下の４つが同時に成立した場合変
曲点とする。 条件 ア．極大値が大きい。 イ．の後に位置する。 ウ．のストロークはのストローク以下。 エ．Ｓ後のストロークは右下がり。 変曲点〔Ｔ２の終点を決定するために使用する。〕 Ｓ、Ｅは、それぞれ変曲点の開始点、終了点であ
り０閾値内とする。以下の３つが同時に成立した場合変
曲点とする。 条件 ア．極大値が大きい。 イ．の後に位置する。 ウ．のストロークはのストローク以下。 エ．Ｓ後のストロークは右下がり。 (5) 不動時間（τ） 不動時間は、負荷遮断後からガイドベーンやデフレクタ
が動き出すまでの時間を計測したものである。不動時間
の計測にあたり２つの方法について検討した。 【００１５】第１案は、ストロークが変化する点（不動
時間の終点）を変化前ストロークの９５％まで低下した
点として処理する方法である。しかしこの方法は、変化
の判断をノイズと区別する必要から９５％以上に上げる
ことができず、このため、図８のように傾きが緩やかな
波形の場合９５％となる点は、実際の不動時間の終点と
大きくかけ離れることが、試験結果から判りこの案は不
採用とした。 【００１６】第２案は変化率を利用する方法である。図
９は、不動時間と変化率の関係を表している。この図９
より〔時間３９〕の変化率は、その時を基準に前後２０
（変化率幅４０の半分）の時間差を持った〔時間１９〕
と〔時間５９〕のそれぞれの傾きの差を表している。こ
のことは「変化率幅の間が直線であれば変化率は０」で
あり、言い換えれば「直線の終点を表す〔不動時間の終
点〕は、変化率が０より外れる点より変化率幅の半分だ
け後ろの点である」と言える。但し、変化率が０か否か
を判断するにあたっては、ノイズ等の影響による誤判断
を防ぐため０閾値を設定し、０の範囲に幅を持たせる必
要がある。 【００１７】この方法で実試験データにより実験したと
ころ、その結果も良好であったためここでは第２案によ
り不動時間の計測を行った。 (6) 第一閉鎖時間（Ｔ１） Ｔ１は、ガイドベーン・デフレクタが最初に直線的な閉
動作を行う部分の時間を計測したものである。 【００１８】図１０は、第一閉鎖時間と変化率の関係を
表しているが、変曲点は直線部が終了し次の新たな変
化（直線または曲線）に移る時の変化率が最大になる点
を示しており、Ｔ１は、先に求めた不動時間の終点から
変曲点までの時間を計測することにより求めることが
できる。 (7) 第二閉鎖時間（Ｔ２） Ｔ２は、ガイドベーン・デフレクタがＴ１の後に直線的
な閉動作を行う部分の時間を計測したものである。これ
に基づき本実施例ではＴ２の定義を以下のように行って
いる。 ア．Ｔ１の終点（変曲点）を始点とし、変曲点を終
点とする時間を計測する。但し、以下の条件が何れか成
立した場合は、Ｔ２は存在しないものとして考え、計
算、表示はしないものとする。 イ．変曲点Ｅ付近でストロークが０となる。（Ｔ１の
み閉鎖してしまった。） ウ．変曲点ＳとＥとの間でストロークの傾きが水平
になった。（ストロークが一定または開方向に変わっ
た。） (8) 閉鎖時間（Ｔｓ） ガイドベーン・デフレクタ・ノズルの不動時間の終点か
らストロークが全閉位置となるまでの時間を計測してい
る。ストロークが全閉とならなかった場合は計算・表示
は行わない。 (9) 等価閉鎖時間（Ｔｃ） 図１１は、変化率とＴＣの関係を表している。基準点Ａ
は、変曲点Ｅを表しておりＴ１の直線部の開始点より
変化率幅の半分のデータ数だけ進んだ位置となる。一方
の基準点Ｂは、変曲点Ｓを表しておりＴ１の直線の終
点より変化率幅の半分のデータ数だけ戻った位置とな
る。この２つの基準点を結ぶ直線の延線上にある遮断前
の開度の点をＣとし、他方の開度が０になる点をＤとす
る。ＣとＤの間の時間を計測したものをＴＣとしてい
る。 (10)制圧機開口時間（Ｔｏ） 不動時間の終点を始点とし、ストロークが最大且つ変化
率が０の点を終点する２点間の時間を計測する。終点に
変化率０の条件を付けることによって、パルス的なノイ
ズ（ストロークが大きくても変化率が０とならない）と
終点とを区別している。 【００１９】このようにして、図１３に示したトレンド
グラフが得られ、また、トレンドグラフ中のデータを記
載した試験成績表が得られる。以上の実施例では、水力
発電設備について説明したが、火力発電設備、原子力発
電設備、その他にも利用することができる。表１は試験
成績表を示す。 【表１】【００２０】 【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明シ
ステムは従来システムと比較すると、以下の効果が得ら
れる。 (1) 測定信号データ処理過程での誤差が減少する。コン
ピュータが測定データを解析するので、トレンドグラフ
を読み取るときに生じた誤差をなくすることができる。 (2) 初心者でも熟練者と同等の測定データを得ることが
できる。従来システムでは、ガイドベーン開度が直線的
な動きをしない場合に、閉鎖時間Ｔｃ、Ｔ１、Ｔ２を求
めるための補助線を引くに当たり測定者はその引き方に
苦慮する。本発明システムでは、この補助線を一定の法
則により引いて閉鎖時間を求めるため、測定者の個人差
を挟む余地がなく初心者でも熟練者と同等の測定データ
を得ることができる。 (3) 技術者が解析する必要がなく、コンピュータ内部で
解析が行われるので解析時間の短縮が図れる。
ムに関し、特に、時間短縮を図り、誤差を減少し、個人
差のない測定データを得ることができる負荷遮断試験解
析システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】水力発電所の水車発電機の負荷遮断試験
は、発電機運転中に電力系統事故などにより負荷が遮断
された場合、水車の回転速度、発電機電圧、及び水路内
水圧などの変動値が保証値を越えることなく、水車、発
電機を安全に無負荷運転に移行し得ることを確認する目
的で実施するものであり、遮断負荷は通常、最大出力の
１／４、２／４、３／４、４／４と増加させ、上記変動
値が保証値を越えるようであれば調整を要するものであ
る。 【０００３】同試験においては、上記各変動値のほかサ
ーボモータストロークなどの過渡状態をレコーダ及びそ
の周辺機器により測定記録し、記録から変動値を読み取
り変動率等を計算する。これまでは、電磁オシロ、動歪
測定器等多数の機器を配置、配線接続して、その運搬、
セッティングの作業には多くの労力を要し、実際の試験
測定から記録整理、報告書作成にも熟練と労力を要し
た。 【０００４】図１２は、従来の負荷遮断試験システムを
示し、センサ１０と、負荷遮断試験装置２０と、メモリ
レコーダ３０と、プリンタ６０を有する。センサ１０は
発電機（図示せず）の電圧を検出する発電機電圧検出部
１１と、発電機の電流を検出する発電機電流検出部１２
と、鉄管（水路）水圧信号を出力する圧力変換器１３
と、ガイドベーン・デフレクタ・ノズル・制圧機等開度
（以後、同意語としてストロークも用いる）信号を出力
する変位変換器１４を有する。負荷遮断試験装置２０は
発電機電圧検出部１１から電圧信号を入力して水車の回
転数（周波数）信号とＤＣ電圧信号を出力する電圧偏差
検出部・周波数偏差検出部２１ａ、２１ｂと、発電機電
流検出部１２、圧力変換器１３、及び変位変換器１４の
出力信号を動歪値として増幅して出力する動歪測定器２
２を有する。負荷遮断試験装置２０より出力された信号
はメモリレコーダ３０にストアされ、プリンタ６０はそ
のストアされた信号に基づいてトレンドグラフ６１をプ
リントアウトする。 【０００５】図１３は、このようにしてプリントアウト
されたトレンドグラフを示す。このトレンドグラフは本
発明のものであるが、従来ではグラフ中の表示が全くな
い状態でプリントアウトされる。 【０００６】図１４は、図１３のトレンドグラフのガイ
ドベーン開度において例として特に重要な第１閉鎖時間
Ｔ1 と等価閉鎖時間Ｔc を示している。現場技術者はこ
のトレンドグラフを解析して変動値が保証値を越えない
ように調整し、負荷遮断に対応できるように準備してい
る。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の負荷遮
断試験システムによると、得られたトレンドグラフの読
み方によって例えば個人差ａ、ｂが生じ、第１閉鎖時間
はＴ1aとＴ1bに、等価閉鎖時間はＴcaとＴcbになって差
が生じるという不都合がある。また、定規を使用して補
助線を書いてトレンドグラフを読み取るため、時間を要
し、補助線やプリントアウトされた線の太さ等によって
も読み取り差が生じる。 【０００８】従って、本発明の目的はトレンドグラフの
解析時間の短縮を図り、誤差を減少し、個人差のない測
定データを得ることができる負荷遮断試験解析システム
を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、発電機が電力を供給している負荷に負荷遮
断が生じても水車、タービン等の回転速度、発電機電圧
等の変動値が保証値を越えないで無負荷運転に安全に移
行し得ることを確認する負荷遮断試験解析システムにお
いて、前記変動値を検出する検出手段と、前記変動値の
時間経過に応じた変化を表わすトレンドグラフを作成
し、かつ、前記トレンドグラフのデータ解析を行う信号
処理解析手段と、前記トレンドグラフ、及び前記データ
解析の結果を出力する出力手段を備え、前記信号処理解
析手段は、前記変動値を表わす波形の傾きによって調整
される変化率幅（データ数）２Ｋと、この変化率幅２Ｋ
の両端及び中間点における前記波形のそれぞれのデータ
ａ１，ａ３，及びａ２と、前記データａ１からａ２への
変化値ｙ１及び前記データａ２からａ３への変化値ｙ２
とから、 前記データａ２の変化率＝（ｙ２−ｙ１）／Ｋ を算出し、このようにして算出した各データの変化率の
変化点を求め、前記変化率の変化点に基づいてトレンド
グラフの解析を行う ことを特徴とする負荷遮断試験解析
システムを提供する。 【００１０】 【実施例】図１は、本発明の一実施例を示し、図１２と
同一の部分は同一の引用数字で示したので重複する説明
は省略する。この負荷遮断試験解析システムにおいて、
メモリレコーダ３０の出力はフロッピーディスク４０に
ストアされ、パーソナルコンピュータ（以下、コンピュ
ータという）５０に入力される。コンピュータ５０はデ
ータの入力を行う入力インタフェイス５１と、信号処理
を行うＣＰＵ５２と、データの処理のプログラムと試験
成績表作成のプログラム等を格納したＲＯＭ５３と、入
力したデータ、信号処理結果等をストアするＲＡＭ５４
と、トレンドグラフの作成データとトレンドグラフの読
み取り値（測定値）及び解析値を出力する出力インタフ
ェイス５５を有する。コンピュータ５０にプリンタ６０
が接続され、それより出力されたデータによってプリン
タ６０はトレンドグラフ６１、及びトレンドグラフ６１
の読み取り値（測定値）を含んだ試験成績表６２をプリ
ントアウトする。 【００１１】図２はコンピュータ５０の信号処理の流れ
の例としてガイドベーンストローク等の不動時間や閉鎖
時間の解析について示し、以下それぞれについて説明す
る。 (1) 波形のスムージング 測定データとして取り込まれる波形には、正規の波形の
他にノイズが含まれる。この波形をそのままデータ処理
した場合、ノイズのピークを最大値として据えたり、変
曲点（波形が折れ曲がる点）として据えたりすることも
多く、測定結果は正確さを欠くことになる。これを防止
するために、図３に示すように、計測する前にスムージ
ング（移動平均）を行いノイズの影響を少なくする。ス
ムージング幅分のデータの内、最大・最小のデータを削
除し残りを平均したものをその幅の中心位置のデータ値
とする。最大・最小値を削除することによりノイズを含
んだ波形でも、その影響を小さくすることができる。ま
た、スムージング幅とノイズの影響度の関係について見
ると、図４のようにスムージング幅を広げるに従ってノ
イズ等の突出したデータの影響度は小さくなる。しか
し、幅を広げると逆にソース波形（元の波形）と形が異
なってくるため、必要以上に幅を広げることはできな
い。このスムージング幅の決定に当たり、実際の試験デ
ータを参考にしてデータ数として設定している。電流波
形については、遮断点を検出するため、このスムージン
グ処理は行わない。 (2) 負荷遮断点の検出 基本的には、電流値がゼロになったところが遮断点とな
るが、電流信号は交流であるため遮断前でも０を繰り返
す。また遮断後もノイズを含んだ場合完全に０にはなら
ない。このため、図５に示すように、電流値０と見なす
閾値を設定し定められたサンプリング数のデータ全てが
この閾値の範囲内に入ったとき、その最初のデータ位置
を遮断点とする。 (3) 各項目の遮断前及び最大値の測定 電圧、回転速度、鉄管水圧等の遮断前値については、
〔波形のスムージング〕処理を行ったものを遮断から
０．５秒前のデータをサンプリングし〔遮断前値〕とす
る。また遮断後から安定信号がオンとなるまでの間の最
大のデータを〔最大値〕とする。変動率は、 【数１】 として計算する。 (4) 波形の変曲点と変化率について 不動時間や閉鎖時間を計測する場合、変曲点の位置をデ
ータ的に検出しなければならない。このような波形から
変曲点をデータとして検出するために波形の変化率を利
用する。 【００１２】図６は、この変化率の計算方法を示してい
るが、ａ１、ａ２、ａ３は、一定時間毎にサンプリング
された３つのデータである。このときａ２の変化率を、
〔ａ２の変化率＝（ｙ２−ｙ１）／Ｋ〕とする。また、
変化率の幅は、サンプリングする３点のデータの間隔で
ある。この幅を広げた場合は、波形の傾きを広い範囲で
計測することになり変化が緩やかな波形でも変曲点を出
すことができる。変化率幅については、波形の傾きによ
りセルフチューニングして調整している。 【００１３】図７は、ガイドベーンの動きを例としてそ
れに対する変化率を表している。τ・Ｔ１・Ｔ２を求め
るにあたり変化率の最大点や最小点を波形の変曲点と
し、それぞれ極大点、極小点としている。また、実際の
使用に当たっては、ノイズによる変曲点と区別するため
に各変曲点に条件を付けてそれを満たすものを変曲点と
している。 【００１４】各変曲点の動き及び成立条件は以下の通り
である。変曲点〔τの終点及びＴｃの基準線の位置を
決定するために使用する。〕Ｓ、Ｅは、それぞれ変
曲点の開始点、終了点であり０閾値内とする。以下の
４つが同時に成立した場合変曲点とする。 条件 ア．極小値が大きい。 イ．そのときのストロークが最大値の７５％以上。 ウ．Ｓ前のストロークは水平（設定閾値内）。 エ．Ｅ後のストロークは右下がり。 変曲点〔Ｔ１の終点及びＴＣの基準線の位置を決定す
るために使用する。〕 Ｓ、Ｅは、それぞれ変曲点の開始点、終了点であ
り０閾値内とする。以下の４つが同時に成立した場合変
曲点とする。 条件 ア．極大値が大きい。 イ．の後に位置する。 ウ．のストロークはのストローク以下。 エ．Ｓ後のストロークは右下がり。 変曲点〔Ｔ２の終点を決定するために使用する。〕 Ｓ、Ｅは、それぞれ変曲点の開始点、終了点であ
り０閾値内とする。以下の３つが同時に成立した場合変
曲点とする。 条件 ア．極大値が大きい。 イ．の後に位置する。 ウ．のストロークはのストローク以下。 エ．Ｓ後のストロークは右下がり。 (5) 不動時間（τ） 不動時間は、負荷遮断後からガイドベーンやデフレクタ
が動き出すまでの時間を計測したものである。不動時間
の計測にあたり２つの方法について検討した。 【００１５】第１案は、ストロークが変化する点（不動
時間の終点）を変化前ストロークの９５％まで低下した
点として処理する方法である。しかしこの方法は、変化
の判断をノイズと区別する必要から９５％以上に上げる
ことができず、このため、図８のように傾きが緩やかな
波形の場合９５％となる点は、実際の不動時間の終点と
大きくかけ離れることが、試験結果から判りこの案は不
採用とした。 【００１６】第２案は変化率を利用する方法である。図
９は、不動時間と変化率の関係を表している。この図９
より〔時間３９〕の変化率は、その時を基準に前後２０
（変化率幅４０の半分）の時間差を持った〔時間１９〕
と〔時間５９〕のそれぞれの傾きの差を表している。こ
のことは「変化率幅の間が直線であれば変化率は０」で
あり、言い換えれば「直線の終点を表す〔不動時間の終
点〕は、変化率が０より外れる点より変化率幅の半分だ
け後ろの点である」と言える。但し、変化率が０か否か
を判断するにあたっては、ノイズ等の影響による誤判断
を防ぐため０閾値を設定し、０の範囲に幅を持たせる必
要がある。 【００１７】この方法で実試験データにより実験したと
ころ、その結果も良好であったためここでは第２案によ
り不動時間の計測を行った。 (6) 第一閉鎖時間（Ｔ１） Ｔ１は、ガイドベーン・デフレクタが最初に直線的な閉
動作を行う部分の時間を計測したものである。 【００１８】図１０は、第一閉鎖時間と変化率の関係を
表しているが、変曲点は直線部が終了し次の新たな変
化（直線または曲線）に移る時の変化率が最大になる点
を示しており、Ｔ１は、先に求めた不動時間の終点から
変曲点までの時間を計測することにより求めることが
できる。 (7) 第二閉鎖時間（Ｔ２） Ｔ２は、ガイドベーン・デフレクタがＴ１の後に直線的
な閉動作を行う部分の時間を計測したものである。これ
に基づき本実施例ではＴ２の定義を以下のように行って
いる。 ア．Ｔ１の終点（変曲点）を始点とし、変曲点を終
点とする時間を計測する。但し、以下の条件が何れか成
立した場合は、Ｔ２は存在しないものとして考え、計
算、表示はしないものとする。 イ．変曲点Ｅ付近でストロークが０となる。（Ｔ１の
み閉鎖してしまった。） ウ．変曲点ＳとＥとの間でストロークの傾きが水平
になった。（ストロークが一定または開方向に変わっ
た。） (8) 閉鎖時間（Ｔｓ） ガイドベーン・デフレクタ・ノズルの不動時間の終点か
らストロークが全閉位置となるまでの時間を計測してい
る。ストロークが全閉とならなかった場合は計算・表示
は行わない。 (9) 等価閉鎖時間（Ｔｃ） 図１１は、変化率とＴＣの関係を表している。基準点Ａ
は、変曲点Ｅを表しておりＴ１の直線部の開始点より
変化率幅の半分のデータ数だけ進んだ位置となる。一方
の基準点Ｂは、変曲点Ｓを表しておりＴ１の直線の終
点より変化率幅の半分のデータ数だけ戻った位置とな
る。この２つの基準点を結ぶ直線の延線上にある遮断前
の開度の点をＣとし、他方の開度が０になる点をＤとす
る。ＣとＤの間の時間を計測したものをＴＣとしてい
る。 (10)制圧機開口時間（Ｔｏ） 不動時間の終点を始点とし、ストロークが最大且つ変化
率が０の点を終点する２点間の時間を計測する。終点に
変化率０の条件を付けることによって、パルス的なノイ
ズ（ストロークが大きくても変化率が０とならない）と
終点とを区別している。 【００１９】このようにして、図１３に示したトレンド
グラフが得られ、また、トレンドグラフ中のデータを記
載した試験成績表が得られる。以上の実施例では、水力
発電設備について説明したが、火力発電設備、原子力発
電設備、その他にも利用することができる。表１は試験
成績表を示す。 【表１】【００２０】 【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明シ
ステムは従来システムと比較すると、以下の効果が得ら
れる。 (1) 測定信号データ処理過程での誤差が減少する。コン
ピュータが測定データを解析するので、トレンドグラフ
を読み取るときに生じた誤差をなくすることができる。 (2) 初心者でも熟練者と同等の測定データを得ることが
できる。従来システムでは、ガイドベーン開度が直線的
な動きをしない場合に、閉鎖時間Ｔｃ、Ｔ１、Ｔ２を求
めるための補助線を引くに当たり測定者はその引き方に
苦慮する。本発明システムでは、この補助線を一定の法
則により引いて閉鎖時間を求めるため、測定者の個人差
を挟む余地がなく初心者でも熟練者と同等の測定データ
を得ることができる。 (3) 技術者が解析する必要がなく、コンピュータ内部で
解析が行われるので解析時間の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明のスムージングを示す説明図。
【図４】本発明のスムージング幅とノイズの影響度を示
す説明図。 【図５】本発明の負荷遮断点の検出を示す説明図。 【図６】本発明の変化率の計算を示す説明図。 【図７】本発明のガイドベーン開度と変化率を示す説明
図。 【図８】第１案により不動時間終点を示す説明図。 【図９】本発明の不動時間と変化率を示す説明図。 【図１０】本発明のＴ１、及びＴ２と変化率の関係を示
す説明図。 【図１１】本発明の等価閉鎖時間の計測を示す説明図。 【図１２】従来の負荷遮断試験システムを示すブロック
図。 【図１３】従来システムによるトレンドグラフを示す説
明図。 【図１４】トレンドグラフの読み取り誤差を示す説明
図。 【符号の説明】 １０ センサ １１ 発電機電圧検出部 １２ 発電機電流検出部 １３ 圧力変換器 １４ 変位変換器 ２０ 負荷遮断試験装置 ２１ 電圧・偏差検出部 ２２ 動歪測定器 ３０ メモリレコーダ ４０ フロッピーディスク ５０ パーソナルコンピュータ ６０ プリンタ ６１ トレンドグラフ ６２ 試験成績表
す説明図。 【図５】本発明の負荷遮断点の検出を示す説明図。 【図６】本発明の変化率の計算を示す説明図。 【図７】本発明のガイドベーン開度と変化率を示す説明
図。 【図８】第１案により不動時間終点を示す説明図。 【図９】本発明の不動時間と変化率を示す説明図。 【図１０】本発明のＴ１、及びＴ２と変化率の関係を示
す説明図。 【図１１】本発明の等価閉鎖時間の計測を示す説明図。 【図１２】従来の負荷遮断試験システムを示すブロック
図。 【図１３】従来システムによるトレンドグラフを示す説
明図。 【図１４】トレンドグラフの読み取り誤差を示す説明
図。 【符号の説明】 １０ センサ １１ 発電機電圧検出部 １２ 発電機電流検出部 １３ 圧力変換器 １４ 変位変換器 ２０ 負荷遮断試験装置 ２１ 電圧・偏差検出部 ２２ 動歪測定器 ３０ メモリレコーダ ４０ フロッピーディスク ５０ パーソナルコンピュータ ６０ プリンタ ６１ トレンドグラフ ６２ 試験成績表
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フロントページの続き
(72)発明者 山田 寛
富山市清水中町５−18
(72)発明者 高田 正一郎
富山市浜黒崎2994−３
(56)参考文献 特開 平２−10279（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−203276（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−50982（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 31/00
G01R 31/34
F03B 15/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 発電機が電力を供給している負荷に負荷
遮断が生じても水車、タービン等の回転速度、発電機電
圧等の変動値が保証値を越えないで無負荷運転に安全に
移行し得ることを確認する負荷遮断試験解析システムに
おいて、 前記変動値を検出する検出手段と、 前記変動値の時間経過に応じた変化を表わすトレンドグ
ラフを作成し、かつ、前記トレンドグラフのデータ解析
を行う信号処理解析手段と、 前記トレンドグラフ、及び前記データ解析の結果を出力
する出力手段を備え、前記信号処理解析手段は、前記変
動値を表わす波形の傾きによって調整される変化率幅
（データ数）２Ｋと、この変化率幅２Ｋの両端及び中間
点における前記波形のそれぞれのデータａ１，ａ３，及
びａ２と、前記データａ１からａ２への変化値ｙ１及び
前記データａ２からａ３への変化値ｙ２とから、 前記データａ２の変化率＝（ｙ２−ｙ１）／Ｋ を算出し、このようにして算出した各データの変化率の
変化点を求め、前記変化率の変化点に基づいてトレンド
グラフの解析を行う ことを特徴とする負荷遮断試験解析
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4766595A JP3464304B2 (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 負荷遮断試験解析システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4766595A JP3464304B2 (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 負荷遮断試験解析システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248085A JPH08248085A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3464304B2 true JP3464304B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=12781565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4766595A Expired - Lifetime JP3464304B2 (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 負荷遮断試験解析システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3464304B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101724200B1 (ko) * | 2015-06-22 | 2017-04-06 | 두산중공업 주식회사 | 카메라 기능을 활용한 트랜드 자료 추출 장치 |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP4766595A patent/JP3464304B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08248085A (ja) | 1996-09-27 |
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