JP3913917B2 - Field shorting verification device for field winding in synchronous machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期機の界磁巻線にレアーショートが発生しているか否かを検証する同期機の界磁巻線の検証装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、同期発電機における界磁巻線のレアーショートの有無を検証する方法としては空隙磁束測定試験があるが、その試験を実施するためには特別なセンサーを必要とし、その取り付けのために水素ガス冷却タイプの発電機にあっては、ガス置換を行って大気状態にする必要があり、さらに電機子巻線は三相短絡させる必要があるため、物理的及び時間的制約が生じる。
【0003】
また、界磁巻線のレアーショートの有無を検証する他の方法として、交流インピーダンス測定による方法があるが、同期発電機の回転子の構造物であるスロット楔、ダンパー、短絡環の状態によりインピーダンスが変化するため、界磁巻線のレアーショートとの判定が困難な場合がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の界磁巻線のレアーショートの有無を検証するには、機内に特別なセンサを取付けて空隙磁束を測定したり、交流インピーダンスを測定する方法があるが、前者は水素ガス冷却タイプの発電機の場合、ガス置換や電機子巻線を三相短絡させる必要があるため、物理的及び時間的制約が生じ、また後者は回転子の構造物であるスロット楔、ダンパー、短絡環の状態によりインピーダンスが変化するため、界磁巻線のレアーショートの判定が困難な場合がある。
【0005】
本発明は上記の事情に鑑みてなされれたもので、同期機の回転子の構造物の影響を受けずに、界磁巻線のレアーショートの有無を判定できる同期機における界磁巻線の検証装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に対応する発明は、同期機が停止状態から定格回転速度に達するまでの期間、界磁巻線に直流成分を含んだ交流電流を通電する可変直流及び交流電源部と、前記界磁巻線が通電されているときの入力電圧、入力電流、回転数を入力する入力及びフィルタ部と、この入力及びフィルタ部より入力される電圧、電流からインピーダンスを計算する演算部と、この演算部により計算された回転数変化に対するインピーダンス変化を比較する比較部と、この比較部の比較結果を出力する出力部とを備えたものである。
【0007】
請求項2に対応する発明は、可変直流及び交流電源部は一定の直流分及び交流分の電流により同期機の界磁巻線を同時に通電するものである。
【0008】
請求項3に対応する発明は、演算部はフィルター部により分けられた入力電圧と入力電流の直流分及び交流分のインピーダンスを計算するものである。
【0009】
請求項4に対応する発明は、演算部は各回転速度における直流インピーダンス及び交流インピーダンスを同時に演算するものである。
【0010】
請求項5に対応する発明は、比較部は回転数変化に対して直流インピーダンスの変化及び交流インピーダンスの変化を比較し、界磁巻線のレアーショートの有無を判定するものである。
【0011】
請求項6に対応する発明は、比較部は界磁巻線のレアーショートを判定する際に被試験機の回転子データを用いて行うものである。
【0012】
従って、上記請求項1乃至請求項6に対応する発明の同期機における界磁巻線の検証装置にあっては、同期機の界磁巻線の直流及び交流インピーダンスを計測し、回転変化に対する両インピーダンスの変化を比較判定することにより、同期機の回転子の構造物の影響を受けずに界磁巻線のレアーショートの判定が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0014】
図1は、本発明による同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の第1の実施の形態を示すブロック構成図である。
【0015】
図1において、1は同期発電機の回転子軸で、この回転子軸1には一対のコレクタリング2が取付けられ、これらコレクタリング2は図示しない界磁巻線に図示しない電流リードを介して電気的に接続されている。
【0016】
これらコレクタリング2に電圧計測用ブラシ(パイロットブラシ)3と電流通電用ブラシ4がそれぞれ接触させて設けられている。また、回転子軸1に図示しない回転検出部5が設けられ、この回転検出部5は界磁巻線を有する回転子の回転数を検出するものである。
【0017】
一方、6は可変直流及び交流電源部で、この可変直流及び交流電源部6は、電流通電用ブラシ4及びコレクタリング2を通して図示しない界磁巻線に直流成分を含んだ交流電流を通電するためのものである。
【0018】
また、7は回転検出部5より発電機の界磁巻線の回転信号と電圧計測用ブラシ3より同期発電機の界磁巻線の入力電圧が入力されると共に、可変直流及び交流電源部6より界磁巻線の入力電流が入力されるフィルタ部で、このフィルタ部7は入力電圧及び入力電流を直流成分と交流成分に分ける機能を有している。
【0019】
さらに、8はフィルタ部7より直流成分と交流成分に分けられた入力電圧及び入力電流が入力される演算部で、この演算部8は入力電圧及び入力電流を基に直流及び交流インピーダンスを計算するものである。9はこの演算部8で求められた直流及び交流インピーダンスと直流及び交流インピーダンスの回転数変化に対する変化を予め入力されたデータにより比較して界磁巻線のレアーショートの有無を判定する比較部である。
【0020】
また、10は比較部9での比較結果を表示する表示部、11は比較部9で比較された各回転数での入力データ、判定結果及び演算部8での演算結果を出力する出力部である。
【0021】
次にこのように構成された同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の作用を述べる。
【0022】
同期発電機の停止状態から定格回転速度に達するまでの期間、可変直流及び交流電源部6より電流通電用ブラシ4及びコレクタリング2を介して図示しない回転子に有する界磁巻線に直流成分を含んだ交流電流を通電し、このときの界磁巻線の入力電圧をコレクタリング2及び電圧計測用ブラシ3を介してフィルタ部7に入力すると同時に、回転検出部5より界磁巻線(回転子)の回転検出信号と可変直流及び交流電源部6より電流計測用入力信号をそれぞれ入力する。
【0023】
このフィルター部7では、界磁巻線への入力電圧、電流を直流成分と交流成分に分け、演算部8に入力する。この演算部8では、直流及び交流インピーダンスを計算し、この直流及び交流インピーダンスを比較部9に入力して直流及び交流インピーダンスの回転数変化に対して予め入力されたデータと比較し、このデータより大きいか否かにより界磁巻線のレアーショートの有無を判定する。
【0024】
これら演算部8で求められた直流及び交流インピーダンス及び比較部9で判定された界磁巻線のレアーショートの有無は、フィルタ部7より入力される回転数、直流電圧及び電流と交流電圧及び電流と共に表示部10に表示される。
【0025】
また、出力部11より各回転速度での入力データ、演算結果及び判定結果が出力される。
【0026】
このように第1の実施の形態では、回転中の同期発電機における界磁巻線に入力される直流電圧と電流及び交流電圧と電流を計測して演算部8により直流及び交流インピーダンスを算出し、この演算部8で求められた直流及び交流インピーダンスを直流及び交流インピーダンスの回転数変化に対する変化を予め入力されたデータにより比較し、このデータより大きいか否かにより界磁巻線のレアーショートの有無を判定するようにしたので、発電機の回転子の構造物の影響を受けずに、界磁巻線のレアーショートの有無を確実に判定できる。
【0027】
上記第1の実施の形態においては、可変直流及び交流電源部6より直流成分を含んだ交流電流を同期発電機の界磁巻線に通電するようにしたが、可変直流及び交流電源部6より一定の直流分及び交流分の電流を出力して界磁巻線を同時に通電するようにしてもよい。
【0028】
また、上記第1の実施の形態においては、演算部8により単に直流及び交流インピーダンスを求めたが、各回転速度における直流インピーダンス及び交流インピーダンスを同時に演算するようにしてもよい。
【0029】
図2は本発明による同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の第2の実施の形態を示すブロック構成図で、図1と同一部分には同一符号付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
【0030】
第2の実施の形態では、図2に示すように比較部9に被試験機の回転子データ又は判定値を入力するデータ入力部12を設けたものである。
【0031】
このような構成とすれば、比較部9に被試験機の回転子データを入力することにより、自動的に界磁巻線のレアーショートの有無を判定することができる。
【0032】
また、回転子データに代えて判定値を入力して判定させるこも可能である。
【0033】
なお、上記実施の形態では、同期発電機における界磁巻線のレアーショートの有無を判定する場合について述べたが、同期電動機の界磁巻線の場合にも前述同様にレアーショートの有無を判定することができる。
【0034】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、運転中の同期機に対して特別な処理を必要とせず、界磁巻線のレアーショートの有無を確実に判定できる同期機における界磁巻線のレアーショート検証装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の第1の実施の形態を示すブロック構成図。
【図2】本発明による同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の第2の実施の形態を示すブロック構成図。
【符号の説明】
1……回転子軸
2……コレクターリング
3……電圧計測用ブラシ(パイロットブラシ)
4……電流通電用ブラシ
5……回転検出部
6……可変直流及び交流電源部
7……フィルター部
8……演算部
9……比較部
10……表示部
11……出力部
12……データ入力部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a field winding verification device for a synchronous machine that verifies whether or not a layer short has occurred in the field winding of the synchronous machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a gap magnetic flux measurement test as a method for verifying the presence or absence of a field short circuit in a synchronous generator, but a special sensor is required to perform the test, and hydrogen is required for the installation. In a gas cooling type generator, it is necessary to perform gas replacement to be in an atmospheric state, and furthermore, the armature winding needs to be short-circuited in three phases, which causes physical and time restrictions.
[0003]
As another method for verifying the presence or absence of a short-circuit in the field winding, there is an AC impedance measurement method. However, depending on the state of the slot wedge, the damper, and the short-circuit ring that are the rotor structure of the synchronous generator, Changes, it may be difficult to determine that the field winding is a short-circuit.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to verify the presence or absence of a rare short-circuit in a conventional field winding as described above, there are methods of measuring air gap magnetic flux and measuring AC impedance by installing a special sensor in the machine. In the case of a generator of the type, it is necessary to short-circuit the gas replacement and armature windings in three phases, resulting in physical and time constraints. The latter is the structure of the rotor, such as slot wedges, dampers, short-circuit rings. Since the impedance changes depending on the state of the field winding, it may be difficult to determine the field short of the field winding.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to determine the presence or absence of a field short of a field winding without being affected by the structure of the rotor of the synchronous machine. An object is to provide a verification device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable direct current and alternating current power supply unit for supplying an alternating current including a direct current component to a field winding during a period until the synchronous machine reaches a rated rotational speed from a stopped state, and the field the input voltage when the winding is energized, the input current, the input and filter unit for inputting the rotation speed, the input and the voltage input from the filter unit, a calculating unit for calculating the impedance from the current, the operation A comparison unit that compares the impedance change with respect to the rotation speed change calculated by the unit, and an output unit that outputs a comparison result of the comparison unit.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the variable DC and AC power supply sections energize the field windings of the synchronous machine simultaneously with a constant DC and AC current.
[0008]
In the invention corresponding to claim 3, the calculation unit calculates the direct current component and the impedance of the alternating current component of the input voltage and the input current divided by the filter unit.
[0009]
In the invention corresponding to claim 4, the calculation unit calculates the DC impedance and the AC impedance at each rotational speed at the same time.
[0010]
In the invention corresponding to
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, the comparison unit uses the rotor data of the machine under test when determining the field short of the field winding.
[0012]
Therefore, in the field winding verification apparatus in the synchronous machine of the invention corresponding to the first to sixth aspects of the invention, the DC and AC impedances of the field winding of the synchronous machine are measured, and both the rotational changes are measured. By comparing and determining the change in impedance, it is possible to determine the field short of the field winding without being affected by the structure of the rotor of the synchronous machine.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a field short-circuit verification apparatus for a field winding in a synchronous generator according to the present invention.
[0015]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rotor shaft of a synchronous generator. A pair of
[0016]
The
[0017]
On the other hand, 6 is a variable direct current and alternating current power supply section, and this variable direct current and alternating current
[0018]
[0019]
Further, 8 is an arithmetic unit to which an input voltage and an input current divided into a DC component and an AC component are input from the
[0020]
Further, 10 is a display unit for displaying the comparison result in the
[0021]
Next, the operation of the field short-circuit verification device for the field winding in the thus configured synchronous generator will be described.
[0022]
During the period from when the synchronous generator is stopped until the rated rotational speed is reached, a DC component is applied to the field winding of the rotor (not shown) from the variable DC and
[0023]
In the
[0024]
The direct current and alternating current impedances determined by the
[0025]
In addition, input data, calculation results, and determination results at each rotation speed are output from the
[0026]
Thus, in the first embodiment, the DC voltage and current and the AC voltage and current input to the field winding in the rotating synchronous generator are measured, and the DC and AC impedance are calculated by the
[0027]
In the first embodiment, an AC current containing a DC component is supplied to the field winding of the synchronous generator from the variable DC and AC
[0028]
Further, in the first embodiment, the direct current and alternating current impedances are simply obtained by the
[0029]
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the field winding layer short verification apparatus in the synchronous generator according to the present invention. The same parts as those in FIG. Only the differences will be discussed here.
[0030]
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the
[0031]
With such a configuration, it is possible to automatically determine the presence or absence of a layer short in the field winding by inputting the rotor data of the machine under test to the
[0032]
Further, it is also possible to make a determination by inputting a determination value instead of the rotor data.
[0033]
In the above embodiment, the case where the presence or absence of the field winding in the synchronous generator is determined is described. However, the presence or absence of the layer short is also determined in the case of the field winding of the synchronous motor as described above. can do.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a field winding layer in a synchronous machine that can reliably determine the presence or absence of a field short in the field winding without requiring any special processing for the synchronous machine in operation. A short verification device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a field short-circuit verification apparatus for a field winding in a synchronous generator according to the present invention;
FIG. 2 is a block configuration diagram showing a second embodiment of a field short-circuit verification apparatus for a field winding in a synchronous generator according to the present invention;
[Explanation of symbols]
1 ...
4 …… Brush for
Claims (6)
請求項1記載の同期機における界磁巻線のレアーショート検証装置。2. The field winding in a synchronous machine according to claim 1, wherein the variable DC and AC power supply units are configured to simultaneously energize the field winding of the synchronous generator with a constant DC and AC current. Rare short verification equipment.
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