JP4139098B2 - 非常用発電設備の寿命予測診断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は原子力発電所等の重要負荷設備における非常用発電設備の経年劣化による機能低下を診断する非常用発電設備の寿命予測診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンで駆動される発電機を非常用発電機とする非常用発電設備は多くの分野で用いられている。非常用発電設備は重要負荷設備に給電するものであり、信頼性を確保すると共には延命化のニーズが高まっている。
【０００３】
非常用発電設備の経年変化による劣化評価は、一般産業用にあっては年１回、原子力発電設備にあっては月１回程度の頻度で起動試験を行い合否を判定している。非常用発電設備の起動試験は実負荷をとることなく、発電機を系統に接続する遮断器を投入することまで行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、一般産業用では年に１回、原子力発電設備では月に１回の頻度で起動試験を行い、起動が正常に行えるかどうかで合否を判定している。このような試験では、起動不良になるまでは、正常と判断されるために、設備の劣化の程度が正確に把握できないという問題がある。したがって、前回の定期点検では正常であったが、今回の定期点検で突然に異常になるという問題点を有する。
【０００５】
本発明の目的は、経年変化による劣化程度を定量的に把握して寿命予測を行える非常用発電設備の寿命予測診断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは、起動試験時にエンジンで駆動される発電機の回転速度、エンジンを始動するセルモータのモータ電流および発電機を系統に接続する遮断器の投入コイルのコイル電流を検出して、発電機が同期速度に達するまでの時間、モータ電流とコイル電流のピーク値を求めて起動試験毎のトレンドを算出し、発電機が同期速度に達するまでの時間、モータ電流とコイル電流のピーク値の少なくとも１つのトレンドから寿命予測を行うようにしたことにある。
【０００７】
本発明は、起動試験毎の発電機が同期速度に達するまでの時間、モータ電流とコイル電流のピーク値の少なくとも１つのトレンドから寿命予測を行うようにしているので、経年変化による劣化程度を定量的に把握した寿命予測を行える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。
図１において、ディーゼルエンジン１は発電機２と発電機軸３により機械的に連結されている。発電機２は遮断機４を介して系統５に接続されている。制御装置７は発電機２の回転数を制御し、また、系統５と同期併入を行う系統連系装置を含んでいる。
【０００９】
発電機軸３には回転数を検出する速度検出手段としての電磁ピックアップ６が設けられている。電磁ピックアップ６で検出された回転速度信号は制御装置７と低速レコーダ（低速サンプリング装置）８に加えられる。低速レコーダ８でサンプリング検出された回転速度信号はパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと称する）９に入力される。
【００１０】
セルモータ１０はバッテリー１１により給電され、その電流が電流センサ１２で検出される。電流センサ１２で検出されたセルモータ電流は高速レコーダ（高速サンプリング装置）１３に加えられる。高速レコーダ１３でサンプリング検出されたセルモータ電流信号はパソコン９に入力される。
【００１１】
遮断器４の投入コイル１４はバッテリー１５により励磁され、その励磁電流が電流センサ１６で検出される。電流センサ１６で検出された励磁電流（コイル電流）は高速レコーダ１３によりサンプリング検出されパソコン９に入力される。パソコン９に入力された発電機２の回転速度、セルモータ電流およびコイル電流は、図示しない電話回線を介して監視センター１７に送信される。
【００１２】
この構成において、通常時、非常用発電設備は停止しており、遮断器４は開放状態にあり、また、発電機２とエンジン１は停止している。
【００１３】
非常用発電設備を始動するときは、まずセルモータ１０を始動してエンジン１を駆動する。エンジン１により発電機軸３を介して発電機２が発電を開始する。発電機２は制御装置７により同期速度まで回転数を制御され、遮断器４を投入して系統５と連系される。かくして、系統５には非常用発電設備から電力が供給される。
【００１４】
年１回もしくは月１回の点検時には、非常時と同様にしてエンジン１を始動し、発電機２が系統５と連系されるところまで確認して遮断器４を開放し発電設備の運転を停止する。
【００１５】
この起動試験時に電磁ピックアップ６で検出した発電機２の回転速度，電流センサ１２，１６で検出したセルモータ電流、コイル電流はレコーダ８、１３を介してパソコン９に取込まれる。発電機２の回転速度、セルモータ電流、コイル電流は図２，図３，図４に示すような特性になる。
【００１６】
低速レコーダ８は５００ｍｓ毎にデータをサンプリングして発電機２の回転数を把握するのに用いる。また、高速レコーダ１３は１００μｓ毎にデータをとりセルモータ電流と遮断器４の投入コイル１４のコイル電流を把握するのに用いている。
【００１７】
図２は、エンジン１を起動する場合のエンジン回転数即ち発電機２の回転数の立ち上がり特性を示している。発電機２が同期速度に達するまでの時間ｔｓは、設備が健全であるほど短く、劣化に伴い時間ｔｓ′のように長くなる。
【００１８】
図３はエンジン起動時のセルモータ入力電流の時間的な変化を示しており、そのピーク電流Ｉｓは、設備が健全であれば小さく、劣化が進むにつれて大きくなる。
【００１９】
図４は遮断器４を動作させる投入コイル１４の電流の時間的変化を示し、遮断器４が健全であるほどコイル電流のピーク値Ｉｃは小さくなる。
【００２０】
図２〜４のいずれの特性においても、発電設備が経年劣化するに従い実線から点線の特性に近づいてくる。従って、図２の発電機立上り時間ｔｓの経時的な変化いわゆるトレンドカーブは図５に示す如く、経年変化に伴い徐々に長くなり、故障の起こる確率が高くなってくる。予め、立上り時間について許容値を設定しておけば、許容値に近づいたことで寿命の予測が可能になる。
【００２１】
同様にセルモータ電流Ｉｓ、遮断器投入コイル電流Ｉｃについても、図６，図７に示すように寿命予測が可能となる。
【００２２】
これら３つの要因が同時に寿命に達するということはなく、一番最初に許容値に達する時点をもって寿命とし、寿命予測を行える。
【００２３】
このようにして非常用発電設備の寿命予測を行うのであるが、起動試験毎の発電機が同期速度に達するまでの時間、モータ電流とコイル電流のピーク値の少なくとも１つのトレンドから寿命予測を行うようにしているので、経年変化による劣化程度を定量的に把握した寿命予測を行える。
【００２４】
なお、上述の実施例は発電所側でトレンドによる寿命予測を行っているが、監視センターでも行っても良いことは明らかなことである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、起動試験毎の発電機が同期速度に達するまでの時間、モータ電流とコイル電流のピーク値の少なくとも１つのトレンドから寿命予測を行うようにしているので、経年変化による劣化程度を定量的に把握した寿命予測を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】 発電機の加速特性図である。
【図３】 セルモータ電流の特性図である。
【図４】 遮断器の投入コイル電流の特性図である。
【図５】 発電機の起動時間のトレンド特性図である。
【図６】 セルモータ電流のトレンド特性図である。
【図７】 遮断器の投入コイル電流のトレンド特性図である。
【符号の説明】
１…エンジン、２…発電機、３…発電機軸、４…遮断器、５…系統、６…電磁ピックアップ、７…制御装置、８…低速レコーダ（サンプリング装置）、９…パソコン、１０…セルモータ、１１，１５…バッテリー、１２，１６…電流センサ、１３…高速レコーダ（サンプリング装置）、１４…投入コイル、１７…監視センター。
Claims (1)
- セルモータにより始動されるエンジンで駆動される発電機と、前記発電機を系統に接続する遮断器を有する非常用発電設備において、前記発電機の回転速度を検出する速度検出手段と、前記セルモータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記遮断器の投入コイルのコイル電流を検出するコイル電流検出手段と、非常用発電設備の定期点検時に前記回転速度、モータ電流およびコイル電流を取込む演算処理手段とを具備し、前記演算処理手段は、起動試験時に発電機が同期速度に達するまでの時間、前記モータ電流と前記コイル電流のピーク値を求めて定期点検毎のトレンドを算出し、前記発電機が同期速度に達するまでの時間、前記モータ電流のピーク値および前記遮断器の投入コイル電流のピーク値のトレンドから寿命予測を行うことを特徴とする非常用発電設備の寿命予測診断装置。
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