JP7380482B2 - Insulation deterioration diagnosis device - Google Patents

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本発明は、回転機の絶縁劣化を診断するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for diagnosing insulation deterioration of a rotating machine.

近年、例えば高圧回転機の固定子コイルから発生する部分放電と、その部分放電に起因して発生するガスを検出し、固定子コイルの絶縁劣化の兆候を診断するための技術が提案されている(例えば、特許文献1~3)。 In recent years, technology has been proposed to detect signs of insulation deterioration in the stator coils by detecting partial discharges generated from the stator coils of high-voltage rotating machines and the gas generated due to these partial discharges. (For example, Patent Documents 1 to 3).

特開2002-267712号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-267712 特開2012-007924号公報JP2012-007924A 特開2019-032184号公報Japanese Patent Application Publication No. 2019-032184

タービン用、水車用などの高圧回転機の絶縁劣化診断はオフライン(停止中)で行ってきたが、容易に停止できないインフラ設備のため、運転中でも回転機の異常を検知できる手段の実現が望まれている。 Diagnosis of insulation deterioration in high-pressure rotating machines such as those for turbines and water turbines has been performed offline (while they are stopped), but since infrastructure equipment cannot be stopped easily, it is desirable to create a method that can detect abnormalities in rotating machines even during operation. It is rare.

また、高圧回転機は部分放電を許容する絶縁システムのため、部分放電による直接的な地絡や短絡事故以外にも部分放電に起因して発生する腐食性ガスが原因となる回転機内構造物損傷に伴う事故も存在する。したがって、部分放電の発生状況がどのように推移しているかを診断する技術と、部分放電によって発生した腐食性ガスの発生状況がどのように推移していくかを診断する技術が同時に必要となる。 In addition, because high-voltage rotating machines have insulation systems that tolerate partial discharges, in addition to direct ground faults and short circuits caused by partial discharges, corrosive gas generated by partial discharges can also cause damage to structures inside the rotating machines. There are also accidents associated with this. Therefore, there is a need for a technology to diagnose how the occurrence of partial discharges is changing and a technology to diagnose how the situation of corrosive gas generated by partial discharge is changing. .

部分放電検出に関しては、例えばIRIS Power社などから販売されている部分放電測定手段がある。この装置に関係する規格がIEC TS60034-27-2にまとめられている。しかし、部分放電に伴って発生するガスの測定手段を併用した絶縁劣化診断装置の実現例はない。 Regarding partial discharge detection, there is a partial discharge measuring means sold by, for example, IRIS Power. Standards related to this device are summarized in IEC TS60034-27-2. However, there is no example of an implementation of an insulation deterioration diagnostic device that also uses a means for measuring gas generated due to partial discharge.

これを解決するための装置として、PD(部分放電)パターンと発生ガス(特に、オゾン、窒素酸化物、アンモニア)のパターンから絶縁劣化診断を行う技術が考えられる。 As a device for solving this problem, a technique for diagnosing insulation deterioration from a PD (partial discharge) pattern and a pattern of generated gases (particularly ozone, nitrogen oxides, and ammonia) can be considered.

特に、オゾン発生に起因する放電は、スロット放電、溝外直線部の異常による放電、コイルエンドの隣り合ったコイル間での放電があるが、これらをガス吸入口が限定されたオゾン濃度計による測定だけで判断できないといった課題がある。 In particular, discharges caused by ozone generation include slot discharges, discharges due to abnormalities in straight sections outside the grooves, and discharges between adjacent coils at the coil ends. The problem is that it cannot be determined based on measurements alone.

以上示したようなことから、絶縁劣化診断装置において、部分放電パターンからオゾン発生量を求めることが課題となる。 For the reasons described above, in the insulation deterioration diagnosis apparatus, it is a problem to determine the amount of ozone generated from the partial discharge pattern.

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、回転機の絶縁劣化診断装置であって、前記回転機の部分放電を検出する部分放電検出手段と、前記回転機の固定子の温度を測定する温度検出手段と、前記回転機内部の冷却用ガスの露点または温度/湿度を測定する水蒸気量取得手段と、前記回転機の内部のオゾン濃度およびオゾン流量を測定するガス測定手段と、検出した前記部分放電から位相、放電電荷量の部分放電パターンを取得する部分放電パターン取得手段と、前記部分放電パターンからスロット放電に関係する積算放電電荷量を取得する積算放電電荷量取得処理と、前記積算放電電荷量から放電電力量を求める放電電力量取得処理と、前記放電電力量に基づいた第1オゾン発生量を求めるオゾン発生量取得処理と、を行うデータ処理蓄積手段と、を備えたことを特徴とする。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional problems, and one aspect thereof is an insulation deterioration diagnosis device for a rotating machine, comprising: partial discharge detection means for detecting partial discharge in the rotating machine; temperature detection means for measuring the temperature of a stator of the rotating machine; water vapor amount acquisition means for measuring the dew point or temperature/humidity of cooling gas inside the rotating machine; and ozone concentration and ozone flow rate inside the rotating machine. gas measuring means for measuring, partial discharge pattern acquisition means for acquiring a partial discharge pattern of phase and discharge charge amount from the detected partial discharge, and integration for acquiring an integrated discharge charge amount related to slot discharge from the partial discharge pattern. Data processing that performs a discharge charge amount acquisition process, a discharge power amount acquisition process that calculates a discharge power amount from the integrated discharge power amount, and an ozone generation amount acquisition process that calculates a first ozone generation amount based on the discharge power amount. It is characterized by comprising a storage means.

また、その一態様として、前記オゾン発生量取得処理は、前記オゾン濃度および前記オゾン流量に基づいて第2オゾン発生量を求め、前記第2オゾン発生量と前記第1オゾン発生量の差によりスロット放電以外で生じている放電に起因する第3オゾン発生量を求めることを特徴とする。 In one embodiment, the ozone generation amount obtaining process calculates a second ozone generation amount based on the ozone concentration and the ozone flow rate, and calculates the second ozone generation amount based on the difference between the second ozone generation amount and the first ozone generation amount. The method is characterized in that the amount of third ozone generated due to discharge occurring other than discharge is determined.

また、その一態様として、前記積算放電電荷量取得処理は、前記部分放電パターンから、正極性で一番急峻な変化の第1位相を抽出し、前記第1位相に対し180°位相のずれた負極性の変化の第2位相を抽出し、前記第1位相の変化と前記第2位相の変化を比較し、前記第1位相の変化の方が大きければスロット放電と判断して前記第1位相における積算放電電荷量を取得し、前記第1位相から-120°位相のずれた正極性の変化の第3位相を抽出し、前記第3位相に対し180°位相のずれた負極性の変化の第4位相を抽出し、前記第3位相の変化と前記第4位相の変化を比較し、前記第3位相の変化の方が大きければスロット放電と判断して前記第3位相における積算放電電荷量を取得し、前記第1位相より-240°位相のずれた正極性の変化の第5位相を抽出し、前記第5位相に対し180°位相のずれた負極性の変化の第6位相を抽出し、前記第5位相に変化と前記第6位相の変化を比較し、前記第5位相の変化の方が大きければスロット放電と判断して前記第5位相における積算放電電荷量を取得することを特徴とする。 In one embodiment, the integrated discharge charge amount acquisition process extracts a first phase of positive polarity and the steepest change from the partial discharge pattern, and extracts a first phase of positive polarity and a steepest change, The second phase of the change in negative polarity is extracted, the change in the first phase and the change in the second phase are compared, and if the change in the first phase is larger, it is determined that it is a slot discharge and the first phase is changed. Obtain the cumulative discharge charge amount at The fourth phase is extracted, the change in the third phase is compared with the change in the fourth phase, and if the change in the third phase is larger, it is determined that it is a slot discharge, and the integrated discharge charge amount in the third phase is determined. , extract a fifth phase of positive polarity change that is -240° out of phase with the first phase, and extract a sixth phase of negative polarity change that is 180° out of phase with respect to the fifth phase. and comparing the change in the fifth phase with the change in the sixth phase, and if the change in the fifth phase is larger, it is determined that it is a slot discharge, and the cumulative discharge charge amount in the fifth phase is obtained. Features.

また、その一態様として、前記積算放電電荷量取得処理は、前記第2位相の変化が前記第1位相の変化以上の場合、または、前記第4位相の変化が前記第3位相の変化以上の場合、または、前記第6位相の変化が前記第5位相の変化以上の場合において、負極性の部分放電パターンを抜き出し、負極性の部分放電パターンを上下反転して位相を180°ずらし、正極性の部分放電パターンから負極性の部分放電パターンを引き、負極性の部分放電パターンの傾きと正極性の部分放電パターンの傾きを比較し、正極性の部分放電パターンが負極性の部分放電パターンよりも大きければ、スロット放電であると判断することを特徴とする。 In one aspect, the integrated discharge charge amount acquisition process may be performed when the change in the second phase is greater than or equal to the change in the first phase, or when the change in the fourth phase is greater than or equal to the change in the third phase. or when the change in the sixth phase is greater than or equal to the change in the fifth phase, the negative polarity partial discharge pattern is extracted, the negative polarity partial discharge pattern is vertically inverted, the phase is shifted by 180°, and the positive polarity partial discharge pattern is changed. Subtract the negative partial discharge pattern from the partial discharge pattern of , and compare the slope of the negative partial discharge pattern with the slope of the positive partial discharge pattern. If it is large, it is determined that it is a slot discharge.

また、その一態様として、前記放電電力量取得処理は、スロット放電と判断された各位相の前記積算放電電荷量を加算して全放電電荷量を計算し、前記全放電電荷量に基づいて1秒あたりの放電電荷量を計算し、1秒あたりの前記放電電荷量に基づいて酸素を電離する電荷量を計算し、前記電荷量の単位を変換して放電電流を算出し、電線の絶縁層とスロット壁面との間の空隙に係る電圧を求め、前記放電電流および前記電圧に基づいて放電電力を算出し、前記放電電力に基づいて1時間当たりの放電電力量を算出することを特徴とする。 In one embodiment, the discharge power amount acquisition process calculates a total discharge charge amount by adding the integrated discharge charge amount of each phase determined to be a slot discharge, and calculates a total discharge charge amount based on the total discharge charge amount. The amount of discharge charge per second is calculated, the amount of charge that ionizes oxygen is calculated based on the amount of discharge charge per second, the unit of the amount of charge is converted to calculate the discharge current, and the insulating layer of the wire is and a slot wall surface, calculate discharge power based on the discharge current and the voltage, and calculate discharge power amount per hour based on the discharge power. .

また、その一態様として、前記オゾン発生量取得処理は、最大オゾン生成効率を定義し、電線の絶縁層とスロット壁面との間の空隙内の電界と前記空隙内の酸素分子数密度に基づいた補正係数αを計算し、前記水蒸気量取得手段で測定した前記露点または前記温度/湿度から導き出した水蒸気量に基づいた補正係数βを計算し、前記放電電力量と前記補正係数αと前記補正係数βとに基づいて1時間当たりの前記第1オゾン発生量を求め、前記オゾン濃度と前記オゾン流量に基づいて第2オゾン発生量を求め、前記第2オゾン発生量と前記第1オゾン発生量の差によりスロット放電以外で生じている放電に起因する第3オゾン発生量を求めることを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, the ozone generation amount acquisition process defines a maximum ozone generation efficiency, and is based on the electric field in the gap between the insulating layer of the electric wire and the slot wall surface and the number density of oxygen molecules in the gap. A correction coefficient α is calculated, a correction coefficient β is calculated based on the dew point measured by the water vapor amount acquisition means, or the water vapor amount derived from the temperature/humidity, and the correction coefficient β is calculated based on the amount of water vapor derived from the dew point measured by the water vapor amount acquisition means, and the amount of discharge power, the correction coefficient α, and the correction coefficient are calculated. The first ozone generation amount per hour is determined based on the ozone concentration and the ozone flow rate, and the second ozone generation amount is determined based on the second ozone generation amount and the first ozone generation amount. The method is characterized in that the amount of third ozone generated due to discharge other than slot discharge is determined from the difference.

本発明によれば、絶縁劣化診断装置において、部分放電パターンからオゾン発生量を求めることが可能となる。特に、スロット放電に起因するオゾン発生量と、溝外直線部またはコイルエンドからの放電に起因したオゾン発生量を明確に区別することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to determine the amount of ozone generated from the partial discharge pattern in the insulation deterioration diagnostic device. In particular, it is possible to clearly distinguish between the amount of ozone generated due to slot discharge and the amount of ozone generated due to discharge from the straight portion outside the groove or the coil end.

実施形態における絶縁劣化診断装置を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an insulation deterioration diagnosis device in an embodiment. 非接触式PDセンサと測定データ(部分放電パターン)の一例を示す図。The figure which shows an example of a non-contact type PD sensor and measurement data (partial discharge pattern). 積算放電電荷量を取得するアルゴリズムを示すフローチャート。The flowchart which shows the algorithm which acquires the integrated discharge electric charge amount. 部分放電パターンと第1位相(A)~第6位相(F)を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a partial discharge pattern and first phase (A) to sixth phase (F). 部分放電パターンの各種異常を示す図。FIG. 3 is a diagram showing various abnormalities in partial discharge patterns. 正極性の変化と負極性の変化の比較を示す説明図。An explanatory diagram showing a comparison between a change in positive polarity and a change in negative polarity. 部分放電パターンの分解を示す説明図Explanatory diagram showing decomposition of partial discharge pattern S5の処理の詳細を示すフローチャート。5 is a flowchart showing details of the process in S5. スロット放電か否かの判断方法を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a method for determining whether or not slot discharge occurs. スロット放電か否かの判断方法を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method for determining whether or not slot discharge occurs. 放電電力量の計算アルゴリズムを示すフローチャート。Flowchart showing an algorithm for calculating discharge power amount. 空隙にかかる電圧Vを示す図。A diagram showing the voltage V applied to the air gap. オゾン発生量を求めるアルゴリズムを示すフローチャート。Flowchart showing an algorithm for determining the amount of ozone generated. オゾン量とオゾン発生量とオゾン分解率の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the amount of ozone, the amount of ozone generation, and the ozone decomposition rate.

以下、本願発明における絶縁劣化診断装置の実施形態を図1~図14に基づいて詳述する。 Hereinafter, embodiments of the insulation deterioration diagnosing device according to the present invention will be described in detail based on FIGS. 1 to 14.

[実施形態]
本実施形態は、スロット放電のPDパターンからオゾン発生量を計算するためのアルゴリズムについて説明する。
[Embodiment]
This embodiment describes an algorithm for calculating the amount of ozone generated from the PD pattern of slot discharge.

図1に本実施形態における絶縁劣化診断装置の構成を示す。本実施形態における絶縁劣化診断装置は、診断対象の停止中(オフライン)のみではなく、診断対象の運転稼働中(オンライン)においても絶縁劣化を診断することを可能としたものである。診断対象は、例えば、発電機/電動機(回転機)が挙げられる。絶縁劣化診断装置は以下の機器で構成される。 FIG. 1 shows the configuration of an insulation deterioration diagnostic device in this embodiment. The insulation deterioration diagnosis device in this embodiment is capable of diagnosing insulation deterioration not only when the diagnostic target is stopped (off-line) but also while the diagnostic target is in operation (on-line). Examples of the diagnosis target include a generator/electric motor (rotating machine). The insulation deterioration diagnostic equipment consists of the following equipment.

(1)PDセンサ(部分放電検出手段)
発電機/電動機(回転機)1と配電盤2との間は高圧配線3で接続される。PDセンサは、この高圧配線3に対して非接触であるTEV(Transient Earth Voltage)センサ、面電流センサ(TEVセンサ、面電流センサを合わせて符号4とする)、貫通型電極5と真空コンデンサ6を組み合わせた非接触式PDセンサ7、配電盤2内に設置されている電圧確認用コンデンサ8のうち、いずれかで構成される。現場の状況に応じてPDセンサを選定する。非接触式PDセンサ7及び配電盤2内の電圧確認用コンデンサ8は抵抗とサージ吸収素子を組み合わせた検出インピーダンス9(インピーダンスZ:1~20kΩ)を設ける。なお、貫通型電極5に代えて、平板型の電極としてもよい。
(1) PD sensor (partial discharge detection means)
A generator/motor (rotating machine) 1 and a switchboard 2 are connected by high voltage wiring 3. The PD sensor includes a TEV (Transient Earth Voltage) sensor that is not in contact with the high voltage wiring 3, a surface current sensor (the TEV sensor and the surface current sensor are collectively referred to as 4), a through electrode 5, and a vacuum capacitor 6. It is composed of either a non-contact type PD sensor 7 in combination with a voltage check capacitor 8 installed in the switchboard 2. Select a PD sensor according to the site situation. The non-contact PD sensor 7 and the voltage checking capacitor 8 in the switchboard 2 are provided with a detection impedance 9 (impedance Z: 1 to 20 kΩ) that is a combination of a resistor and a surge absorption element. Note that the through electrode 5 may be replaced with a flat electrode.

(2)オシロスコープ(部分放電パターン取得手段)10
(1)の各種PDセンサの信号をHPF(ハイパスフィルタ:周波数帯域5MHz以上)、LPF(ローパスフィルタ:周波数帯域5MHz以下)を介して入力する。HPFを通した信号はノイズ成分がカットされたPD信号を取り出すことができ、LPFを通した信号はPD信号の取り込みタイミングを決めるための信号を取り出すことができる。オシロスコープ10は、LPF,HPFの出力から位相、放電電荷量の部分放電パターンを取得する。
(2) Oscilloscope (partial discharge pattern acquisition means) 10
The signals of the various PD sensors in (1) are input via an HPF (high pass filter: frequency band 5 MHz or higher) and an LPF (low pass filter: frequency band 5 MHz or lower). From the signal passed through the HPF, a PD signal with noise components removed can be extracted, and from the signal passed through the LPF, a signal for determining the timing of taking in the PD signal can be extracted. The oscilloscope 10 acquires the partial discharge pattern of the phase and amount of discharged charge from the outputs of the LPF and HPF.

(3)データロガー11
データロガー11は、発電機/電動機1内から取り出した冷却用ガスの露点または水蒸気量を計測するための露点計または温度/湿度センサ(水蒸気量取得手段)12からの出力信号を取得する。出力信号は電圧出力タイプと電流出力タイプ(4-20mA)の2つがあり、電流出力タイプは250Ωの抵抗を介して電圧信号に変換した後に入力する。
(3) Data logger 11
The data logger 11 acquires an output signal from a dew point meter or temperature/humidity sensor (water vapor amount acquisition means) 12 for measuring the dew point or water vapor amount of the cooling gas taken out from inside the generator/motor 1. There are two types of output signals: a voltage output type and a current output type (4-20mA).The current output type is input after being converted to a voltage signal via a 250Ω resistor.

また、データロガー11は、発電機/電動機1の固定子に取り付けられた温度検出手段(測温抵抗体)13からの出力信号を入力する。また、ガス濃度計14からの出力信号を入力する(ガスの種類に応じて出力信号の数が決まる)。 The data logger 11 also receives an output signal from a temperature detection means (temperature measuring resistor) 13 attached to the stator of the generator/motor 1. In addition, output signals from the gas concentration meter 14 are input (the number of output signals is determined depending on the type of gas).

(4)ガス濃度計(ガス測定手段)14
発電機/電動機1内から取り出した冷却用ガスの濃度(オゾン、NOx、アンモニア、水素、二酸化炭素、硝酸のうち少なくともいずれか一つ以上)およびガス流量を計測し、そのガス濃度、ガス流量を電圧信号に変換してデータロガー11に入力する。なお、水蒸気は前述の水蒸気量取得手段12で計測する。
(4) Gas concentration meter (gas measuring means) 14
Measure the concentration of cooling gas (at least one of ozone, NOx, ammonia, hydrogen, carbon dioxide, and nitric acid) and gas flow rate taken out from inside the generator/motor 1, and calculate the gas concentration and gas flow rate. It is converted into a voltage signal and input to the data logger 11. Note that water vapor is measured by the water vapor amount acquisition means 12 described above.

(5)PC(データ処理蓄積手段)15
オシロスコープ10に記録したPD信号と、データロガー11で記録した露点(又は水蒸気量)及びガス濃度、ガス流量、固定子温度をPC15に送り、オゾン発生に起因する放電エネルギーを計算し蓄積する。また異常時の表示、発報機能も有する。
(5) PC (data processing and storage means) 15
The PD signal recorded on the oscilloscope 10 and the dew point (or water vapor amount), gas concentration, gas flow rate, and stator temperature recorded on the data logger 11 are sent to the PC 15, and the discharge energy caused by ozone generation is calculated and stored. It also has display and alarm functions in the event of an abnormality.

本実施形態の絶縁劣化診断装置のうち、最も重要な動作を図2以降で説明する。 The most important operations of the insulation deterioration diagnosis device of this embodiment will be explained with reference to FIG. 2 and subsequent figures.

図2(a)は劣化したバーコイル16に三相の交流電源(線間:11kV、対地間6.35kV)を印加してスロット放電を生じさせている状態を示している。非接触式PDセンサ(貫通型電極5と真空コンデンサ6を組み合わせたもの)7を使用して三相の高圧配線3に伝搬する部分放電パターンを計測する。真空コンデンサ6には、検出インピーダンス9(Z=10kΩ:アレスタ付き)が接続されている。図2(b)は計測した部分放電パターンを示している。 FIG. 2(a) shows a state in which a three-phase AC power source (between lines: 11 kV, between ground: 6.35 kV) is applied to the deteriorated bar coil 16 to cause slot discharge. A non-contact PD sensor (a combination of a through electrode 5 and a vacuum capacitor 6) 7 is used to measure the partial discharge pattern propagating to the three-phase high voltage wiring 3. A detection impedance 9 (Z=10 kΩ: with arrester) is connected to the vacuum capacitor 6. FIG. 2(b) shows the measured partial discharge pattern.

部分放電パターンは検出インピーダンス9の出力信号をオシロスコープ10で計測し、AC50Hzの1サイクル分の部分放電出力信号を50回重ね書きして得られたものである。横軸は位相(1サイクル20msを角度で表したもの)、縦軸は計測された放電電荷量である。 The partial discharge pattern was obtained by measuring the output signal of the detection impedance 9 with an oscilloscope 10 and overwriting the partial discharge output signal for one cycle of AC 50 Hz 50 times. The horizontal axis represents the phase (one cycle of 20 ms expressed in degrees), and the vertical axis represents the measured amount of discharged charge.

PDパターンを重ね書きできるオシロスコープとしてSparks Instruments社のPORTABLE PARTIAL DISCHARGE ANALYZER FOR ROTATING MACHINES(型式:TMS-6141)を使用している。 The Sparks Instruments PORTABLE PARTIAL DISCHARGE ANALYZER FOR ROTATING MACHINES (model: TMS-6141) is used as an oscilloscope that can overwrite PD patterns.

なお、三相の高圧配線3に伝播するU,V,W相の部分放電を1つの電極でとらえているため、1サイクルでU,V,W相の部分放電が重なった状態で観測される。電源の相順がU→W→Vであり、かつU相を基準に測定しているため、最初の部分放電パターン(0~120°)はU相、2つ目の部分放電パターン(120~240°)はW相、3つ目の部分放電パターン(240~360°)はV相と判断でき、かつ各相で部分放電パターンが異なっていることが判断できる。使用したバーコイル16はスロット放電と同時に層間剥離(絶縁層内部に生じた大きな空隙)による放電も生じている。 In addition, since the U, V, and W phase partial discharges propagating to the three-phase high-voltage wiring 3 are captured by one electrode, the U, V, and W phase partial discharges are observed to overlap in one cycle. . The phase order of the power supply is U → W → V, and the measurement is based on the U phase, so the first partial discharge pattern (0 to 120°) is the U phase, and the second partial discharge pattern (120 to 240°) can be determined to be the W phase, and the third partial discharge pattern (240 to 360°) can be determined to be the V phase, and it can be determined that the partial discharge patterns are different for each phase. In the bar coil 16 used, not only slot discharge but also discharge due to delamination (large voids formed inside the insulating layer) occurred.

オゾン発生量は以下のアルゴリズムによって求める。
(1)スロット放電に関係する積算放電電荷量を取得するアルゴリズム(図3)
(2)積算放電電荷量から放電電力量を求めるアルゴリズム(図11)
(3)放電電力量からオゾン発生量を求めるアルゴリズム(図13)
図3に積算放電電力量を取得するアルゴリズムを示す。以下の説明は三相交流、50Hz(1サイクル20ms)の場合である。
The amount of ozone generated is determined by the following algorithm.
(1) Algorithm to obtain cumulative discharge charge related to slot discharge (Figure 3)
(2) Algorithm to calculate discharge power amount from cumulative discharge charge amount (Figure 11)
(3) Algorithm for calculating the amount of ozone generated from the amount of discharged power (Figure 13)
FIG. 3 shows an algorithm for obtaining the integrated discharge power amount. The following explanation is for three-phase alternating current, 50 Hz (one cycle 20 ms).

(S1)PC15において、PDパターンを三相一括で取得する。 (S1) In the PC 15, the PD pattern is acquired in three phases at once.

(S2)図2で示したPDパターンから、正極性で一番急峻に変化した部分(位相)を抽出する(図4の第1位相(A))。これはスロット放電のPDパターンが図5に示す通り、正極性で急峻な形状となるためである。換言すると、一般的にスロット放電のPDパターンの負極性は正極性よりも無視できるほど小さい。 (S2) From the PD pattern shown in FIG. 2, a portion (phase) that changes most steeply in positive polarity is extracted (first phase (A) in FIG. 4). This is because the PD pattern of the slot discharge has a positive polarity and a steep shape, as shown in FIG. In other words, the negative polarity of the PD pattern of slot discharge is generally negligibly smaller than the positive polarity.

(S3)図4に示すように、第1位相(A)の位置から180°ずれた負極性のパターン変化(第2位相(B))を抽出する。 (S3) As shown in FIG. 4, a pattern change of negative polarity (second phase (B)) shifted by 180° from the position of the first phase (A) is extracted.

(S4)第1位相(A)と第2位相(B)のパターンを比較する。比較は図6に示すように、傾き、大きさに基づいて行う。第1位相(A)の変化が第2位相(B)の変化よりも大きければS5へ移行し、第1位相(A)の変化が第2位相(B)の変化以下であればS6へ移行する。 (S4) Compare the patterns of the first phase (A) and the second phase (B). The comparison is made based on the slope and size, as shown in FIG. If the change in the first phase (A) is greater than the change in the second phase (B), proceed to S5; if the change in the first phase (A) is less than or equal to the change in the second phase (B), proceed to S6. do.

(S5)第1位相(A)の変化の方が大きければスロット放電と判断し、積算放電電荷量Qi(A)を取得する。取得方法は図7で示す通り、第1位相(A)のPDパターンを覆うように三角形状を当てはめ、その面積を計算する。ただし、図2で得られているPDパターンは同じ位相、同じ電荷量が複数回重ね書きされており、その頻度(回数)によって色分けされている。これを分解して重ね書き数が何回であるかを調べ、それぞれの頻度(回数)のPDパターンの面積を計算して足し合わせることで積算放電電荷量Qi(A)を求める。 (S5) If the change in the first phase (A) is larger, it is determined that it is a slot discharge, and the integrated discharge charge amount Qi (A) is obtained. As shown in FIG. 7, the acquisition method is to apply a triangular shape to cover the PD pattern of the first phase (A) and calculate its area. However, in the PD pattern obtained in FIG. 2, the same phase and the same amount of charge are overwritten multiple times, and the patterns are color-coded depending on the frequency (number of times). This is decomposed to find out how many times the overwriting occurs, and the area of the PD pattern of each frequency (number of times) is calculated and added to obtain the integrated discharge charge amount Qi (A).

ここで、図7,図8に基づいて積算放電電荷量Qi(A)の算出方法について説明する。 Here, a method for calculating the integrated discharge charge amount Qi (A) will be explained based on FIGS. 7 and 8.

(S21)重ね書きされたPDパターンを分解する。PDパターンは、同じ位置に重ね書きされている回数が数字で示されている。同じ位相、放電電荷量が何回重ね書きされているかを調べる。1点だけ離れたものは除外される。図7に示すように、(元データ:j=1)から重ね書きされている回数の数字を1マイナスしたものが(1回目:j=2)であり、(1回目:j=2)から重ね書きされている回数の数字を1マイナスしたものが(2回目:j=3)である。これを繰り返し、PDパターンを分解する。 (S21) The overwritten PD pattern is decomposed. The number of times the PD pattern is overwritten at the same position is indicated by a number. Check how many times the same phase and discharge charge amount are overwritten. Those separated by one point are excluded. As shown in Figure 7, the number of overwritten data minus 1 from (original data: j = 1) is (1st time: j = 2), and from (1st time: j = 2) The number of overwritten times minus 1 is (2nd time: j=3). This is repeated to decompose the PD pattern.

(S22)分解された回数をjとし、k=1とする。 (S22) Let the number of decompositions be j and k=1.

(S23)第1位相(A)付近のピーク値を頂点とする三角形を描く。 (S23) Draw a triangle whose apex is the peak value near the first phase (A).

(S24)三角形の底辺と高さを割り出す。 (S24) Determine the base and height of the triangle.

(S25)積算放電電荷量Qik(A)を、Qik(A)=底辺×高さ/2で計算する。 (S25) Calculate the cumulative amount of discharged charge Qik(A) using Qik(A)=base×height/2.

(S26)kをインクリメントする。 (S26) Increment k.

(S27)kがjよりも大きいか否かを判定し、kがjよりも大きければS28へ移行し、kがj以下であればS23へ戻る。 (S27) It is determined whether k is larger than j. If k is larger than j, the process moves to S28, and if k is less than or equal to j, the process returns to S23.

(S28)積算放電電荷量Qi(A)をQi(A)=ΣQik(A)で計算する。 (S28) Calculate the cumulative amount of discharged charge Qi (A) by Qi (A) = ΣQik (A).

図3の説明に戻る。 Returning to the explanation of FIG. 3.

(S7)図4に示すように、第1位相(A)の位置から-120°ずれた正極性の部分を第3位相(C)として抽出する。 (S7) As shown in FIG. 4, the positive polarity portion shifted by −120° from the position of the first phase (A) is extracted as the third phase (C).

(S8)図4に示すように、第3位相(C)より180°ずれた負極性の位置を第4位相(D)として抽出する。 (S8) As shown in FIG. 4, a negative polarity position shifted by 180° from the third phase (C) is extracted as the fourth phase (D).

(S9)第3位相(C)の変化と第4位相(D)の変化のパターン(大きさ、傾き)を比較し、第3位相(C)の変化が第4位相(D)の変化よりも大きければS10へ移行し、第3位相(C)の変化が第4位相(D)の変化以下であればS11へ移行する。 (S9) Compare the pattern (magnitude, slope) of the change in the third phase (C) and the change in the fourth phase (D), and find that the change in the third phase (C) is greater than the change in the fourth phase (D). If the change in the third phase (C) is also larger than the change in the fourth phase (D), the process moves to S11.

(S10)S5と同様の処理を行い、積算放電電荷量Qi(C)を取得する。 (S10) The same process as S5 is performed to obtain the integrated discharge charge amount Qi(C).

(S12)図4に示すように、第3位相(C)の位置から-120°ずれた(第1位相(A)の位置から-240°位相のずれた)正極性の部分を第5位相(E)として抽出する。 (S12) As shown in FIG. Extract as (E).

(S13)図4に示すように、第5位相(E)より180°ずれた負極性の位置を第6位相(F)として抽出する。 (S13) As shown in FIG. 4, a negative polarity position shifted by 180° from the fifth phase (E) is extracted as the sixth phase (F).

(S14)第5位相(E)の変化と第6位相(F)の変化のパターン(大きさ、傾き)を比較し、第5位相(E)の変化の方が大きければS15へ移行し、第5位相(E)の変化が第6位相(F)の変化以下であればS16へ移行する。 (S14) Compare the pattern (magnitude, slope) of the change in the fifth phase (E) and the change in the sixth phase (F), and if the change in the fifth phase (E) is larger, proceed to S15, If the change in the fifth phase (E) is less than or equal to the change in the sixth phase (F), the process moves to S16.

(S15)S5と同様の処理を行い、積算放電電荷量Qi(E)を取得する。 (S15) The same process as S5 is performed to obtain the integrated discharge charge amount Qi(E).

(S6、S11、S16)スロット放電か否かがそのままでは判断できない場合、(第2位相(B)の変化が第1位相(A)の変化以上の場合、第4位相(D)の変化が第3位相(C)の変化以上の場合、第6位相(F)の変化が第5位相(E)の変化以上の場合)、図9,図10に示す判断方法を行う。判断方法は、負極性のPDパターンを上下反転させて180°ずらした後、一度だけ正極性のPDパターンから負極性のPDパターンを引いて正極性のPDパターンに層間剥離、内部ボイドが含まれているのを低減した後に正極性のPDパターンと負極性のPDパターンとを比較する。 (S6, S11, S16) If it cannot be determined whether it is a slot discharge or not, (if the change in the second phase (B) is greater than the change in the first phase (A), the change in the fourth phase (D) If the change is greater than or equal to the change in the third phase (C), or if the change in the sixth phase (F) is greater than or equal to the change in the fifth phase (E), the determination method shown in FIGS. 9 and 10 is performed. The judgment method is to flip the negative PD pattern upside down and shift it 180 degrees, and then subtract the negative PD pattern from the positive PD pattern once to determine if the positive PD pattern contains delamination or internal voids. After reducing the negative polarity, the positive polarity PD pattern and the negative polarity PD pattern are compared.

第1位相(A)の変化の大きさ≒第2位相(B)変化の大きさの場合、絶縁層内の大きな部分放電(層間剥離、内部ボイド)のPDパターンに隠れてスロット放電が存在する場合がある。この時は図9,図10の処理を行い、スロット放電か否かを判断する。 If the magnitude of the change in the first phase (A)≒the magnitude of the change in the second phase (B), a slot discharge exists hidden in the PD pattern of a large partial discharge (delamination, internal void) in the insulating layer. There are cases. At this time, the processes shown in FIGS. 9 and 10 are performed to determine whether slot discharge is occurring or not.

(S31)PC15において、PDパターンを三相一括で取得する。 (S31) In the PC 15, the PD pattern is acquired in three phases at once.

(S32)負極性のPDパターンを抜き出す。 (S32) Extract a negative polarity PD pattern.

(S33)負極性のPDパターンを上下反転する。 (S33) The negative polarity PD pattern is inverted vertically.

(S34)負極性のPDパターンの位相を180°ずらす。 (S34) Shift the phase of the negative polarity PD pattern by 180°.

(S35)正極性のPDパターンから負極性のPDパターンを一度だけ引く。 (S35) A negative-polarity PD pattern is drawn only once from a positive-polarity PD pattern.

(S36)負極性のPDパターンの傾き1が正極性のPDパターンの傾き2よりも小さいか否かを判定する。傾き1が傾き2よりも小さければS37へ移行してスロット放電であると判断し、傾き1が傾き2以上であればS38へ移行してスロット放電でない(層間剥離)と判断する。 (S36) It is determined whether slope 1 of the negative polarity PD pattern is smaller than slope 2 of the positive polarity PD pattern. If the slope 1 is smaller than the slope 2, the process moves to S37 and it is determined that it is a slot discharge, and if the slope 1 is more than or equal to the slope 2, the process moves to S38 and it is determined that it is not a slot discharge (delamination).

これは図5で示す通り、スロット放電以外の部分放電パターンが正極性、負極性とで対称性を有することを利用したものである。比較によって正極性のPDパターンの傾きが大きければスロット放電である。 This utilizes the fact that partial discharge patterns other than slot discharge have symmetry between positive polarity and negative polarity, as shown in FIG. By comparison, if the slope of the positive PD pattern is large, it is a slot discharge.

次に、酸素を電離するのに寄与する放電電力量を計算する。図11で示すように、S41~S47の処理で放電電力量を計算する。 Next, the amount of discharge power that contributes to ionizing oxygen is calculated. As shown in FIG. 11, the amount of discharged power is calculated in the processes of S41 to S47.

(S41)図3で取得した(スロット放電と判断された)積算放電電荷量Qi(A)、Qi(C)、Qi(E)を足し合わせ、全放電電荷量Qを求める。 (S41) The total discharge charge amount Qi (A), Qi (C), and Qi (E) obtained in FIG. 3 (determined to be slot discharge) are added together to determine the total discharge charge amount Q.

(S42)全放電電荷量Qは1サイクル(20ms)当たりの放電電荷量であるため、50倍して1秒当たりの放電電荷量Q(1s)を求める。 (S42) Since the total discharge charge amount Q is the discharge charge amount per cycle (20 ms), it is multiplied by 50 to obtain the discharge charge amount Q per second (1 s).

(S43)空気中の酸素の割合は20.9%であるため、放電電荷量Q(1s)に0.209をかけて酸素を電離するのに利用される電荷量Q(O)を求める。 (S43) Since the proportion of oxygen in the air is 20.9%, the discharge charge amount Q(1s) is multiplied by 0.209 to obtain the charge amount Q(O) used to ionize oxygen.

(S44)ここで、電荷量Q(O)の単位は[C/s]、電流の単位は[A]=[C/s]であるため、Q(O)は放電電流Iとみなすことができる。 (S44) Here, since the unit of charge Q(O) is [C/s] and the unit of current is [A] = [C/s], Q(O) can be regarded as discharge current I. can.

(S45)図12に示すように、スロット放電は電線の絶縁層17の表面とスロット壁面18との間に生じた空隙19で生じる。この時、絶縁層17の表面には印加電圧Vとほぼ同じ電位Vが印加され、スロット壁面18は接地されているため0Vの電位となっている。従ってこの空隙19内にかかる電位はVである。 (S45) As shown in FIG. 12, slot discharge occurs in the gap 19 created between the surface of the insulating layer 17 of the electric wire and the slot wall surface 18. At this time, a potential V that is substantially the same as the applied voltage V is applied to the surface of the insulating layer 17, and the slot wall surface 18 is at a potential of 0V because it is grounded. Therefore, the potential applied within this gap 19 is V.

(S46)空隙19内で生じる放電電力PをI×Vで求める。 (S46) The discharge power P generated within the air gap 19 is calculated by I×V.

(S47)さらに放電電力Pを1時間で積算することにより放電電力量Wを求める。 (S47) Further, the discharge power amount W is determined by integrating the discharge power P over one hour.

次に、各第1~第3オゾン発生量G(1)、G(2)、G(3)を求める。そのアルゴリズムを図13に示す。 Next, each of the first to third ozone generation amounts G(1), G(2), and G(3) are determined. The algorithm is shown in FIG.

(S51)最大オゾン生成効率η(イータ)を定義する。最大オゾン生成効率ηは以下の非特許文献1の値を用い、η≒80g/kWh(無声放電の場合)とする。
田畑 則一(三菱電機株式会社)「オゾンの発生と生成効率」、プラズマ・核融合学会誌74(10)、1119-1126、1998-10 (S52)E/nを求め、以下の式を用いて補正係数αを求める。ここでEは空隙内の電界(対地間電圧/空隙の距離)、nは空隙内の酸素分子数密度nである。例えば、対地間電圧6.35kVの場合、E/n=113.4、α=0.86となる。α=-6×10-5×(E/n)2+0.0209×(E/n)-0.7396 (S53)固定子温度、水蒸気量取得手段12で測定した露点または温度/湿度から導き出した水蒸気量から、オゾンの分解に起因する補正係数βを求める。一般的にオゾンは80℃以上の高温下で分解しやすいといった情報を補正係数βとして与えて補正する。
(S51) Define the maximum ozone production efficiency η (eta). The maximum ozone generation efficiency η is set to η≈80 g/kWh (in the case of silent discharge) using the value of Non-Patent Document 1 below.
Noriichi Tabata (Mitsubishi Electric Corporation) "Ozone Generation and Production Efficiency", Journal of the Japan Society for Plasma and Nuclear Fusion 74 (10), 1119-1126, 1998-10 (S52) Calculate E/n and use the following formula. to find the correction coefficient α. Here, E is the electric field in the gap (voltage to ground/distance of the gap), and n is the number density n of oxygen molecules in the gap. For example, when the voltage to ground is 6.35 kV, E/n=113.4 and α=0.86. α=-6×10-5×(E/n)2+0.0209×(E/n)-0.7396 (S53) Derived from stator temperature, dew point or temperature/humidity measured by water vapor amount acquisition means 12 A correction coefficient β due to ozone decomposition is determined from the amount of water vapor. Generally, information such as the fact that ozone is easily decomposed at high temperatures of 80° C. or higher is given as a correction coefficient β for correction.

(S54)上記補正係数α,βを考慮して1時間当たりの第1オゾン発生量G(1)を求める。G(1)=η×W×α×βで、この値がスロット内部から放出される1時間当たりのオゾン発生量である。 (S54) The first ozone generation amount G(1) per hour is determined by considering the correction coefficients α and β. G(1)=η×W×α×β, and this value is the amount of ozone generated per hour released from inside the slot.

次に、溝外直線部及びコイルエンドから生じる第3オゾン発生量G(3)を求める。 Next, the third ozone generation amount G(3) generated from the straight portion outside the groove and the coil end is determined.

(S55)ガス濃度計14を用いてガス濃度(オゾン濃度)C[mg/L]を測定する。 (S55) Gas concentration (ozone concentration) C [mg/L] is measured using the gas concentration meter 14.

(S56)ガス濃度計14を流れるガス流量(オゾン流量)Q[L/min]を測定する。 (S56) Measure the gas flow rate (ozone flow rate) Q [L/min] flowing through the gas concentration meter 14.

(S57)オゾン濃度C[mg/L]とオゾン流量Q[L/min]から1時間当たりのオゾン量Mを求める。 (S57) Obtain the ozone amount M per hour from the ozone concentration C [mg/L] and the ozone flow rate Q [L/min].

M[mg]=C[mg/L]×Q[L/min]×60[min]
(S58)図14で示すように、特に密閉型の発電機/電動機1では冷却のため空気が系内で循環しており、循環中にオゾンが分解する。このため実際にオゾン発生源20から放出される第2オゾン発生量G(2)はガス濃度計14で測定されるオゾン量と異なる。
M [mg] = C [mg/L] x Q [L/min] x 60 [min]
(S58) As shown in FIG. 14, especially in the closed type generator/motor 1, air is circulated within the system for cooling, and ozone is decomposed during the circulation. Therefore, the second ozone generation amount G(2) actually emitted from the ozone generation source 20 is different from the ozone amount measured by the gas concentration meter 14.

これを補正するために、オゾン量Mをオゾン分解率γ(ガンマ)で割って、実際の第2オゾン発生量G(2)を求める。なお、オゾン分解率γは発電機/電動機1内部の容積、温度、オゾン発生源とガス吸入口との距離などの影響を加味して値を決める。 To correct this, the ozone amount M is divided by the ozone decomposition rate γ (gamma) to obtain the actual second ozone generation amount G(2). Note that the ozone decomposition rate γ is determined by taking into account the influence of the volume inside the generator/motor 1, the temperature, the distance between the ozone generation source and the gas inlet, and the like.

(S59)スロット放電のPDパターンから計算された第1オゾン発生量G(1)とガス濃度計14から測定されたオゾン濃度から求めた第2オゾン発生量G(2)の差がスロット放電以外で生じている放電に起因する第3オゾン発生量G(3)であり、これは溝外直線部及びコイルエンドからのオゾン発生量と判断できる。 (S59) The difference between the first ozone generation amount G(1) calculated from the PD pattern of slot discharge and the second ozone generation amount G(2) calculated from the ozone concentration measured from the gas concentration meter 14 is other than slot discharge. This is the third ozone generation amount G(3) due to the discharge occurring in the groove, and this can be determined to be the ozone generation amount from the straight line portion outside the groove and the coil end.

以上示したように、本実施形態におけるアルゴリズムを適用することで、部分放電パターンからオゾン発生量を求めることができる。また、オゾンの発生源を少なくとも2つ(スロット内か溝外直線部及びコイルエンド)に区別することができる。 As shown above, by applying the algorithm in this embodiment, the amount of ozone generation can be determined from the partial discharge pattern. Moreover, the ozone generation sources can be distinguished into at least two sources (inside the slot, a straight part outside the groove, and the coil end).

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 Although only the specific examples described in the present invention have been described in detail above, it is obvious to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. Naturally, such variations and modifications fall within the scope of the claims.

1…発電機/電動機(回転機)
2…配電盤
3…高圧配線
4…TEVセンサ、面電流センサ
5…貫通型電極
6…真空コンデンサ
7…非接触式PDセンサ
8…電圧確認用コンデンサ
9…検出インピーダンス
10…オシロスコープ(部分放電パターン取得手段)
11…データロガー
12…露点計、温度/湿度センサ(水蒸気量取得手段)
13…温度検出手段
14…ガス濃度計(ガス測定手段)
15…PC(データ処理蓄積手段)
16…バーコイル
17…絶縁層
18…スロット壁面
19…空隙
20…オゾン発生源
1... Generator/Electric motor (rotating machine)
2...Switching board 3...High voltage wiring 4...TEV sensor, surface current sensor 5...Through electrode 6...Vacuum capacitor 7...Non-contact PD sensor 8...Capacitor for voltage confirmation 9...Detection impedance 10...Oscilloscope (partial discharge pattern acquisition means) )
11...Data logger 12...Dew point meter, temperature/humidity sensor (water vapor amount acquisition means)
13...Temperature detection means 14...Gas concentration meter (gas measurement means)
15...PC (data processing storage means)
16...Bar coil 17...Insulating layer 18...Slot wall surface 19...Gap 20...Ozone generation source

Claims (6)

回転機の絶縁劣化診断装置であって、
前記回転機の部分放電を検出する部分放電検出手段と、
前記回転機の固定子の温度を測定する温度検出手段と、
前記回転機の内部の冷却用ガスの露点または温度/湿度を測定する水蒸気量取得手段と、
前記回転機の内部のオゾン濃度およびオゾン流量を測定するガス測定手段と、
検出した前記部分放電から位相、放電電荷量の部分放電パターンを取得する部分放電パターン取得手段と、
前記部分放電パターンからスロット放電に関係する積算放電電荷量を取得する積算放電電荷量取得処理と、前記積算放電電荷量から放電電力量を求める放電電力量取得処理と、前記放電電力量に基づいた第1オゾン発生量を求めるオゾン発生量取得処理と、を行うデータ処理蓄積手段と、
を備えたことを特徴とする絶縁劣化診断装置。
A rotating machine insulation deterioration diagnosis device,
Partial discharge detection means for detecting partial discharge of the rotating machine;
temperature detection means for measuring the temperature of the stator of the rotating machine;
Water vapor amount acquisition means for measuring the dew point or temperature/humidity of the cooling gas inside the rotating machine;
a gas measuring means for measuring ozone concentration and ozone flow rate inside the rotating machine;
Partial discharge pattern acquisition means for acquiring a partial discharge pattern of phase and discharge charge amount from the detected partial discharge;
an integrated discharge charge amount acquisition process for obtaining an integrated discharge charge amount related to slot discharge from the partial discharge pattern; a discharge power amount acquisition process for obtaining a discharge power amount from the integrated discharge charge amount; a data processing storage means that performs an ozone generation amount acquisition process for determining a first ozone generation amount;
An insulation deterioration diagnostic device comprising:
前記オゾン発生量取得処理は、
前記オゾン濃度および前記オゾン流量に基づいて第2オゾン発生量を求め、前記第2オゾン発生量と前記第1オゾン発生量の差によりスロット放電以外で生じている放電に起因する第3オゾン発生量を求めることを特徴とする請求項1記載の絶縁劣化診断装置。
The ozone generation amount acquisition process includes:
A second ozone generation amount is determined based on the ozone concentration and the ozone flow rate, and a third ozone generation amount is determined based on the difference between the second ozone generation amount and the first ozone generation amount due to discharge occurring other than slot discharge. 2. The insulation deterioration diagnostic device according to claim 1, wherein:
前記積算放電電荷量取得処理は、
前記部分放電パターンから、正極性で一番急峻な変化の第1位相を抽出し、前記第1位相に対し180°位相のずれた負極性の変化の第2位相を抽出し、前記第1位相の変化と前記第2位相の変化を比較し、前記第1位相の変化の方が大きければスロット放電と判断して前記第1位相における積算放電電荷量を取得し、
前記第1位相から-120°位相のずれた正極性の変化の第3位相を抽出し、前記第3位相に対し180°位相のずれた負極性の変化の第4位相を抽出し、前記第3位相の変化と前記第4位相の変化を比較し、前記第3位相の変化の方が大きければスロット放電と判断して前記第3位相における積算放電電荷量を取得し、
前記第1位相より-240°位相のずれた正極性の変化の第5位相を抽出し、前記第5位相に対し180°位相のずれた負極性の変化の第6位相を抽出し、前記第5位相に変化と前記第6位相の変化を比較し、前記第5位相の変化の方が大きければスロット放電と判断して前記第5位相における積算放電電荷量を取得することを特徴とする請求項1または2記載の絶縁劣化診断装置。
The integrated discharge charge amount acquisition process includes:
From the partial discharge pattern, extract a first phase of positive polarity and the steepest change, extract a second phase of negative polarity change that is 180° out of phase with respect to the first phase, and and a change in the second phase, and if the change in the first phase is larger, it is determined that it is a slot discharge, and an integrated discharge charge amount in the first phase is obtained;
A third phase of positive polarity change that is -120° out of phase from the first phase is extracted, a fourth phase of negative polarity change that is 180° out of phase with respect to the third phase, and Comparing the change in the third phase with the change in the fourth phase, if the change in the third phase is larger, determining that it is a slot discharge and obtaining the cumulative amount of discharge charge in the third phase,
A fifth phase of positive polarity change that is -240° out of phase from the first phase is extracted, a sixth phase of negative polarity change that is 180° out of phase with respect to the fifth phase, and A change in the fifth phase is compared with a change in the sixth phase, and if the change in the fifth phase is larger, it is determined that it is a slot discharge, and an integrated discharge charge amount in the fifth phase is obtained. Item 2. Insulation deterioration diagnostic device according to item 1 or 2.
前記積算放電電荷量取得処理は、
前記第2位相の変化が前記第1位相の変化以上の場合、または、前記第4位相の変化が前記第3位相の変化以上の場合、または、前記第6位相の変化が前記第5位相の変化以上の場合において、
負極性の部分放電パターンを抜き出し、負極性の部分放電パターンを上下反転して位相を180°ずらし、正極性の部分放電パターンから負極性の部分放電パターンを引き、負極性の部分放電パターンの傾きと正極性の部分放電パターンの傾きを比較し、正極性の部分放電パターンが負極性の部分放電パターンよりも大きければ、スロット放電であると判断することを特徴とする請求項3記載の絶縁劣化診断装置。
The integrated discharge charge amount acquisition process includes:
If the change in the second phase is greater than or equal to the change in the first phase, or if the change in the fourth phase is greater than or equal to the change in the third phase, or if the change in the sixth phase is greater than or equal to the change in the fifth phase. In cases where there is more than a change,
Extract the negative partial discharge pattern, flip the negative partial discharge pattern upside down and shift the phase by 180°, subtract the negative partial discharge pattern from the positive partial discharge pattern, and calculate the slope of the negative partial discharge pattern. Insulation deterioration according to claim 3, characterized in that the slope of the positive polarity partial discharge pattern is compared with the slope of the positive polarity partial discharge pattern, and if the positive polarity partial discharge pattern is larger than the negative polarity partial discharge pattern, it is determined that it is a slot discharge. Diagnostic equipment.
前記放電電力量取得処理は、
スロット放電と判断された各位相の前記積算放電電荷量を加算して全放電電荷量を計算し、前記全放電電荷量に基づいて1秒あたりの放電電荷量を計算し、1秒あたりの前記放電電荷量に基づいて酸素を電離する電荷量を計算し、前記電荷量の単位を変換して放電電流を算出し、電線の絶縁層とスロット壁面との間の空隙に係る電圧を求め、前記放電電流および前記電圧に基づいて放電電力を算出し、前記放電電力に基づいて1時間当たりの放電電力量を算出することを特徴とする請求項3または請求項4記載の絶縁劣化診断装置。
The discharge power amount acquisition process includes:
The total discharge charge amount is calculated by adding the cumulative discharge charge amount of each phase determined to be slot discharge, and the discharge charge amount per second is calculated based on the total discharge charge amount, and the total discharge charge amount per second is calculated. Calculate the amount of charge that ionizes oxygen based on the amount of discharge charge, convert the unit of the charge amount to calculate the discharge current, find the voltage related to the gap between the insulating layer of the wire and the slot wall surface, 5. The insulation deterioration diagnosing device according to claim 3, wherein the discharge power is calculated based on the discharge current and the voltage, and the amount of discharge power per hour is calculated based on the discharge power.
前記オゾン発生量取得処理は、
最大オゾン生成効率を定義し、電線の絶縁層とスロット壁面との間の空隙内の電解と前記空隙内の酸素分子数密度に基づいた補正係数αを計算し、前記水蒸気量取得手段で測定した前記露点または前記温度/湿度から導き出した水蒸気量に基づいた補正係数βを計算し、前記放電電力量と前記補正係数αと前記補正係数βとに基づいて1時間当たりの前記第1オゾン発生量を求め、前記オゾン濃度と前記オゾン流量に基づいて第2オゾン発生量を求め、前記第2オゾン発生量と前記第1オゾン発生量の差によりスロット放電以外で生じている放電に起因する第3オゾン発生量を求めることを特徴とする請求項1~5のうち何れかに記載の絶縁劣化診断装置。
The ozone generation amount acquisition process includes:
The maximum ozone generation efficiency was defined, the correction coefficient α was calculated based on the electrolysis in the gap between the insulating layer of the electric wire and the slot wall surface, and the number density of oxygen molecules in the gap, and the correction coefficient α was measured by the water vapor amount acquisition means. A correction coefficient β is calculated based on the amount of water vapor derived from the dew point or the temperature/humidity, and the first ozone generation amount per hour is calculated based on the discharge power amount, the correction coefficient α, and the correction coefficient β. The second ozone generation amount is determined based on the ozone concentration and the ozone flow rate, and the third ozone generation amount due to the discharge occurring other than the slot discharge is determined by the difference between the second ozone generation amount and the first ozone generation amount. The insulation deterioration diagnostic device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the amount of ozone generated is determined.
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