KR100901855B1 - Method for diagnosing the insulation condition of three phase alternating current rotating machinery, and a medium having computer readable program for executing the method - Google Patents

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Abstract

삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치, 및 방법이 개시된다. 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치는 차동 누설 전류 측정부, 평균 절연 인자 산출부, 및 열화 절연 판별부를 포함한다. 차동 누설 전류 측정부는 삼상 교류 전동기 각 상의 차동 누설 전류를 측정하고, 평균 절연 인자 산출부는 차동 누설 전류로부터 삼상 교류 전동기 고정자 권선 절연체의 평균 등가 절연 저항, 및 평균 등가 절연 커패시턴스를 산출하며, 열화 절연 판별부는 평균 등가 절연 저항, 및 평균 등가 절연 커패시턴스를 삼상 교류 전동기의 소정의 등가 절연 저항, 및 등가 절연 커패시턴스와 비교하여 삼상 교류 전동기의 각 상 및 각 상간의 절연 중 열화된 절연을 판별한다. 차동 누설 전류를 측정하여 산출한 평균 등가 절연 저항과 평균 등가 절연 커패시턴스를 오프라인 진단을 통해 얻은 열화되기 전의 평균 등가 절연 저항 및 평균 등가 절연 커패시턴스와 비교함으로써, 중저압 기기에서도 저가로 고정자 권선 절연에서의 주절연 및 상간 절연의 열화 위치를 파악할 수 있게 된다.Disclosed is a three-phase alternating current rotating device insulation state diagnosis apparatus and method. The three-phase alternating current rotating device insulation state diagnosis device includes a differential leakage current measurement unit, an average insulation factor calculation unit, and a degradation insulation determination unit. The differential leakage current measurement unit measures the differential leakage current of each phase of the three-phase AC motor, and the average insulation factor calculation unit calculates the average equivalent insulation resistance and average equivalent insulation capacitance of the three-phase AC motor stator winding insulator from the differential leakage current, and discriminates degradation insulation. The unit compares the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance with a predetermined equivalent insulation resistance of the three-phase AC motor, and the equivalent insulation capacitance to determine the insulation deteriorated during the insulation between each phase and each phase of the three-phase AC motor. By comparing the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance calculated by measuring the differential leakage current with the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance before deterioration obtained by offline diagnosis, it is possible to obtain low The deterioration position of main insulation and interphase insulation can be grasped.

교류기기, 고정자 권선 절연, 차동 누설 전류 Alternator, stator winding insulation, differential leakage current

Description

삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 매체{Method for diagnosing the insulation condition of three phase alternating current rotating machinery, and a medium having computer readable program for executing the method}Method for diagnosing the insulation condition of three phase alternating current rotating machinery, and a medium having computer readable program for executing the method

도 1은 본 발명에 따른 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치의 일 실시예의 개략적인 블록도.1 is a schematic block diagram of one embodiment of an apparatus for diagnosing insulation state of a three-phase alternating current rotating device according to the present invention;

도 2는 상, 및 상간 절연의 열화로 인한 절연 인자 변화를 나타낸 표.2 is a table showing the change in insulation factor due to deterioration of phase and interphase insulation.

도 3은 중저압 기기의 3상에 대한 고정자 권선 절연 시스템의 모델링 도면.3 is a modeling diagram of a stator winding insulation system for three phases of low and medium voltage equipment.

도 4는 도 1의 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치를 이용하여 절연 진단을 수행하기 위한 구성도. 4 is a configuration diagram for performing insulation diagnosis using the AC rotating device insulation state diagnosis apparatus of FIG.

본 발명은 전기 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동기나 발전기와 같은 삼상 교류 회전 기기 고정자의 각 상 및 상간의 절연 상태를 개별적으로 진단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrical device, and more particularly, to an apparatus and a method for individually diagnosing an insulation state between phases and phases of a three-phase AC rotating device stator such as an electric motor or a generator.

전기 절연은 전기 기기가 동작하는 데에 있어서 가장 필수적인 구성요소의 하나로, 전기 기기의 신뢰도를 결정짓는 데에 중요한 역할을 한다. 최근 20년 동안 IEEE, EPRI, Allianz 등에서 발표한 전기 기기 신뢰도 조사에 따르면, 기기의 연 고장률은 평균 3%이며, 가동률이나 부하가 높거나 제지업과 광업과 같은 악조건 속에서 운전되는 경우에는 연 고장률이 12%에 이른다.Electrical isolation is one of the most essential components for the operation of electrical equipment and plays an important role in determining the reliability of electrical equipment. According to the survey of reliability of electrical equipment published by IEEE, EPRI, Allianz, etc. in the last 20 years, the average annual failure rate of the equipment is 3%, and the annual failure rate is high when the operation rate or load is high, or when operating under adverse conditions such as paper industry and mining. Up to 12%.

고장 원인 분석에 따르면, 고정자 절연 이상에 의한 전동기 고장이 전체의 30-40%이고, 고압 기기의 경우에는 60-70%로, 전기 절연은 기기의 가장 약한 구성 요소 중의 하나라고 할 수 있다.According to the failure cause analysis, the motor failure due to stator insulation failure is 30-40% of the total, 60-70% for high voltage equipment, electrical insulation is one of the weakest components of the equipment.

전기기기 고장은 고장 기기의 보수/수리에 필요한 비용에 의한 손실뿐만 아니라, 전동기나 발전기가 포함된 공정 자체를 멈추기 때문에 공정정지에 따른 생산성 저하에 의한 막대한 경제적 손실을 초래한다. Electric equipment failure is not only a loss due to the cost of repairing or repairing the malfunctioning equipment, but also causes a huge economic loss due to the productivity decrease due to the process stop because the process itself including the motor or the generator is stopped.

전기 기기 고장 중에서도 전기 절연 파괴에 의한 고장은 누전과 아크 사고의 원인이 되기 때문에 화재와 인명 피해의 원인이 되기도 한다. 따라서 기기 고장에 의한 피해를 방지하기 위하여 기기의 절연 상태를 정기적으로 정확하게 진단하는 것은 신뢰성 있는 운전을 위해 필수적이라 할 수 있다.Among electrical equipment failures, failures caused by breakdown of electrical insulation can cause short circuits and arcing accidents, which can cause fire and human injury. Therefore, in order to prevent damage caused by device failure, regularly and accurately diagnosing the insulation state of the device may be essential for reliable operation.

기기의 절연 상태를 진단하기 위해 일반적으로 사용하는 오프라인 진단은 정기 점검 중 기기의 동작을 중단하기 때문에, 공장 정지에 따른 고가의 진단 비용이 들고, 낮은 진단 빈도(1회/3-6년)로 신뢰성 보장이 어렵다.Offline diagnostics, which are commonly used for diagnosing the insulation of a device, interrupts the operation of the device during periodic inspections, resulting in expensive diagnostic costs due to factory outages and low diagnostic frequency (1/3/3 years). It is difficult to guarantee reliability.

기기 운전 중 수행하는 온라인 진단의 경우, 온도/화학적 모니터링 방법은 고장 발생 직전에 진단이 가능하고, 집지/상간 전류 릴레이 방법은 고장 발생 이후 에 진단이 가능하여 절연의 상태를 조기에 진단할 수 없다.In the case of on-line diagnosis performed during the operation of the device, the temperature / chemical monitoring method can be diagnosed immediately before the failure occurs, and the collection / phase current relay method can be diagnosed after the failure, so that the state of insulation cannot be diagnosed early. .

또한, 부분 방전 감지 방법의 경우 절연의 부분 방전만을 감지하기 때문에 절연의 전체적인 상태를 진단하기에 어려움이 있고, 진단 결과 해석도 어렵다. 아울러, 언급한 세 가지의 온라인 진단 방법 모두 중저압 기기를 진단하기 위해서는 고비용이 소요되는 문제점이 있다.In addition, in the partial discharge detection method, since only the partial discharge of the insulation is detected, it is difficult to diagnose the overall state of the insulation, and it is difficult to interpret the diagnosis result. In addition, all three online diagnostic methods mentioned above have a problem in that high costs are required for diagnosing low and low voltage devices.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 중저압 기기에서도 저가로 고정자 권선 절연에서의 주절연 및 상간절연의 열화 위치 파악 및 절연 상태의 정량화를 통해 절연의 열화를 조기에 정확히 진단할 수 있는 온라인 진단 장치, 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to precisely detect the deterioration of insulation at an early stage by identifying the deterioration position of the main insulation and the interphase insulation in the stator winding insulation and quantifying the insulation state at low cost even in the medium and low voltage equipment. An object of the present invention is to provide an on-line diagnostic apparatus and method for diagnosing.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치는 차동 누설 전류 측정부, 평균 절연 인자 산출부, 및 열화 절연 판별부를 포함한다.In order to achieve the above object, the three-phase AC rotating device insulation state diagnosis apparatus according to the present invention includes a differential leakage current measurement unit, an average insulation factor calculation unit, and a degradation insulation determination unit.

차동 누설 전류 측정부는 삼상 교류 전동기 각 상의 차동 누설 전류를 측정하고, 평균 절연 인자 산출부는 차동 누설 전류로부터 삼상 교류 전동기 고정자 권선 절연체의 평균 등가 절연 저항, 및 평균 등가 절연 커패시턴스를 산출하며, 열화 절연 판별부는 평균 등가 절연 저항, 및 평균 등가 절연 커패시턴스를 삼상 교류 전동기의 소정의 등가 절연 저항, 및 등가 절연 커패시턴스와 비교하여 삼상 교류 전동기의 각 상 및 각 상간의 절연 중 열화된 절연을 판별한다.The differential leakage current measurement unit measures the differential leakage current of each phase of the three-phase AC motor, and the average insulation factor calculation unit calculates the average equivalent insulation resistance and average equivalent insulation capacitance of the three-phase AC motor stator winding insulator from the differential leakage current, and discriminates degradation insulation. The unit compares the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance with a predetermined equivalent insulation resistance of the three-phase AC motor, and the equivalent insulation capacitance to determine the insulation deteriorated during the insulation between each phase and each phase of the three-phase AC motor.

차동 누설 전류를 측정하여 산출한 평균 등가 절연 저항과 평균 등가 절연 커패시턴스를 오프라인 진단을 통해 얻은 열화되기 전의 평균 등가 절연 저항 및 평균 등가 절연 커패시턴스와 비교함으로써, 중저압 기기에서도 저가로 고정자 권선 절연에서의 주절연 및 상간 절연의 열화 위치를 파악할 수 있게 된다.By comparing the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance calculated by measuring the differential leakage current with the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance before deterioration obtained by offline diagnosis, it is possible to obtain low The deterioration position of main insulation and interphase insulation can be grasped.

평균 절연 인자 산출부는 삼상 교류 전동기 고정자 권선 절연체의 평균 유전정접을 더 산출하고, 열화 절연 판별부는 평균 유전정접을 상기 삼상 교류 전동기의 소정의 유전정접과 더 비교하여 삼상 교류 전동기의 각 상 및 각 상간의 절연 중 열화된 절연을 판별할 수 있다.The average insulation factor calculation unit further calculates an average dielectric loss tangent of the three-phase AC motor stator winding insulator, and the degradation insulation discriminator further compares the average dielectric loss tangent with a predetermined dielectric loss tangent of the three-phase AC motor to each phase and between each phase. Degradation of insulation can be determined.

등가 절연 저항과 등가 절연 커패시턴스 이외에 유전 정접을 비교함으로써 더욱 효과적으로 상간 절연의 열화 위치를 파악할 수 있게 된다.By comparing dielectric tangents in addition to equivalent insulation resistance and equivalent insulation capacitance, it is possible to more effectively determine the location of degradation of interphase insulation.

또한, 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치는 차동 누설 전류 중 저항성 전류와 소정의 차동 누설 전류 중 저항성 전류를 비교하여 크기의 비를 산출하고, 크기의 비, 열화된 등가 절연 저항이 위치하는 상의 상전압과 상간 전압, 열화된 등가 절연 저항이 위치하는 상과 상간의 소정의 등가 절연 저항 중 열화된 등가 절연 저항을 제외한 등가 절연 저항, 및 측정된 차동 누설 전류를 이용하여 열화된 등가 절연 저항을 산출하는 열화 절연 인자 산출부를 더 포함할 수 있다.In addition, the three-phase AC rotating machine insulation state diagnosis device compares the resistive current of the differential leakage current and the resistive current of the predetermined differential leakage current to calculate the ratio of magnitude, and the phase of the phase where the ratio of magnitude and the deteriorated equivalent insulation resistance is located. Calculate the deteriorated equivalent insulation resistance using the equivalent insulation resistance except the deteriorated equivalent insulation resistance among the predetermined equivalent insulation resistances between the phase where the deteriorated equivalent insulation resistance is located, and the measured differential leakage current. The apparatus may further include a deterioration insulation factor calculator.

이러한 구성에 의해, 열화된 등가 저항의 파악은 물론, 절연 상태의 정량화를 통해 절연의 열화를 조기에 정확히 진단할 수 있게 된다.With such a configuration, it is possible to accurately diagnose deterioration of insulation at an early stage by not only identifying the equivalent resistance deteriorated but also quantifying the insulation state.

열화 절연 인자 산출부는 열화된 등가 절연 저항과 소정의 등가 절연 커패시턴스를 이용하여 열화 유전정접을 더 산출할 수 있다. 이와 같이, 열화된 등가 저 항뿐만 아니라, 열화 유전정접을 이용함으로써, 절연 상태의 정량화를 통한 절연의 열화 진단을 더욱 효과적으로 수행할 수 있게 된다.The degradation insulation factor calculator may further calculate the degradation dielectric tangent by using the degraded equivalent insulation resistance and the predetermined equivalent insulation capacitance. As such, by using the deteriorated dielectric resistance as well as the deteriorated equivalent resistance, it is possible to more effectively carry out the diagnosis of deterioration of insulation through quantification of the insulation state.

아울러, 상기 장치를 방법으로 구현한 발명과 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이 기록된 매체가 청구된다.In addition, a medium having recorded therein the invention embodying the apparatus as a method and a computer readable program for executing the method is claimed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치의 일 실시예의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an embodiment of an apparatus for diagnosing insulation state of a three-phase alternating current rotating device according to the present invention.

도 1에서 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치(100)는 차동 누설 전류 측정부(110), 평균 절연 인자 산출부(120), 열화 절연 판별부(130), 및 열화 절연 인자 산출부(140)를 포함한다.In FIG. 1, the three-phase AC rotating device insulation state diagnosis device 100 includes a differential leakage current measuring unit 110, an average insulation factor calculating unit 120, a degradation insulation determining unit 130, and a degradation insulation factor calculating unit 140. It includes.

차동 누설 전류 측정부(110)는 삼상 교류 전동기 각 상의 차동 누설 전류를 측정하고, 평균 절연 인자 산출부(110)는 차동 누설 전류로부터 삼상 교류 전동기 고정자 권선 절연체의 평균 등가 절연 저항, 및 평균 등가 절연 커패시턴스를 산출하며, 열화 절연 판별부(130)는 평균 등가 절연 저항, 및 평균 등가 절연 커패시턴스를 삼상 교류 전동기의 소정의 등가 절연 저항, 및 등가 절연 커패시턴스와 비교하여 삼상 교류 전동기의 각 상 및 각 상간의 절연 중 열화된 절연을 판별한다.The differential leakage current measuring unit 110 measures the differential leakage current of each phase of the three phase AC motor, and the average insulation factor calculating unit 110 measures the average equivalent insulation resistance of the three phase AC motor stator winding insulator, and the average equivalent insulation from the differential leakage current. The capacitance is calculated, and the deterioration insulation determination unit 130 compares the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance with a predetermined equivalent insulation resistance of the three-phase AC motor, and the equivalent insulation capacitance, and each phase and each phase of the three-phase AC motor. Determine the insulation that is degraded during insulation.

차동 누설 전류를 측정하여 산출한 평균 등가 절연 저항과 평균 등가 절연 커패시턴스를 오프라인 진단을 통해 얻은 열화되기 전의 평균 등가 절연 저항 및 평균 등가 절연 커패시턴스와 비교함으로써, 중저압 기기에서도 저가로 고정자 권선 절연에서의 주절연 및 상간 절연의 열화 위치를 파악할 수 있게 된다.By comparing the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance calculated by measuring the differential leakage current with the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance before deterioration obtained by offline diagnosis, it is possible to obtain low The deterioration position of main insulation and interphase insulation can be grasped.

평균 절연 인자 산출부(120)는 삼상 교류 전동기 고정자 권선 절연체의 평균 유전정접을 더 산출하고, 열화 절연 판별부(130)는 평균 유전정접을 상기 삼상 교류 전동기의 소정의 유전정접과 더 비교하여 삼상 교류 전동기의 각 상 및 각 상간의 절연 중 열화된 절연을 판별할 수 있다.The average insulation factor calculation unit 120 further calculates an average dielectric loss tangent of the three-phase AC motor stator winding insulator, and the degradation insulation determination unit 130 further compares the average dielectric loss tangent with a predetermined dielectric loss tangent of the three-phase AC motor. The deteriorated insulation can be discriminated among the phases of the AC motor and the insulation between the phases.

등가 절연 저항과 등가 절연 커패시턴스 이외에 유전 정접을 비교함으로써 더욱 효과적으로 상간 절연의 열화 위치를 파악할 수 있게 된다.By comparing dielectric tangents in addition to equivalent insulation resistance and equivalent insulation capacitance, it is possible to more effectively determine the location of degradation of interphase insulation.

소정의 등가 절연 저항, 등가 절연 커패시턴스 및 유전정접은 미리 설정된 값으로서, 열화되기 전의 평균 등가 절연 저항, 평균 등가 절연 커패시턴스 및 유전정접일 수 있다.The predetermined equivalent insulation resistance, equivalent insulation capacitance and dielectric loss tangent may be a predetermined value and may be an average equivalent insulation resistance, average equivalent insulation capacitance and dielectric loss tangent before deterioration.

도 2는 상, 및 상간 절연으로 인한 절연 인자 변화를 나타낸 표이다. Figure 2 is a table showing the change in insulation factor due to phase and inter-phase insulation.

도 2의 표에서 확인할 수 있듯이, 특정한 상 또는 상간의 등가 절연 저항의 열화는 평균 등가 절연 저항이나 평균 등가 절연 커패시턴스의 변화를 야기하므로, 평균 등가 저항, 평균 등가 절연 커패시턴스, 유전정접의 변화를 이용하여 열화된 등가 절연 저항의 정확한 위치를 파악할 수 있게 된다.As can be seen in the table of FIG. 2, deterioration of the equivalent insulation resistance between specific phases or phases causes a change in the average equivalent insulation resistance or the average equivalent insulation capacitance, and thus the change in the average equivalent resistance, average equivalent insulation capacitance, and dielectric loss tangent is used. The exact position of the deteriorated equivalent insulation resistance can be identified.

열화 절연 인자 산출부(140)는 차동 누설 전류 중 저항성 전류와 소정의 차동 누설 전류 중 저항성 전류를 비교하여 크기의 비를 산출하고, 크기의 비, 열화된 등가 절연 저항이 위치하는 상의 상전압과 상간 전압, 열화된 등가 절연 저항이 위치하는 상과 상간의 소정의 등가 절연 저항 중 열화된 등가 절연 저항을 제외한 등가 절연 저항, 및 측정된 차동 누설 전류를 이용하여 열화된 등가 절연 저항을 산출한다.The degradation insulation factor calculator 140 compares the resistive current of the differential leakage current with the resistive current of the predetermined differential leakage current, and calculates a ratio of magnitudes. The deteriorated equivalent insulation resistance is calculated using the equivalent insulation resistance except the deteriorated equivalent insulation resistance among the predetermined equivalent insulation resistance between the phase where the deteriorated equivalent insulation resistance is located and the deteriorated equivalent insulation resistance, and the measured differential leakage current.

이러한 구성에 의해, 열화된 등가 저항의 파악은 물론, 절연 상태의 정량화를 통해 절연의 열화를 조기에 정확히 진단할 수 있게 된다.With such a configuration, it is possible to accurately diagnose deterioration of insulation at an early stage by not only identifying the equivalent resistance deteriorated but also quantifying the insulation state.

열화 절연 인자 산출부(140)는 열화된 등가 절연 저항과 소정의 등가 절연 커패시턴스를 이용하여 열화 유전정접을 더 산출할 수 있다. 이와 같이, 열화된 등가 저항뿐만 아니라, 열화 유전정접을 이용함으로써, 절연 상태의 정량화를 통한 절연의 열화 진단을 더욱 효과적으로 수행할 수 있게 된다.The degradation insulation factor calculator 140 may further calculate the degradation dielectric loss tangent by using the degraded equivalent insulation resistance and a predetermined equivalent insulation capacitance. As described above, by using the deteriorated dielectric loss tangent as well as the deteriorated equivalent resistance, it is possible to more effectively perform the diagnosis of deterioration of insulation through quantification of the insulation state.

크기의 비를 열화 상수 K라고 지정할 수 있으며, K는 0에서 1 사이의 값을 가지며, 열화가 많이 진행될수록 크기가 작아진다. 열화 상수는 3상 모두에 대해 도출될 수 있으며, 이를 평균적으로 이용할 수도 있다.The ratio of magnitude can be designated as the deterioration constant K, where K has a value between 0 and 1, and the magnitude of the deterioration decreases as the deterioration progresses. Degradation constants can be derived for all three phases and can be used on average.

도 3은 중저압 기기의 3상에 대한 고정자 권선 절연 시스템의 모델링 도면이다.3 is a modeling diagram of a stator winding insulation system for three phases of medium and low voltage equipment.

일반적은 절연체는 절연 커패시턴스(C)와 절연 저항(R)의 병렬연결로 모델링하고, 절연체를 흐르는 전류를 저항으로 흐르는 전류

Figure 112007037620223-pat00001
과 커패시턴스로 흐르는 전류
Figure 112007037620223-pat00002
로 나누어 유전정접(DF)을 알 수 있다.In general, the insulator is modeled by the parallel connection of the insulation capacitance (C) and the insulation resistance (R), and the current flowing through the insulator is a current flowing through the resistor.
Figure 112007037620223-pat00001
Current flowing through and capacitance
Figure 112007037620223-pat00002
Dividing by gives the genetic tangent (DF).

Figure 112007037620223-pat00003
Figure 112007037620223-pat00003

이를 바탕으로 도면 1은 중저압 기기의 3상에 대한 고정자 권선의 절연 시스템을 모델링한 것으로서 각 상의 주절연과 상간절연을 절연 저항(R)과 절연 커패시 턴스(C)의 병렬연결로 모델링할 수 있다.Based on this, Figure 1 is a model of the insulation system of the stator windings for the three phases of medium and low voltage equipment, and the main and interphase insulation of each phase is modeled by the parallel connection of the insulation resistance (R) and the insulation capacitance (C). Can be.

도 4는 도 1의 교류 회전 기기 절연 상태 진단 장치를 이용하여 절연 진단을 수행하기 위한 구성도이다. FIG. 4 is a configuration diagram for performing insulation diagnosis using the AC rotating device insulation state diagnosis apparatus of FIG. 1.

도 4에서 보듯이, 운전 중인 중저압 기기의 3상의 각 상마다 차동누설전류를 측정할 수 있는 차동 누설 변류기를 설치하여 각 상의 차동 누설 전류를 측정하면 운전 중인 중저압 기기의 경우 오프라인과 다르게 고정자 권선에 평균적으로 걸리는 전압은 1/2이 되므로 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 4, when the differential leakage current is measured to measure the differential leakage current of each phase of each of the three phases of the low and medium voltage devices in operation, the differential leakage current of each phase is different from that of the offline medium and low voltage devices. Since the average voltage across the winding is 1/2, the following equation can be obtained.

Figure 112007037620223-pat00004
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이를 통해 각 상의 주절연과 상간절연의 상태를 알 수 있는 절연 인자인 절연 저항과 절연 커패시턴스를 알아내고 ill-condition을 해결하기 위해 다음과 같은 방법을 이용한다.Through this, the following method is used to find the insulation resistance and insulation capacitance, which are the insulation factors to know the state of the main insulation and interphase insulation of each phase, and to solve the ill-condition.

IEEE std. 286을 바탕으로 한 오프라인 시험을 통해 열화 이전에 각 상의 주절연과 상간 절연의 절연저항(R)과 절연 커패시턴스(C) 그리고 DF을 측정하고 운전 중에 절연 열화 시 각 상의 누설전류로 계산한 평균적인 절연인자

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그리고 DF의 변화를 통해 문제의 주절연 또는 상간절연을 파악한다. 일반적으로 고정 자 권선 절연의 열화로 인한 고장의 경우 3상의 주절연과 상간 절연 중 하나의 절연이 열화로 인한 고장을 일으킨다. IEEE std. An off-line test based on 286 was used to measure the insulation resistance (R), insulation capacitance (C), and DF of each phase's main and interphase insulations prior to deterioration and to calculate the average leakage current of each phase during insulation degradation during operation. Insulation Factor
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Wow
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The DF changes to identify the main or phase insulation in question. In general, in the case of failure due to deterioration of stator winding insulation, the insulation of one of the three phase main insulation and the interphase insulation causes the failure due to deterioration.

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문제가 없는 상으로부터 절연의 평균적인 열화를 파악한다. 각 상의 주절연과 상간 절연의 절연 커패시턴스는 열화가 일어나도 변화가 미약하므로 오프라인 측정을 통해 얻은 값을 이용한다. 만약 열화가 일어나기 이전의 A상의 초기 누설전류가 아래와 같다. Determine the average deterioration of insulation from the phase without problems. The insulation capacitance of the main insulation and the phase insulation of each phase is insignificant even when deterioration occurs. Therefore, the value obtained through offline measurement is used. If the initial leakage current of phase A before deterioration occurs is

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열화 이후의 측정 누설 전류가 다음과 같다.The measured leakage current after deterioration is as follows.

Figure 112007037620223-pat00009
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열화 이전과 열화 이후의 누설전류를 통해 전체적인 열화 정도를 나타낼 수 있고 이것을 다음과 같이 나타낼 수 있다. The leakage current before deterioration and after deterioration can indicate the overall degree of deterioration and can be expressed as follows.

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만약 A상의 주절연 또는 상간절연에 열화가 발생하였다면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.If deterioration occurs in the main insulation or interphase insulation of phase A, the following equation can be obtained.

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이를 통해 열화가 크게 발생한 A상의 주절연의 등가저항 또는 상간 절연의 등가저항을 정량적으로 파악할 수 있고 전체 열화정도를 통해 나머지 주절연과 상간절연도 정량화할 수 있다. 또한, 오프라인을 통해 도출한 절연 커패시턴스와 함께 유전정접(DF)을 알아내서 이와 같은 세 가지의 절연 상태를 통해 각 상과 상간의 절연의 상태를 정량적으로 파악할 수 있다.Through this, it is possible to quantitatively identify the equivalent resistance of the main insulation of phase A or the insulation resistance between phases in which deterioration has occurred, and quantify the remaining main insulation and interphase insulation through the degree of total deterioration. In addition, by identifying the dielectric loss tangent (DF) together with the insulation capacitance derived through offline, these three insulation states can quantitatively determine the state of insulation between phases.

본 발명은 산업체의 신뢰성, 생산성 안정성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. The present invention can serve to improve the reliability, productivity stability of the industry.

보다 구체적으로, 절연의 각 구성요소의 상태를 진단하기 때문에 많은 절연 진단의 분해능을 높여 절연의 열화를 조기에 진단할 수 있게 된다.More specifically, since the state of each component of the insulation is diagnosed, resolution of many insulation diagnoses can be increased, so that degradation of the insulation can be diagnosed early.

또한, 개별적인 절연 구성 요소의 상태를 진단하기 때문에 많은 기기가 동시에 동작할 경우 개별기기의 보수/점검시 우선순위와 시기를 보다 효율적으로 결정할 수 있다.In addition, the diagnosis of the status of individual isolation components allows for more efficient determination of priorities and timings when repairing or inspecting individual devices if they operate simultaneously.

또한, 고정자 절연의 가장 취약한 부분에 대한 정보가 있으므로, 문제가 되는 부분을 집중적으로 점검하여 보수/점검시에 고정자 권선의 점검/수리/대체에 대한 판단을 빨리 내릴 수 있기 때문에 수리/대체에 소요되는 시간과 비용을 최소화할 수 있게 된다.In addition, since there is information on the most vulnerable parts of stator insulation, it is necessary to repair / replace because the concentrated part can be checked and the judgment on the inspection / repair / replacement of the stator winding can be made quickly during maintenance / inspection. This can minimize the time and costs of doing so.

본 발명에 의하면, 저가이면서 중저압 기기의 고정자 권선 절연에서 주절연 및 상간절연의 열화 위치 파악 및 절연 상태의 정량화를 통해 절연의 열화를 조기에 정확히 진단할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to accurately diagnose deterioration of insulation at an early stage by locating the deterioration position of the main insulation and the interphase insulation and quantifying the insulation state in the stator winding insulation of the low and medium voltage device.

본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.Although the present invention has been described in terms of some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereby, but should be construed as modifications or improvements of the embodiments supported by the claims.

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삼상 교류 전동기 각 상의 차동 누설 전류를 측정하는 차동 누설 전류 측정 단계;Differential leakage current measuring step of measuring differential leakage current of each phase of three-phase AC motor; 상기 차동 누설 전류로부터 상기 삼상 교류 전동기 고정자 권선 절연체의 평균 등가 절연 저항, 및 평균 등가 절연 커패시턴스를 산출하는 평균 절연 인자 산출 단계;Calculating an average equivalent insulation resistance and an average equivalent insulation capacitance of the three-phase AC motor stator winding insulator from the differential leakage current; 상기 평균 등가 절연 저항, 및 평균 등가 절연 커패시턴스를 상기 삼상 교류 전동기의 미리 설정된 등가 절연 저항, 및 등가 절연 커패시턴스와 비교하여 상기 삼상 교류 전동기의 각 상 및 각 상간의 절연 중 열화된 절연을 판별하는 열화 절연 판별 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 방법.Degradation for determining the deteriorated insulation among the phases and the phases of each of the three-phase AC motors by comparing the average equivalent insulation resistance and the average equivalent insulation capacitance with a preset equivalent insulation resistance of the three-phase AC motor and the equivalent insulation capacitance. And an insulation discrimination step. 3. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 평균 절연 인자 산출 단계는 상기 삼상 교류 전동기 고정자 권선 절연체의 평균 유전정접을 더 산출하고,The average insulation factor calculating step further calculates an average dielectric loss tangent of the three-phase AC motor stator winding insulator, 상기 열화 절연 판별 단계는 상기 평균 유전정접을 상기 삼상 교류 전동기의 미리 설정된 유전정접과 더 비교하여 상기 삼상 교류 전동기의 각 상 및 각 상간의 절연 중 열화된 절연을 판별하는 것을 특징으로 하는 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 방법. The deterioration insulation determination step may further compare the average dielectric loss tangent with a preset dielectric loss tangent of the three-phase AC motor to determine the deteriorated insulation among the phases and the phases of each of the three-phase AC motors. How to diagnose instrument insulation. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 차동 누설 전류 중 저항성 전류와 미리 설정된 차동 누설 전류 중 저항성 전류를 비교하여 크기의 비를 산출하고, Comparing the resistive current of the differential leakage current and the resistive current of the preset differential leakage current to calculate the ratio of magnitude, 상기 크기의 비, 상기 열화된 등가 절연 저항이 위치하는 상의 상전압과 상간 전압, 상기 열화된 등가 절연 저항이 위치하는 상과 상간의 미리 설정된 등가 절연 저항 중 상기 열화된 등가 절연 저항을 제외한 등가 절연 저항, 및 상기 측정된 차동 누설 전류를 이용하여 상기 열화된 등가 절연 저항을 산출하는 열화 절연 인자 산출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 방법.Equivalent insulation except for the deteriorated equivalent insulation resistance among the predetermined equivalent insulation resistance between the ratio of the magnitude, the phase voltage and the phase where the deteriorated equivalent insulation resistance is located, and the phase and the phase where the deteriorated equivalent insulation resistance is located. And a deterioration insulation factor calculating step of calculating the deteriorated equivalent insulation resistance using the resistance and the measured differential leakage current. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 열화 절연 인자 산출 단계는 상기 열화된 등가 절연 저항과 상기 미리 설정된 등가 절연 커패시턴스를 이용하여 열화 유전정접을 더 산출하는 것을 특징으로 하는 삼상 교류 회전 기기 절연 상태 진단 방법.The deterioration insulation factor calculation step of the three-phase AC rotary device insulation state diagnostic method, characterized in that for further calculating a deterioration dielectric loss tangent using the deteriorated equivalent insulation resistance and the predetermined equivalent insulation capacitance. 제 5 또는 8항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 매체.A medium having a computer readable program recorded thereon for executing the method of claim 5 or 8.
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