KR100952226B1 - 발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 자속, 써지 및온도 복합 측정센서 - Google Patents

Abstract

발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 복합측정센서에 있어서, 고정자와 회전자 사이의 공극 자속을 측정하기 위한 Search Coil형 자속센서와 고정자 권선에서 발생하는 부분 방전신호나 스위칭 파형을 측정하기 위한 마이크로-스트립 형태의 써지센서와 상기 고정자 권선의 온도를 측정하기 위한 RTD 온도센서와 상기 Search Coil형 자속센서와 상기 써지센서, 상기 온도센서를 함께 포함시킨 절연판으로 구성되어 상기 고정자 권선과 상기 웨지 사이에 삽입되어 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 회전기 고정자 권선의 온도, 부분방전 및 써지, 회전자의 편심, 바단락 및 층간단락, 베어링 파손등의 이상상태를 운전중에 감시할 수 있게 되어 과열, 절연파괴, 회전자 진동 등의 사고를 사전에 방지할 수 있으므로 회전기의 운전신뢰성이 크게 향상되고, 유지보수, 예방정비, 교체 및 설비운용을 최적으로 수행할 수 있다.

고정자, 회전자, 복합측정센서, 발전기, 전동기

Description

발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 자속, 써지 및 온도 복합 측정센서 {Hybrid Measurement Sensor of Flux, Surge, and Temperature for On-line Condition Monitoring in Generator and Motor}

본 발명은 발전기 및 전동기등의 회전기에 있어서 고정자 및 회전자의 이상상태를 사전에 감지하기 위한 운전중 상태감시를 위한 것으로서, 고정자 권선의 온도, 부분방전 또는 스위칭 써지 및 턴단락과 회전자 권선의 바단락이나 층간단락, 회전자의 편심, 베어링 고장등을 기기의 운전중인 상태에서 동시에 감시하기 위한 자속, 온도 및 써지의 동시 측정가능한 복합측정센서에 관한 것이다.

회전기의 운전중 감시진단은 고정자 및 회전자의 전류, 온도, 진동, 부분방전, 자속등의 다양한 신호를 측정하여 이루어져 왔다. 종래에는 전류측정을 위한 CT, 온도측정을 위한 RTD 센서 또는 Thermo Coupler, 진동신호 측정을 위한 가속도 센서, 자속측정을 위한 Flux Probe 또는 Search Coil등이 사용되어 왔고, 개별적으로 측정센서를 부착하여 각각 신호를 취득함으로서 취부해야 하는 센서의 갯수가 증가하고 단가가 높아져서 설치가 어렵다는 단점이 있었다.

또한, 회전자의 진동을 수반하는 베어링 파손, 회전자 층간단락 및 바단락, 편심등을 측정하기 위해 종래에는 분해능이 높은 가속도 센서와 전류센서(CT)를 이용한 진동신호와 전류신호를 측정하여 그 주파수 스펙트럼분석을 통해서 기기의 고장원인을 파악하는 방법을 사용하여 가격이 높아지고 측정 신뢰성을 높이기 위하여 2개 이상의 센서를 설치해야 하는 단점이 있었다.

또한, 전동기의 자속을 측정하여 회전자의 편심과 진동을 감시하기 위한 종래의 Search Coil은 전동기 엔드부의 브라켓 내부에 원형으로 설치하게 되어 축방향 누설자속을 측정하게 되므로 편심, 진동, 바단락등의 원인을 정확하게 파악할 수 있는 방사상(직경) 방향의 공극 자속을 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 방사상(직경) 방향의 공극자속을 측정하는 Search Coil을 고정자 슬롯에 취부하여 전동기 회전자의 편심상태를 진단하는 방법이 있으나, 대각방향으로 2개이상의 Search Coil을 설치해야 하고, 공극자속이 가장 적게 통과되는 치(Tooth)와 치 사이의 슬롯에 설치되어 누설자속만을 측정하므로 측정감도가 덜어져 감시 진단의 신뢰성이 감소하게 된다.

또한, 대형 터빈 발전기 회전자의 층간단락을 감시하기 위하여 고정자 슬롯 중간의 웨지 위에 Flux Probe를 설치하는 방법이 있지만, 웨지 위에 자속센서를 설치하기 때문에 센서의 설치 및 신호선 인출작업이 용이하지 않고, 센서가 공극방향으로 튀어나오는 형상이어서 발전기의 안전운전을 위협하는 단점이 있었다.

본 발명은 회전기의 운전중 상태감시를 위하여 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로 회전기 고정자 및 회전자의 온도, 자속 및 써지센서를 한개의 센서에 취부하여 동시에 측정할 수 있는 복합 측정센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 방사상(직경) 방향의 공극 자속을 측정할 수 있는 자속센서 1개만을 이용하여 고정자 턴 단락, 회전자의 진동, 전동기의 바단락이나 발전기의 층간 단락, 베어링 파손등을 감시할수 있는 Search Coil이 포함된 복합 측정 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 공극 누설자속을 측정하기 위해 슬롯내의 웨지 하단에 설치가능한 Search Coil로서 여러층의 코일을 감아 공극자속의 측정감도를 향상시킨 복합측정센서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 방사상(직경) 방향자속의 주통로인 고정자 치에 자속센서를 취부할수 있는 Search Coil로서 공극 자속의 측정신뢰성을 향상시키고, 센서를 고정자의 덕트에 걸치는 방법을 고안하여 센서 취부의 편리함과 대형 회전기에도 적용할수 있는 복합 측정센서를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 복합측정센서는 고정자와 회전자 사이의 방사상 (직경) 방향의 공극 자속을 측정하기 위한 Search Coil형 자속센서와 고정자 권선에서 발생하는 부분 방전신호나 스위칭 파형을 측정하도록 신호도전체를 사용하는 써지센서와 상기 고정자 권선의 온도를 측정하기 위한 RTD 온도센서와 상기 Search Coil형 자속센서와 상기 써지센서, 상기 온도센서를 함께 포함시킨 절연판으로 구성되어 상기 고정자 권선과 상기 웨지 사이에 고정자 치를 감싸고 냉각 덕트에 걸치도록 ㅁ 자형으로 2 개의 고정자 슬롯 내부에 삽입되어 삽입되어 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 고정자와 회전자 사이의 방사상 (직경) 방향의 공극 자속을 측정하기 위한 Search Coil형 자속센서와 고정자 권선에서 발생하는 부분 방전신호나 스위칭 파형을 측정하도록 신호도전체를 사용하는 써지센서와 상기 고정자 권선의 온도를 측정하기 위한 RTD 온도센서와 상기 Search Coil형 자속센서와 상기 써지센서, 상기 RTD 온도센서를 함께 포함시킨 절연판으로 구성되어 상기 고정자 권선과 상기 웨지 사이에 삽입되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 복합측정센서는 PCB(Printed Circuit Board) 또는 에폭시 수지재료를 이용한 얇은 판형으로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 Search Coil형 자속센서는 고정자 치를 감싸고 냉각덕트에 걸치며, 내부절연판에 직사각형 형태로 코일을 감아 상하부면에 접착되는 것을 특징으러 한다.

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더 나아가, 상기 Search Coil형 자속센서는 고정자 치와 치 사이인 슬롯 내의 웨지 하단에 설치가능하고, 내부절연판에 코일을 감아 절연상태로 겹쳐서 자속이 통과하는 코일의 전체 단 면적을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

부가적으로, 상기 써지센서는 마이크로 스트립 형태로 배치한 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 RTD 온도센서는 온도에 따라 백금의 저항값이 변하는 RTD 센서를 이용한 것을 특징으로 한다..

또한, RTD 온도센서는 신호 인출선을 내부에 삽입하여 웨지 상부로 신호의 인출선 없이 고정자 슬롯의 내부 온도측정이 가능한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 자속, 써지 및 온도 복합측정센서에 의하면, 회전기 고정자 권선의 온도, 부분방전 및 써지, 회전자의 편심, 바단락 및 층간단락, 베어링 파손등의 이상상태를 운전중에 감시할수 있게 되어 과열, 절연파괴, 회전자 진동 등의 사고를 사전에 방지할 수 있으므로 회전기의 운전신뢰성이 크게 향상되고, 유지보수, 예방정비, 교체 및 설비운용을 최적으로 수행할 수 있다. 또한, 기존의 개별센서를 각각 적용하여 이상상태를 감시해 오던 것에 비해 1개의 센서를 사용하게 되므로 설치가 용이하고, 경제적으로도 장점이 있는 것이다.

그러면, 이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 자속, 써지 및 온도복합측정센서의 설치도이고, 도 2는 본 발명에 의한 고정자 치 삽입형 자속, 써지 및 온도복합측정센서의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 의한 슬롯 삽입형 자속, 써지 및 온도복합측정센서의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 복합측정센서의 설치예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 자속측정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6은 본 발명에 적용되는 고정자 치 삽입형 복합 측정 센서의 실물사진 예시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 고정자 슬롯 삽입형 복합 측정 센서의 실물사진 예시도이고, 도 8은 본 발명 실시예에 의한 소형 RTD 온도센서의 실물사진 예시도이고, 도 9는 본 발명 실시예에 의하여 설치된 복합측정센서의 실물사진 예시도이다.

본 발명의 구성을 설명하면, 고정자(5)와 회전자(120) 사이의 공극 자속을 측정하기 위한 Search Coil형 자속센서(60)와 고정자 권선(90, 100)에서 발생하는 부분 방전신호나 스위칭 파형을 측정하기 위한 써지센서(70)와 상기 고정자 권선(90, 100)의 온도를 측정하기 위한 RTD 온도센서(80)와 상기 Search Coil형 자속센서(60)와 상기 써지센서(70), 상기 온도센서(80)를 함께 포함시킨 절연판으로 구성되어 상기 고정자 권선(90, 100)과 상기 웨지(110) 사이에 삽입되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고정자 치 삽입형 복합측정센서(40)인 것이다.

그리고, 고정자(5)와 회전자(120) 사이의 공극 자속을 측정하기 위한 Search Coil형 자속센서(65)와 고정자 권선에서 발생하는 부분 방전신호나 스위칭 파형을 측정하기 위한 써지센서(75)와 상기 고정자 권선의 온도를 측정하기 위한 RTD 온 도센서(85)와 상기 Search Coil형 자속센서(65)와 상기 써지센서(75), 상기 RTD 온도센서(85)를 함께 포함시킨 절연판으로 구성되어 상기 고정자 권선(90, 100)과 상기 웨지(110) 사이에 삽입되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고정자 슬롯 삽입형 복합측정센서(50)인 것이다.

또한, 상기 복합측정센서(40, 50)는 PCB(Printed Circuit Board) 또는 에폭시 수지재료를 이용한 얇은 판형으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, Search Coil형 자속센서(60, 65)는 고정자(5)와 회전자(120) 사이의 방사상(직경)방향의 공극자속 변화량을 측정함으로서, 발전기와 전동기등의 운전 도중에 고장상태를 사전감시 가능한 것을 특징으로 한다.

그리고, Search Coil형 자속센서(60)는 고정자 치(20)를 감싸고 냉각덕트(30)에 걸치며, 내부절연판에 직사각형 형태로 코일을 감아 상하부면에 접착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, Search Coil형 자속센서(65)는 고정자 치(20)와 치(20) 사이인 슬롯(10) 내의 웨지(110) 하단에 설치가능하고, 내부절연판에 직사각형 형태로 코일을 감아 절연상태로 겹쳐서 자속이 통과하는 코일의 전체 단면적을 증가시키는 것을 특징으로 한다. 부가적으로, 상기 써지센서(70, 75)는 마이크로 스트립 형태로 배치한 것을 특징으로 하는 것이다.

더 나아가, 상기 RTD 온도센서(80, 85)는 온도에 따라 백금의 저항값이 변하는 RTD 센서를 이용한 것을 특징으로 한다.

그리고, RTD 온도센서(80, 85)는 신호 인출선(140, 145)을 내부에 삽입하여 웨지(110) 상부로 신호의 인출선 없이 고정자 슬롯(10)의 내부 온도측정이 가능한 것을 특징으로 한다.

그러면, 도면을 참조하여 본 발명의 작동을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 자속, 써지 및 온도 복합측정센서의 설치도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자속, 써지 및 온도 복합측정센서(40, 50)는 고정자 슬롯(10) 내부에 설치가 가능하며, 고정자 치(20)를 감싸고 코어적층이 되어 있지 않은 냉각 덕트(30)에 걸치도록 하면서, ㅁ자형으로 2개의 고정자 슬롯(10) 내부에 설치되는 고정자 치 삽입형 복합측정센서(40)와 1개의 고정자 슬롯(10) 내부에 일자형으로 설치되는 슬롯 삽입형 복합 측정센서(50)의 2가지 종류가 있다. 도 2는 본 발명에 의한 자속, 써지 및 온도 복합측정센서로서, 고정자 치 삽입형 센서의 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 자속, 써지 및 온도 복합 측정 센서는 고정자(5)와 회전자(120) 사이의 방사상(직경) 방향의 자속을 측정하기 위한 자속센서(60)와 고정자 권선(90, 100)에서 발생하는 부분방전이나 스위칭 써지 파형을 측정하기 위한 써지센서(70)와 고정자 권선(90, 100)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(80)를 포함하여 이루어져 있다.

도 4에 보면, 상기 고정자 치 삽입형 복합 측정센서(40)는 고정자 권선(90, 100)의 2개 슬롯(10)내 웨지(110) 하단에 설치된다. 즉, 도 1과 도 4에서도 있듯이, 고정자 슬롯(10) 내부에 위치하는 하부 고정자 권선(90)과 상부 고정자 권선(100)에 전기적인 연결이 없는 상태로, 상부 고정자 권선(100)과 웨지(110) 사이에 2개의 슬롯(10)에 걸쳐 삽입, 설치된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 슬롯 삽입형 자속, 써지 및 온도 복합측정센서로서, 슬롯 삽입형 복합측정센서(50)의 구성도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 슬롯 삽입형 복합 측정 센서는 고정자(5)와 회전자(120) 사이의 방사상(직경) 방향의 자속을 측정하기 위한 Search Coil형 자속센서(65)와 고정자 권선(90, 100)에서 발생하는 부분방전이나 스위칭 서치 파형을 측정하기 위한 마이크로-스트립 형태의 써지센서(75)와 고정자 권선(90, 100)의 온도를 측정하기 위하여 RTD 온도센서(85)를 포함하여 이루어져 있다.

상기의 고정자 슬롯삽입형 복합측정센서(50)는 고정자 권선의 슬롯(10)내 웨지(110) 하단에 설치된다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 고정자 슬롯(10) 내부에 위치하는 하부 고정자 권선(90)과 상부 고정자 권선(100)에 전기적인 연결이 없는 상태이므로, 상부 고정자 권선(100)과 웨지(110) 사이에 삽입되어 설치된다.

이때, 상기 상부 고정자 권선(100)과 웨지(110) 사이에 삽입된 형태로 설치하기 위해 상기 자속, 써지 및 온도 복합 측정센서(40, 50)는 PCB(인쇄회로기판)나 에폭시 수지재료를 이용하여 얇은 판형으로 구성된 것이 바람직하다. 상기와 같은 2가지 종류의 자속, 써지 및 온도 복합측정센서(40, 50)의 실제 사진은 도 6과 도 7에 나타내어 있다.

일반적으로 발전기와 전동기의 고정자 및 회전자의 주요 고장원인으로는 진동을 수반하는 베어링 파손, 회전자 편심, 회전자 바(BAR)단락, 회전자 층간 단락, 고정자 권선의 턴단락, 고정자 권선의 과열, 부분방전과 스위칭 써지에 의한 고정 자 권선의 절연파괴등의 고장이 대부분을 차지하고, 본 발명에서는 자속, 써지 및 온도 복합측정센서를 이용하여 기기의 운전중에 이런 현상을 검출하여 운전중의 상태감시를 하게 된다.

종래에는 베어링 파손, 회전자 편심, 회전자 바단락 및 층간단락, 고정자 권선의 턴단락등의 현상을 검출하기 위하여 고정자 권선의 전류 파형변화를 측정하여 주파수 스펙트럼 분석등을 통한 상태감시를 하여 왔다. 고정자 권선에 흐르는 전류의 변화는 고정자와 회전자 간의 자속변화에 기인하는 것으로서, 발전기와 전동기의 방사상(직경) 방향의 공극자속을 측정하게 되면 고장원인을 더욱 쉽게 찾을 수 있는 효과가 있는 것이다.

상기 자속센서(60, 65)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, Search Coil형태로서, Search Coil에 유기되는 유기전압은 이하의 식[1]과 같이 페러데이의 전자유도법칙에 의하여 권선수와 자속의 함수로 나타낸다. 자속센서에서 유기되는 전압파형은 권선 각 슬롯의 누설자속 분포를 나타내며, 회전자 바(Bar)의 소손이나 공극의 편심, 베어링 파손, 고정자 및 회전자 권선의 열화로 인한 선간 또는 상간 단락에 따라 슬롯에서 유기되는 전압 파형의 크기가 다르게 나타나므로 측정된 파형 분석을 통해서 고장의 원인을 판별할 수 있고 운전중인 상태에서도 상태감시가 가능하다.

e = -N (dФ/ dt) [V] [1]

여기서, e= 자속센서의 유기기전력, N =센서의 코일 턴수, Ф= 자속, t= 시간을 나타낸다.

상기 자속센서(60, 65)는 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상부 고정자 권선(100)과 웨지(110) 사이에 설치가 되어 공극의 누설자속을 측정하게 된다. 회전자(120)와 고정자(5) 사이의 공극 자속분포(130)는 도 5에 도시한 바와 같이, 고정자 치(20)에 집중되어, 고정자 슬롯(10)내에는 누설 자속의 일부만 통과하게 된다. 상기 자속센서(60, 65)는 여러층의 코일을 감아서 공극자속의 측정감도를 향상시키도록 한다.

상기 자속센서(60, 65) 중에서 도 1에 도시한 바와 같은 고정자 치(20)를 통과하는 자속을 검출하기 위한 ㅁ자형 형태인 고정자 치 삽입형 센서(40)는 도 1, 도 5에 도시한 바와 같이 고정자 치(20)를 감싸고, 코어 적층이 되어 있지 않은 냉각덕트(30)에 걸치면서 웨지(110) 하단에 설치가 가능하여 많은 량의 자속을 측정을 할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같은 고정자 슬롯(10)을 걸쳐서 통과하는 누설자속을 검출하기 위한 슬롯 삽입형 일자 형태의 자속센서(50)는 도 1과 도 5에 도시한 바와 같이, 고정자 치(20)와 치(20) 사이인 슬롯 내의 웨지(110) 하단에 설치되고, 통과하는 자속이 적기 때문에 턴수를 증대시키기 위하여 여러 층을 겹쳐서 단면적을 증가시켰다.

상기, 자속 써지 및 온도 복합측정센서(40, 50)의 사용 예를 들면, 써지 센서(70, 75)는 길이가 서로 다른 2개의 신호 도전체(미도시)를 마주보게 배치하여 방향성 결합(Directional Coupling)에 의하여 발전기 및 전동기의 고정자 권선에서 발생하는 부분방전 신호와 전력변환 장치(미도시)의 스위칭 써지를 측정을 하게 된 다. 이때 상부의 신호 도전체는 동측 케이블의 신호선으로 하부의 신호 도전체는 접지로 연결되어 출력신호를 오실로스코프등의 측정기로 전송하여 담당자로 하여금 살필수 있게 되는 것이다.

상기 자속, 써지 및 온도 복합측정센서(40, 50)에 있어서, RTD 온도센서(80, 85)는 자속 센서(60, 65) 및 써지 센서(70, 75)와 중복되지 않도록 가장 안쪽에 취부하고 신호인출선(140, 145)을 내부로 삽입하여 웨지(110) 상부로 신호 인출선(140, 145)이 없이 고정자 슬롯(10)의 내부온도를 측정 가능하도록 하였다. 이때, 상기 RTD 온도센서(80, 85)는 절연판 내부에 취부가 용이하도록 최소형의 센서를 이용하는 것이 바람직하고, PT-100[Ω]의 온도에 따라 백금의 저항값이 변하는 기능을 갖고 있다. 최소형 RTD 온도센서(80, 85)의 실물은 도 8에 나타나 있다.

그리고, 도 9에는 상기와 같은 2종류의 자속, 써지 및 온도 복합 측정센서(40, 50)를 이용하여 유도 전동기에 설치한 실시예의 실물이 나타나 있다.

상기에서 설명한 본 발명에 의한 발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 자속, 써지 및 온도 복합측정센서에 의하면, 회전기의 운전중 상태감시를 위하여 단순히 한 개의 센서만을 취부하면 되므로 자속, 온도, 써지(부분방전) 등의 측정을 위한 개별 센서를 각각 설치하는 데에 따른 비용과 설치의 불리함을 해결할 수 있다.

또한, 고정자(5) 및 회전자(120)의 상태감시를 위해서 설치가 어렵고, 가격이 비싸며, 3개의 상(Phase)을 모두 측정해야 하는 전류센서를 대신하여 방사상(직경) 방향의 공극자속을 측정할 수 있는 Search Coil형 자속센서 1개만을 이용하여 고정자 턴단락, 회전자의 진동, 전동기의 바단락이나 발전기의 층간단락, 베어링 파손등의 이상을 감시할 수 있는 장점이 있는 것이다.

또한, 방사상(직경) 방향 자속의 주통로인 고정자 치(20)에 삽입형 복합측정센서(40)를 취부할수 있는 Search Coil로서 공극자속의 측정신뢰성을 향상시키고, 상기 센서(40)를 고정자의 덕트(30)(Air Duct)에 걸치는 방법을 고안하여 센서취부의 편리함과 대형 회전기에도 적용이 가능하다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 자명한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 자속, 써지 및 온도복합측정센서의 설치도.

도 2는 본 발명에 의한 고정자 치 삽입형 자속, 써지 및 온도복합측정센서의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 슬롯 삽입형 자속, 써지 및 온도복합측정센서의 구성도.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 복합측정센서의 설치예를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 자속 측정을 설명하기 위한 개념도.

도 6은 본 발명에 적용되는 고정자 치 삽입형 복합 측정 센서의 실물사진 예시도.

도 7은 본 발명에 의한 고정자 슬롯 삽입형 복합 측정 센서의 실물사진 예시도.

도 8은 본 발명 실시예에 의한 소형 RTD 온도센서의 실물사진 예시도.

도 9는 본 발명 실시예에 의하여 설치된 복합측정센서의 실물사진 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

5: 고정자

10: 고정자 슬롯 20: 고정자 치

30: 냉각덕트 40: 고정자 치 삽입형 복합측정센서

50: 고정자 슬롯 삽입형 복합측정센서 60: (고정자 치) 자속센서

65: (고정자 슬롯) 자속센서 70: (고정자 치) 써지 센서

75: (고정자 슬롯) 써지센서 80: (고정자 치) RTD 온도센서

85: (고정자 슬롯) RTD 온도센서 90: 하부 고정자 권선

100: 상부고정자 권선 110: 웨지 120: 회전자 130: 공극자속 분포 140: 고정자치 신호인출선 145: 고정자 슬롯 신호 인출선

Claims (9)

1. 발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 복합측정센서에 있어서,

   고정자(5)와 회전자(120) 사이의 방사상 (직경) 방향의 공극 자속을 측정하기 위한 Search Coil형 자속센서(60);

   고정자 권선(90,100)에서 발생하는 부분 방전신호나 스위칭 파형을 측정하도록 신호도전체를 사용하는 써지센서(70);

   상기 고정자 권선(90, 100)의 온도를 측정하기 위한 RTD 온도센서(80);

   상기 Search Coil형 자속센서(60)와 상기 써지센서(70), 상기 온도센서(80)를 함께 포함시킨 절연판으로 구성되어 상기 고정자 권선(90,100)과 웨지(110) 사이에 고정자 치 (20)를 감싸고 냉각 덕트 (30)에 걸치도록 ㅁ 자형으로 2 개의 고정자 슬롯 (10) 내부에 삽입되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고정자 치 삽입형 복합측정센서(40).
2. 발전기와 전동기의 운전중 상태감시를 위한 복합측정센서에 있어서,

   고정자(5)와 회전자(120) 사이의 방사상 (직경) 방향의 공극 자속을 측정하기 위한 Search Coil형 자속센서(65);

   고정자 권선에서 발생하는 부분 방전신호나 스위칭 파형을 측정하기 위해 하도록 신호도전체를 사용하는 써지센서(75);

   상기 고정자 권선의 온도를 측정하기 위한 RTD 온도센서(85);

   상기 Search Coil형 자속센서(65)와 상기 써지센서(75), 상기 RTD 온도센서(85)를 함께 포함시킨 절연판으로 구성되어 상기 고정자 권선(90,100)과 웨지(110) 사이에 삽입되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고정자 슬롯 삽입형 복합측정센서(50).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복합측정센서(40,50)는 PCB(Printed Circuit Board) 또는 에폭시 수지재료를 이용한 얇은 판형으로 구성된 것을 특징으로 하는 복합측정센서.
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5. 제1항에 있어서, 상기 Search Coil형 자속센서(60)는 고정자 치(20)를 감싸고 냉각덕트(30)에 걸치며, 직사각형 형태로 코일을 감아 상하부면에 접착되는 것을 특징으로 하는 복합측정센서.
6. 제2항에 있어서, 상기 Search Coil형 자속센서(65)는 고정자 치(20)와 치(20) 사이인 슬롯(10) 내의 웨지(110) 하단에 설치가능하고, 직사각형 형태로 코일을 감아 절연상태로 겹쳐서 자속이 통과하는 코일의 전체 단면적을 증가시키는 것을 특징으로 하는 복합측정센서.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 써지센서(70, 75)는 마이크로 스트립 형태로 배치한 것을 특징으로 하는 복합측정센서.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 RTD 온도센서(80, 85)는 온도에 따라 백금의 저항값이 변하는 RTD 센서를 이용한 것을 특징으로 하는 복합측정센서.
9. 제8항에 있어서, 상기 RTD 온도센서(80, 85)는 신호 인출선(140, 145)을 내부에 삽입하여 웨지(110) 상부로 신호의 인출선 없이 고정자 슬롯(10)의 내부 온도측정이 가능한 것을 특징으로 하는 복합측정센서.

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