KR100959893B1

KR100959893B1 - 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출방법

Info

Publication number: KR100959893B1
Application number: KR1020030048060A
Authority: KR
Inventors: 김대중
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2010-05-27
Also published as: KR20050008204A

Abstract

본 발명은 발전기 여자 제어 시스템에서 발전기 전압 변환기로부터 삼상선간의 전압을 이용하여 발전기 전압 변환기의 고장을 검출하도록 한 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법에 관한 것으로, 발전기 전압 변환기로부터 제1선과 제2선간의 전압과, 제2선과 제3선간의 전압을 입력받아 해당 두 전압의 실효치를 각각 구하는 과정과, 상기 두 실효치의 차이에 대한 절대 값을 구하여 기설정된 두 선간 전압 차이 계수와 비교하는 과정과, 상기 절대 값이 상기 전압 차이 계수보다 큰 경우, 소정 시간 동안 지속되면 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함으로써, 전압 변환기가 1대만 설치되더라도 고장 검출이 가능하다.

Description

발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법 {Method for Checking Error of Voltage Converters in the Excitation Control System of the Power Generator}

도 1은 일반적인 발전기 여자 제어 시스템의 구성을 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법을 나타낸 순서도.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법을 나타낸 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 여자기

20 : CT(Current Transformer)

30 : 여자기 변압기

40 : 메인(Main) PT(Potential Transformer)

50 : 보조 PT

60 : 여자기 제어부

본 발명은 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법에 관한 것으로, 특히 발전기 여자 제어 시스템에서 발전기 전압 변환기로부터 삼상선간의 전압을 이용하여 발전기 전압 변환기의 고장을 검출하도록 한 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 발전기 여자 제어 시스템은 발전기의 단자 전압을 제어하기 위한 것으로, 직접 여자기 방식의 경우에 그의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 계자 코일과 전기자로 이루어진 여자기(10)와, CT(20)와, 여자기 변압기(30)와, 메인 PT(40)와, 보조 PT(50)와, 여자기 제어부(60)를 포함하여 이루어져 있다.

여기서, 여자기 제어부(60)는 여자기 변압기(30)에서 변압된 교류 전류를 직류로 정류시켜 여자기(10) 측으로 송출해 준다. 또한, 초기 시동 시에는 직류 전류를 별도로 여자기 제어부(60)에 송출해야 구동될 수 있으며, 최초 메인 PT(40)에 이상이 발생하는 경우에 보조 PT(50)를 구동시켜 주며, 여자기 제어 모드를 오토(Auto)에서 매뉴얼(Manual)로 변경해 주어야 한다.

그리고, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 발전기 여자 제어 시스템에서 발전 기 전압 변환기의 고장 검출 방식은 주 전압 변환기와 보조 전압 변환기의 출력 전압을 각각 계산하여 해당 계산된 두 값을 비교하여 어느 범위 이상 차이가 나면 주 전압 변환기의 고장을 판단한다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래 기술에서는 전압 변환기의 고장 검출을 위해서, 즉 주 전압 변환기의 고장을 검출하기 위해서는 반드시 보조 전압 변환기가 필요하게 되는데, 이런 경우에 있어서, 발전기에 보조 전압 변환기가 설치되는 경우에는 크게 문제가 되지 않으나, 발전기 보조 전압 변환기가 설치되지 않고 주 전압 변환기만 설치될 경우에는 고장 검출이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 발전기 여자 제어 시스템에서 발전기 전압 변환기로부터 삼상선간의 전압을 이용하여 발전기 전압 변환기의 고장을 검출하도록 한 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 발전기 여자 제어 시스템에서 발전기 전압 변환기로부터 삼상선간의 전압을 이용하여 발전기 전압 변환기의 고장을 검출하도록 함으로써, 전압 변환기가 1대만 설치되더라도 고장 검출이 가능하도록 하는데, 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법은 발전기 전압 변환기로부터 제1선과 제2선간의 전압과, 제2선과 제3선간의 전압을 입력받아 해당 두 전압의 실효치를 각각 구하는 과정과, 상기 두 실효치의 차이에 대한 절대 값을 구하여 기설정된 두 선간 전압 차이 계수와 비교하는 과정과, 상기 절대 값이 상기 전압 차이 계수보다 큰 경우, 소정 시간 동안 지속되면 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

다르게는, 본 발명의 이 실시 예에 따른 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법은 발전기 전압 변환기로부터 제1선과 제2선간의 전압과, 제2선과 제3선간의 전압을 입력받아 해당 두 전압의 실효치를 각각 구하는 과정과, 상기 두 실효치의 차이에 대한 절대 값을 구하여 기설정된 두 선간 전압 차이 계수와 비교하는 과정과, 상기 절대 값이 상기 전압 차이 계수보다 큰 경우, 상기 두 실효치의 합에 '2'를 나누어 발전기의 단자 전압을 구한 후에, 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰지를 확인하는 과정과, 상기 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰 경우, 상기 단자 전압과 기설정된 두 선간 전압의 합계 계수를 비교하는 과정과, 상기 단자 전압이 상기 전압 합계 계수보다 작은 경우, 소정 시간 동안 지속되면 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

더욱이 다르게는, 본 발명의 삼 실시 예에 따른 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법은 발전기 전압 변환기로부터 제1선과 제2선간의 전압과, 제2선과 제3선간의 전압을 입력받아 해당 두 전압의 실효치를 각각 구하는 과정과, 상기 두 실효치의 합에 '2'를 나누어 발전기의 단자 전압을 구한 후에, 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰지를 확인하는 과정과, 상기 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰 경우, 상기 단자 전압과 기설정된 두 선간 전압의 합계 계수를 비교하는 과정과, 상기 단자 전압이 상기 전압 합계 계수보다 작은 경우, 소정 시간 동안 지속되면 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이하, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에 따른 발전기 여자 제어 시스템에서의 발전기 전압 변환기 고장 검출을 위한 구성은 종래의 기술과 유사하므로 그 설명을 생략한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법은 도 2의 순서도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 발전기 전압 변환기는 삼상선(예로, 제1선(A), 제2선(B) 및 제3선(C))을 통하여 출력하는데, 발전기 전압 변환기로부터 제1선(A)과 제2선(B)간의 전압과, 제2선(B)과 제3선(C)간의 전압을 제어기에서 입력으로 수신받은 후에(단계 S1), 해당 제1선(A)과 제2선(B)간의 전압과, 제2선(B)과 제3선(C)간의 전압의 실효치(Vab, Vcb)를 구한다(단계 S2).

그런 후에, 발전기 전압 변환기의 고장을 검출하는데, 상기 제2단계(S2)에서 구한 전압 실효치(Vab, Vcb)의 차이에 대한 절대 값을 구한다(단계 S3).

그리고, 상기 절대 값과 기설정된 두 선간 전압 차이 계수(PTFail_Diff)를 비교한다(단계 S4). 여기서, 해당 기설정된 두 선간 전압 차이 계수(PTFail_Diff)는 발전기 전압 변환기의 고장을 판단하기 위해서 미리 설정된 값으로, 0.3 ~ 30(%) 차이의 값을 가지는 두 선간의 전압 차이 계수이다.

이에, 상기 제4단계(S4)에서 절대 값이 상기 기설정된 두 선간 전압 차이 계수(PTFail_Diff)보다 큰 경우, 이런 상태가 수 사이클 이상 지속되는지를 확인한다(단계 S5). 이때, 수 사이클 이상 지속되면, 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보해 준다(단계 S6).

다르게는, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법은 도 3의 순서도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 발전기 전압 변환기는 삼상선(예로, 제1선(A), 제2선(B) 및 제3선(C))을 통하여 출력하는데, 발전기 전압 변환기로부터 제1선(A)과 제2선(B)간의 전압과, 제2선(B)과 제3선(C)간의 전압을 제어기에서 입력으로 수신받은 후에(단계 S11), 해당 제1선(A)과 제2선(B)간의 전압과, 제2선(B)과 제3선(C)간의 전압의 실효치(Vab, Vcb)를 구한다(단계 S12).

그리고, 아래의 수학식 1을 사용하여 상기 제12단계(S12)에서 구한 전압 실효치(Vab, Vcb)의 합에 '2'를 나누어 발전기의 단자 전압(Vtrms)을 구한다(단계 S13).

일반적으로, 부하가 있는 경우에 계자 전류는 커지고, 부하가 없는 경우에 계자 전류가 낮아지며, 정상적인 경우에 부하에 관계없이 단자 전압(Vtrms)은 '1'이다.

이에, 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰지를 확인한다(단계 S14). 여기서, 해당 무부하 계자 전류 값은 무부하 시에 단자 전압(Vtrms)이 '1'인 경우에 계자기의 전류 값을 말한다.

그리고, 상기 제14단계(S14)에서 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰 경우, 상기 제13단계(S13)에서 구한 단자 전압(Vtrms)과 기설정된 두 선간 전압의 합계 계수(PTFail_Sum)를 비교한다(단계 S15). 여기서, 해당 기설정된 두 선간 전압의 합계 계수(PTFail_Sum)는 발전기 전압 변환기의 고장을 판단하기 위해서 미리 설정된 값으로, 두 선간의 전압 합계 계수이다.

이에, 상기 제15단계(S15)에서 단자 전압(Vtrms)이 상기 기설정된 두 선간 전압의 합계 계수(PTFail_Sum)보다 작은 경우, 이런 상태가 수 사이클 이상 지속되는지를 확인한다(단계 S16). 이때, 수 사이클 이상 지속되면, 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보해 준다(단계 S17).

또한 다르게는, 상술한 두 가지의 알고리즘을 병행하여 같이 전압 변환기의 고장을 검출할 수 있다.

종래의 방식으로는 발전기 전압 변환기가 1 대만 설치될 경우에는 전압 변환기의 고장 검출이 불가능하였으나, 상술한 바와 같은 본 발명에 의해 전압 변환기가 1 대만 설치되더라도 고장 검출이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 의해 발전기 여자 제어 시스템에서 발전기 전압 변환기로부터 삼상선간의 전압을 이용하여 발전기 전압 변환기의 고장을 검출하도록 함으로써, 전압 변환기가 1대만 설치되더라도 고장 검출이 가능하다.

Claims

발전기 전압 변환기로부터 제1선과 제2선간의 전압과, 제2선과 제3선간의 전압을 입력받아 해당 두 전압의 실효치를 각각 구하는 과정과;

상기 두 실효치의 차이에 대한 절대 값을 구하여 기설정된 두 선간 전압 차이 계수와 비교하는 과정과;

상기 절대 값이 상기 전압 차이 계수보다 큰 경우, 소정 시간 동안 지속되면 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법.
발전기 전압 변환기로부터 제1선과 제2선간의 전압과, 제2선과 제3선간의 전압을 입력받아 해당 두 전압의 실효치를 각각 구하는 과정과;

상기 두 실효치의 차이에 대한 절대 값을 구하여 기설정된 두 선간 전압 차이 계수와 비교하는 과정과;

상기 절대 값이 상기 전압 차이 계수보다 큰 경우, 상기 두 실효치의 합에 '2'를 나누어 발전기의 단자 전압을 구한 후에, 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰지를 확인하는 과정과;

상기 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰 경우, 상기 단자 전압과 기설정된 두 선간 전압의 합계 계수를 비교하는 과정과;

상기 단자 전압이 상기 전압 합계 계수보다 작은 경우, 소정 시간 동안 지속되면 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법.
발전기 전압 변환기로부터 제1선과 제2선간의 전압과, 제2선과 제3선간의 전압을 입력받아 해당 두 전압의 실효치를 각각 구하는 과정과;

상기 두 실효치의 합에 '2'를 나누어 발전기의 단자 전압을 구한 후에, 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰지를 확인하는 과정과;

상기 발전기의 계자 전류 값이 무부하 계자 전류 값보다 큰 경우, 상기 단자 전압과 기설정된 두 선간 전압의 합계 계수를 비교하는 과정과;

상기 단자 전압이 상기 전압 합계 계수보다 작은 경우, 소정 시간 동안 지속되면 발전기 전압 변환기의 고장으로 인식하여 운용자에게 통보하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발전기 여자 제어 시스템의 발전기 전압 변환기 고장 검출 방법.