KR101035497B1 - Method for total monitering on-line health of the generator - Google Patents

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KR101035497B1
KR101035497B1 KR1020100079169A KR20100079169A KR101035497B1 KR 101035497 B1 KR101035497 B1 KR 101035497B1 KR 1020100079169 A KR1020100079169 A KR 1020100079169A KR 20100079169 A KR20100079169 A KR 20100079169A KR 101035497 B1 KR101035497 B1 KR 101035497B1
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정승철
송상욱
김구현
최용기
김수기
정석윤
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주식회사 대덕시스템
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Abstract

PURPOSE: An on-line integrated method for monitoring the robustness of a generator is provided to previously detect the malfunction of the generator by monitoring the abnormalities related to the vibration of a stator end winding, the internal disconnection of a rotor, and the partial discharge of a stator. CONSTITUTION: Whether data signals are transmitted from four monitoring sensors(S30). The data signals are converted into plurals of event data required for a monitoring process(S40). If abnormalities are occurred in the monitoring sensors, different signals from the plurals of event data are converted into standard protocol signals based on a communication converter(S50).

Description

발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법{Method for Total Monitering On-line Health of the Generator}Method for Total Monitering On-line Health of the Generator

본 발명은 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제어시스템에 영향을 주지 않고 원격에서 안전하게 발전기의 운전 상태를 일괄 감시함과 동시에 이상 유무에 따라 순간 방전이 이루어지며, 발전기의 건전성도 함께 감시할 수 있도록 한 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a sound on-line integrated monitoring method of the generator, more specifically, the instantaneous discharge is made depending on whether there is an abnormality and at the same time monitoring the operation state of the generator safely and remotely without affecting the control system, The present invention relates to a method for integrated on-line monitoring of a generator's health so that the generator's health can also be monitored.

최근 산업발전의 고도화로 발전기 단위 용량의 증가와 함께 발전설비를 제어하고 감시하는 제어설비도 더욱 고도화, 첨단화함으로써 제어설비의 신뢰성 여부는 발전소 전체의 안정운영을 좌우할 정도로 그 영향력이 커져가고 있다.Recently, with the advancement of industrial development, as the unit capacity of generators increases, the control equipment that controls and monitors the power generation facilities becomes more advanced and advanced.

그 동안 산업현장 담당자의 능력 및 경험에만 의존하던 산업설비의 감시/진단 기술이 전자, 정보기술의 발달에 따라 급속도로 발전하면서 안전하고 과학적인 각종 감시/진단 시스템이 앞 다투어 개발되어 발전설비 관리의 과학화는 물론 비용절감 목적에서도 다양하게 활용되고 있다.In the past, the monitoring / diagnosis technology of industrial facilities, which only depended on the ability and experience of the people in charge of industrial sites, developed rapidly according to the development of electronic and information technology, and developed various safety and scientific monitoring / diagnosis systems. It is widely used for scientific purposes as well as cost reduction purposes.

발전기의 온-라인 감시 시스템은 발전기의 축전압/축전류와, 발전기의 고정자 부분방전과 회전자 층간단락 및 고정자 Endwinding 진동을 감시하는 기술들이 있다. 먼저 발전기의 축전압/축전류는 터빈의 회전에 의해 회전되는 발전기에서 유도 자계에 의해 발전기의 회전축에 전압/전류가 발생하는 것을 말한다. 또한 발전기의 고정자 부분방전은 발전기가 장기적으로 운전함에 따라 열적, 전기적, 기계적 및 환경적인 복합열화로 인해 절연열화가 발생한다. 열적 열화로 인해 마이카 테이프 사이의 결합력 감소로 에폭시가 많은 영역에서 공극 발생, 전기적 열화로 인한 마이카 테이프 내부에서 균열과 공극 형성, 기계적인 진동에 의해 권선 이동으로 야기되는 마모 및 기계적인 응력을 많이 받고 있는 슬롯 출구의 취약부에서 절연열화가 진행되어 부분방전이 일어나며 고주파 전류 펄스를 발생시킨다. 또한 발전기의 회전자 층간단락은 발전기 회전자의 전기자 반작용(전기자권선의 자속이 계자권선의 자속에 영향을 주는 현상)의 영향으로 인하여 권선층간의 절연이 파괴되어 회전자 층간단락이 일어나며, 발전기의 회전자 권선의 층간단락이 발생하면 자속의 불평형과 비대칭적인 발열로 인한 불안정한 진동이 발생하게 된다. 그리고 발전기의 고정자 단말권선(Endwinding) 진동은 대부분의 계자 권선 단락으로 계자 권선 단락의 경우에는 발전기의 여자 시스템에 영향을 미치게 되어 비정상적인 기계적 진동을 발생시킬 수도 있다. 따라서 경제적 손실을 줄이고 계통의 안정성을 유지하기 위하여 신속하게 권선 내에서의 단락 발생과 정확한 위치를 진단하는 것은 매우 중요하다. 초기에는 주로 단락에 의해서 발생하는 진동을 연속적으로 감시함으로써 이를 진단하는 방법이 이용되었으나 발전기 진동의 원인이 다양하기 때문에 정확한 진단이 어려운 단점이 있었다. 현재 제안되는 주요 진단 방법으로는 운전 중에 권선의 임피던스를 간접적으로 측정하여 변화를 감시하는 방법과 계자권선에 AC 전류를 인가하고 픽업 코일을 이용하여 발생된 자속의 대칭성을 확인하는 방법 및 운전 중에 픽업 코일을 통하여 air-gap 자속을 직접 측정하는 방법들이 있다. 임피던스를 측정하는 방법은 간헐적인 단락으로 인해 임피던스가 현저하게 변화하는 경우에는 단락을 정확히 감지할 수 있으나 지속되는 단락의 경우는 그 변화가 없기 때문에 감지하기 어렵다. AC 전류 인가에 따른 자속의 대칭성을 확인하는 방법은 발전기의 운전을 정지한 상태에서 진단을 수행하기 때문에 그로 인한 경제적인 손실이 크다. 운전 중에 air-gap 자속을 직접 검출하는 방법은 현재까지 신뢰성이 가장 높은 방법으로 평가받고 있지만 아직 air-gap 자속의 픽업 코일을 갖춘 발전기가 드물기 때문에 초기 설치비용이 많이 소요된다는 단점을 가지고 있다. 그리고 최근 해외기술로는, 광학섬유 케이블 가속계를 이용한 고정자와 End-windings과 같이 전기적, 기계적 스트레스로 인하여 구성되는 고압회전기의 진동 주기를 측정하는 센서기술이 있다. 이 센서는 비전도성을 뛰며 전자기적 유도와 방해에도 영향을 받지 않는다. 이 센서는 높은 전압, 섭씨 90도 이상의 주변온도, 그리고 대기 안에 높은 수소 밀도 등 위험한 환경에서 사용될 수 있도록 고안되어 있다. 따라서 본 발명에서는 이 센서기술을 응용ㆍ개량하고 국산화시켜 발전기의 고정자 단말권선에 대한 진동을 감시할 수도 있다.The generator's on-line monitoring system includes techniques for monitoring the generator's axial voltage / current, the generator's stator partial discharge, rotor interlayer short circuit and stator endwinding vibration. Firstly, the axial voltage / axial current of a generator refers to the generation of voltage / current on the rotating shaft of the generator by an induction magnetic field in the generator rotated by the rotation of the turbine. In addition, the stator partial discharge of the generator causes insulation deterioration due to thermal, electrical, mechanical and environmental complex deterioration as the generator is operated for a long time. Due to thermal deterioration, the bond strength between mica tapes is reduced, which causes voids in the epoxy-rich area, cracks and voids formed inside the mica tape due to electrical deterioration, and wear and mechanical stress caused by winding movement due to mechanical vibration. Insulation deterioration proceeds at the weak point of the slot exit, which causes partial discharge and generates high frequency current pulse. In addition, the interlayer short circuit of the generator is broken by insulation between the winding layers due to the effect of the rotor reaction of the generator rotor (the magnetic flux of the magnetic winding affects the magnetic flux of the field winding). Interlayer short circuits in the rotor windings cause unstable vibrations due to unbalance and asymmetrical heating of the magnetic flux. In addition, the stator terminal winding (Endwinding) vibration of the generator is most of the field winding short-circuit in the case of the field winding short-circuit affects the excitation system of the generator may generate abnormal mechanical vibration. Therefore, it is very important to quickly diagnose the occurrence of short circuits in the windings and their correct position in order to reduce economic losses and maintain the stability of the system. Initially, the method of diagnosing the vibration by mainly monitoring the vibration generated by the short circuit was used. However, since the causes of the generator vibration vary, accurate diagnosis is difficult. The main diagnostic methods currently proposed are the method of monitoring the change by indirectly measuring the impedance of the winding during operation, applying the AC current to the field winding, and checking the symmetry of the generated magnetic flux using the pickup coil, and picking up during operation. There are methods for measuring air-gap flux directly through the coil. Impedance measurement method can detect the short circuit accurately when the impedance changes significantly due to the intermittent short circuit, but it is difficult to detect the short circuit because there is no change in the continuous short circuit. The method of checking the symmetry of the magnetic flux according to the application of the AC current has a large economic loss because the diagnosis is performed while the generator is stopped. The method of directly detecting air-gap flux during operation has been evaluated as the most reliable method to date, but it has a disadvantage that it requires a lot of initial installation cost because a generator with a pickup coil of air-gap flux is still rare. In recent years, overseas technologies include a sensor technology for measuring the vibration period of a high-voltage rotor composed of electrical and mechanical stresses such as stators and end-windings using an optical fiber cable accelerometer. The sensor is nonconductive and is not affected by electromagnetic induction and interference. The sensor is designed for use in hazardous environments, such as high voltages, ambient temperatures above 90 degrees Celsius, and high hydrogen density in the atmosphere. Therefore, in the present invention, the sensor technology can be applied and improved and localized to monitor the vibration of the stator terminal winding of the generator.

한편, 본 출원인에 의하여 특허등록 된 바 있는 기술들을 살펴보면, 먼저 대한민국 등록특허공보(B1) 제10-0920895호(2009. 10.09)의 발전기 축전압/축전류 온라인 감시 시스템에 의하면, 터빈과 발전기를 연결하는 커플링에 의해 회전자가 회전하는 발전기 축전압/축전류 온-라인 감시 시스템에 있어서, 상기 축전압/축전류의 상태를 온-라인 실시간 안정적으로 모니터링하기 위해 회전체에 대한 접촉 면적이 넓고 내마모성의 반영구적인 동편조(Copper Braid)로 제작된 특수 브러시를 2중 센서로 사용하여 발전기의 축전압/축전류를 검출하되, 상기 축전류는 저저항의 분류기(Shunt)를 통해 검출하는 검출부와; 상기 검출부로부터 검출된 축전압/축전류의 신호를 디지털 신호로 변환시킨 A/D 컨버터의 입력값을, 메모리(SRAM)에 저장된 사용자 설정 파라미터(Parameter)와 비교·분석 판단하여 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어하며, 그 결과를 통신선을 통해 클라이언트 시스템으로 전송하기 위한 PC기반의 DAQ 유니트와; 상기 PC 기반의 DAQ 유니트로부터 전송된 감시 및 분석용 각종 이벤트 데이터와, 상기 각종 이벤트 데이터에 대응한 발전기의 축전압/축전류의 발생 원인을 추정하고 분석하기 위해 그래픽, 챠트 및 보고서 등의 다양한 형태로 표시되는 사용자 입력용 응용프로그램(Man Machine Interface: MMI) 및 서버운용 프로그램을 저장하는 저장부와, 분석된 데이터를 모니터에 입체적으로 표시 제어하는 서버 및 감시 모니터와, 축전압/축전류 값의 분석 여부에 따라 단계적으로 경고하는 경보기 및 상기 각종 이벤트 정보를 현장에서 수신 감시하는 현장 지시계로 이루어지는 클라이언트 시스템과; 상기 클라이언트 시스템의 입력부에 의해 스위칭되어 상기 축전압/축전류를 수동으로 방전 또는 바이패스 시키거나 상기 클라이언트 시스템의 서버에 의해 자동으로 스위칭되어 방전 또는 바이패스 시키는 방전회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 축전압/축전류 온-라인 감시 시스템이 제안되어 있다.On the other hand, looking at the technologies that have been patented by the applicant, according to the generator axial voltage / axial current online monitoring system of the Republic of Korea Patent Publication (B1) No. 10-0920895 (2009. 10.09), the turbine and the generator A generator shaft voltage / axial current on-line monitoring system in which a rotor rotates by a coupling for coupling, wherein the contact area with the rotating body is large in order to monitor the state of the shaft voltage / axial current stably on-line in real time. Using a special brush made of semi-permanent copper braid of wear resistance as a double sensor to detect the axial voltage / axial current of the generator, the axial current is detected through a low resistance classifier (Shunt) and ; Various events required for monitoring by comparing / analyzing the input value of the A / D converter which converted the axial voltage / axial current signal detected by the detection unit into a digital signal with the user setting parameter stored in the memory (SRAM) A PC-based DAQ unit for converting and controlling data and transmitting the result to a client system through a communication line; Various types of event data for monitoring and analysis transmitted from the PC-based DAQ unit, and various forms such as graphics, charts, and reports for estimating and analyzing the cause of generation of axial voltage / axial current of a generator corresponding to the various event data. A storage unit for storing user input application program (MMI) and server operation program, server and supervisory monitor for displaying and analyzing analyzed data in three-dimensional display, and A client system comprising an alarm for warning in stages according to analysis and a field indicator for receiving and monitoring the various event information in the field; And a discharge circuit unit which is switched by an input of the client system to manually discharge or bypass the storage voltage / store current or is automatically switched by a server of the client system to discharge or bypass. An on-line supervisory system is provided.

또한, 대한민국 등록특허공보(B1) 제10-0728762호(2007. 06. 14)의 고압회전기기의 부분방전 및 층간단락 온라인 모니터링 시스템에 의하면, 고압회전기기의 부분방전 및 층간단락 발생 여부를 온라인으로 모니터링하는 시스템으로서, 발전기 고정자에 설치되어 회전자 권선의 층간단락 여부를 감지하는 층간단락 감지센서; 발전기의 고정자 또는 발전기 및 고압전동기의 출력 단자측의 각 상에 설치되어 고정자 권선의 부분방전 여부를 감지하는 부분방전 감지센서; 상기 층간단락 감지센서 및 부분방전 감지센서로부터 검출된 감지신호를 동축케이블을 통해 취득하여 감시 및 분석에 필요한 데이터로 변환하는 제 1 및 제 2 데이터 수집장치; 상기 제 1 및 제 2 데이터 수집장치로부터의 부분방전 및 층간단락 발생 신호를 통신회선을 통해 취합하여 표시 및 외부로 전송하는 서버를 포함하되, 상기 제 2 데이터 수집장치는, 상기 층간단락 감지센서로부터의 미약한 출력신호를 왜곡없이 정확하게 분석할 수 있도록 상기 출력신호의 형태 및 특성을 변환시키는 신호조절기와, 상기 신호조절기로부터 변환된 층간단락 신호의 크기를 증폭하여 신호의 크기 감쇄를 보정하는 프리앰프와, 상기 프리앰프로부터 보정된 층간단락 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 컨버터와, 상기 제 2 데이터 수집장치의 내부 기능을 전체적으로 제어하는 제 2 CPU와, 상기 장치들을 통해 분석된 층간단락 신호를 TCP/IP, RS-232 및 RS-422 통신방식 중 어느 한 방식을 이용하여 외부로 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압회전기기의 온라인 모니터링 시스템이 제안되어 있다.In addition, according to the on-line monitoring system for the partial discharge and interlayer short circuit of the high-pressure rotating device of Korean Patent Publication No. 10-0728762 (June 14, 2007), whether the partial discharge and the interlayer short circuit of the high-voltage rotating device occurred online A system for monitoring by means of: an interlayer short circuit detection sensor installed on the generator stator to detect whether there is an interlayer short circuit of the rotor winding; A partial discharge detection sensor installed on each side of the stator of the generator or on the output terminal side of the generator and the high voltage motor to detect whether the stator winding is partially discharged; First and second data collection devices for acquiring a detection signal detected from the interlayer short detection sensor and the partial discharge detection sensor through a coaxial cable and converting the detection signal into data for monitoring and analysis; And a server configured to collect and display the partial discharge and interlayer short circuit generation signals from the first and second data collection apparatuses through a communication line, and to transmit the signals to the outside. A signal controller for converting the shape and characteristics of the output signal so as to accurately analyze the weak output signal without distortion, and a preamplifier for amplifying the magnitude of the interlayer short signal converted from the signal controller and correcting the signal attenuation And an A / D converter for converting the interlayer short signal corrected from the preamplifier into digital data, a second CPU for totally controlling the internal functions of the second data collecting device, and the interlayer short signal analyzed through the devices. It includes a communication unit for transmitting to the outside using any one of the TCP / IP, RS-232 and RS-422 communication method There is an online monitoring system has been proposed as a high-pressure rotating device.

그리고 위 특허기술들 이외에도 대한민국 등록특허공보(B1) 제10-0728761호(2007. 06. 14)의 고압회전기기의 부분방전 및 층간단락 모니터링 방법, 제10-0763613호(2007. 10. 04)의 고압회전기기의 회전자 층간단락 자동분석방법, 제10-0765449호(2007. 10. 09)의 고압전기설비의 부분방전 감시시스템에 있어서의 노이즈제거방법 및 장치, 제10-0799704호(2008. 02. 01)의 고전압 설비의 부분방전 감시센서 및 그 제조방법이 있다.In addition to the above patented technologies, the method of monitoring partial discharge and interlayer short circuit of high-pressure rotating device of Korean Patent Publication No. 10-0728761 (June 14, 2007), No. 10-0763613 (October 04, 2007) Method for analyzing noise in partial discharge monitoring system of high voltage electric equipment of rotor no.10-0765449 (October 09, 2007), 10-0799704 (2008) 02. 01) Partial discharge monitoring sensor of high voltage equipment and its manufacturing method.

그러나 지금까지 국ㆍ내외에 알려진 기술들과 본 출원인에 의해 제안된 위 특허기술들은 모두 발전기를 부분적으로 감시할 뿐이고, 발전기 시스템을 일괄하여 통합 감시하는 시스템은 아니며, 발전기의 일괄 감시 시스템은 시기적으로 보나 그 중요성 및 감시/진단의 필요성에도 불구하고 안전성에 대한 우려 및 측정기술의 부족 등으로 통합 감시/진단 시스템의 개발이 아예 시도조차 되지 않았거나 부분적 기능을 가진 시스템만을 개발하여 현재까지 사용되고 있는 실정이다.However, all of the technologies known to Korea and abroad and the above patented technologies proposed by the present applicants only partially monitor the generator, and are not a system for collectively monitoring the generator system. In spite of its importance and the need for monitoring / diagnosis, the development of integrated monitoring / diagnosis system has not been attempted at all due to safety concerns and lack of measurement technology. to be.

다시 말해서, 고압회전기기인 발전기의 운전 상태를 상호 연관성을 가지고 종합적으로 건전성을 원격에서 감시할 수 있는 새로운 통합 감시 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다, 그 이유는 1) 발전기 고정자 권선의 절연파괴 및 회전자 권선의 단락 현상 사고가 증가 추세에 있다. 2) 발전기 절연 파괴시 불시 고장 및 회전자 단락 발생으로 인한 출력 제한, 성능 저하 등을 초래하며 장기간의 복구 기간이 필요하다. 3) 발전기 축전압에 의한 터빈 및 발전기 베어링 손상 등으로 인한 진동 발생할 우려가 있다. 4) 발전기 고정자의 Key Bar와 고정자 철심 간격의 고정 불량, Fixed Web Plate와 Spring Bar 간격, Floating Web Plate 부적정성과 전기적 중심축(Magnetic Center) 불일치 등으로 인하여 고정자 단말권선(Endwinding)의 진동 및 이음으로 유발되어 축전압/축전류 발생, 고정자 부분방전, 회전자 층간단락 및 고정자 단말권선의 진동에 영향을 미칠 우려가 있기 때문이다. In other words, there is an urgent need for the development of a new integrated monitoring system that can remotely monitor the health of the generator, which is a high-voltage rotary generator, with a correlation between them. Short circuit faults in the rotor windings are on the rise. 2) In case of breakdown of generator insulation, it may cause power failure and performance deterioration due to accidental failure, short circuit of rotor, and long recovery period is required. 3) Vibration may occur due to damage of turbine and generator bearing due to generator shaft voltage. 4) Due to the improper fixation of key stator and stator core spacing of generator stator, fixed web plate and spring bar spacing, floating web plate inappropriateness and electric center mismatch, vibration and joint of stator endwinding This is because there is a possibility that it may affect axial voltage / axial current generation, stator partial discharge, rotor interlayer short circuit and stator terminal winding vibration.

따라서 본 발명은 전술한 문제점들을 동시에 해결하기 위하여, 본 출원인에 의해 이미 특허등록 되고 현재 NEP(New Excellent Product)를 인증 받아 당진화력발전소의 발전기에 단독으로 시행되고 있는 축전압/축전류, 고정자 부분방전, 회전자 층간단락 감시 모니터링 기술에 더하여 아직까지 본 출원인 이외에 국산화가 이루어지지 않은 고정자 단말권선(Endwinding)의 진동까지 감시할 수 있는 통합 감시 방법에 적합하도록 기능적으로 응용ㆍ개량된 진동감시센서를 부가하여 한꺼번에 일괄 감시할 수 있는 통합 감시 방법, 즉 고압회전기기의 발전기를 원격에서 일괄 감시함과 동시에 발전기의 건전성도 함께 감시할 수 있는 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법을 제공하고자 한다.
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems at the same time, the present invention is already registered in the patent by the present applicant and currently certified to NEP (New Excellent Product), the axial voltage / axial current, stator part that is being implemented alone in the generator of Dangjin Thermal Power Plant In addition to the discharge and interlayer short circuit monitoring monitoring technology, a vibration monitoring sensor that has been functionally applied and improved to suit the integrated monitoring method that can monitor vibrations of stator endwinding that has not yet been localized in addition to the applicant In addition, to provide an integrated monitoring method that can be collectively monitored at once, that is, the integrated on-line monitoring method of the soundness of the generator capable of remotely monitoring the generator of the high-voltage rotating equipment together with the generator health.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터빈의 회전에 의해 회전되는 발전기에서 유도 자계에 의해 발생되는 발전기의 축전압/축전류와, 발전기 내의 고정자 부분방전과 회전자 층간단락 및 고정자 단말권서(Endwinding) 진동을 감지하는 센서 값을 PC기반의 DAQ Unit에서 취득되고, 이를 알고리즘에 의하여 감시 및 분석에 필요한 Date로 변환되어 상위 Monitoring Server로 전송하여 각종 Graph, Chart 및 보고서 등의 Event Data형태로 표시할 있는 MMI(Man Machine Interface) 프로그램과 순간 방전 또는 By-Pass기능을 구성함으로써, 원격에서 안전하게 발전기의 운전 상태를 일괄 감시함과 동시에 이상 유무에 따라 순간 방전이 이루어지며, 발전기의 건전성도 함께 감시할 수 있도록 한 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the above problems, the present invention relates to an integrated on-line monitoring method of the health of the generator, and more particularly generated by the induction magnetic field in the generator rotated by the rotation of the turbine The axial voltage / axial current of the generator and the sensor values that detect the stator partial discharge, rotor interlayer short circuit and stator endwinding vibration in the generator are acquired from the PC-based DAQ Unit and are monitored and analyzed by the algorithm. The MMI (Man Machine Interface) program and the instant discharge or By-Pass function can be safely and remotely managed by converting the required date to the upper monitoring server and displaying it in the form of event data such as graphs, charts and reports. At the same time, it monitors the operation status and discharges instantaneously according to the abnormality, and the soundness of the generator is also reduced. Soundness of the generator to be on-line for the purpose of providing integrated surveillance methods.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 고압회전기기로 하는 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법에 있어서, 상기 발전기의 축전압/축전류를 감시하는 제1 감지센서는 2중 구조의 브러시 형태로 발전기의 회전축에 설치하며, 상기 발전기의 고정자 권선의 부분방전 여부를 감시하는 제2 감지센서는 접촉식(EMC)인 경우 발전기의 출력단자/비접촉식(SSC)인 경우는 고정자의 슬롯에 각각 설치하고, 상기 발전기의 회전자 권선의 층간단락 여부를 감시하는 제3 감지센서 및 상기 발전기의 고정자 단말권선의 진동 여부를 감시하는 제4 감지센서는 발전기의 고정자 슬롯(slot)에 각각 설치하여 이상 유무를 검출하는 제1 단계와; 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서와 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어하는 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트를 1:1로 각각 연결ㆍ접속시키는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트는 1~10sec 주기로 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서로부터 검출되는 데이터 신호의 존재 여부를 확인하는 제3 단계와; 상기 제3 단계에서, 데이터 신호가 존재하면 디지털신호로 변환ㆍ처리하여 상기 PC기반의 DAQ 유니트별로 메모리에 저장된 알고리즘(혹은 사용자 설정 Parameter)과 비교ㆍ분석하고 판단하여 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환하는 제4 단계와; 상기 제4 단계에서, 상기 제1 단계의 하나 이상의 감지센서에서 이상 유무가 발생할 경우, 상기 제4 단계에서 생성된 다수개의 이벤트 데이터의 상이한 신호들을 중앙제어실로 전송하기 위해 통신변환기를 통해 표준 프로토콜 신호로 변환 제어하는 제5 단계와; 상기 제5 단계에서, 중앙제어실로 전송된 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터들은 사전에 설정된 사용자 입력용 응용프로그램(MMI) 및 서버운용 프로그램을 통해 고장발생 원인을 추정ㆍ분석하는 제6 단계와; 상기 분석된 데이터를 서버 및 감시 모니터를 통해 입체적으로 통합 표시하며, 상기 분석된 데이터 값에 따라 시그널/경보기를 통해 단계적으로 표시 경고하고 현장지시계로 전송하는 제7 단계와; 상기 제6 단계 후, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트 및 서버에 의해 방전회로부의 스위치를 자동으로 스위칭시켜 축전류 및 단락전류를 순간 방전 또는 바이패스 시키며, 설정된 시간동안 계속 감시시키도록 하는 제8 단계 및; 상기 제7 단계 후, 중앙제어실의 입력부를 통해 감시자가 방전회로부의 스위치를 조작하여 축전류 및 단락전류를 수동으로 방전 또는 바이패스 시켜 고장원인을 제거하는 제9 단계를 포함하며, 또한, 상기 제4 단계의 사용자 설정 파라미터 및 제7 단계의 시그널/경보기의 기준값은, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트의 SSI(System Synchroniztion Interface) 버스와 소프트웨어를 통해 메모리와 동기화되어 상기 기준값을 캘리브레이션(Calibration)할 수 있으며, 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서로부터 검출된 신호를 감시 및 분석에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어할 수 있도록 하기 위해 상기 사용자 설정 파라미터(Parameter)와 시그널/경보기의 기준값을 사전에 상기 메모리에 설정하여 저장시키는 것을 특징으로 하는 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법을 제공한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, in the integrated on-line monitoring method of the generator of a high voltage rotating device, the first detection sensor for monitoring the axial voltage / axial current of the generator has a double structure Is installed on the rotating shaft of the generator in the form of a brush, the second detection sensor for monitoring the partial discharge of the stator winding of the generator is the contact type (EMC) of the generator output terminal / non-contact (SSC) of the slot of the stator Respectively installed in the generator, and a third detection sensor for monitoring the interlayer short circuit of the rotor winding of the generator and a fourth detection sensor for monitoring the vibration of the stator terminal winding of the generator are installed in the stator slots of the generator, respectively. A first step of detecting the presence of an abnormality; A second step of connecting and connecting the first through fourth DAQ units and the first through fourth DAQ units, which are based on PCs, to the various types of event data for monitoring; In the second step, the PC-based first DAQ unit to the fourth DAQ unit is a third step of confirming the existence of a data signal detected from the first to fourth sensing sensors in a period of 1 ~ 10sec; In the third step, if a data signal is present, the data signal is converted into a digital signal, and compared with the algorithm (or user setting parameter) stored in memory for each PC-based DAQ unit. Performing a fourth step; In the fourth step, when there is an abnormality in one or more detection sensors of the first step, a standard protocol signal through a communication converter to transmit different signals of the plurality of event data generated in the fourth step to the central control room A fifth step of converting and controlling the conversion into a second channel; In the fifth step, a sixth step of estimating and analyzing a cause of a failure by using various user input application programs (MMIs) and server operation programs which are necessary for monitoring transmitted to the central control room; A seventh step of integrating and displaying the analyzed data in three dimensions through a server and a monitoring monitor, and displaying and analyzing the data step by step through a signal / alarm according to the analyzed data value and transmitting the result to a field watch; After the sixth step, the PC-based first to fourth DAQ unit and the fourth DAQ unit and the server automatically switches the switch of the discharge circuit unit to instantaneously discharge or bypass the axial current and the short circuit current, and continuously monitor for a set time. An eighth step of causing it to occur; After the seventh step, the monitor includes an ninth step of manually discharging or bypassing the axial current and the short-circuit current by operating the switch of the discharge circuit unit through the input of the central control room to eliminate the cause of the failure. The user setting parameter of the 4th step and the reference value of the signal / alarm of the 7th step are synchronized with the memory through the system synchronization interface (SSI) bus and the software of the PC-based 1st to 4th DAQ units to obtain the reference value. The user setting parameter and the signal / alarm may be calibrated, and the user setting parameter and the signal / alarm may be converted to control the signals detected from the first to fourth detection sensors into various event data for monitoring and analysis. Integrity of the generator, characterized in that for setting the reference value of the memory in advance and store it It provides integrated monitoring methods.

바람직하게는, 상기 제4 단계의 각종 이벤트 데이터는 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서의 검출값에 따른 발전기에서 발생하는 브러쉬 불량 및 브러쉬 접촉불량, 접지계통 이상, 베어링 절연불량, 축과 베어링 마찰, 와인딩 및 코어 이상, 여자기 이상, 베어링 시일 아킹 및 습증기에 의한 정전전압 발생여부와 발전기의 장시간 운전과 스트레스에 의한 열화 및 절연파괴에 따른 축전압/축전류, 부분방전, 층간단락, 단말권선 진동에 의한 고장 원인인 것을 특징으로 한다.Preferably, the event data of the fourth step may include brush failure and brush contact failure, ground system failure, bearing insulation failure, shaft and bearing generated in the generator according to the detection values of the first to fourth detection sensors. Axial voltage / axial current, partial discharge, interlayer short circuit, terminal due to friction, winding and core abnormality, exciter abnormality, electrostatic voltage generation by bearing seal arcing and wet steam, and deterioration and insulation breakdown caused by long time operation and stress of generator Characterized in that the cause of the failure due to the winding vibration.


본 발명의 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the sound on-line integrated monitoring method of the generator of the present invention, the following effects.

(1)고압회전기기로 하는 발전기의 축전압/축전류와, 고정자의 부분방전 및 회전자의 층간단락, 고정자 단말권선(Endwinding)의 진동에 대한 이상 유무를 고압회전기기가 운전되고 있는 상태에서도 실시간 통합 모니터링이 가능함으로써 고압회전기기로 하는 발전기의 고장 가능성을 사전에 감시할 수 있다.(1) Abnormality of axial voltage / axial current of generator which is a high voltage rotating device, partial discharge of stator, interlayer short circuit of rotor and vibration of stator end winding, By real-time integrated monitoring, it is possible to proactively monitor the possibility of failure of a generator using a high-voltage rotating device.

(2)고압회전기기의 발전기 운전 상태를 원격에서 일괄 감시함과 동시에 건전성도 함께 감시할 수 있으므로 발전기의 신뢰성 확보로 발전설비의 안정적인 운영에 기여할 수 있다.(2) As it can remotely monitor the generator operation status of high-voltage rotary equipment and monitor the soundness at the same time, it can contribute to the stable operation of power generation facilities by securing the reliability of the generator.

(3) 발전기의 건전성 온-라인 통합감시로 발전기의 불시 고장으로 인한 발전기가 정지하는 것을 사전에 예방함은 물론, 발전기의 중요부분에 대한 예측 정비 자료를 사전에 확보할 수 있는 독특한 효과를 갖는다.
(3) Generator's sound on-line integrated monitoring prevents the generator from shutting down due to a sudden failure of the generator, and has the unique effect of procuring predictive maintenance data on important parts of the generator in advance. .

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템을 알기 쉽게 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템의 전체 구성을 나타낸 블록도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템의 제1 감지센서 내지 제4 감지센서와 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트 및 방전회로부를 알기 쉽게 나타낸 구성도
도 4는 도 3에 따른 제1 감지센서 내지 제4 감지센서와 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트 및 서버를 통해 방전 또는 By-Pass 기능을 설명하기 위한 블록도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법을 나타낸 순서도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템의 축전압/축전류를 모니터링하기 위한 그래픽과 실물사진
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템의 부분방전과 층간단락을 모니터링하기 위한 그래픽과 실물사진
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템의 단락권선(Endwinding) 손상 및 진동을 모니터링하기 위한 그래픽과 실물사진
Figure 1 is a schematic diagram showing a health on-line integrated monitoring system of the generator according to a preferred embodiment of the present invention
Figure 2 is a block diagram showing the overall configuration of a sound on-line integrated monitoring system of a generator according to a preferred embodiment of the present invention
FIG. 3 is a schematic diagram of a first to fourth detection sensors, a PC-based first DAQ unit to a fourth DAQ unit, and a discharge circuit unit of an on-line integrated monitoring system for a generator according to a preferred embodiment of the present invention. Diagram
FIG. 4 is a block diagram illustrating a discharge or by-pass function through the first to fourth sensors and the PC-based first to fourth data acquisition units and servers according to FIG. 3.
Figure 5 is a flow chart showing a method for monitoring the integrated health on-line of the generator according to a preferred embodiment of the present invention
6 is a graphic and a physical picture for monitoring the storage voltage / storage current of the integrated on-line monitoring system of the generator according to a preferred embodiment of the present invention
7 is a graphic and physical picture for monitoring the partial discharge and interlayer short circuit of the integrated on-line monitoring system of the generator according to a preferred embodiment of the present invention
8 is a graphic and physical picture for monitoring the endwinding damage and vibration of the integrated on-line monitoring system of the generator according to a preferred embodiment of the present invention

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. The prior art should be interpreted as such. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 1 to 4, the health on-line integrated monitoring system configuration of a generator according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템을 구현하기 위한 핵심 기술적 구성은 감지센서(100), 신호처리기(200), PC기반의 DAQ 유니트(300), 통신변환기(400), 통신라인(500), 중앙제어실(600), 방전회로부(700) 및 현장지시계(800)로 이루어진다.The core technical configuration for implementing the on-line integrated monitoring system of the generator of the present invention is a sensor 100, a signal processor 200, a PC-based DAQ unit 300, a communication converter 400, a communication line ( 500), the central control room 600, the discharge circuit unit 700 and the field indicator 800.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 감지센서(100)는, 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)로 이루어진다.First, referring to FIGS. 1 to 3, the detection sensor 100 includes a first detection sensor 110 to a fourth detection sensor 140.

제1 감지센서(110)는 발전기의 축전압/축전류를 감시하는 수단으로 발전기의 회전축(10)에 설치되어 동편조(Copper Braid)로 제작된 2중 구조의 특수 브러시를 사용하여 발전기의 축전압/축전류 발생 여부를 감지할 수 있는 신호를 검출한다.(도 6의 부호 110 : 실물사진 참조). The first detection sensor 110 is a means for monitoring the shaft voltage / shaft current of the generator is installed on the rotating shaft 10 of the generator using a special brush of the double structure made of copper braid (Copper Braid) of the shaft of the generator A signal capable of detecting whether a voltage / axis current is generated is detected. (Code 110 of FIG. 6: Refer to a real picture).

제2 감지센서(120)는 발전기의 고정자 권선의 부분방전을 감시(절연상태)하는 수단으로 발전기의 고정자(20)에 설치되어 고정자 권선의 부분방전 여부를 감시할 수 있는 신호를 검출한다(도 7의 부호 120 : 실물사진 참조).The second sensor 120 is a means for monitoring the partial discharge of the stator winding of the generator (isolated state) is installed in the stator 20 of the generator to detect a signal that can monitor whether or not the partial discharge of the stator winding (Fig. Reference numeral 120 in Fig. 7 refers to the real photograph).

여기서 상기 제2 감지센서는 접촉식(Epoxy Mica Coupler : EMC)인 경우 발전기의 출력단자에 설치되고 비접촉식(Stator Slot Coupler : SSC)은 고정자 슬롯(Slot)에 설치되는 방전센서를 사용한다. Wherein the second detection sensor is a contact type (Epoxy Mica Coupler: EMC) is installed in the output terminal of the generator and the non-contact type (Stator Slot Coupler: SSC) uses a discharge sensor is installed in the stator slot (Slot).

제3 감지센서(130)는 발전기의 회전자 권선의 층간단락을 감시하는 수단으로, 발전기의 고정자(20) 슬롯에 설치되어 회전자 권선의 층간단락 여부를 감시할 수 있는 신호를 검출한다(도 7의 부호 130 : 실물사진 참조).The third sensor 130 is a means for monitoring the interlayer short circuit of the rotor windings of the generator, it is installed in the stator 20 slot of the generator detects a signal that can monitor whether the interlayer short circuit of the rotor windings (Fig. Reference numeral 130 in Fig. 7 shows a real picture).

제4 감지센서(140)는 발전기의 고정자 단말권선(Endwinding)의 진동을 감시하는 수단으로, 발전기의 고정자(30) 바(Bar)에 설치되어 고정자 단말권선(Endwinding)의 진동 여부를 할 수 있는 신호를 검출한다(도 8의 부호 140 : 실물사진 참조).The fourth detection sensor 140 is a means for monitoring the vibration of the stator terminal winding (Endwinding) of the generator, it is installed on the stator 30 bar (Bar) of the generator can be whether or not the vibration of the stator terminal winding (Endwinding) A signal is detected (reference numeral 140 in FIG. 8: see a real picture).

상기 신호처리기(200)는, 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서로부터 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 컨버터(210)와 상기 A/D 컨버터(210)의 입력값을 선입선출(FIFO)하는 버퍼(Buffer)(220)를 포함한다.The signal processor 200 preempts input values of the A / D converter 210 and the A / D converter 210 for converting the analog signals detected from the first to fourth sensing sensors into digital signals. A buffer 220 is elected (FIFO).

도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 PC기반의 DAQ 유니트(300)는, 상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)로부터 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 순차 변환시키는 상기 신호처리기(200)를 통해 수집된 데이터를 메모리(350)에 저장된 알고리즘(사용자 설정 Parameter)과 비교ㆍ분석 판단하여 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어한다.1 to 3, the PC-based DAQ unit 300, the signal for sequentially converting the analog signal detected from the first sensor 110 to the fourth sensor 140 to a digital signal The data collected through the processor 200 is compared and analyzed with an algorithm (user setting parameter) stored in the memory 350 and converted into various event data for monitoring.

또한, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)는, 1~10sec 단위로 상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)의 데이터 검출값을 수집하고 각종 이벤트 데이터로 변환 제어하는 것을 포함할 수 있다.In addition, the PC-based first DAQ unit 310 to the fourth DAQ unit 340 collects data detection values of the first detection sensor 110 to the fourth detection sensor 140 in units of 1 to 10 sec. And conversion control to various event data.

여기서 상기 각종 이벤트 데이터는 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서의 검출값에 따른 터빈 및 발전기에서 발생하는 브러쉬 불량 및 브러쉬 접촉불량, 접지계통 이상, 베어링 절연불량, 축과 베어링 마찰, 와인딩 및 코어 이상, 여자기 이상, 베어링 시일 아킹 및 습증기에 의한 정전전압 발생여부와 발전기의 장시간 운전과 스트레스에 의한 열화 및 절연파괴에 따른 축전압/축전류, 부분방전, 층간단락, 단말권선 진동 등의 고장 원인인 것을 포함한다.Here, the various event data includes brush defects and brush contact defects occurring in turbines and generators according to the detection values of the first to fourth sensors, faulty grounding systems, bearing insulation defects, shaft and bearing friction, winding and cores. Abnormality, excitation phase, occurrence of electrostatic voltage caused by bearing seal arcing and wet steam and failure of generator for long time and deterioration due to stress and insulation breakdown, axial voltage / axial current, partial discharge, interlayer short circuit, terminal winding vibration, etc. Include what is the cause.

또한, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)에는 SSI(System Synchroniztion Interface)버스를 통해 메모리(SRAM)(350) 카드간의 동기화와 캘리브레이션(Calibration)을 할 수 있도록 고안된 소프트웨어가 제공되어 있어 아주 손쉽게 교정 할 수 있는데, 본 발명에서는 상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)의 신호를 감시 및 분석에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어할 수 있도록 하기 위하여 사용자 설정 파라미터(Parameter)와 시그널/경보기의 기준값을 상기 메모리(350)에 저장되도록 구성하였다.In addition, the PC-based first DAQ unit 310 to the fourth DAQ unit 340 may synchronize and calibrate between the memory (SRAM) 350 cards through a system synchronization interface (SSI) bus. The designed software is provided so that it can be calibrated very easily. According to the present invention, the signal of the first to fourth detection sensors 110 to 140 can be converted into various event data for monitoring and analysis. In order to store the user setting parameter (Parameter) and the reference value of the signal / alarm in the memory 350 is configured.

다시 말해서, 상기 사용자 설정 파라미터(Parameter) 및 시그널/경보기(630)의 기준값은, 상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)의 동작 기능과 검출된 신호값에 대응하여 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)와 동기화 및 캘리브레이션(Calibration) 가능한 메모리부(350)에 사전 설정되어 저장되는 것을 더 포함시켰다.In other words, the reference values of the user setting parameter and the signal / alarm 630 correspond to the operation function of the first to fourth sensing sensors 140 and 140 and the detected signal value. It is further included to be preset and stored in the memory unit 350 that can be synchronized with and calibrated with the first to fourth DAQ units 310 to 340.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)의 CPU는 멀티펑션을 갖고 슬롯(Slot)을 통해 확장할 수 있다.The CPU of the PC-based first DAQ unit 310 to the fourth DAQ unit 340 according to the embodiment of the present invention may have a multi-function and expand through a slot.

도 2를 참조하여 상기 통신변환기(400)는, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트로부터 입력된 상이한 신호들을 표준 프로토콜 신호로 변환 제어하여 통신라인(TCP/IP)(500)을 통해 중앙제어실(600)로 전송하는 장치이다.Referring to FIG. 2, the communication converter 400 converts and controls different signals inputted from the PC-based first to fourth DAQ units into standard protocol signals to control a communication line (TCP / IP) 500. It is a device for transmitting to the central control room 600 through.

여기서 상기 통신변환기(400)는 현대의 산업용 기기는 네트웍으로 연결되어 많은 정보를 중앙장치에서 감시 제어하는 것이 추세이며, 이 기종의 기기들을 쉽게 연결하기 위해 표준화 프로토콜의 채용이 필수적이다. 표준화 프로토콜을 구현하기 위해 많은 비용을 투자하지 않고 산업용 통신 프로토콜 변환기를 적용하여 손쉽게 표준화 프로토콜을 구현할 수 있으며, 산업용 통신 프로토콜 변환기는 현재 전력 및 자동화 시스템에서 많이 사용되고 있는 표준 프로토콜인 DNP3.0, Modbus, Lonworks등이 임베디드로 구현되어 있어 표준 프로토콜을 가지고 있지 않은 장치에 탑재하여 표준화된 네트웍에 연결할 수가 있다.Here, the communication converter 400 is a modern industrial equipment is connected to the network, the trend is to monitor and control a lot of information from the central device, the adoption of a standardization protocol is essential to easily connect the devices of this type. Standardized protocols can be easily implemented by applying industrial communication protocol converters without spending a lot of money to implement standardization protocols. Industrial communication protocol converters are the standard protocols currently used in power and automation systems such as DNP3.0, Modbus, Lonworks is embedded and can be mounted on devices that do not have a standard protocol to connect to a standardized network.

도 2를 참조하여, 상기 통신라인(500)은, 상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)로부터 검출되어 가공된 분석용 각종 이벤트 데이터를 상기 통신변환기(400)를 통해 중앙제어실(600)의 서버(610)로 정보 데이터를 전송하기 위한 인터넷 프로토콜 스위트(Internet Protocol Suite)이다. 본 발명에서는 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고받는 데 쓰이는 통신규약(프로토콜)인 인터넷 프로토콜 스위트 중 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 통신방식을 사용한다. 또한 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)와 상기 통신변환기(400) 간에는 RS-422(Recommended Standard-422)통신방식을 사용하여 데이터를 전송한다.Referring to FIG. 2, the communication line 500 centralizes various event data for analysis detected and processed by the first to fourth sensing sensors 140 through the communication converter 400. An Internet Protocol Suite for transmitting information data to the server 610 of the control room 600. In the present invention, a TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) communication method is used in the Internet protocol suite, which is a communication protocol (protocol) used by computers to exchange information with each other on the Internet. In addition, the PC-based first DAQ unit 310 to the fourth DAQ unit 340 and the communication converter 400 transmits data using a RS-422 (Recommended Standard-422) communication method.

도 2를 참조하여, 상기 중앙감시실(600)은, 상기 통신변환기(400)로부터 전송된 상기 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터들의 발생 원인을 추정하고 분석하기 위해 그래프, 챠트 및 보고서 등의 다양한 형태로 표시하기 위한 사용자 입력용 응용프로그램(Man Machine Interface: MMI) 및 서버운용 프로그램을 저장하는 저장부(650)와, 분석된 데이터를 모니터에 입체적으로 통합 표시 제어하는 서버(610) 및 감시 모니터(620)와, 분석 데이터 값에 따라 단계적으로 표시 경고하는 시그널/경보기(630)로 이루어진다.Referring to FIG. 2, the central monitoring room 600 may be configured in various forms such as graphs, charts, and reports in order to estimate and analyze the occurrence of various event data required for the monitoring transmitted from the communication converter 400. A storage unit 650 for storing a user input application program (Man Machine Interface (MMI)) and a server operation program for displaying, a server 610 and a supervisory monitor 620 for three-dimensionally displaying and controlling the analyzed data on the monitor. ), And a signal / alarm 630 for displaying and warning step by step according to the analysis data value.

여기서, 상기 서버(610) 내부에는 도면에 도시하지 않았지만, 상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)의 검출값에 대한 모니터링을 위한 각종 이벤트 데이터를 분석할 수 있는 분석제어부(미도시)가 더 포함되어 있다. 또한 상기 서버(610)는 인터넷 사용자(820) 및 본사 관리자(830)에게도 수신 감시할 수 있도록 하기 위해 분석된 데이터를 허브(810)를 통해 전송하는 현장 지시계(800)를 더 포함하는 것으로 구성되어진다. Although not shown in the drawing, the server 610 may include an analysis control unit that may analyze various event data for monitoring the detection values of the first detection sensor 110 to the fourth detection sensor 140 ( Not shown) is further included. In addition, the server 610 is configured to further include a field indicator 800 for transmitting the analyzed data through the hub 810 in order to receive and monitor the Internet user 820 and the head office manager 830, Lose.

도 1과 도 3 및 도 4를 참조하여, 상기 방전회로부(700)는, 상기 중앙제어실(600)의 입력부(640)에 의해 스위칭되어 상기 축전류 및 단락전류를 수동으로 방전 또는 바이패스 시키거나 상기 서버(610) 및 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)에 의해 자동으로 스위칭되어 방전 또는 바이패스가 가능하도록 구성되어 있다.1, 3, and 4, the discharge circuit unit 700 is switched by an input unit 640 of the central control room 600 to manually discharge or bypass the axial current and the short circuit current. It is configured to be automatically switched by the server 610 and the PC-based first DAQ unit 310 to the fourth DAQ unit 340 to enable discharge or bypass.

여기서 상기 방전회로부(700)는 스위치(710) 및 R-C병렬회로(720)로 구성되며, 상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)와 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)의 개수만큼 구성되어 입력부(640) 및 서버(610)에 의해 수동 혹은 자동으로 스위칭되어 상기 R-C병렬회로(720)의 시정수(τ) 경과에 따라 콘덴서(C1)에 충전된 축전류 및 단락전류가 저항(R2)을 따라 대지로 순간적으로 방전 또는 바이패스 되는 것으로 구성한다(도 4 참조).Here, the discharge circuit unit 700 is composed of a switch 710 and the RC parallel circuit 720, the first detection sensor 110 to the fourth detection sensor 140 and the PC-based first DAQ unit 310 ) Is configured as the number of the fourth DAQ unit 340 is switched manually or automatically by the input unit 640 and the server 610, the capacitor C1 according to the elapse of time constant (τ) of the RC parallel circuit 720 ), The axial current and the short-circuit current charged in FIG. 1 are instantaneously discharged or bypassed to the ground along the resistor R2 (see FIG. 4).

이하, 전술한 시스템 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the above-described system and Figure 5, it will be described in detail a health on-line integrated monitoring method of a generator according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 각종 센서를 통해 입력된 신호값을 디지털화하고 표준화된 프로토콜에 의해 클라이언트 시스템에서 고속으로 연산처리 제어하여 감시 모니터와 현장 지시계 등의 통합 모니터링을 통해 실시간 입체적으로 감시할 수 있는 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법을 제공하게 된다.According to an embodiment of the present invention, the signal value input through various sensors can be digitized and can be monitored in real time in real time through integrated monitoring such as a monitoring monitor and an on-site indicator by operating at a high speed in a client system using a standardized protocol. To provide an integrated on-line monitoring method for sound generators.

먼저, 상기 발전기의 축전압/축전류를 감시하는 제1 감지센서(110)는 2중 구조의 브러시 형태로 발전기의 회전축에 설치하며, 상기 발전기의 고정자 권선의 부분방전 여부를 감시하는 제2 감지센서(120)는 접촉식(EMC)인 경우 발전기의 출력단자/비접촉식(SSC)인 경우는 고정자의 슬롯에 각각 설치하고, 상기 발전기의 회전자 권선의 층간단락 여부를 감시하는 제3 감지센서(130) 및 상기 발전기의 고정자 단말권선의 진동 여부를 감시하는 제4 감지센서(140)는 발전기의 고정자 슬롯(slot)에 각각 설치하여 이상 유무를 검출하는 제1 단계(S10)를 갖는다. First, the first detection sensor 110 for monitoring the axial voltage / axial current of the generator is installed on the rotating shaft of the generator in the form of a brush of the double structure, the second detection for monitoring whether the partial discharge of the stator winding of the generator The sensor 120 is installed in the output terminal of the generator (EMC) / non-contact (SSC) in the slot of the stator, respectively, and the third detection sensor for monitoring the interlayer short circuit of the rotor winding of the generator ( 130 and the fourth detection sensor 140 for monitoring the vibration of the stator terminal winding of the generator has a first step (S10) installed in the stator slot (slot) of the generator to detect the abnormality.

상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)와 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어하는 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)를 1:1로 각각 연결ㆍ접속시키는 제2 단계(S20)를 갖는다. The PC-based first DAQ unit 310 to the fourth DAQ unit 340 converting and controlling the first detection sensor 110 to the fourth detection sensor 140 and various event data necessary for monitoring in a 1: 1 ratio. And a second step S20 for connecting and connecting each.

상기 제2 단계에서, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)는 1~10sec 주기로 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서로부터 검출되는 데이터 신호의 존재 여부를 확인하는 제3 단계(S30)를 갖는다. In the second step, the PC-based first DAQ unit 310 to the fourth DAQ unit 340 checks the presence or absence of a data signal detected from the first to fourth sensing sensors at intervals of 1 to 10 sec. It has a third step (S30) to do.

상기 제3 단계에서, 데이터 신호가 존재하면 디지털신호로 변환ㆍ처리하여 상기 PC기반의 DAQ 유니트별로 메모리(350)에 저장된 알고리즘(혹은 사용자 설정 Parameter)과 비교ㆍ분석하고 판단하여 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환하는 제4 단계(S40)를 갖는다. In the third step, if a data signal is present, it converts and processes the digital signal, compares, analyzes and judges the algorithm (or user setting parameter) stored in the memory 350 for each PC-based DAQ unit to determine various events required for monitoring. A fourth step S40 of converting the data is provided.

여기서, 상기 제4 단계의 각종 이벤트 데이터는, 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서의 검출값에 따른 발전기에서 발생하는 브러쉬 불량 및 브러쉬 접촉불량, 접지계통 이상, 베어링 절연불량, 축과 베어링 마찰, 와인딩 및 코어 이상, 여자기 이상, 베어링 시일 아킹 및 습증기에 의한 정전전압 발생여부와 발전기의 장시간 운전과 스트레스에 의한 열화 및 절연파괴에 따른 축전압/축전류, 부분방전, 층간단락, 단말권선 진동 등의 고장 원인인 것을 포함한다.Here, the various event data of the fourth step, the brush failure and brush contact failure generated in the generator according to the detection value of the first sensor to the fourth sensor, ground system abnormality, bearing insulation failure, shaft and bearing friction , Axial voltage / axial current, partial discharge, interlayer short circuit, terminal winding due to winding and core abnormality, exciter abnormality, electrostatic voltage generation by bearing seal arcing and wet steam and deterioration and insulation breakdown caused by long time operation and stress of generator It includes what is causing the failure such as vibration.

상기 제4 단계에서, 상기 제1 단계의 하나 이상의 감지센서에서 이상 유무가 발생할 경우, 상기 제4 단계에서 생성된 다수개의 이벤트 데이터의 상이한 신호들을 중앙제어실(600)로 전송하기 위해 통신변환기(400)를 통해 표준 프로토콜 신호로 변환 제어하는 제5 단계(S50)를 갖는다. In the fourth step, if there is an abnormality in one or more detection sensors of the first step, the communication converter 400 to transmit different signals of the plurality of event data generated in the fourth step to the central control room 600 A fifth step S50 of controlling the conversion into the standard protocol signal is performed.

상기 제5 단계에서, 중앙제어실로 전송된 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터들은 사전에 설정된 사용자 입력용 응용프로그램(MMI) 및 서버운용 프로그램을 통해 고장발생 원인을 추정ㆍ분석하는 제6 단계(S60)를 갖는다. In the fifth step, various event data required for monitoring transmitted to the central control room may include the sixth step S60 of estimating and analyzing the cause of the failure through a preset user input application program (MMI) and a server operation program. Have

상기 분석된 데이터를 서버(610) 및 감시 모니터(620)를 통해 입체적으로 통합 표시하며, 시그널/경보기(630)를 통해 분석된 데이터 값에 따라 단계적으로 표시 경고하고 현장지시계로 전송하는 제7 단계(S70)를 갖는다. The seventh step of displaying the analyzed data in three-dimensionally integrated through the server 610 and the monitoring monitor 620, step by step display and warning according to the data value analyzed through the signal / alarm 630 and transmits to the field clock (S70).

상기 제6 단계 후, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트 및 서버에 의해 방전회로부(700)의 스위치(710)가 자동으로 스위칭되어 축전류 및 단락전류를 순간 방전 또는 바이패스 시키며 설정된 시간동안 계속 감시시키도록 하는 제8 단계(S80) 및; 상기 제7 단계 후, 중앙제어실의 입력부(640)를 통해 감시자가 방전회로부(700)의 스위치(710)를 조작하여 축전류 및 단락전류를 수동으로 방전 또는 바이패스 시킨 고장 원인을 제거하는 제9 단계(S90)를 포함하는 것을 특징으로 한다.After the sixth step, the switch 710 of the discharge circuit unit 700 is automatically switched by the PC-based first to fourth DAQ units and the server to instantaneously discharge or bypass the axial current and the short circuit current. An eighth step S80 for continuously monitoring for a set time; After the seventh step, the ninth step of eliminating the cause of the failure of the monitor manually discharging or bypassing the axial current and the short-circuit current by operating the switch 710 of the discharge circuit unit 700 through the input unit 640 of the central control room. It characterized in that it comprises a step (S90).

또한, 본 발명의 방법에 따른 실시예에서는, 상기 제4 단계의 사용자 설정 파라미터 및 제7 단계의 시그널/경보기(630)의 기준값은, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트(310) 내지 제4 DAQ 유니트(340)의 SSI(System Synchroniztion Interface) 버스와 소프트웨어를 통해 메모리와 동기화되어 상기 기준값을 캘리브레이션(Calibration)할 수 있으며, 상기 제1 감지센서(110) 내지 제4 감지센서(140)로부터 검출된 신호를 감시 및 분석에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어할 수 있도록 하기 위해 상기 사용자 설정 파라미터(Parameter)와 시그널/경보기의 기준값을 사전에 상기 메모리(350)에 설정하여 저장시키는 것을 포함한다.In addition, in an embodiment according to the method of the present invention, the reference value of the user setting parameter of the fourth step and the signal / alarm 630 of the seventh step may include the PC-based first DAQ units 310 to fourth DAQ. The reference value may be calibrated by being synchronized with a memory through a system synchronization interface (SSI) bus and software of the unit 340, and may be detected from the first to fourth sensing sensors 140 to 140. And setting and storing the user setting parameter and the reference value of the signal / alarm in the memory 350 in advance so as to control the signal into various event data necessary for monitoring and analysis.

한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 감지센서(110)에 의한 발전기의 축전압/축전류에 대한 실시간 모니터링한 결과를 상기 통합 감시 모니터(620) 상에 그래프, 챠트 등의 다양한 형태로 나타내고 있다. 즉, ①은 시/분석/경보 Window 이동 버튼, ②는 실시간 감시값, ③은 시간별 추이 그래프, ④는 일간 추이 그래프, ⑤는 통신상태 LED, ⑥은 경보상태 LED를 각각 나타내므로 사용자가 발전기의 고장구간을 쉽게 확인하고 신속하게 조치할 수 있게 된다. 또한 고압회전기의 발전기에 장착되어 축전압/축전류를 감시하는 실물사진 센서를 함께 보여주고 있다. Meanwhile, referring to FIG. 6, a graph of a real-time monitoring result of the axial voltage / axial current of the generator by the first detection sensor 110 according to the embodiment of the present invention is displayed on the integrated monitoring monitor 620. It is shown in various forms, such as a chart. That is, ① indicates time / analysis / alarm window movement button, ② indicates real time monitoring value, ③ indicates time trend graph, ④ indicates daily trend graph, ⑤ indicates communication status LED, and ⑥ indicates alarm status LED. It is easy to identify the fault section and take quick action. It also shows a real-life sensor that monitors the axial voltage / axial current mounted on the generator of the high-voltage rotor.

또한, 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제2 감지센서(120) 및 제3 감지센서(130)에 의한 발전기의 고정자 권선에 대한 부분방전 및 회전자 권선에 대한 층간단락 상태를 그래프, 챠트, 파형 등의 다양한 감시형태와 고압회전기의 발전기에 설치되어 운전 중인 센서의 실물사진을 보여주고 있다.In addition, referring to FIG. 7, the partial discharge of the stator windings of the generator and the interlayer short circuit of the rotor windings by the second and third sensing sensors 120 and 130 according to an exemplary embodiment of the present invention. It shows various monitoring types such as graphs, charts, waveforms, etc. and real pictures of sensors that are installed in generators of high-voltage rotors.

그리고 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제4 감지센서(140)에 의한 발전기의 전기적, 기계적 스트레스로 인한 고정자 단말권선에 대한진동 상태를 그래프, 챠트, 파형 등의 다양한 감시형태로 보여주고 있으며, 또한 본 출원인에 의해 통합 감시 시스템에 적합하도록 응용ㆍ개량되어 국산화시킨 발전기의 고정자 단말권선의 진동을 감시하는 센서가 부착된 실물사진도 함께 보여주고 있다.Referring to FIG. 8, various monitoring types such as graphs, charts, waveforms, and the like of a vibration state of a stator terminal winding due to electrical and mechanical stress of the generator by the fourth detection sensor 140 according to an embodiment of the present invention. It also shows a real picture with a sensor for monitoring the vibration of the stator terminal winding of the generator, which has been applied and improved by the present applicant to the integrated monitoring system.

도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법에 대한 전체 동작 기능을 설명하면 다음과 같다. Referring to Figures 1 to 8, the overall operation of the integrated on-line monitoring method of the health of the generator according to a preferred embodiment of the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시예에 의하면 발전기의 출력단에 각종 센서(발전기 축전압/축전류 감지센서(110), 고정자 부분방전 감지센서(120), 회전자 층간단락 감지센서(130), 고정자 단말권선 진동 감지센서(140))를 설치하여 설정된 시간 간격(1~10sec)으로 검출하는 단계와 상기 검출된 아날로그 신호값을 디지털 신호값으로 순차적으로 변환한 후, 상기 감지센서들(110~130)로부터 데이터를 수집하는 장치인 복수개의 PC기반의 DAQ Unit(310~340)에서 각각의 데이터가 취득되고, 그 값을 알고리즘(사용자 설정 파라미터)에 의하여 감시 및 분석에 필요한 Event Data로 변환 제어하는 단계와, 상기 변환 제어된 이벤트 데이터를 표준화된 프로토콜 신호를 갖는 통신변환기(400)를 통해 중앙제어실(600)의 상위 Server(610)로 TCP/IP 통신라인(500)을 경유하여 전송하는 단계를 갖는다. 또한 Server(610)에서는 복수개의 PC기반의 DAQ Unit(310~340)로부터 받아들인 Data를 각종 Graph, Chart 및 보고서 등의 다양한 형태로 표시할 있는 MMI(Man Machine Interface) 프로그램을 구축하는 단계를 포함하여 중앙제어실 근무자와 현장 사용자가 원격에서 쉽게 감시 및 분석하며, 또한 방전회로부를 통해 이상 유무에 따라 순간 방전 또는 By-Pass할 수 있도록 하는 단계와, 그리고 Server와 연결된 현장 지시계(800)를 통해 원격지에서도 감시 및 분석이 가능하도록 단계를 더 포함하여 구성할 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, a variety of sensors (generator axial voltage / axial current detection sensor 110, stator partial discharge detection sensor 120, rotor interlayer short circuit detection sensor 130, stator terminal winding vibration detection at the output terminal of the generator The sensor 140 is installed to detect at set time intervals (1 to 10 sec) and the detected analog signal values are sequentially converted to digital signal values, and then data is detected from the sensors 110 to 130. Acquiring data from a plurality of PC-based DAQ units 310 to 340, which are collecting devices, and converting the data into event data for monitoring and analysis by an algorithm (user setting parameter); The conversion-controlled event data is transmitted to the upper server 610 of the central control room 600 via the TCP / IP communication line 500 through the communication converter 400 having the standardized protocol signal. In addition, the server 610 includes a step of constructing an MMI (Man Machine Interface) program for displaying data received from a plurality of PC-based DAQ Units 310 to 340 in various forms such as various graphs, charts, and reports. The central control room workers and site users can easily monitor and analyze from the remote, and also through the discharge circuit unit to instantaneous discharge or By-Pass according to the abnormality, and through the field indicator 800 connected to the server In addition, it may be configured to further include steps to enable monitoring and analysis.

이와 같이 본 발명의 발전가의 건전성 온-라인 통합 감시 방법은 고압회전기기로 하는 발전기의 운전 상태를 원격에서 일괄 감시함과 동시에 건전성도 함께 감시할 수 있어 발전기의 안정 운영에 기여할 수 있는 독특한 특징을 갖는다.In this way, the integrated on-line monitoring method of the generator of the present invention can monitor the operational status of the generator using the high-voltage rotating device remotely and at the same time, as well as the soundness, so that it can contribute to the stable operation of the generator. Have

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10 : 회전축(Shaft) 20, 30 : 고정자
100 : 감지센서 110 : 제1 감지센서
120 : 제2 감지센서 130 : 제3 감지센서
140 : 제4 감지센서 200 : 신호처리기
210 : A/D컨버터 220 : 버퍼(FIFO)
300 : PC기반의 DAQ Unit 310 : PC기반의 제1 DAQ Unit
320 : PC기반의 제2 DAQ Unit 330 : PC기반의 제3 DAQ Unit
340 : PC기반의 제4 DAQ Unit 350 : 메모리(SRAM)
400 : 통신변환기 500 : 통신라인(TCP/IP)
600 : 중앙제어실 610 : 서버(통합 S/W구축)
620 : 감시 모니터 630 : 4개의 시그널/경보기
640 : 입력부 650 : 저장부
700 : 방전회로부 710 : 4개의 S/W-R
720 : 4개의 R-C병렬회로 800 : 현장 지시계
810 : 허브(HUB Unit) 820 : Internet 사용자
830 : 본사 관리자
10: shaft 20, 30: stator
100: detection sensor 110: first detection sensor
120: second detection sensor 130: third detection sensor
140: fourth detection sensor 200: signal processor
210: A / D converter 220: buffer (FIFO)
300: PC-based DAQ Unit 310: PC-based 1 DAQ Unit
320: PC-based second DAQ Unit 330: PC-based third DAQ Unit
340: PC-based 4th DAQ Unit 350: Memory (SRAM)
400: communication converter 500: communication line (TCP / IP)
600: central control room 610: server (integrated S / W building)
620: supervision monitor 630: 4 signals / alarms
640: input unit 650: storage unit
700: discharge circuit portion 710: 4 S / WR
720: 4 RC parallel circuits 800: field indicator
810: Hub Unit 820: Internet User
830: Head Office Manager

Claims (3)

고압회전기기로 하는 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법에 있어서,
상기 발전기의 축전압/축전류를 감시하는 제1 감지센서는 2중 구조의 브러시 형태로 발전기의 회전축에 설치하며, 상기 발전기의 고정자 권선의 부분방전 여부를 감시하는 제2 감지센서는 접촉식(EMC)인 경우 발전기의 출력단자/비접촉식(SSC)인 경우는 고정자의 슬롯에 각각 설치하고, 상기 발전기의 회전자 권선의 층간단락 여부를 감시하는 제3 감지센서 및 상기 발전기의 고정자 단말권선의 진동 여부를 감시하는 제4 감지센서는 발전기의 고정자 슬롯(slot)에 각각 설치하여 이상 유무를 검출하는 제1 단계와;
상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서와 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어하는 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트를 1:1로 각각 연결ㆍ접속시키는 제2 단계와;
상기 제2 단계에서, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트는 1~10sec 주기로 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서로부터 검출되는 데이터 신호의 존재 여부를 확인하는 제3 단계와;
상기 제3 단계에서, 데이터 신호가 존재하면 디지털신호로 변환ㆍ처리하여 상기 PC기반의 DAQ 유니트별로 메모리에 저장된 알고리즘(혹은 사용자 설정 Parameter)과 비교ㆍ분석하고 판단하여 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환하는 제4 단계와;
상기 제4 단계에서, 상기 제1 단계의 하나 이상의 감지센서에서 이상 유무가 발생할 경우, 상기 제4 단계에서 생성된 다수개의 이벤트 데이터의 상이한 신호들을 중앙제어실로 전송하기 위해 통신변환기를 통해 표준 프로토콜 신호로 변환 제어하는 제5 단계와;
상기 제5 단계에서, 중앙제어실로 전송된 모니터링에 필요한 각종 이벤트 데이터들은 사전에 설정된 사용자 입력용 응용프로그램(MMI) 및 서버운용 프로그램을 통해 고장발생 원인을 추정ㆍ분석하는 제6 단계와;
상기 분석된 데이터를 서버 및 감시 모니터를 통해 입체적으로 통합 표시하며, 상기 분석된 데이터 값에 따라 시그널/경보기를 통해 단계적으로 표시 경고하고 현장지시계로 전송하는 제7 단계와;
상기 제6 단계 후, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트 및 서버에 의해 방전회로부의 스위치를 자동으로 스위칭시켜 축전류 및 단락전류를 순간 방전 또는 바이패스 시키며 설정된 시간동안 계속 감시시키도록 하는 제8 단계 및;
상기 제7 단계 후, 중앙제어실의 입력부를 통해 감시자가 방전회로부의 스위치를 조작하여 축전류 및 단락전류를 수동으로 방전 또는 바이패스 시켜 고장원인을 제거하는 제9 단계를 포함하며,
또한, 상기 제4 단계의 사용자 설정 파라미터 및 제7 단계의 시그널/경보기의 기준값은, 상기 PC기반의 제1 DAQ 유니트 내지 제4 DAQ 유니트의 SSI(System Synchroniztion Interface) 버스와 소프트웨어를 통해 메모리와 동기화되어 상기 기준값을 캘리브레이션(Calibration)할 수 있으며, 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서로부터 검출된 신호를 감시 및 분석에 필요한 각종 이벤트 데이터로 변환 제어할 수 있도록 하기 위해 상기 사용자 설정 파라미터(Parameter)와 시그널/경보기의 기준값을 사전에 상기 메모리에 설정하여 저장시키는 것을 특징으로 하는 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법.
In the integrated on-line monitoring method of the generator of a high-voltage rotating device,
The first detection sensor for monitoring the axial voltage / axial current of the generator is installed in the rotary shaft of the generator in the form of a brush of the double structure, the second detection sensor for monitoring the partial discharge of the stator winding of the generator is a contact type ( EMC) In case of generator output terminal / non-contact (SSC), it is installed in the slot of stator respectively, and the third sensing sensor for monitoring the interlayer short circuit of rotor winding of generator and vibration of stator terminal winding of generator The fourth detection sensor for monitoring whether the first step is installed in each of the stator slot (slot) of the generator for detecting the presence or absence;
A second step of connecting and connecting the first through fourth DAQ units and the first through fourth DAQ units, which are based on PCs, to the various types of event data for monitoring;
In the second step, the PC-based first DAQ unit to the fourth DAQ unit is a third step of confirming the existence of a data signal detected from the first to fourth sensing sensors in a period of 1 ~ 10sec;
In the third step, if a data signal is present, the data signal is converted into a digital signal, and compared with the algorithm (or user setting parameter) stored in memory for each PC-based DAQ unit. Performing a fourth step;
In the fourth step, when there is an abnormality in one or more detection sensors of the first step, a standard protocol signal through a communication converter to transmit different signals of the plurality of event data generated in the fourth step to the central control room A fifth step of converting and controlling the conversion into a second channel;
In the fifth step, a sixth step of estimating and analyzing a cause of a failure by using various user input application programs (MMIs) and server operation programs which are necessary for monitoring transmitted to the central control room;
A seventh step of integrating and displaying the analyzed data in three dimensions through a server and a monitoring monitor, and displaying and analyzing the data step by step through a signal / alarm according to the analyzed data value and transmitting the result to a field watch;
After the sixth step, the switches of the discharge circuit unit are automatically switched by the PC-based first to fourth DAQ units and the server and the server instantaneously discharges or bypasses the axial current and the short-circuit current and continuously monitors for a set time. An eighth step to ensure that;
After the seventh step, the monitor includes an ninth step of manually discharging or bypassing the axial current and the short-circuit current by operating the switch of the discharge circuit unit through the input of the central control room to eliminate the cause of the failure,
Further, the user setting parameter of the fourth step and the reference value of the signal / alarm of the seventh step are synchronized with the memory through the SSI (System Synchronization Interface) bus of the PC-based first to fourth DAQ units and software. The reference value may be calibrated, and the user setting parameter may be used to convert and control the signal detected from the first to fourth detection sensors into various event data for monitoring and analysis. And a reference value of a signal / alarm set in advance in the memory and stored.
제1 항에 있어서,
상기 제4 단계의 각종 이벤트 데이터는 상기 제1 감지센서 내지 제4 감지센서의 검출값에 따른 발전기에서 발생하는 브러쉬 불량 및 브러쉬 접촉불량, 접지계통 이상, 베어링 절연불량, 축과 베어링 마찰, 와인딩 및 코어 이상, 여자기 이상, 베어링 시일 아킹 및 습증기에 의한 정전전압 발생여부와 발전기의 장시간 운전과 스트레스에 의한 열화 및 절연파괴에 따른 축전압/축전류, 부분방전, 층간단락, 단말권선 진동에 의한 고장 원인인 것을 특징으로 하는 발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 방법.
The method according to claim 1,
The event data of the fourth stage may include brush defects and brush contact defects, ground system abnormalities, bearing insulation defects, shaft and bearing friction, windings, and the like, which are generated in the generator according to the detection values of the first to fourth sensors. Core failure, excitation failure, whether the static voltage is generated by bearing seal arcing or wet steam, and the generator's long-term operation and stress caused by axial voltage / axial current, partial discharge, interlayer short circuit, terminal winding vibration Integrated on-line monitoring method of the generator, characterized in that the cause of the failure.
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