KR101103513B1 - 동기발전기의 이상 유무 진단방법 - Google Patents

동기발전기의 이상 유무 진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동기발전기의 이상 유무를 진단하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 동기발전기의 고정자 전압을 측정하는 단계와; 상기 측정된 전압을 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하는 단계와; 상기 분해 단계를 기초로 정상성분 전압 대비 역상성분 전압이 포함하는 비율을 계산하는 단계;를 포함하며,
상기 역상성분 전압의 비율을 통해 동기발전기의 이상 유무를 진단하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 권선형 동기발전기에 필수적으로 구비된 자동 전압제어장치(AVR: Automatic voltage Regulator or Exciter(여자기:勵磁機))가 정상으로 동작하고 있는지를 진단할 수 있고, 또 동기발전기에서 발생될 수 있는 단락사고(층간단락, 상간단락), 자속분포 왜형, 고정자 권선저항의 불평형 등의 요인을 통합적으로 검지하여 동기발전기의 이상 유무를 진단할 수 있다.
동기발전기, 발전기, 진단, 전압, AVR

Description

동기발전기의 이상 유무 진단방법{Method of trouble diagnosis for synchronous generator}
본 발명은 동기발전기의 이상 유무를 진단하는 기술분야에 속한다. 구체적으로, 권선형 동기발전기에 필수적으로 구비된 자동 전압제어장치(AVR: Automatic voltage Regulator or Exciter(여자기:勵磁機))가 정상으로 동작하고 있는지를 진단할 수 있고, 또 동기발전기에서 발생될 수 있는 단락사고(층간단락, 상간단락), 자속분포 왜형, 고정자 권선저항의 불평형 등의 요인을 통합적으로 검지하여 동기발전기의 이상 유무를 진단한다.
배경기술로는, 동기발전기의 공극내에 자속밀도의 변화량을 측정하는 서치코일(search coil)을 설치한 후, 서치코일의 아날로그 출력전압과 발전기의 출력정보를 이용하여 동기발전기의 회전자 권선 단락 여부를 감시하는 방법(한국특허 공개번호:10-2004-0056247)과,
동기발전기의 고정자 권선과 회전자 권선 사이에 움직일 수 있는 탐침(probe)을 설치하여, 육안으로 확인하기 어려운 공극에서 취부 상태를 확인할 수 있도록 하는 장치(US 6,924,650, B2)와,
동기발전기의 계자권선에 직류전원을 공급하는 자동 전압제어장치의 직류 출력전압을 측정하여 자동 전압제어장치의 상태를 진단하는 방법(한국특허 등록번호:10-0374904-0000)과,
영구자석을 가지는 영구자석형 동기발전기에서, 출력되는 전압과 전류를 측정하여 상전압과 상전류의 실효치와 최대치, 주파수를 연산한 다음 기준치와 비교하여 이상 여부를 판단하는 방법(한국특허 등록번호:10-0785278-0000) 등을 예로 들 수 있다.
동기발전기 내부 서치코일(search coil)을 설치한 후 공극자속 분포를 직접 측정하는 방법은 전문가에게는 가장 정확한 방법이 될 수 있으나 상용 제품에 서치코일을 설치한다는 것은 대부분의 사용자에게는 거의 불가능한 방법이고,
동기발전기 이상 상태나 이상이 발생된 위치를 정확히 찾아내는 방법은 발전기를 전문적으로 진단하는 전문가에게는 필요한 것이지만, 발전기를 제어하는 전문가에게는 발생 유무를 통합적으로 검지하는 것이 중요하지 세부 항목별로 찾아내는 것은 중요하지 않다(발전기 제어를 지속할지 여부를 판단하기 위하여 발전기 상태를 검지하는 것이지 발전기 자체를 진단하는데 큰 의미를 갖지 않는다.).
동기발전기 단자 전압을 측정하여 진단을 수행하는 기존의 방법으로는 발전기가 평형전압을 발생시키고 있는지 불평형 전압을 발생시키고 있는지 여부를 정확하게 측정할 수 없는 문제가 있다. 따라서 발전기 내부에서 발생된 상태 정보를 함축하고 있는 역상성분 전압 비율을 이용하여 진단하고자 사용되지 않았다.
한편, 계통전압을 측정하여, 정상성분과 역상성분으로 분해하는 <수학식1>과, <수학식2>의 방법은 이미 알려져 있으나 전압 위상각을 계산하기 위해서 사용되어 왔고, 발전기를 진단하기 위해 사용되지는 않았다.
Figure 112009077792870-pat00001
Figure 112009077792870-pat00002
즉, 동기발전기의 전압을 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하여 이를 기초로 판단하는 방법은 없었고, 역상성분 전압이 가지는 구성 비율에 따라 판단하는 방법 또한 없었으며, 정상성분 전압을 이용하여 자동 전압제어장치의 이상 여부를 판단하는 방법 또한 없었다.
본 발명의 목적은 동기발전기의 이상 유무, 특히, AVR의 이상상태, 영구자석의 이상 여부, 동기발전기의 단락(층간 단락, 상간 단락)이나 공극자속 이상으로 발생될 수 있는 이상 상황 등을 통합적으로 진단하기 위한 본 발명에 따른 동기발전기의 이상 유무를 진단하는 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 동기발전기의 이상 유무를 진단하는 방법에 있어서, 상기 동기발전기의 고정자 전압을 측정하는 단계와;
상기 측정된 전압을 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하는 단계와;
상기 분해 단계를 기초로 정상성분 전압 대비 역상성분 전압이 포함하는 비율을 계산하는 단계;를 포함하며,
상기 역상성분 전압의 비율을 통해 동기발전기의 이상 유무를 진단하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 권선형 동기발전기에서 필수적으로 구비하고 있는 자동 전압제어장치(AVR)가 정상으로 동작하고 있는지를 진단할 수 있고, 발전기에서 발생될 수 있는 단락사고(층간 단락, 상간 단락), 자속분포 왜형, 고정자 권선저항의 불평형 등의 요인을 통합적으로 검지하여 진단할 수 있다.
즉, 자동전압 제어장치를 가지는 권선형 동기발전기에서, 고정자 권선 전압 을 측정한 후 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해함으로써 발전기 전압이 3상 평형인 전압을 출력하고 있는지, 3상 불평형 전압을 출력하고 있는지를 판단할 수 있다.
또한, 역상성분 전압이 검출되지 않거나 허용 범위 이내의 값을 가질 때 발전기는 3상 평형인 전압을 출력하고 있다라고 진단할 수 있다.
또한, 정상성분 전압 크기가, 속도에 상응한 소정의 전압 크기에 대해 허용 범위 내에서 동일하지 않으면, 자동 전압제어장치 혹은 영구자석 감자, 영구자석 탈조같은 발전기의 이상 상태로 진단할 수 있다.
또한, 서치코일(search coil)을 사용하지 않으면서, 동기발전기와 자동전압 제어장치(AVR 혹은 여자기(勵磁機))의 상태를 통합적으로 진단할 수 있다.
또한, 동기발전기 출력 전압을 측정하는 것으로부터 발전기 내부 상태를 진단할 수 없었으나, 불평형 전압 성분을 분해할 수 있게 됨으로써 발전기 내부의 이상 여부를 진단할 수 있다.
한편, 이와 같은 효과로 인해 동기발전기 자체와 전압 제어장치를 진단할 수 있기 때문에 20년 이상 장기간 동안 운전을 보장해야 하는 환경(파력발전, 조류발전, 풍력발전 등)에 적용하면 시스템의 안정도를 높게 유지할 수 있게 되어 우수한 전력제어장치를 개발하는데 기여한다.
본 발명에서 사용된 "*"는 "곱하기"를 의미한다.
동기발전기의 고정자 권선을 통해서 발생된 전압을 측정하게 되면 자동제어 장치 상태와 발전기 자체 특성을 알 수가 있다.
도 1은 불평형 전압 예제를 나타낸 것이다. 정상적인 조건에서는 3상 평형 전압을 발생하지만, 층간 단락 발생이나 감자(減磁)가 발생하게 되면 불평형 전압을 발생하게 되며 자동전압 제어장치의 오류인 경우에는 3상 평형을 유지하되 출력전압이 크게 변동되는 현상이 발생 된다.
따라서, 본 발명은 정상적으로 동기발전기가 운전을 하는 모드에서는 대부분이 정상성분 전압만을 가진다는 사실을 진단에 이용한다.
한편, 동기발전기 내부에서 발생될 수 있는 단락(층간 단락, 상간단락) 사고나, 영구자석의 감자 혹은 영구자석의 일부 파손 사고가 발생되면 전압벡터도가 도 2와 같이 벡터 크기가 동일하며 120도 위상차를 유지하는 벡터도에서 도 3과 같은 형태로 변화하게 된다. 이를 진단하기 위해서는 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하는 방법이 요구되며 이에 대한 방법을 우선 제시하고자 한다.(도 3은 불평형 전압을 나타내는 전압 벡터도로서, 3상 중에 상의 크기가 변동되거나 120도 위상차 특성을 벗어나도록 표현되면 모두 불평형 전압을 나타내는 것이며 이때 발전기는 정상적으로 동작하지 않는다고 판단할 수 있다.)
그리고 동기좌표계로 표현된 정상성분 전압과 역상성분 전압을 계산하기 위하여 좌표변환 과정을 수행한다. 마지막으로 역상성분 전압이 정상성분 전압에 대해 차지하는 비율을 계산하여 정상여부를 판별할 수 있다. 이를 위해 자세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4는 동기발전기에서 유기되는 전압에서, 불평형 전압 성분을 추출하기 위 한 방법을 구현하는데 주요 부분을 담당하는 것으로, 원래 신호 뿐만 아니라 원래 신호의 90도 위상차를 가지는 신호를 함께 발생시키는 방법을 설명하는 블록도이다. <수학식1>을 이용하지 않고 정상성분과 역상성분을 계산하는 또 다른 방법으로 이해할 수 있다.
도 5는 동기발전기 전압을 측정하여 정지 2상 좌표계로 변환한 2개의 파라미터(Vα, Vβ)신호를 입력으로 받아서, 원래 신호 뿐만 아니라 원래 신호의 90도 위상차를 가지는 신호를 각각 발생시킨 후 정상성분 전압과 역상성분 전압을 계산하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 동기발전기 진단 방법을 적용할 수 있는 시스템을 나타낸 것이다. 동기발전기를 적용하여 전기 에너지를 생산하는 환경에 적용할 수 있음을 나타낸 것이며 특히 발전기측 컨버터(Grid_side converter)에서 제어 수행을 지속할 것인지 혹은 정지할 것인지를 판단할 때 사용할 수 있다.
동기발전기의 고정자 권선에서 측정한 3상 전압 (VRs,VSs, VTs)은 <수학식3>과 <수학식4>를 사용하여 2상 정지 좌표계 파라미터(V_alpha, V_beta)로 변환된다.
V_alpha = (2*VRs - VSs - VTs)/3
V_beta = (VSs - VTs)/sqrt(3)
2상 정지 좌표계 파라미터(V_alpha)을 입력신호로 받아서 자기 자신과 동일한 또다른 신호(V_alpha_prime)와 90도 위상차를 가지는 신호(q_V_alpha_prime)를 계산하는 방법은 <수학식5> 내지 <수학식9>에 따라 계산한다.
여기서 V_alpha_prime_n1, V_alpha_prime_n, q_V_alpha_prime_n 은 중간 파라미터를 나타내며 전압에 대한 각주파수(We) 정보와 표본화 주기(Ts) 정보를 사용한다.
V_alpha_prime_n1 = K_SOGI * (V_alpha - V_alpha_prime) - q_V_alpha_prime
V_alpha_prime_n = We * V_alpha_prime_n1
V_alpha_prime += Ts * V_alpha_prime_n
q_V_alpha_prime_n += V_alpha_prime * Ts
q_V_alpha_prime = We * q_V_alpha_prime_n
2상 정지 좌표계 파라미터(V_beta)을 입력신호로 받아서 자기 자신과 동일한 또다른 신호(V_beta_prime)와 90도 위상차를 가지는 신호(q_V_beta_prime)를 계산하는 방법은 <수학식10> 내지 <수학식14>에 따라 계산한다.
여기서 V_beta_prime_n1, V_ beta_prime_n, q_V_beta_prime_n 은 중간 파라미터를 나타내며 전압에 대한 각주파수(We) 정보와 표본화 주기(Ts) 정보를 사용한다.
V_beta_prime_n1 = K_SOGI*(V_beta-V_beta_prime)-q_V_beta_prime
V_beta_prime_n = We * V_beta_prime_n1
V_beta_prime += Ts * V_beta_prime_n
q_V_beta_prime_n += V_beta_prime * Ts
q_V_beta_prime = We * q_V_beta_prime_n
새로 가공한 V_alpha_prime 신호와 V_alpha_prime에 대해 90도 위상차를 가지는 q_V_alpha_prime, 그리고 V_beta_prime 신호와 V_beta_prime에 대해 90도 위상차를 가지는 q_V_beta_prime 신호를 이용하여, 정상성분 전압 2개(V_alpha_p, V_beta_)와 역상성분 전압 2개(V_alpha_n, V_beta_n)은 <수학식15> 내지 <수학식18>로 계산한다.
V_alpha_p = 0.5 * (V_alpha_prime - q_V_beta_prime)
V_beta_p = 0.5 * (q_V_alpha_prime + V_beta_prime)
V_alpha_n = 0.5 * (V_alpha_prime + q_V_beta_prime)
V_beta_n = 0.5 * (-q_V_alpha_prime + V_beta_prime)
정상성분 전압 2개(V_alpha_p, V_beta_)를 이용하여 d-q 동기좌표계 변환된 정상성분 파라미터(Vdse_p, Vqse_p)는 <수학식19> 및 <수학식20>으로 계산하며, 역상성분 전압 2개(V_alpha_n, V_beta_n)을 이용하여 d-q 동기좌표계 변환된 역상성분 파라미터(Vdse_n, Vqse_n)는 <수학식21> 및 <수학식22>로 계산한다.
Vdse_p = (V_alpha_p * cos(theta_pll) + V_beta_p * sin(theta_pll))
Vqse_p = (-V_alpha_p * sin(theta_pll) + V_beta_p * cos(theta_pll))
Vdse_n = (V_alpha_n * cos(-theta_pll) + V_beta_n * sin(-theta_pll))
Vqse_n = (-V_alpha_n * sin(-theta_pll) + V_beta_n * cos(-theta_pll))
정상성분 전압과 역상성분 전압 크기는 각각 <수학식23>과 <수학식24>로 계산한다.
V_mag_p = SQRT (Vdse_p * Vdse_p + Vqse_p * Vqse_p)
V_mag_n = SQRT (Vdse_n * Vdse_n + Vqse_n * Vqse_n)
불평형 전압율(VUF :voltage unbalance factor)은 <수학식25>로 계산하며, <수학식26>을 이용하여 허용 기준치(VUF_limit) 범위 내에 있는지 여부를 판단하여 “stable”인지 ‘unstable”인지를 진단한다. “stable” 영역에 있는 것으로 판단되면 동기발전기 제어를 유지하면 되고, “unstable”영역에 있는 것으로 판단되면 “운전 정지”처럼 보호 모드에서 수행해야 하는 업무를 수행하도록 하면 된다.
VUF = V_mag_n / V_mag_p * 100
If ( VUF > VUF_limit ) then {UNSTABLE}
Else {STABLE}
동기발전기의 제어장치를 계통측 컨버터와 발전기측 컨버터로 구성되어 있다고 할 때, 동기발전기 진단 방법은 도 6에 표현한 바와 같이 두 개의 컨버터가 정 상적으로 수행할지 여부를 판단하는 최상위 제어기에 적용하면 적합하다.
한편, 상기 d-q 동기좌표계 변환된 정상성분 파라미터 Vdse_p, Vqse_p을 이용하여 정상성분 전압 크기 V_mag_p을 계산한 결과가 속도에 상응한 소정의 전압 사양과 허용 범위 내(예: 1% 이내)에서 동일하지 않으면, 권선형 동기발전기에서는 자동 전압제어장치의 이상으로, 혹은 영구자석을 구비하고 있는 동기발전기인 경우는 영구자석의 감자(減磁), 영구자석 탈조(脫調, Out-of-step) 상태로 진단한다.
도 1은 동기발전기에서의 불평형 전압 예를 나타낸 도면,
도 2는 동기발전기에서의 3상 평형 전압을 나타낸 벡터도,
도 3은 동기발전기에서의 불평형 전압을 나타낸 벡터도,
도 4는 동기발전기에서 유기되는 전압에서 불평형 전압 성분을 추출하기 위한 원래 신호 뿐만 아니라 원래 신호의 90도 위상차를 가지는 신호를 함께 발생시키는 구성의 주요부 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 동기발전기의 이상 유무 진단방법의 일예를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 동기발전기의 이상 유무 진단방법의 적용예를 나타낸 도면.

Claims (9)

  1. 동기발전기의 이상 유무를 진단하는 방법에 있어서,
    상기 동기발전기의 고정자 전압을 측정하는 단계(S100)와;
    상기 측정된 전압을 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하는 단계(S200)와;
    상기 분해 단계(S200)를 기초로 정상성분 전압 대비 역상성분 전압이 포함하는 비율을 계산하는 단계(S300);를 포함하며,
    상기 측정된 전압을 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하는 단계(S200)는,
    상기 고정자 전압을 동기발전기의 고정자 권선에서 측정한 3상(VRs, VSs, VTs) 전압이라 하고, 상기 3상(VRs, VSs, VTs) 전압을 2상 정지 좌표계 파라미터(V_alpha, V_beta)로 변환하며, 2상 정지 좌표계 파라미터 중 V_alpha를 복제한 신호(V_alpha_prime)와 90도 위상 차이를 가지는 또 다른 신호(q_V_alpha_prime)를 아래의 수학식으로 계산하는 단계(S211);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법.
    <수학식>
    V_alpha_prime_n1 = K_SOGI * (V_alpha - V_alpha_prime) - q_V_alpha_prime;
    V_alpha_prime_n = We * V_alpha_prime_n1;
    V_alpha_prime += Ts * V_alpha_prime_n;
    q_V_alpha_prime_n += V_alpha_prime * Ts;
    q_V_alpha_prime = We * q_V_alpha_prime_n;
    여기서 V_alpha_prime_n1, V_alpha_prime_n, q_V_alpha_prime_n 은 중간 파라미터를 나타내며 We는 전압에 대한 각주파수이며, Ts는 표본화 주기, K_SOGI는 비례제어기의 조절상수이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정된 전압을 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하는 단계(S200)는,
    상기 고정자 전압을 동기발전기의 고정자 권선에서 측정한 3상(VRs, VSs, VTs) 전압이라 하고, 상기 3상(VRs, VSs, VTs) 전압을 2상 정지 좌표계 파라미터(V_alpha, V_beta)로 변환하며, 2상 정지 좌표계 파라미터 중 V_beta를 복제한 신호(V_beta_prime)와 90도 위상 차이를 가지는 또 다른 신호(q_V_beta_prime)를 아래의 수학식으로 계산하는 단계(S212);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법.
    <수학식>
    V_beta_prime_n1 = K_SOGI*(V_beta-V_beta_prime) - q_V_beta_prime;
    V_beta_prime_n = We * V_beta_prime_n1;
    V_beta_prime += Ts * V_beta_prime_n;
    q_V_beta_prime_n += V_beta_prime * Ts;
    q_V_beta_prime = We * q_V_beta_prime_n;
    여기서 V_beta_prime_n1, V_beta_prime_n, q_V_beta_prime_n 은 중간 파라미터를 나타내며 We는 전압에 대한 각주파수이며, Ts는 표본화 주기를 나타낸다. K_SOGI는 비례제어기의 조절상수이다.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 측정된 전압을 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하는 단계(S200)는,
    상기 V_alpha_prime 신호와 q_V_alpha_prime 신호 그리고 V_beta_prime 신호와 q_V_beta_prime 신호를 이용하여 아래의 수학식으로 정상성분 전압 2개(V_alpha_p, V_beta_p)를 계산하는 단계(S221);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법.
    <수학식>
    V_alpha_p = 0.5 * (V_alpha_prime - q_V_beta_prime);
    V_beta_p = 0.5 * (q_V_alpha_prime + V_beta_prime);
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 측정된 전압을 정상성분 전압과 역상성분 전압으로 분해하는 단계(S200)는,
    상기 V_alpha_prime 신호와 q_V_alpha_prime 신호 그리고 V_beta_prime 신호와 q_V_beta_prime 신호를 이용하여 아래의 수학식으로 역상성분 전압 2개(V_alpha_n, V_beta_n)를 계산하는 단계(S222);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법.
    <수학식>
    V_alpha_n = 0.5 * (V_alpha_prime + q_V_beta_prime);
    V_beta_n = 0.5 * (-q_V_alpha_prime + V_beta_prime);
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 분해 단계(S200)를 기초로 정상성분 전압 대비 역상성분 전압이 포함하는 비율을 계산하는 단계(S300)는,
    상기 정상성분 전압 2개(V_alpha_p, V_beta_p)를 이용하여 d-q 동기좌표계 변환된 정상성분 파라미터를 Vdse_p, Vqse_p라 하고, 역상성분 전압 2개(V_alpha_n, V_beta_n)를 이용하여 d-q 동기좌표계 변환된 역상성분 파라미터를 Vdse_n, Vqse_n이라 정의하는 단계(S311)와;
    상기 d-q 동기좌표계 변환된 정상성분 파라미터 Vdse_p, Vqse_p와, d-q 동기좌표계 변환된 역상성분 파라미터 Vdse_n, Vqse_n을 이용하여 정상성분 전압 크기 V_mag_p와 역상성분 전압 크기 V_mag_n을 아래의 수학식으로 계산하는 단계(S312);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법.
    <수학식>
    V_mag_p = SQRT (Vdse_p * Vdse_p + Vqse_p * Vqse_p);
    V_mag_n = SQRT (Vdse_n * Vdse_n + Vqse_n * Vqse_n);
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 분해 단계(S200)를 기초로 정상성분 전압 대비 역상성분 전압이 포함하는 비율을 계산하는 단계(S300)는,
    상기 정상성분 전압 크기 V_mag_p와, 역상성분 전압 크기 V_mag_n를 이용하여 불평형 전압율(VUF :voltage unbalance factor)을 아래의 수학식으로 계산하는 단계(S320);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법.
    <수학식>
    VUF = V_mag_n / V_mag_p * 100
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 동기발전기의 이상 유무의 진단방법은 불평형 전압율(VUF :voltage unbalance factor)의 허용 기준치(VUF_limit)를 사전에 규정하고, 불평형 전압율이 상기 허용 기준치(VUF_limit) 범위 내에 있는지를 판단하는 단계(S400);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 d-q 동기좌표계 변환된 정상성분 파라미터 Vdse_p, Vqse_p을 이용하여 정상성분 전압 크기 V_mag_p을 계산한 단계(S312)의 결과가 속도에 상응한 소정의 전압 사양과 허용 범위 내에서 동일하지 않으면, 권선형 동기발전기에서는 자동 전압제어장치의 이상으로, 혹은 영구자석을 구비하고 있는 동기발전기인 경우는 영구자석의 감자(減磁), 영구자석 탈조(脫調, Out-of-step) 상태로 진단하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 이상 유무 진단방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0731222A (ja) * 1993-07-15 1995-02-03 Matsuyama Plow Mfg Co Ltd 播種装置
JPH08172725A (ja) * 1994-12-20 1996-07-02 Osaka Gas Co Ltd 同期発電機の単独運転検出装置および発電装置
JP2001251755A (ja) 2000-03-07 2001-09-14 Nishishiba Electric Co Ltd 同期発電機の単相欠相検出回路
KR20040056232A (ko) * 2002-12-23 2004-06-30 주식회사 포스코 동기발전기 회전자 권선 단락 감시방법
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Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0731222A (ja) * 1993-07-15 1995-02-03 Matsuyama Plow Mfg Co Ltd 播種装置
JPH08172725A (ja) * 1994-12-20 1996-07-02 Osaka Gas Co Ltd 同期発電機の単独運転検出装置および発電装置
JP2001251755A (ja) 2000-03-07 2001-09-14 Nishishiba Electric Co Ltd 同期発電機の単相欠相検出回路
KR20040056232A (ko) * 2002-12-23 2004-06-30 주식회사 포스코 동기발전기 회전자 권선 단락 감시방법
JP7031222B2 (ja) 2017-10-25 2022-03-08 富士電機株式会社 通信装置、通信システムおよびループバック実施判定方法

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