KR101765859B1 - 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 이의 성능 진단방법 - Google Patents

발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 이의 성능 진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 실린더 및 피스톤을 갖는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치는 (+)의 제 1전류량과 (-)의 제 1전류량의 인가에 따라 실린더로 피스톤에 유압력을 제공하는 작동유의 공급과 실린더로부터 작동유의 배출 중 어느 하나가 수행되도록 선택적으로 작동되는 서보 밸브, 피스톤에 연결되어 서보 밸브의 작동에 따라 피스톤의 이동에 따른 변위량을 감지하는 변위감지부와, 변위감지부에 의해 감지된 피스톤의 이동에 대한 최대 변위 값과 최소 변위 값 사이의 감지 신호에 기초하여 최대 변위 값과 최소 변위 값 사이에서 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 이의 성능 진단방법{APPARATUS FOR DIAGNOSING EFFICIENCY OF HYDRAULIC ACTUATOR FOR POWER PLANT AND METHOD FOR DIAGNOSING EFFICIENCY THEREOF}
본 발명은 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 이의 성능 진단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전소용 유압 액추에이터의 작동 성능을 진단하기 위한 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 이의 성능 진단방법에 관한 것이다.
일반적으로 화력 발전소 및 원자력 발전소에 설치되는 증기 터빈은 고압 터빈과 저압 터빈으로 구성된다. 또한, 화력 발전소 및 원자력 발전소는 고압 터빈과 저압 터빈으로 유입되는 증기와 각각의 터빈을 통과하여 배출되는 증기를 제어하기 위한 터빈 조속기 제어 계통 설비 장치를 포함한다.
여기서, 터빈 조속기 제어 계통 설비 장치는 증기의 압력 및 유량을 조절하는 터빈 밸브들과 터빈 밸브들에 구동력을 제공하는 발전소용 유압액추에이터로 구성된다. 일반적으로 발전소용 유압 액추에이터는 실린더로 작동유가 공급되어 터빈 밸브로 증기 개도를 개방할 때 오프닝(opening), 증기 개도를 폐쇄할 때 클로징(closing), 그리고 발전소용 유압 액추에이터 내부에 수용된 비상 트립유를 드레인 하여 클로징 상태를 유지하는 것을 트립(Trip)이라고 한다.
한편, 발전소용 유압 액추에이터의 작동은 오프닝에서 클로징 되는 시간, 클로징에서 오프닝 되는 시간, 그리고 트립이 되는 시간이 작동 조건에서 중요한 요건으로 판단된다. 상세하게 발전소용 유압 액추에이터의 작동 중에서도 오프닝, 클로징 및 트립의 소요 시간이 중요하고, 특히 발전소용 유압 액추에이터의 정비 후에 재가동할 때 오프닝, 클로징 및 트립의 소요 시간이 작동 건전성에 큰 영향을 미친다.
이에, 발전소용 유압 액추에이터의 작동 중 뿐만 아니라, 발전소용 유압 액추에이터의 정비 후 발전소용 유압 액추에이터를 재가동할 때 작동 건전성을 진단할 수 있는 기술이 요구된다.
일본특허공개공표공보 특표2013-543957호; 제어 밸브 또는 전환 밸브를 가지는 제어 기기를 조작하는 수압식 또는 뉴매틱식의 구동장치
본 발명의 목적은 발전소용 유압 액추에이터의 작동 중 뿐만 아니라, 발전소용 유압 액추에이터의 정비 후 발전소용 유압 액추에이터를 재가동할 때 작동 건전성을 진단하기 위해 개선된 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 이의 성능 진단방법을 제공하는 것이다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 실린더와, 피스톤을 갖는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치에 있어서, (+)의 제 1전류량과 (-)의 제 1전류량의 인가에 따라 상기 실린더로 상기 피스톤에 유압력을 제공하는 작동유의 공급과 상기 실린더로부터 작동유의 배출 중 어느 하나가 수행되도록 선택적으로 작동되는 서보 밸브와, 상기 피스톤에 연결되어 상기 서보 밸브의 작동에 따라 상기 피스톤의 이동에 따른 변위량을 감지하는 변위감지부와, 상기 변위감지부에 의해 감지된 상기 피스톤의 이동에 대한 최대 변위 값과 최소 변위 값 사이의 감지 신호에 기초하여 상기 최대 변위 값과 상기 최소 변위 값 사이에서 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치에 의해 이루어진다.
여기서, 상기 서보밸브에 상기 (+)의 제 1전류량이 인가될 때, 상기 실린더에 작동유가 제공되어 상기 피스톤이 상기 최소 변위 값의 위치에서 상기 최대 변위 값의 위치로 이동될 수 있다.
상기 서보 밸브에 상기 (-)의 제 1전류량이 인가될 때, 상기 실린더에 공급된 작동유가 상기 실린더 외부로 배출되어 상기 피스톤이 상기 최대 변위 값의 위치에서 상기 최소 변위 값의 위치로 이동될 수 있다.
상기 실린더와 상기 서보 밸브를 연결하는 유압라인에 배치되어, 상기 실린더 내부에 수용된 작동유의 압력을 측정하는 작동유 압력측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 작동유 압력측정부는 상기 실린더와 상기 서보 밸브를 연결하는 유압라인에 배치되어 감지된 작동유의 압력을 전기적인 신호로 변환하는 작동유 PT센서와, 상기 작동유 PT센서와 일정 간격을 두고 상기 서보 밸브와 상기 실린더를 연결하는 유압라인에 배치되어 감지된 작동유의 압력을 아날로그 신호로 표시하는 작동유 압력게이지를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 발전소용 유압 액추에이터로 일정 압력의 작동유와 비상 트립유를 공급한 후, 상기 작동유 PT센서로부터 제공된 감지 신호에 따른 상기 실린더 내부에 수용된 작동유의 압력을 출력할 수 있다.
상기 제어부는 상기 서보 밸브에 제 2전류량의 인가에 따라 상기 변위감지부에 의해 감지된 감지 신호가 상기 최대 변위 값으로 제공될 때, 상기 작동유 PT센서로부터 제공된 감지 신호에 따른 상기 실린더 내부에 수용된 작동유의 압력을 출력할 수 있다.
상기 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scala)은 상기 제 2전류량의 스칼라량 보다 큰 것이 바람직하다.
비상 트립유의 유압라인에 배치되어 전기적인 신호의 공급 및 차단에 따라 여자 및 소자되는 비상 트립 솔레노이드 밸브를 더 포함하며, 상기 제어부는 전기적인 신호의 공급에 따라 상기 비상 트립 솔레노이드 밸브가 여자될 때 상기 최대 변위 값에서 상기 최소 변위 값으로 이동되는 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력할 수 있다.
상기 서보 밸브에는 상기 실린더로 상기 피스톤에 유압력을 제공하는 작동유를 공급하도록 제 3전류량이 인가될 수 있다.
상기 서보 밸브에 상기 제 3전류량이 공급되어 상기 변위 감지부에 의해 상기 최대 변위 값이 감지될 때, 상기 비상 트립 솔레노이드 밸브는 전기적인 신호의 공급에 따라 여자될 수 있다.
상기 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scala)은 상기 제 3전류량의 스칼라량 보다 큰 것이 바람직하다.
한편, 상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 실린더와, 피스톤을 갖는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치를 이용한 상기 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 있어서, 상기 성능 진단장치는 서보밸브 및 비상 트립 솔레노이드 밸브를 포함하며, (a) 상기 서보 밸브에 (+)의 제 1전류량과 (-)의 제 1전류량의 인가에 따라 상기 실린더로 상기 피스톤에 유압력을 제공하는 작동유의 공급과 상기 실린더로부터 작동유의 배출 중 어느 하나를 수행하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계에서 상기 서보 밸브에 상기 (+)의 제 1전류량이 인가될 때 상기 피스톤의 이동에 대한 최대 변위 값을 감지하고 상기 (a) 단계에서 상기 서보 밸브에 상기 (-)의 제 1전류량이 인가될 때 상기 피스톤의 이동에 대한 최소 변위 값을 감지하는 단계와, (c) 상기 최소 변위 값으로부터 상기 최대 변위 값 및 상기 최대 변위 값으로부터 상기 최소 변위 값이 각각 감지될 때의 시간 값을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 의해서도 이루어진다.
상기 (a) 단계는 상기 최소 변위 값이 감지될 때 상기 서보 밸브에 상기 (+)의 제 1전류량을 인가하고, 상기 최대 변위 값이 감지될 때 상기 서보 밸브에 상기 (-)의 제 1전류량을 인가할 수 있다.
(d) 상기 발전소용 유압 액추에이터로 일정 압력의 작동유와 비상 트립유를 공급한 후, 상기 실린더 내부의 작동유의 압력을 감지하여 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (d) 단계는 상기 서보밸브에 제 2전류량을 인가하는 단계와, 상기 제 2전류량이 인가되어 상기 실린더에 공급된 작동유에 따라 상기 피스톤이 이동될 때 상기 피스톤의 이동에 대한 상기 최대 변위 값을 감지하는 단계와, 상기 최대 변위 값이 감지되면 상기 실린더 내부의 작동유의 압력을 감지하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scala)은 상기 제 2전류량의 스칼라량 보다 큰 것이 바람직하다.
(e) 상기 발전소용 유압 액추에이터에 작동유와 비상 트립유를 공급한 상태에서 상기 비상 트립 솔레노이드 밸브에 전기적인 신호를 공급하여 여자한 후, 상기 최대 변위 값에서 상기 최소 변위 값으로 이동되는 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력할 수 있다.
상기 (e) 단계는 상기 서보밸브에 제 3전류량을 인가하는 단계와, 상기 제 3전류량이 인가되어 상기 실린더에 공급된 작동유에 따라 상기 피스톤이 이동될 때 상기 피스톤의 이동에 대한 상기 최대 변위 값을 감지하는 단계와, 상기 비상 트립 솔레노이드 밸브가 여자된 후 상기 최소 변위 값을 감지하는 단계와, 상기 최소 변위 값이 감지되면 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scala)은 상기 제 3전류량의 스칼라량 보다 큰 것이 바람직하다.
상기 비상 트립 솔레노이드 밸브가 여자될 때, 상기 발전소용 유압 액추에이터에 수용된 작동유와 비상 트립유는 상기 발전소용 유압 액추에이터 외부로 드레인 될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 이의 성능 진단방법의 효과들은 다음과 같다.
첫째, 서보 밸브에 인가되는 (+) 및 (-)의 전류량에 따라 피스톤의 이동에 대한 최소 변위 값과 최소 변위 값 사이의 감지 소요 시간을 출력하여 발전소용 유압 액추에이터의 오프닝 및 클로징 성능 진단을 수행할 수 있다.
둘째, 서보 밸브에 일정 전류량을 인가하고 실린더 내부에 작동유를 공급한 후, 실린더 내압을 측정하여 출력할 수 있음에 따라 발전소용 유압 액추에이터의 정비 상태를 판단할 수 있다.
셋째, 서보 밸브 및 비상 트립 솔레노이드 밸브를 배치하고 서보 밸브에 인가되는 전류량과 비상 트립 솔레노이드 밸브에 인가되는 전기적인 신호에 따라 최대 변위 값에서 최소 변위 값으로 이동되는 피스톤의 이동 시간 값을 출력하여 발전소용 유압 액추에이터의 트립 성능 진단을 수행할 수 있으므로, 발전소용 유압 액추에이터의 작동 건전성을 빠르게 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치의 제어 블록도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 유압 회로도,
도 3은 본 발명의 제 1 내지 제 3실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치에 대한 유압 회로도,
도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 대한 흐름도,
도 5는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 대한 흐름도,
도 6은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 대한 흐름도,
도 7은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치에 대한 유압 회로도,
도 8은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 이의 성능 진단방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
설명하기에 앞서, 본 발명의 제 1 내지 제 4실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치의 유압 회로도는 동일한 구성을 포함하고 있음에 따라 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호로 기재하였음을 미리 밝혀둔다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치 및 유압 회로도는 본 발명의 제 1 내지 제 4실시 예에 적용될 수 있음도 미리 밝혀둔다.
<제 1 내지 제 3실시 예>
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치의 제어 블록도, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 유압 회로도, 그리고 도 3은 본 발명의 제 1 내지 제 3실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치에 대한 유압 회로도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 3실시 예들에 따른 발전소용 유압 액추에이터(A)의 성능 진단장치(1)는 서보 밸브(10), 변위감지부(20) 및 제어부(70)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 발전소용 유압 액추에이터(A)는 작동유 압력측정부(30), 제 1유압라인(40), 제 2유압라인(50), 제 3유압라인(60), 입력부(80), 디스플레이부(90), 비상 트립 솔레노이드 밸브(100), 비상 트립유 압력측정부(110)를 더 포함한다.
서보 밸브(10)는 제 1 및 제 2실시 예에서, (+)의 제 1전류량과 (-)의 제 1전류량의 인가에 따라 유압유가 인출입 되어 실린더(C)로 피스톤(P)에 유압력을 제공하는 작동유의 공급과 실린더(C)로부터 작동유의 배출 중 어느 하나가 수행되도록 선택적으로 작동된다. 여기서, 서보 밸브(10)에 의해 실린더(C)로 공급되는 작동유는 일 실시 예로서, NAS 5 등급 이상의 청정도가 유지된 인산에스테르 오일이 사용되며, 42도 내지 49도 범위의 온도로 설정된다. 물론, 상기한 작동유의 조건은 발전소용 유압 액추에이터(A)의 크기 또는 작동 조건에 따라 변경될 수 있다.
변위감지부(20)는 피스톤(P)에 연결되어 서보 밸브(10)의 작동에 따라 피스톤(P)의 이동에 따른 변위량을 감지한다. 변위감지부(20)는 일 실시 예로서, LVDT(linear variable differential transformer) 센서가 사용된다.
작동유 압력측정부(30)는 실린더(C)와 서보 밸브(10)를 연결하는 제 1유압라인(40)에 배치되어 실린더(C) 내부에 수용된 작동유의 압력을 측정한다. 작동유 압력측정부(30)는 본 발명의 제 3실시 예에서, 실린더(C)에 수용된 작동유의 압력이 유지되는 지 측정한다. 작동유 압력측정부(30)는 감지된 측정 신호를 전기적 신호로 변환하는 작동유 PT센서(32)와 아날로그 신호로 사용자에게 보여주는 작동유 압력게이지(34)를 포함한다.
제어부(70)는 변위감지부(20)에 의해 감지된 피스톤(P)의 이동에 대한 최대 변위 값과 최소 변위 값 사이의 감지 신호에 기초하여 최대 변위 값과 최소 변위 값 사이에서 피스톤(P)의 이동 시간 값을 출력한다. 상세하게 제어부(70)는 변위감지부(20)에 의해 감지된 신호에 기초하여 피스톤(P)의 이동 시간 값을 디스플레이부(90)에서 출력되도록 제어신호를 발생한다. 여기서, 변위감지부(20)에 의해 감지되는 피스톤(P)의 이동에 대한 최대 변위 값과 최소 변위 값을 정의하면 다음과 같다. 증기 개도를 개방한 피스톤(P)의 오프닝 위치를 최대 변위 값으로 정의하고 일 실시 예로서 100%라 한다. 그리고 증기 개도를 폐쇄한 피스톤(P)의 클로징 위치를 최소 변위 값으로 정의하고 일 실시 예로서, 0%라 한다.
상세하게 설명하면 첫째, 제어부(70)는 본 발명의 제 1실시 예에서 변위감지부(20)가 0%인 최소 변위 값을 유지한 상태에서 서보 밸브(10)의 작동에 의해 실린더(C)로 작동유가 공급되어 피스톤(P)의 이동이 최소 변위 값에서 100%인 최대 변위 값으로 감지될 때까지 소요된 시간을 피스톤(P)의 이동 시간 값으로 출력한다. 둘째, 제어부(70)는 본 발명의 제 2실시 예에서 변위감지부(20)가 100%인 최대 변위 값을 유지한 상태에서 서보 밸브(10)의 작동에 의해 실린더(C)로부터 작동유가 배출되어 피스톤(P)의 이동이 최대 변위 값에서 0%인 최소 변위 값으로 감지될 때까지의 소요된 시간을 피스톤(P)의 이동 시간 값으로 출력한다.
세부적으로 본 발명의 제 1실시 예는 발전소용 유압 액추에이터(A)의 오프닝 소요 시간에 대한 성능 진단을 하는 것이고, 본 발명의 제 2실시 예는 발전소용 유압 액추에이터(A)의 클로징 소요 시간에 대한 성능 진단을 하는 것이다. 여기서, 본 발명의 제 1실시 예에서의 서보 밸브(10)에는 (+)의 제 1전류량인 +30 mA가 인가되고, 본 발명의 제 2실시 예에서의 서보 밸브(10)에는 (-)의 제 1전류량인 -30 mA가 인가된다. 물론, 설계 변경에 따라 서보 밸브(10)에 인가되는 (+) 및 (-)의 제 1전류량은 발전소용 유압 액추에이터(A)의 크기 등의 조건에 따라 변경될 수 있음과 함께 (+) 및 (-)의 제 1전류량의 인가에 따라 서보 밸브(10)의 작동은 전환될 수도 있다.
본 발명의 제 1 및 2실시 예에서의 오프닝 및 클로징 성능 진단은 일 실시 예로서, 0.3초 이하를 만족하는 조건을 갖는다. 그러나, 피스톤(P)의 이동 시간 값은 발전소용 유압 액추에이터(A)의 크기 등의 설계 변경에 따라 0.3초 이하 이외에도 다양한 조건을 가질 수 있다.
또한, 제어부(70)는 본 발명의 제 3실시 예에서 제 1유압라인(40) 및 제 2유압라인(50)으로 작동유와 비상 트립유를 공급한 후, 작동유 PT센서(32)로부터 제공된 감지 신호에 따른 실린더(C) 내부에 수용된 작동유의 압력을 출력한다. 여기서, 제어부(70)는 서보 밸브(10)에 제 2전류량의 인가에 따라 변위감지부(20)에 의해 감지된 감지 신호가 최대 변위 값으로 제공될 때, 작동유 PT센서(32)로부터 제공된 감지 신호에 따른 실린더(C) 내부에 수용된 작동유의 압력을 출력한다.
본 발명의 제 3실시 예에서의 서보 밸브(10)에는 (+)의 제 2전류량이 인가되나, 설계 변경에 따라 (-)의 제 2전류량이 제공될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시 예로서, 제 2전류량은 +10 mA가 제공되나 변경될 수 있다. 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예에서 서보 밸브(10)에 인가되는 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scalar)은 제 2전류량의 스칼라량 보다 크다. 상세하게 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예에서는 오프닝 및 클로징 성능 진단을 위해서 피스톤(P)의 이동이 빠르게 이루어져야 하기 때문에 제 2전류량 보다 스칼라량이 큰 제 1전류량들이 인가되는 것이다.
본 발명의 제 3실시 예에서 실린더(C) 내압을 측정하기 위해서 제 1유압라인(40)과 제 2유압라인(50)에 공급되는 작동유와 비상 트립유은 사용압력의 1.5배으로 인가된다. 예를 들어, 작동유와 비상 트립유는 사용압력이 160 kfg/cm2 일 때, 실린더(C)의 내압을 측정하기 위해서는 240 kfg/cm2가 제공된다.
본 발명의 제 3실시 예에서의 실린더(C) 내압에 대한 성능 진단은 일 예로서, 3분간의 가압에 따른 압력 값의 변동이 발생되지 않음을 만족해야 한다. 여기서, 3분간의 가압 중 압력 값의 변동이 발생하면 발전소용 유압 액추에이터(A) 조립 시 조립 오차가 발생됨으로 인지될 수 있다.
입력부(80)는 본 발명의 제 1 내지 제 3실시 예에서 성능 진단하고 하는 신호를 제공한다. 본 발명의 제어부(70)에는 성능 진단을 통한 데이터를 출력하기 위한 프로그램이 내장되어 있다. 입력부(80)는 이러한 프로그램의 초기 세팅을 위한 입력 신호 등을 인가시킨다.
디스플레이부(90)는 본 발명의 제 1 내지 제 3실시 예에서 제어부(70)로부터 출력된 제어신호에 따라 데이터를 디스플레이 한다. 예를 들어, 디스플레이부(90)에는 발전소용 유압 액추에이터(A)의 오프닝 소요 시간, 클로징 소요 시간 및 실린더(C) 내압이 그래프 또는 수치로 디스플레이 된다.
도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 대한 흐름도이다.
이러한 구성에 의해 본 발명의 제 1실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터(A)의 성능 진단방법은 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 발전소용 유압 액추에이터(A)의 오프닝에 대한 성능 진단을 수행하기 위해 변위감지부(20)를 이용하여 최소 변위 값을 감지했는지 판단한다(S10). S10 단계에서 최소 변위 값을 감지한 것으로 판단하면 서보 밸브(10)에 (+)의 제 1전류량을 인가한다(S30). 그러면, 제 1유압라인(40)을 통해 실린더(C)로 작동유가 공급된다.
변위감지부(20)는 피스톤(P)의 이동에 대한 변위 값을 감지하고 최대 변위 값을 감지했는지 판단한다(S50). S50 단계에서 최대 변위 값을 감지한 것으로 판단하면 최소 변위 값에서 최대 변위 값으로 이동된 피스톤(P)의 이동 시간 값을 디스플레이부(90)에 출력한다(S70). 사용자는 S70 단계에서 출력된 성능 진단이 발전소용 유압 액추에이터(A)의 오프닝 조건을 만족하는 지 판단한다.
다음으로 도 5는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 대한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 발전소용 유압 액추에이터(A)의 클로징에 대한 성능 진단을 수행하기 위해 변위감지부(20)를 이용하여 최대 변위 값을 감지했는지 판단한다(S110). S10 단계에서 최대 변위 값을 감지한 것으로 판단하면 서보 밸브(10)에 (-)의 제 1전류량을 인가한다(S130). 그러면, 실린더(C)로부터 작동유가 제 3유압라인(60)을 통해 드레인 된다.
변위감지부(20)는 피스톤(P)의 이동에 대한 변위 값을 감지하고 최소 변위 값을 감지했는지 판단한다(S150). S150 단계에서 최소 변위 값을 감지한 것으로 판단하면 최대 변위 값에서 최소 변위 값으로 이동된 피스톤(P)의 이동 시간 값을 디스플레이부(90)에 출력한다(S170). 사용자는 S170 단계에서 출력된 성능 진단이 발전소용 유압 액추에이터(A)의 클로징 조건을 만족하는 지 판단한다.
도 6은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 대한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 1유압라인(40)과 제 2유압라인(50)으로 작동유와 비상 트립유를 공급한다(S210). 이때 작동유와 비상 트립유는 일 실시 예로서, 사용압력의 1.5배의 압력으로 공급된다.
발전소용 유압 액추에이터(A)의 실린더(C) 내압에 대한 성능 진단을 수행하기 위해 변위감지부(20)를 이용하여 최소 변위 값을 감지했는지 판단한다(S230). 서보 밸브(10)에 제 2전류량을 인가한다(S250). 이때, 서보 밸브(10)에 인가되는 제 2전류량은 (+)의 전류량이고 빠른 피스톤(P)의 이동 조건이 필요 없음에 따라 제 1전류량들보다 작은 스칼라량으로 서보 밸브(10)에 인가된다.
변위감지부(20)는 피스톤(P)의 이동에 대한 변위 값을 감지하고 최대 변위 값을 감지했는지 판단한다(S270). S270 단계에서 최대 변위 값을 감지한 것으로 판단하면 실린더(C) 내부의 압력에 대한 측정 값을 출력한다(S290). 여기서, 실린더(C) 내부의 압력에 대한 측정 값의 출력은 일 실시 예로서, 3분 동안 이루어진다. 사용자는 S270 단계에서 출력된 성능 진단이 발전소용 유압 액추에이터(A)의 실린더(C) 내압 조건을 만족하는 지 판단한다.
이에, 서보 밸브에 인가되는 (+) 및 (-)의 전류량에 따라 피스톤의 이동에 대한 최소 변위 값과 최소 변위 값 사이의 감지 소요 시간을 출력하여 발전소용 유압 액추에이터의 오프닝 및 클로징 성능 진단을 수행할 수 있다.
또한, 서보 밸브에 일정 전류량을 인가하고 실린더 내부에 작동유를 공급한 후, 실린더 내압을 측정하여 출력할 수 있음에 따라 발전소용 유압 액추에이터의 정비 상태를 판단할 수 있다.
<제 4실시 예>
도 7은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치에 대한 유압 회로도 및 도 8은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 대한 흐름도이다.
본 발명의 제 4실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터(A)의 성능 진단장치(1)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 서보 밸브(10), 변위감지부(20) 및 제어부(70)를 포함한다. 또한, 본 발명의 제 4실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터(A)는 작동유 압력측정부(30), 제 1유압라인(40), 제 2유압라인(50), 제 3유압라인(60), 입력부(80), 디스플레이부(90), 비상 트립 솔레노이드 밸브(100), 비상 트립유 압력측정부(110)를 더 포함한다. 설명하기에 앞서, 제 1 내지 제 3실시 예에서 설명된 구성요소들의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
비상 트립 솔레노이드 밸브(100)는 발전소용 유압 액추에이터(A)의 트립에 대한 성능 진단을 하기 위해 사용된다. 비상 트립 솔레노이드 밸브(100)는 제 2유압라인(50)에 배치되어 전기적인 신호의 공급 및 차단에 따라 여자 및 소자된다. 즉, 비상 트립 솔레노이드 밸브(100)는 전기적인 신호의 인가 유무에 따라 온(on) 또는 오프(off) 되는 밸브 타입이 사용된다. 비상 트립 솔레노이드 밸브(100)가 여자될 때, 발전소용 유압 액추에이터(A)는 발전소용 유압 액추에이터(A) 내부에 공급된 작동유와 비상 트립유가 드레인 되어 클로징 상태가 유지된다.
비상 트립유 압력측정부(110)는 제 2유압라인(50)에 배치되어 비상 트립유의 압력을 측정한다. 비상 트립유 압력측정부(110)는 본 발명의 일 실시 예로서 PT센서로 도시되어 있으나, 작동유 압력측정부(30)와 같이 압력게이지도 포함할 수 있다.
제어부(70)는 전기적인 신호에 따라 비상 트립 솔레노이드 밸브(100)가 여자될 때, 최대 변위 값에서 최소 변위 값으로 이동되는 피스톤(P)의 이동 시간 값을 출력한다. 상세하게 변위감지부(20)에 의해 최소 변위 값이 감지된 후, 실린더(C)로 작동유를 공급하기 위해 서보 밸브(10)에 제 3전류량을 인가한다. 여기서, 본 발명의 일 실시 예로서 제 3전류량은 +10 mA로 인가되나, (-)의 전류량이 인가될 수 있음과 함께 전류량도 변경될 수 있다. 다만, 제 3전류량의 스칼라량은 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예의 서보 밸브(10)에 인가되는 (+)의 제 1전류량과 (-)의 전류량의 스칼라량 대비 작은 값을 갖는다. 즉, 제 3전류량의 인가는 실린더(C) 내부로 작동유를 공급하는 오프닝을 수행하는 것만 적용될 뿐이므로 본 발명의 제 1실시 예와 같이 빠른 작동유의 공급은 필요하지 않다.
제어부(70)는 서보 밸브에 제 3전류량이 인가되고 비상 트립 솔레노이드 밸브(100)가 여자된 후, 최대 변위 값에서 최소 변위 값으로 이동되는 피스톤(P)의 이동 시간 값을 출력한다. 이때, 피스톤(P)의 이동 시간 값은 일 실시 예로서 3초 미만의 조건을 만족해야 한다. 그러나, 트립 성능 진단에서 피스톤(P)의 이동 시간 값은 3초 미만 이외에도 변경될 수 있으나, 상술한 본 발명의 제 2실시 예의 클로징 성능 진단에서의 피스톤(P)의 이동 시간 값 보다 짧은 시간 값을 가져야 한다. 즉, 트립 성능 진단은 비상 상황에서의 작동되는 것이므로 일반 작동 조건에서의 클로징 성능 진단보다 빠른 피스톤(P)의 이동 시간 값을 만족해야 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4실시 예에 따른 발전소용 유압 액추에이터(A)의 성능 진단방법은 다음과 같다.
우선, 피스톤(P)이 최대 변위 값에 위치되도록 실린더(C)로 작동유를 공급하기 위해 서보 밸브(10)에 제 3전류량을 인가한다(S310). 변위감지부(20)를 이용하여 피스톤(P)이 최대 변위 값에 위치되어 있는지 판단한다(330).
S330 단계에서 최대 변위 값으로 판단하면 비상 트립 솔레노이드 밸브(100)에 전기적인 신호를 인가하여 비상 트립 솔레노이드 밸브(100)를 여자 한다(S350). 그러면, 발전소용 유압 액추에이터(A) 내부의 작동유와 비상 트립유는 제 3유압라인(60)으로 드레인 된다.
변위감지부(20)는 피스톤(P)의 이동에 대한 변위 값을 감지하고 최소 변위 값을 감지했는지 판단한다(S370). S370 단계에서 최대 변위 값을 감지한 것으로 판단하면 최대 변위 값에서 최소 변위 값으로 이동된 피스톤(P)의 이동 시간 값을 출력한다(S390). 사용자는 S370 단계에서 출력된 성능 진단이 발전소용 유압 액추에이터(A)의 트립 조건을 만족하는 지 판단한다.
이에, 서보 밸브 및 비상 트립 솔레노이드 밸브를 배치하고 서보 밸브에 인가되는 전류량과 비상 트립 솔레노이드 밸브에 인가되는 전기적인 신호에 따라 최대 변위 값에서 최소 변위 값으로 이동되는 피스톤의 이동 시간 값을 출력하여 발전소용 유압 액추에이터의 트립 성능 진단을 수행할 수 있으므로, 발전소용 유압 액추에이터의 작동 건전성을 빠르게 확인할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 서보 밸브 20: 변위감지부
30: 작동유 압력측정부 32: 작동유 PT센서
34: 작동유 압력게이지 70: 제어부
100: 비상 트립 솔레노이드 밸브

Claims (21)

  1. 실린더와, 피스톤을 갖는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치에 있어서,
    (+)의 제 1전류량과 (-)의 제 1전류량의 인가에 따라 상기 실린더로 상기 피스톤에 유압력을 제공하는 작동유의 공급과 상기 실린더로부터 작동유의 배출 중 어느 하나가 수행되도록 선택적으로 작동되는 서보 밸브와;
    상기 피스톤에 연결되어, 상기 서보 밸브의 작동에 따라 상기 피스톤의 이동에 따른 변위량을 감지하는 변위감지부와;
    상기 변위감지부에 의해 감지된 상기 피스톤의 이동에 대한 최대 변위 값과 최소 변위 값 사이의 감지 신호에 기초하여, 상기 최대 변위 값과 상기 최소 변위 값 사이에서 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력하는 제어부와;
    상기 실린더와 상기 서보 밸브를 연결하는 유압라인에 배치되어, 상기 실린더 내부에 수용된 작동유의 압력을 측정하는 작동유 압력측정부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 발전소용 유압 액추에이터로 일정 압력의 작동유와 비상 트립유를 공급한 후, 상기 서보 밸브에 제 2전류량의 인가에 따라 상기 변위감지부에 의해 감지된 감지 신호가 상기 최대 변위 값으로 제공될 때 상기 작동유 압력측정부로부터 제공된 감지 신호에 따른 상기 실린더 내부에 수용된 작동유의 압력을 출력하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서보밸브에 상기 (+)의 제 1전류량이 인가될 때, 상기 실린더에 작동유가 제공되어 상기 피스톤이 상기 최소 변위 값의 위치에서 상기 최대 변위 값의 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 서보 밸브에 상기 (-)의 제 1전류량이 인가될 때, 상기 실린더에 공급된 작동유가 상기 실린더 외부로 배출되어 상기 피스톤이 상기 최대 변위 값의 위치에서 상기 최소 변위 값의 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 작동유 압력측정부는,
    상기 실린더와 상기 서보 밸브를 연결하는 유압라인에 배치되어, 감지된 작동유의 압력을 전기적인 신호로 변환하는 작동유 PT센서와;
    상기 작동유 PT센서와 일정 간격을 두고 상기 서보 밸브와 상기 실린더를 연결하는 유압라인에 배치되어, 감지된 작동유의 압력을 아날로그 신호로 표시하는 작동유 압력게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scala)은 상기 제 2전류량의 스칼라량 보다 큰 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    비상 트립유의 유압라인에 배치되어 전기적인 신호의 공급 및 차단에 따라 여자 및 소자되는 비상 트립 솔레노이드 밸브를 더 포함하며,
    상기 제어부는 전기적인 신호의 공급에 따라 상기 비상 트립 솔레노이드 밸브가 여자될 때, 상기 최대 변위 값에서 상기 최소 변위 값으로 이동되는 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 서보 밸브에는 상기 실린더로 상기 피스톤에 유압력을 제공하는 작동유를 공급하도록 제 3전류량이 인가되는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 서보 밸브에 상기 제 3전류량이 공급되어 상기 변위 감지부에 의해 상기 최대 변위 값이 감지될 때, 상기 비상 트립 솔레노이드 밸브는 전기적인 신호의 공급에 따라 여자되는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scala)은 상기 제 3전류량의 스칼라량 보다 큰 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치.
  13. 실린더와, 피스톤을 갖는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단장치를 이용한 상기 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법에 있어서,
    상기 성능 진단장치는 서보밸브 및 비상 트립 솔레노이드 밸브를 포함하며,
    (a) 상기 서보 밸브에 (+)의 제 1전류량과 (-)의 제 1전류량의 인가에 따라 상기 실린더로 상기 피스톤에 유압력을 제공하는 작동유의 공급과 상기 실린더로부터 작동유의 배출 중 어느 하나를 수행하는 단계와;
    (b) 상기 (a) 단계에서 상기 서보 밸브에 상기 (+)의 제 1전류량이 인가될 때 상기 피스톤의 이동에 대한 최대 변위 값을 감지하고, 상기 (a) 단계에서 상기 서보 밸브에 상기 (-)의 제 1전류량이 인가될 때 상기 피스톤의 이동에 대한 최소 변위 값을 감지하는 단계와;
    (c) 상기 최소 변위 값으로부터 상기 최대 변위 값 및 상기 최대 변위 값으로부터 상기 최소 변위 값이 각각 감지될 때의 시간 값을 출력하는 단계와;
    (d) 상기 발전소용 유압 액추에이터로 일정 압력의 작동유와 비상 트립유를 공급한 후, 상기 실린더 내부의 작동유의 압력을 감지하여 출력하는 단계를 포함하며,
    상기 (d) 단계는,
    상기 서보밸브에 제 2전류량을 인가하는 단계와;
    상기 제 2전류량이 인가되어, 상기 실린더에 공급된 작동유에 따라 상기 피스톤이 이동될 때 상기 피스톤의 이동에 대한 상기 최대 변위 값을 감지하는 단계와;
    상기 최대 변위 값이 감지되면 상기 실린더 내부의 작동유의 압력을 감지하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 최소 변위 값이 감지될 때 상기 서보 밸브에 상기 (+)의 제 1전류량을 인가하고, 상기 최대 변위 값이 감지될 때 상기 서보 밸브에 상기 (-)의 제 1전류량을 인가하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scala)은 상기 제 2전류량의 스칼라량 보다 큰 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법.
  18. 제 13항에 있어서,
    (e) 상기 발전소용 유압 액추에이터에 작동유와 비상 트립유를 공급한 상태에서 상기 비상 트립 솔레노이드 밸브에 전기적인 신호를 공급하여 여자한 후, 상기 최대 변위 값에서 상기 최소 변위 값으로 이동되는 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    상기 서보밸브에 제 3전류량을 인가하는 단계와;
    상기 제 3전류량이 인가되어, 상기 실린더에 공급된 작동유에 따라 상기 피스톤이 이동될 때 상기 피스톤의 이동에 대한 상기 최대 변위 값을 감지하는 단계와;
    상기 비상 트립 솔레노이드 밸브가 여자된 후, 상기 최소 변위 값을 감지하는 단계와;
    상기 최소 변위 값이 감지되면 상기 피스톤의 이동 시간 값을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 (+)의 제 1전류량 및 (-)의 제 1전류량의 스칼라량(scala)은 상기 제 3전류량의 스칼라량 보다 큰 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 비상 트립 솔레노이드 밸브가 여자될 때, 상기 발전소용 유압 액추에이터에 수용된 작동유와 비상 트립유는 상기 발전소용 유압 액추에이터 외부로 드레인 되는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압 액추에이터의 성능 진단방법.
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