KR101906705B1 - 발전기용 성능시험 장치 - Google Patents

Abstract

발전기용 성능시험 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전기용 성능 시험 장치는 냉각수가 발전기로 공급 및 환수되도록 복수개의 공급관과 환수관이 각각 구비된 냉각수 공급 유닛; 상기 공급관에 각각 설치되고 상기 공급관을 경유하는 냉각수의 온도를 조절하는 조절 유닛; 상기 냉각수 공급 유닛을 경유한 냉각수의 온도 정보와 상기 냉각수의 상태 정보가 기 설정된 설정 값으로 제어가 이루어지는 제어 유닛; 상기 발전기로 공급된 냉각수의 온도 정보와 상태 정보가 저장되는 데이터 저장부; 및 상기 냉각수의 온도 정보와 상태 정보가 다수개로 분할된 정보창으로 상기 발전기의 냉각수 데이터가 표시되는 데이터 표시부를 포함한다.

Description

발전기용 성능시험 장치{Performance test equipment for generator}

본 발명은 발전기의 성능시험을 용이하게 실시하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 발전기로 공급되는 냉각수의 온도를 일정하게 조절하여 냉각에 따른 테스트를 안정적으로 실시하기 위한 발전기용 성능시험 장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전기라 함은 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기기로서, 발전기의 기본 원리는 전자기 유도작용을 이용하여 기전력을 발생시키는 것이다. 예를 들면 두 개의 자석 사이에 코일을 넣고, 코일을 회전시키면 코일 속에 자기장의 변화가 생기고, 이때 코일의 양끝에 유도 기전력이 발생하여 유도 전류가 흐르게 된다. 이렇게 해서 생긴 전류는 세기와 방향이 주기적으로 변화되는 교류이다.

대용량 발전기는 운전 중에 상기 회전자 및 고정자 주위에서 고온의 열이 발생되고, 상기 발전기의 온도가 규정치 이상을 초과하여 상승될 경우 절연물에 손상이 유발되거나 파괴되어 도체간에 단락이 발생되어 상기 발전기의 정지 사고를 일으키는 주 원인이 된다.

발전기에서 발생되는 온도 상승은 고정자 또는 회전자 도체에 매우 큰 전류가 흐르면서 발생되거나, 고정자 또는 회전자의 권선에 발생하는 유도전류에 의해 온도가 상승되거나 회전자의 마찰에 기인한 온도 상승이 주요 원인으로 파악되고 있다.

이와 같은 온도 상승을 억제하기 위해서는 발전기 내부에 굵은 구리 도체를 사용하고 저속도로 운행하는 방법이 있으나, 이 경우 동일한 전류를 생산하기 위해서는 발전 설비가 보다 대형화되어야 하는 단점이 있어 비경제적이

므로 발전소에서는 상대적으로 경제적인 강제 냉각 방식을 채용하고 있다.

발전기에서는 직접 냉각 방식을 취하기 위해 고정자를 구성하는 도체 권선으로 흔히 중공 도체가 사용되고 상기 중공 도체 내부로 특정 온도가 유지되는 냉각수가 공급된다.

상기 발전기는 냉각수의 온도가 특정 온도로 일정하게 유지되는 것이 안정적인 냉각과 발전 효율 향상에 유리해진다. 이 경우 발전기가 실제 설치되기 이전에 상기 발전기로 공급되는 냉각수의 온도를 기 설정된 설계치 온도로 조절하여 냉각 성능 테스트를 실시하고 있다.

일 예로 종래에는 발전기로 공급되는 냉각수를 공급하는 냉각수 펌프 유닛의 온도를 작업자가 수작업으로 일일이 조정 해야하므로 일정하게 냉각수의 온도를 유지하기 어려운 문제점이 유발되었다.

또한 작업자는 발전기로 공급되는 냉각수의 온도를 특정 시간 마다 수기로 기록하고 이를 프린트하여 고객에게 제공하는 번거로운 문제점이 유발되었다.

대한민국등록특허 제10-0787931호 (등록일: 2007년12월14일)

본 발명의 실시 예들은 발전기의 성능 테스트 중 냉각 성능 테스트를 위해 공급되는 냉각수의 온도 또는 유량를 자동으로 조절하고 테스트가 이루어진 결과 데이터를 고객에게 손쉽게 제공하기 위한 발전기용 성능시험 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면 냉각수가 발전기로 공급 및 환수 되도록 복수개의 공급관과 환수관이 각각 구비된 냉각수 공급 유닛; 상기 공급관에 각각 설치되고 상기 공급관을 경유하는 냉각수의 온도를 조절하는 조절 유닛; 상기 냉각수 공급 유닛을 경유한 냉각수의 온도 정보와 상기 냉각수의 상태 정보가 기 설정된 설정 값으로 제어가 이루어지는 제어 유닛; 상기 발전기로 공급된 냉각수의 온도 정보와 상태 정보가 저장되는 데이터 저장부; 및 상기 냉각수의 온도 정보와 상태 정보가 다수개로 분할된 정보창으로 상기 발전기의 냉각수 데이터가 표시되는 데이터 표시부를 포함하며, 상기 공급관에는 냉각수의 온도를 감지하기 위해 상기 공급관에 특정 간격으로 복수개가 이격되도록 구비된 온도 센서; 상기 냉각수의 압력을 감지하기 위해 구비된 압력 센서; 상기 냉각수의 유량을 감지하기 위한 유량 센서가 구비된다.

상기 냉각수 공급 유닛은 상기 공급관과 환수관이 안착되도록 구비된 지지 프레임에 안착되는 것을 특징으로 한다.

상기 조절 유닛은 상기 냉각수의 온도를 히팅하기 위한 단위 히터를 포함하고, 상기 단위 히터는 상기 제어 유닛에 의해 온도가 자동으로 조절되는 것을 특징으로 한다.

상기 조절 유닛은 상기 냉각수의 온도를 하강하기 위한 단위 쿨러를 포함하고, 상기 단위 쿨러는 상기 제어 유닛에 의해 온도가 자동으로 조절되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 유닛은 상기 냉각수의 온도와 유량을 조절 유닛별로 각각 개별 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 유닛은 상기 냉각수의 온도를 일정하게 제어하되, 어느 하나의 조절 유닛을 경유한 냉각수의 온도가 설정 온도보다 낮을 경우 해당 조절 유닛의 냉각수 온도가 상승하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 유닛은 상기 냉각수의 온도가 설정 값과 일치할 때까지 복수개의 조절 유닛 중 상기 냉각수 온도가 상승된 조절 유닛의 개도량을 제어하거나, 상기 발전기로의 공급을 일시 중지하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 유닛은 상기 발전기의 냉각수 데이터를 고객사에게 제공하기 위해 구비된 프린터 유닛과 연계 작동 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들은 발전기의 성능 테스트 중 냉각수의 공급에 따른 성능 테스트를 정확하고 편리하게 실시할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 발전기로 공급되는 냉각수의 온도가 복수개의 공급관에서 상이한 경우에도 일정하게 조절할 수 있어 제어의 용이성이 향상된다.

본 발명의 실시 예들은 고객사에 발전기의 냉각 성능 테스트에 따른 성적서를 편리하게 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전기용 성능시험 장치가 발전기에 설치된 상태를 간략히 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 유닛과 연계된 구성을 도시한 도면.

본 발명의 일 실시 예에 따른 발전기용 성능시험 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전기용 성능시험 장치가 발전기에 설치된 상태를 간략히 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 유닛과 연계된 구성을 도시한 도면이다.

첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시 예는 냉각수가 발전기(10)로 공급 및 환수되도록 복수개의 공급관(102)과 환수관(104)이 각각 구비된 냉각수 공급 유닛(100)과, 상기 공급관(102)에 각각 설치되고 상기 공급관(102)을 경유하는 냉각수의 온도를 조절하는 조절 유닛(200)과, 상기 냉각수 공급 유닛(100)을 경유한 냉각수의 온도 정보와 상기 냉각수의 상태 정보가 기 설정된 설정 값으로 제어가 이루어지는 제어 유닛(300)과, 상기 발전기(10)로 공급된 냉각수의 온도 정보와 상태 정보가 저장되는 데이터 저장부(400) 및 상기 냉각수의 온도 정보와 상태 정보가 다수개로 분할된 정보창으로 상기 발전기(10)의 냉각수 데이터가 표시되는 데이터 표시부(500)를 포함한다.

본 실시 예에 의한 발전기(10)는 일 예로 대용량 발전기로 화력 발전소와 같이 전력 생산을 위해 구비된 발전기를 의미한다. 상기 발전기(10)는 여러 가지 성능 시험 중 냉각수가 기 설정된 설정 온도를 유지하면서 일정하게 공급시키기 위해 사용한다.

냉각수 공급 유닛(100)은 일 예로 지면에 위치되는데, 공급관(102)과 환수관(104)이 안착되도록 구비된 지지 프레임(101)에 안착된다. 상기 지지 프레임(101)은 복수개의 개별 구역으로 각각 분할되고 상기 분할된 개별 구역에 공급관(102)과 환수관(104)이 상하로 서로 마주보며 위치된다.

상기 공급관(102)과 환수관(104)은 대구경을 갖는 배관이 사용되므로 상기 지지 프레임(101)의 강성이 안정적으로 유지되는 것이 발전기의 냉각 성능을 안정적으로 테스트 할 수 있다.

상기 공급관(102)은 도면 기준으로 지지 프레임(101)의 상측에 위치되고, 환수관(104)은 상기 공급관(102)의 하측에 위치된다.

본 실시 예에 의한 조절 유닛(200)은 일 예로 게이트 밸브가 사용되며, 후술할 제어 유닛(300)에 의해 개폐 상태와 개도량이 자동으로 제어된다. 상기 조절 유닛(200)은 상기 공급관(102)에 각각 개별 장착되고, 상기 제어 유닛(300)에 의해 개별 제어된다.

상기 조절 유닛(200)이 공급관(102)에 개별 장착되는 이유는 냉각수의 온도 변화가 발생되는 경우 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도 조절을 정확하게 실시하기 위해서이다. 상기 냉각수는 균일한 온도로 발전기(10)로 공급되는 것이 냉각 효율 측면에서 유리한데, 만약 냉각수의 온도가 시간에 따라 가변적으로 변화되면 발전기(10)의 발전 효율을 저하시킬 수 있다.

본 발명은 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도를 항시 일정하게 유지시키기 위해 상기 조절 유닛(200)을 개별적으로 제어하여 냉각수의 온도를 기 설정된 온도값으로 일정하게 유지시키고자 한다.

참고로 도 2에는 조절 유닛(200)이 모두 4개가 도시된 것으로 한정하였으나 개수는 변동 될 수 있음을 밝혀둔다.

상기 조절 유닛(200)은 냉각수의 온도를 히팅하기 위한 단위 히터(210)를 포함하고, 상기 단위 히터(210)는 상기 제어 유닛(300)에 의해 온도가 자동으로 조절된다. 상기 단위 히터(210)는 공급관(102)의 개폐에 따른 냉각수의 이동에 영향을 유발하지 않도록 위치되고 인가된 전류에 의해 소정의 온도로 발열된다.

상기 단위 히터(210)는 냉각수의 온도를 기 설정된 온도값으로 신속하게 상승시켜 발전기(10)로 공급할 수 있어 상기 발전기(10)의 안정적인 냉각을 통해 효율 향상을 도모할 수 있다.

상기 조절 유닛(200)은 상기 냉각수의 온도를 하강하기 위한 단위 쿨러(220)를 포함하고, 상기 단위 쿨러(220)는 상기 제어 유닛(300)에 의해 온도가 자동으로 조절된다. 상기 단위 쿨러(220)는 전술한 단위 히터(210)와 함께 냉각수의 온도를 특정 온도로 하강시키기 위해 구비된다.

예를 들어 발전기(10)로 공급되는 목수개의 공급관(102)의 온도가 서로 상이할 경우 모두 일치시키는 것이 발전기(10)의 안정적인 냉각을 위해 유리할 수 있다.

이 경우 제어 유닛(300)은 냉각수의 온도가 상승된 공급관에 위치된 단위 쿨러(220)를 작동시켜 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도를 기 설정된 온도 값으로 하강시킨다.

본 발명은 복수개의 공급관(102)을 통해 공급되는 냉각수의 온도가 모두 동일한 온도가 유지되지 않는 경우 상기 냉각수의 온도가 모두 일정하게 유지되도록 상기 단위 쿨러(220) 또는 단위 히터(210)를 제어하여 발전기(10)로 냉각수를 공급 시킬 수 있다.

작업자 또는 관리자는 위와 같이 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도 조절을 위해 발전기(10)가 위치된 장소까지 이동하거나, 상기 조절 유닛(200)이 위치된 곳으로 이동하지 않고서도 상기 제어 유닛(300)이 위치된 장소에서 편리하게 조절할 수 있다.

본 실시 예는 공급관에 냉각수의 온도를 감지하기 위해 온도 센서(20)가 구비되고, 상기 냉각수의 압력을 감지하기 위해 압력 센서(30)가 구비된다.

상기 온도 센서(20)와 압력 센서(30)는 제어 유닛(300)으로 감지된 데이터를 전송하고, 상기 제어 유닛(300)이 기 설정된 데이터와 비교하여 조절 유닛(200) 또는 단위 히터(210)의 작동 상태를 제어한다.

특히 온도 센서(20)는 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도와 연관되므로 복수개가 특정 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 이 경우 냉각수가 공급관(102)을 통해 이동하는 순간의 온도를 정확하게 감지할 수 있어 오차 발생을 최소화할 수 있다.

또한 온도 센서(20)는 각각의 공급관(102)에 모두 구비되므로 위치에 따른 정확한 온도 데이터를 제어 유닛(300)으로 전송할 수 있다. 예를 들어 제어 유닛(300)은 복수개의 공급관(102) 중 냉각수 온도가 하강된 공급관에 구비된 온도 센서(20)로부터 전송된 온도 데이터를 입력받아 상기 냉각수의 온도가 기 설정된 온도 데이터와 상이한 것으로 판단하고 상기 공급관(102)에 구비된 조절 유닛만을 개별 제어하여 발전기(10)로 공급되는 냉각수를 제어한다.

이와 같이 본 실시 예에 의한 제어 유닛(300)은 상기 냉각수의 온도와 유량을 조절 유닛(200)별로 각각 개별 제어할 수 있어 이상 유무가 발생된 공급관(102)만 작업자가 점검 하면 된다.

또한 본 실시 예는 공급관(102)으로 공급되는 냉각수의 유량을 감지하는 유량 센서(40)가 구비되므로, 상기 발전기(10)로 어느 정도의 유량이 공급되는지 정확하게 상기 제어 유닛(300)에서 판단할 수 있다.

제어 유닛(300)은 데이터 저장부(400)와 연계 작동되며 다량의 데이터가 저장 및 통계화되어 관리자에게 제공될 수 있다. 상기 제어 유닛(300)에는 기 설정된 설정값이 조정 가능하도록 버튼이 구비되어 있어 관리자가 특정 수치 값으로 용이하게 조정할 수 있다.

예를 들어 냉각수의 온도를 올리거나 내리고자 할 때 상기 버튼을 이용하여 조정하면 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도가 기 설정된 온도에서 변화된 온도 데이터로 손쉽게 조정된다. 상기 제어 유닛(300)은 작업자가 주로 거주하는 조정실(미도시)에 위치되므로 냉각수가 위치된 지하 물탱크(미도시)로 이동하지 않고서도 손쉽게 냉각수의 온도 조절을 실시할 수 있다.

상기 제어 유닛(300)은 냉각수의 온도 조절과 함께 유량 조절도 동시에 실시할 수 있으며 다른 조건도 다양하게 변화시켜 조정할 수 있어 발전기(10)의 작동 상태에 따라 즉각적인 조치를 취할 수 있다.

따라서 작업자는 제어 유닛(300)을 통한 냉각수의 온도가 변화되는 경우에도 용이하게 온도 조절을 실시할 수 있다.

본 실시 예는 작업자 또는 관리자가 상기 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 공급 온도 및 압력 변화에 따른 상태가 데이터 표시부(500)를 통해 표시된다. 상기 데이터 표시부(500)는 수치화된 상태로 표시되며 통상 적으로 사용되는 모니터에 결과값이 표시된다.

상기 데이터 표시부(500)는 관리자가 시각적으로 인지하기 용이하도록 그래프 상태로 표시될 수 있으며 온도 데이터와 압력 데이터와 유량 데이터 등이 각각 표시되는 복수개의 개별 표시창으로 표시될 수 있다.

따라서 관리자는 상기 데이터 표시부(500)에 표시되는 데이터 정보를 시각적으로 인지하고 현재 발전기(10)의 이상 유무를 정확하게 판단할 수 있다.

본 실시 예에 의한 제어 유닛(300)은 냉각수의 온도를 일정하게 제어하되, 어느 하나의 조절 유닛을 경유한 냉각수의 온도가 설정 값보다 낮을 경우 해당 조절 유닛의 냉각수 온도가 상승하도록 제어할 수 있다. 이 경우 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도를 모두 일정하게 유지할 수 있으므로 냉각수의 공급 온도를 모두 일정하게 유지시킬 수 있다.

본 실시 예에 의한 제어 유닛(300)은 상기 냉각수의 온도가 설정 값과 일치할 때까지 복수개의 조절 유닛 중 상기 냉각수 온도가 상승된 조절 유닛의 개도량을 제어하거나, 상기 발전기로의 공급을 일시 중지할 수 있다.

복수개의 공급관(102)이 구비된 본 발명은 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도를 안정적으로 조절하기 위해 조절 유닛의 개도량 제어를 실시하거나 공급량 제어를 통해 발전기(10)로 공급되는 냉각수의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

따라서 관리자가 편리하게 냉각수의 온도 제어를 실시할 수 있어 작업 효율성이 향상된다.

본 실시 예에 의한 제어 유닛(300)은 상기 발전기의 냉각수 데이터를 고객사에게 제공하기 위해 구비된 프린터 유닛(600)과 연계 작동된다.

상기 프린터 유닛(600)은 특정 시간과 기간 동안 발전기(10)로 공급된 냉각수의 데이터를 고객사에게 손쉽게 제공할 수 있어 관리자의 관리성 향상을 도모할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10 : 발전기
20 : 온도 센서
30 : 압력 센서
100 : 냉각수 공급 유닛
102 : 공급관
104 : 환수관
101 : 지지 프레임
200 : 조절 유닛
210 : 단위 히터
220 : 단위 쿨러
300 : 제어 유닛
400 : 데이터 저장부
500 : 데이터 표시부
600 : 프린터 유닛

Claims (9)

1. 냉각수가 발전기로 공급 및 환수 되도록 복수개의 공급관과 환수관이 각각 구비된 냉각수 공급 유닛;
   상기 공급관에 각각 설치되고 상기 공급관을 경유하는 냉각수의 온도를 조절하는 조절 유닛;
   상기 냉각수 공급 유닛을 경유한 냉각수의 온도 정보와 상기 냉각수의 상태 정보가 기 설정된 설정 값으로 제어가 이루어지는 제어 유닛;
   상기 발전기로 공급된 냉각수의 온도 정보와 상태 정보가 저장되는 데이터 저장부; 및
   상기 냉각수의 온도 정보와 상태 정보가 다수개로 분할된 정보창으로 상기 발전기의 냉각수 데이터가 표시되는 데이터 표시부를 포함하며,
   상기 공급관에는 냉각수의 온도를 감지하기 위해 상기 공급관에 특정 간격으로 복수개가 이격되도록 구비된 온도 센서;
   상기 냉각수의 압력을 감지하기 위해 구비된 압력 센서;
   상기 냉각수의 유량을 감지하기 위한 유량 센서가 구비된 것을 특징으로 하는 발전기용 성능시험 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 냉각수 공급 유닛은 상기 공급관과 환수관이 안착되도록 구비된 지지 프레임에 안착되는 것을 특징으로 하는 발전기용 성능시험 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 조절 유닛은 상기 냉각수의 온도를 히팅하기 위한 단위 히터를 포함하고, 상기 단위 히터는 상기 제어 유닛에 의해 온도가 자동으로 조절되는 것을 특징으로 하는 발전기용 성능시험 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 조절 유닛은 상기 냉각수의 온도를 하강하기 위한 단위 쿨러를 포함하고, 상기 단위 쿨러는 상기 제어 유닛에 의해 온도가 자동으로 조절되는 것을 특징으로 하는 발전기용 성능시험 장치.
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제어 유닛은 상기 냉각수의 온도와 유량을 조절 유닛별로 각각 개별 제어하는 것을 특징으로 하는 발전기용 성능시험 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제어 유닛은 상기 냉각수의 온도를 일정하게 제어하되, 어느 하나의 조절 유닛을 경유한 냉각수의 온도가 설정 온도보다 낮을 경우 해당 조절 유닛의 냉각수 온도가 상승하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 발전기용 성능시험 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제어 유닛은 상기 냉각수의 온도가 설정 값과 일치할 때까지 복수개의 조절 유닛 중 상기 냉각수 온도가 상승된 조절 유닛의 개도량을 제어하거나, 상기 발전기로의 공급을 일시 중지하는 것을 특징으로 하는 발전기용 성능시험 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 제어 유닛은 상기 발전기의 냉각수 데이터를 고객사에게 제공하기 위해 구비된 프린터 유닛과 연계 작동 되는 것을 특징으로 하는 발전기용 성능시험 장치.
   

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