KR102577362B1 - Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency - Google Patents

Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency Download PDF

Info

Publication number
KR102577362B1
KR102577362B1 KR1020230072698A KR20230072698A KR102577362B1 KR 102577362 B1 KR102577362 B1 KR 102577362B1 KR 1020230072698 A KR1020230072698 A KR 1020230072698A KR 20230072698 A KR20230072698 A KR 20230072698A KR 102577362 B1 KR102577362 B1 KR 102577362B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
loss
reference surface
unit
friction
power
Prior art date
Application number
KR1020230072698A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김현묵
박준현
신우중
Original Assignee
주식회사 스탠더드시험연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 스탠더드시험연구소 filed Critical 주식회사 스탠더드시험연구소
Priority to KR1020230072698A priority Critical patent/KR102577362B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102577362B1 publication Critical patent/KR102577362B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/008Measuring or testing arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/008Subject matter not provided for in other groups of this subclass by doing functionality tests
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/001Measuring real or reactive component; Measuring apparent energy
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/337Electrical grid status parameters, e.g. voltage, frequency or power demand
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Abstract

본 발명은 수력발전기의 효율 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수력발전기의 효율 계산 시 요구되는 손실을 수력발전기의 기준면에서 발생되는 기준면 손실과 수력발전기의 마찰부에서 발생되는 마찰부 손실로 구분하고, 수력발전기의 종류에 따른 냉각 방식 및 유체 종류의 특징에 따른 파라미터를 입력받아 설정할 수 있으며, 기준면 손실 열량 및 냉각방식 및 유체 종류의 특징을 반영한 마찰부 손실 열량에 의한 총 손실을 계산하여 수력발전기의 효율을 계산하는 수력발전기 효율 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring the efficiency of a hydroelectric generator. More specifically, the loss required when calculating the efficiency of a hydroelectric generator is divided into the reference surface loss generated from the reference surface of the hydroelectric generator and the friction portion loss generated from the friction portion of the hydroelectric generator. It can be set by inputting parameters according to the characteristics of the cooling method and fluid type according to the type of hydroelectric generator, and calculate the total loss due to the heat loss from the friction area reflecting the heat loss from the reference surface and the characteristics of the cooling method and type of fluid. It relates to a hydroelectric generator efficiency measurement device and method for calculating the efficiency of a hydroelectric generator.

Description

수력발전기 효율 측정 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency}Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency}

본 발명은 수력발전기의 효율 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수력발전기의 효율 계산 시 요구되는 손실을 수력발전기의 기준면에서 발생하는 기준면 손실과 수력발전기의 마찰부에서 발생하는 마찰부 손실로 구분하고, 수력발전기의 종류에 따른 냉각 방식 및 유체 종류의 특징에 따른 파라미터를 입력받아 설정할 수 있으며, 기준면 손실 열량 및 냉각 방식 및 유체 종류의 특징을 반영한 마찰부 손실 열량에 의한 총 손실을 계산하여 수력발전기의 효율을 계산하는 수력발전기 효율 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring the efficiency of a hydroelectric generator. More specifically, the loss required when calculating the efficiency of a hydroelectric generator is divided into the reference surface loss occurring on the reference surface of the hydroelectric generator and the friction portion loss occurring in the friction portion of the hydroelectric generator. It can be set by inputting parameters according to the characteristics of the cooling method and fluid type according to the type of hydroelectric generator, and calculate the total loss due to the heat loss from the reference surface and the heat loss from the friction area reflecting the characteristics of the cooling method and fluid type. It relates to a hydroelectric generator efficiency measurement device and method for calculating the efficiency of a hydroelectric generator.

수력발전기는 수차(Turbine)를 활용해 물의 위치에너지를 수차의 운동에너지로 변환하고, 수차의 운동에너지를 발전기의 전기에너지로 변환하여 전기를 생산한다.A hydroelectric generator uses a turbine to convert the potential energy of water into the kinetic energy of the turbine, and converts the kinetic energy of the turbine into electrical energy of the generator to produce electricity.

이런 수력발전기의 가격은 수억에서 수백억의 고가 설비로, 그 성능은 하기 수학식 1과 같이 정의되는 수력발전기의 효율(η)에 의해 결정된다. 통상적으로, 수력발전기의 성능은 입력에너지와 출력에너지의 비율로 정의된다.The price of such a hydroelectric generator is an expensive facility ranging from hundreds of millions to tens of billions, and its performance is determined by the efficiency (η) of the hydroelectric generator defined as in Equation 1 below. Typically, the performance of a hydroelectric generator is defined as the ratio of input energy and output energy.

여기서, P1은 별도의 소스에서 여기에너지를 제외한 입력에너지이고, P2는 출력에너지로 생산되는 에너지이고, P1E는 여기에너지이며, PT는 총 손실 에너지(또는 "전력"이라 함)이다.Here, P 1 is the input energy excluding excitation energy from a separate source, P 2 is the energy produced as output energy, P 1E is the excitation energy, and P T is the total loss energy (also called “power”). .

출력에너지는 전류측정을 통해 쉽게 계측될 수 있으나, 입력에너지는 손실의 종류가 매우 다양하므로 측정하기 매우 까다롭다.Output energy can be easily measured through current measurement, but input energy is very difficult to measure because the types of losses are very diverse.

수력발전기의 효율을 측정하기 위해서는 손실되는 에너지를 측정해야 하며 IEC 60034-2-1에서는 기기법, 감속법, 열량 측정법을 제시하고 있다. 이 중 열량 측정법은 시험대상 기기, 즉 수력발전기에서 발생하는 열을 측정하여 손실을 추측하는 것으로, 상술한 여러 측정 방법 중 총 손실을 측정할 수 있는 유일한 방법이다.In order to measure the efficiency of a hydroelectric generator, the energy lost must be measured, and IEC 60034-2-1 suggests instrumental methods, deceleration methods, and calorimetric methods. Among these, the calorimetry method estimates loss by measuring the heat generated from the device under test, that is, a hydroelectric generator, and is the only method that can measure the total loss among the various measurement methods described above.

따라서, 일반적인 수력발전기의 효율 측정 장비는 손실을 측정하기 위해 수력발전기의 베어링과 열적 경계면 등을 대상으로 많은 계측기를 통해 계측값들을 획득할 수 있는 열량 측정법을 적용하여 효율을 계산한다. Therefore, general efficiency measurement equipment for hydroelectric generators calculates efficiency by applying a calorimetric method that can obtain measured values through many measuring instruments targeting the bearings and thermal interfaces of the hydroelectric generator to measure losses.

그러나 수력발전기는 제조사 및 수차 종류에 따라 베어링과 경계면의 냉각 방식 및 유체의 종류가 다양하여 하나의 시험장비로 다양한 종류의 수력발전기를 대상으로 효율을 측정하는 데 어려움이 있는 문제점이 있다.However, hydroelectric generators have different cooling methods and fluid types at the bearing and interface depending on the manufacturer and type of water turbine, making it difficult to measure the efficiency of various types of hydroelectric generators with a single test equipment.

이러한 이유로 대부분의 발전업체가 효율측정 시험을 수력발전기 제조사에 의뢰하므로 제조사의 셀프 시험평가로 인해 그 결과의 신뢰성을 보증할 수 없는 문제점이 있다.For this reason, most power generation companies request efficiency measurement tests from hydropower generator manufacturers, so there is a problem in that the reliability of the results cannot be guaranteed due to the manufacturer's self-test evaluation.

따라서 수력발전기 제조사에 의존하지 않은 독립된 시험을 통해 신뢰성 높은 효율측정정보를 제공하고, 단일로 구성되어 다양한 종류의 수력발전기를 대상으로 효율을 측정할 수 있는 수력발전기 효율 측정 장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for the development of a hydroelectric generator efficiency measurement device that provides highly reliable efficiency measurement information through independent testing that is not dependent on the hydroelectric generator manufacturer and can measure efficiency for various types of hydroelectric generators in a single unit. .

대한민국 등록특허 제10-2069997호(2020.01.23. 공고)Republic of Korea Patent No. 10-2069997 (announced on January 23, 2020)

따라서 본 발명의 목적은 수력발전기의 효율 계산 시 요구되는 손실을 수력발전기의 기준면에서 발생하는 기준면 손실과 수력발전기의 마찰 부에서 발생하는 마찰부 손실로 구분하고, 기준면과 마찰부에 설치할 측정기의 추가 및 삭제가 용이하며, 수력발전기의 종류에 따른 냉각 방식 및 유체 종류의 특징에 따른 파라미터를 입력받아 설정할 수 있으며, 기준면 손실 열량 및 냉각 방식 및 유체 종류의 특징을 반영한 마찰부 손실 열량에 의한 총 손실을 계산하여 수력발전기의 효율을 계산하는 수력발전기 효율 측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.Therefore, the purpose of the present invention is to divide the loss required when calculating the efficiency of a hydroelectric generator into a reference surface loss occurring on the reference surface of the hydroelectric generator and a friction loss occurring in the friction part of the hydroelectric generator, and to add a measuring instrument to be installed on the reference surface and the friction part. and is easy to delete, and can be set by inputting parameters according to the characteristics of the cooling method and fluid type according to the type of hydroelectric generator, and the total loss due to the heat loss from the reference surface and the heat loss from the friction part that reflects the characteristics of the cooling method and fluid type. To provide a hydroelectric generator efficiency measurement device and method for calculating the efficiency of a hydroelectric generator by calculating .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치는: 수력발전기 종류에 대응하는 기준면에 설치되어 기준면 손실 요소를 측정하여 출력하는 둘 이상의 기준면 손실 요소 측정기를 포함하는 기준면 손실 요소 측정부 및 수력발전기 종류에 대응하는 마찰부에 설치되어 마찰부 손실 요소를 측정하여 출력하는 둘 이상의 마찰부 손실 요소 측정기를 포함하는 마찰부 손실 요소 측정부를 포함하는 손실 측정부; 사용자 인터페이스 수단을 사용자에게 제공하여 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 정보를 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 정보를 입력받는 입출력부; 수력발전기 종류에 따른 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 저장하고 상기 입출력부를 통해 입력되는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 저장하는 저장부; 및 여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하고, 상기 입출력부를 통해 수력발전기 종류에 대응하는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 획득하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The hydroelectric generator efficiency measurement device according to the present invention for achieving the above object is: a reference surface loss factor measurement device including two or more reference surface loss factor meters that are installed on a reference surface corresponding to the type of hydroelectric generator and measure and output the reference surface loss factor. A loss measuring unit including a friction unit loss element measurement unit installed in the friction unit corresponding to the type of unit and hydroelectric generator and including two or more friction unit loss factor measuring devices that measure and output the friction unit loss factor; an input/output unit that provides a user interface means to the user, provides information through the user interface means, and receives information through the user interface means; Information on the installation location of the reference surface loss factor measuring instrument that measures the reference surface loss factor according to the type of hydroelectric generator, information on the reference surface loss factor for each reference surface loss factor measuring device, and information on the installation location of the friction loss factor measuring device that measures the loss factor in the friction area and friction loss factor. a storage unit that stores friction loss element information for each element measuring device and stores fluid characteristic information and reference surface area information input through the input/output unit; and exciter power consumption, lubricant circulation pump power consumption, and generator output power, and obtain fluid characteristic information and reference surface area information corresponding to the type of hydroelectric generator through the input/output unit and store them in the storage unit, and obtain the fluid characteristic information. Friction loss power (P irs2 ) calculated from measurements of the friction loss element considering the reference surface loss power (P irs1 ) calculated from measurements of the reference surface loss element taking into account the reference surface area information. ) and the driving unit power consumption (P ers ), which is calculated by adding the exciter power consumption and the lubricant circulation pump power consumption, to calculate the total power consumption (P T ), and calculate the total power consumption and the generator output power. It is characterized by including a control unit that calculates the generator efficiency and outputs it through the input/output unit.

상기 제어부는, 상기 입출력부를 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력할 수 있는 사용자 인터페이스 수단을 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 관리하는 사용자 인터페이스부; 상기 손실 측정부로부터 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값, 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 획득하고, 여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하여 출력하는 데이터 획득부; 및 상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 효율 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control unit provides a user interface means for inputting the fluid characteristic information and reference surface information through the input/output unit, receives the fluid characteristic information and reference surface information through the user interface means, stores the fluid characteristic information and reference surface information in the storage, and manages it. a user interface unit; a data acquisition unit that acquires measured values for the friction loss element and the reference surface loss element from the loss measuring unit, and obtains and outputs exciter power consumption, lubricant circulation pump power consumption, and generator output power; and friction loss power (P irs2 ) calculated from measurements of the friction loss element in consideration of the fluid characteristic information, and a reference surface calculated from measurements of the reference surface loss element in consideration of the reference surface area information. The total power consumption (P T ) is calculated by adding the power loss (P irs1 ) and the power consumption of the driving unit (P ers ) calculated by adding the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump, and the total power consumption and It is characterized by comprising an efficiency calculation unit that calculates generator efficiency by applying the generator output power and outputs it through the input/output unit.

상기 효율 계산부는, 상기 기준면 면적 정보, 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 적용하여 상기 기준면에 대한 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 기준면 손실 계산부; 상기 유체 특징 정보, 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들을 적용하여 마찰부 손실 전력(Pirs2)을 계산하여 출력하는 마찰부 손실 계산부; 상기 데이터 획득부를 통해 획득되는 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 구동부 소모 전력(Pers)을 계산하여 출력하는 소모전력 계산부; 상기 기준면 손실 전력 및 상기 마찰부 손실전력을 가산하여 기계 손실전력(Pirs)를 계산하여 출력하는 기계손실 계산부; 상기 구동부 소모 전력(Pers) 및 상기 기계 손실전력(Pirs)을 가산하여 총 손실 전력(PT)를 계산하여 출력하는 총 손실 계산부; 상기 총 손실 전력 및 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 발전기 효율 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The efficiency calculation unit includes a reference surface loss calculation unit that calculates and outputs reference surface loss power (P irs1 ) for the reference surface by applying the reference surface area information and measured values for the reference surface loss element; a friction loss calculation unit that calculates and outputs friction loss power (P irs2 ) by applying the fluid characteristic information and measurement values for the friction loss factors; A power consumption calculation unit that adds the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump obtained through the data acquisition unit to calculate and output the power consumption of the driving unit (P ers ); a machine loss calculation unit that calculates and outputs machine loss power (P irs ) by adding the reference surface loss power and the friction portion loss power; a total loss calculation unit that calculates and outputs total loss power (P T ) by adding the driving unit power consumption (P ers ) and the machine loss power (P irs ); It is characterized by comprising a generator efficiency calculation unit that calculates generator efficiency by applying the total loss power and generator output power and outputs the generator efficiency through the input/output unit.

상기 제어부는, 발전기 종류에 따라 설치될 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 포함하는 손실 요소 정보를 입력할 수 있는 발전기 설정 사용자 인터페이스 수단을 상기 사용자 인터페이스부를 통해 입출력부로 제공하고, 상기 발전기 설정 사용자 인터페이스 수단을 통해 손실 요소 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 테스트를 수행할 수력발전기에 대한 손실 요소 정보를 설정하는 발전기 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The control unit provides information on the installation location of the reference surface loss element measuring device that measures the reference surface loss factor to be installed depending on the type of generator, reference surface loss factor information for each reference surface loss factor measuring device, and installation location of the friction loss element measuring device that measures the friction loss element. A generator setting user interface means for inputting loss factor information including friction loss factor information and friction loss factor information for each measuring device is provided to the input/output unit through the user interface unit, and a generator setting user interface unit is provided for inputting loss factor information including friction loss element information for each device, and the generator setting user interface unit is provided for inputting loss factor information including friction loss element information for each device. It further includes a generator setting unit that receives information and stores it in the storage unit to set loss factor information for the hydroelectric generator to be tested.

상기 기준면 손실 계산부는, 상기 기준면 손실 요소 측정기들로부터 출력되는 측정값 중 동일 기준면별 측정값들을 평균하여 출력하고, 미리 설정된 기준면의 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기 및 상기 기준면 손실 요소 측정기에 페어링되어 주변 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기에 의한 온도차들의 평균값을 계산하여 출력하는 평균값 계산부; 및 상기 평균값들 및 상기 유체 특징 정보 중 공기의 특징 및 기준면의 특징을 적용하여 기준면에 대해 발생하는 손실인 강제대류 손실(Pfc)을 계산하고, 공기 특징과 상부 기준면 및 하부 기준면 각각의 온도와 주변 공기 온도차 평균을 적용한 자연 대류 손실(Pnc)을 계산한 후, 상기 강제대류 손실과 자연 대류 손실을 가산하여 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 냉각기 배출 열량 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The reference surface loss calculation unit outputs an average of the measured values for each reference surface among the measured values output from the reference surface loss factor measuring devices, and is paired with a reference surface loss factor measuring device that measures the temperature of a preset reference surface and the reference surface loss factor measuring device. an average value calculation unit that calculates and outputs the average value of temperature differences by a reference surface loss element measuring device that measures the surrounding temperature; And the forced convection loss (P fc ), which is a loss occurring to the reference surface, is calculated by applying the air characteristics and the reference surface characteristics among the average values and the fluid characteristic information, and calculating the air characteristics and the temperatures of the upper and lower reference surfaces, respectively. After calculating the natural convection loss (P nc ) by applying the average temperature difference of the surrounding air, the cooler discharge heat calculation unit calculates and outputs the reference surface loss power (P irs1 ) by adding the forced convection loss and the natural convection loss. Do it as

상기 마찰부 손실 계산부는, 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 쓰러스트 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 윤활유 증가 열량을 계산하여 출력하는 윤활유 증가열량 계산부; 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 쓰러스트 베어링 냉각수 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 냉각수에 대한 특징정보를 반영하여 냉각수 증가열량을 계산하여 출력하는 냉각수 증가열량 계산부; 상기 윤활유 증가 열량 및 냉각수 증가열량을 가산하여 쓰러스트 베어링 손실열량(전력)을 계산하여 출력하는 베어링 손실 열량 계산부; 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 상부 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 상부 베어링 손실 열량을 계산하여 출력하는 상부 베어링 손실 계산부; 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 하부 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 하부 베어링 손실 열량을 계산하여 출력하는 하부 베어링 손실 계산부; 및 상기 쓰러스트 베어링 손실 열량, 상부 베어링 손실 열량 및 하부 베어링 손실열량을 가산하여 마찰부 손실전력(Pirs2)을 계산하여 상기 기계 손실 계산부로 출력하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The friction loss calculation unit increases the lubricant by reflecting the measured value input from the friction loss component measurement device installed at the thrust bearing lubricant inlet and outlet among the friction loss component measurement devices and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. A lubricant increased heat calculation unit that calculates and outputs the heat amount; Coolant that calculates and outputs the increased heat of the coolant by reflecting the measurement values input from the friction loss element measuring device installed at the thrust bearing coolant inlet and outlet among the friction loss element measuring devices and the characteristic information about the coolant among the fluid characteristic information. Increased calorie calculation unit; a bearing loss heat calculation unit that calculates and outputs thrust bearing heat loss (power) by adding the increased heat of the lubricant and the increased heat of the coolant; Among the friction loss factor measuring devices, the upper bearing loss heat amount is calculated and output by reflecting the measured value input from the friction loss factor measuring device installed at the upper bearing lubricant inlet and outlet and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. Bearing loss calculation unit; Among the friction loss element measuring devices, the lower bearing loss heat amount is calculated and output by reflecting the measured value input from the friction loss element measuring device installed at the lower bearing lubricant inlet and outlet and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. Bearing loss calculation unit; And an addition unit that calculates frictional power loss (P irs2 ) by adding the thrust bearing heat loss, upper bearing heat loss, and lower bearing heat loss and outputs the result to the mechanical loss calculation unit.

상기 기준면 손실 요소는 온도 및 풍속이고, 상기 마찰부 손실 요소는 냉각수 및 윤활유의 유량 및 온도인 것을 특징으로 한다.The reference surface loss factors are temperature and wind speed, and the friction part loss factors are the flow rate and temperature of coolant and lubricant.

상기 기준면 정보는 수력발전기의 상부, 하부 면적 및 풍도 넓이를 포함하고, 상기 유체 특징 정보는 공기에 대한 기체 특징을 포함하되, 대류열전달계수, 윤활유 밀도 및 비열, 냉각수 밀도 및 비열, 공기 밀도 및 비열을 포함하는 것을 특징으로 한다.The reference surface information includes the upper and lower areas and windage area of the hydroelectric generator, and the fluid characteristic information includes gas characteristics for air, including convective heat transfer coefficient, lubricant density and specific heat, coolant density and specific heat, and air density and specific heat. It is characterized by including.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 방법은: 수력발전기 종류에 따른 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 저장하고 입출력부를 통해 입력되는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 저장하는 저장부를 포함하는 수력발전소 효율 측정 장치의 효율 측정 방법에 있어서, 제어부가 상기 사용자 인터페이스부를 통해 입출력부로 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력할 수 있는 사용자 인터페이스 수단을 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 관리하는 상기 입력값 획득 과정; 상기 제어부가 데이터 획득부를 통해 상기 손실 측정부로부터 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값, 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 획득하고, 여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하여 출력하는 데이터 획득 과정; 및 상기 제어부가 효율 계산부를 통해 상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 효율 계산 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for measuring the efficiency of a hydroelectric generator according to the present invention to achieve the above object is: information on the installation location of the reference surface loss element measuring device that measures the reference surface loss factor according to the type of hydroelectric generator, reference surface loss factor information for each reference surface loss factor measuring device, and friction. Hydraulic power including a storage unit that stores information on the installation location of the friction loss element measuring device that measures the minor loss element and friction loss element information for each friction loss element measuring device, and stores fluid characteristic information and reference surface area information input through the input/output unit. In the efficiency measurement method of a power plant efficiency measurement device, a control unit provides a user interface means for inputting the fluid characteristic information and reference surface information to an input/output unit through the user interface unit, and the fluid characteristic information and reference surface information are provided through the user interface means. The input value acquisition process of receiving reference surface information and storing and managing it in the storage unit; The control unit acquires the measured value of the friction part loss element and the measured value of the reference surface loss element from the loss measuring unit through the data acquisition unit, and obtains the exciter power consumption, the lubricating oil circulation pump power consumption, and the generator output power. Output data acquisition process; And the friction part loss power (P irs2 ) calculated by the control unit from the measured values for the friction part loss element in consideration of the fluid characteristic information through the efficiency calculation unit, and the reference surface loss element in consideration of the reference surface area information. Calculate the total power consumption (P T ) by adding the reference plane loss power (P irs1 ) calculated from the measured values and the drive unit power consumption (P ers ) calculated by adding the exciter power consumption and the lubricant circulation pump power consumption. and an efficiency calculation process of calculating generator efficiency by applying the total power consumption and the generator output power and outputting the generator efficiency through the input/output unit.

상기 효율 계산 과정은, 상기 제어부의 효율 계산부가 기준면 손실 계산부를 통해 상기 기준면 면적 정보, 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 적용하여 상기 기준면에 대한 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 기준면 손실 계산 단계; 상기 효율 계산부가 마찰부 손실 계산부를 통해 상기 유체 특징 정보, 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들을 적용하여 마찰부 손실 전력(Pirs2)을 계산하여 출력하는 마찰부 손실 계산 단계; 상기 효율 계산부가 소모전력 계산부를 통해 상기 데이터 획득부를 통해 획득되는 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 구동부 소모 전력(Pers)을 계산하여 출력하는 소모전력 계산 단계; 상기 효율 계산부가 기계손실 계산부를 통해 상기 기준면 손실 전력 및 상기 마찰부 손실 전력을 가산하여 기계 손실 전력(Pirs)를 계산하여 출력하는 기계손실 계산 단계; 상기 효율 계산부가 총 손실 계산부를 통해 상기 구동부 소모 전력(Pers) 및 상기 기계 손실 전력(Pirs)을 가산하여 총 손실 전력(PT)를 계산하여 출력하는 총 손실 계산 단계; 상기 효율 계산부가 발전기 효율 계산부를 통해 상기 총 손실 전력 및 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 발전기 효율 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the efficiency calculation process, the efficiency calculation unit of the control unit applies the reference surface area information and the measured value of the reference surface loss element through the reference surface loss calculation unit to calculate and output the reference surface loss power (P irs1 ) for the reference surface. loss calculation step; A friction loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs friction loss power (P irs2 ) by applying the fluid characteristic information and measured values for the friction loss element through the friction loss calculation unit; A power consumption calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs power consumption of the driving unit (P ers ) by adding the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump obtained through the data acquisition unit through the power consumption calculation unit; A machine loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs machine loss power (P irs ) by adding the reference surface loss power and the friction part loss power through the machine loss calculation unit; A total loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs total loss power (PT) by adding the driving unit power consumption (P ers ) and the machine loss power (P irs ) through the total loss calculation unit; The efficiency calculation unit calculates the generator efficiency by applying the total loss power and the generator output power through the generator efficiency calculation unit and outputs the generator efficiency calculation step through the input/output unit.

상기 방법은: 상기 제어부가, 발전기 설정부를 통해 발전기 종류에 따라 설치될 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 포함하는 손실 요소 정보를 입력할 수 있는 발전기 설정 사용자 인터페이스 수단을 상기 사용자 인터페이스부를 통해 입출력부로 제공하고, 상기 발전기 설정 사용자 인터페이스 수단을 통해 손실 요소 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 테스트를 수행할 수력발전기에 대한 손실 요소 정보를 설정하는 발전기 설정 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method is: the control unit, through the generator setting unit, measures the installation location information of the reference surface loss element measuring device that measures the reference surface loss element to be installed according to the type of generator, the reference surface loss element information for each reference surface loss element measuring device, and the friction part loss factor. A generator setting user interface means for inputting loss element information including installation location information of the friction loss element measuring device and friction loss element information for each friction loss element measuring device is provided to an input/output unit through the user interface unit, and the generator The method further includes a generator setting process of receiving loss factor information through a setting user interface means and storing it in the storage unit to set loss factor information for a hydroelectric generator to be tested.

상기 기준면 손실 계산 단계는, 상기 기준면 손실 계산부가 평균값 계산부를 통해 상기 기준면 손실 요소 측정기들로부터 출력되는 측정값 중 동일 기준면별 측정값들을 평균하여 출력하고, 미리 설정된 기준면의 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기 및 상기 기준면 손실 요소 측정기에 페어링되어 주변 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기에 의한 온도차들의 평균값을 계산하여 출력하는 평균값 계산 단계; 및 상기 기준면 손실 계산부가 배출 열량 계산부를 통해 상기 평균값들 및 상기 유체 특징 정보 중 공기의 특징 및 기준면의 특징을 적용하여 기준면에 대해 발생하는 손실인 강제대류 손실(Pfc)을 계산하고, 공기 특징과 상부 기준면 및 하부 기준면 각각의 온도와 주변 공기 온도차 평균을 적용한 자연 대류 손실(Pnc)을 계산한 후, 상기 강제대류 손실과 자연 대류 손실을 가산하여 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 냉각기 배출 열량 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the reference surface loss calculation step, the reference surface loss calculation unit outputs an average of the measured values for each reference surface among the measured values output from the reference surface loss element measuring devices through the average value calculation unit, and measures the temperature of the preset reference surface. An average value calculation step of calculating and outputting an average value of temperature differences by a measuring device and a reference surface loss element meter that is paired with the reference surface loss element meter and measures the surrounding temperature; And the reference surface loss calculation unit applies air characteristics and reference surface characteristics among the average values and the fluid characteristic information through the discharge heat calculation unit to calculate forced convection loss (P fc ), which is a loss occurring with respect to the reference surface, and air characteristics. After calculating the natural convection loss (P nc ) by applying the average temperature difference between the temperature of each of the upper and lower reference planes and the surrounding air, the forced convection loss and natural convection loss are added to calculate the reference plane loss power (P irs1 ) and output. It is characterized in that it includes a step of calculating the amount of heat discharged from the cooler.

상기 마찰부 손실 계산 과정은, 상기 마찰부 손실 계산부가 윤활유 증가열량 계산부를 통해 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 쓰러스트 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 윤활유 증가 열량을 계산하여 출력하는 윤활유 증가열량 계산 단계; 상기 마찰부 손실 계산부가 냉각수 증가열량 계산부를 통해 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 쓰러스트 베어링 냉각수 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 냉각수에 대한 특징정보를 반영하여 냉각수 증가열량을 계산하여 출력하는 냉각수 증가열량 계산 단계; 상기 마찰부 손실 계산부가 베어링 손실 열량 계산부를 통해 상기 윤활유 증가 열량 및 냉각수 증가열량을 가산하여 쓰러스트 베어링 손실열량(전력)을 계산하여 출력하는 베어링 손실 열량 계산 단계; 상기 마찰부 손실 계산부가 상부 베어링 손실 계산부를 통해 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 상부 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 상부 베어링 손실 열량을 계산하여 출력하는 상부 베어링 손실 계산 단계; 상기 마찰부 손실 계산부가 하부 베어링 손실 계산부를 통해 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 하부 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 하부 베어링 손실 열량을 계산하여 출력하는 하부 베어링 손실 계산 단계; 및 상기 마찰부 손실 계산부가 가산부를 통해 상기 쓰러스트 베어링 손실 열량, 상부 베어링 손실 열량 및 하부 베어링 손실열량을 가산하여 마찰부 손실전력(Pirs2)을 계산하여 상기 기계 손실 계산부로 출력하는 가산 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The friction loss calculation process includes the measurement values input from the friction loss factor measuring device installed at the thrust bearing lubricant inlet and outlet of the friction loss factor measuring device through the lubricating oil increase heat calculation unit and the fluid. A lubricant increased heat calculation step of calculating and outputting the increased heat amount of the lubricant by reflecting the characteristic information about the lubricant among the feature information; Measured values input from the friction loss element measuring device installed at the thrust bearing coolant inlet and outlet among the friction loss element measuring devices through the coolant heat gain calculation unit, and characteristic information about the coolant among the fluid characteristic information. A coolant increased heat calculation step of calculating and outputting the coolant increased heat amount by reflecting the coolant increase heat amount; A bearing loss heat calculation step in which the friction portion loss calculation unit calculates and outputs thrust bearing heat loss heat (power) by adding the increased heat amount of the lubricant and the increased heat amount of the coolant through the bearing loss heat calculation unit; The friction loss calculation unit calculates the measurement value input from the friction loss element measuring device installed at the upper bearing lubricant inlet and outlet among the friction loss element measuring devices through the upper bearing loss calculation unit, and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. An upper bearing loss calculation step of calculating and outputting the upper bearing loss heat amount by reflecting it; The friction loss calculation unit calculates the measured value input from the friction loss element measuring device installed at the lower bearing lubricant inlet and outlet among the friction loss element measuring devices through the lower bearing loss calculation unit and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. A lower bearing loss calculation step of calculating and outputting the lower bearing loss heat amount by reflecting it; And an addition step in which the friction unit loss calculation unit calculates the friction unit loss power (P irs2 ) by adding the thrust bearing heat loss amount, upper bearing heat loss amount, and lower bearing heat loss amount through the addition unit, and outputs it to the mechanical loss calculation unit. It is characterized by including.

상기 기준면 손실 요소는 온도 및 풍속이고, 상기 마찰부 손실 요소는 냉각수 및 윤활유의 유량 및 온도이고, 상기 기준면 정보는 수력발전기의 상부, 하부 면적 및 풍도 넓이를 포함하고, 상기 유체 특징 정보는 공기에 대한 기체 특징을 포함하되, 대류열전달계수, 윤활유 밀도 및 비열, 냉각수 밀도 및 비열, 공기 밀도 및 비열을 포함하는 것을 특징으로 한다.The reference surface loss factors are temperature and wind speed, the friction part loss factors are the flow rate and temperature of coolant and lubricating oil, the reference surface information includes the upper and lower areas of the hydroelectric generator, and the wind speed area, and the fluid characteristic information is in the air. It includes gas characteristics, including convective heat transfer coefficient, lubricant density and specific heat, coolant density and specific heat, and air density and specific heat.

본 발명은 기준면과 마찰부로 구분하여 에너지 손실을 계산함으로써 수력발전기의 종류에 따른 측정기기 설치 및 구분이 용이하여 수력발전기의 종류에 따라 쉽게 측정기기를 추가 삭제할 수 있는 효과가 있다.The present invention calculates energy loss by dividing it into a reference surface and a friction part, making it easy to install and classify measuring devices according to the type of hydroelectric generator, which has the effect of easily adding or deleting measuring devices depending on the type of hydroelectric generator.

또한, 본 발명은 기준면과 마찰부를 구분하여 에너지 손실을 계산함으로써 계산하여야 할 손실 종류를 최소화(IEC 60034-2-2에 정의된 손실들 대비)할 수 있고, 이로 인한 연산 동작을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can minimize the type of loss to be calculated (compared to the losses defined in IEC 60034-2-2) by calculating the energy loss by distinguishing the reference surface and the friction part, and thereby simplify the calculation operation. It works.

또한, 본 발명은 수력발전기의 종류에 따라 다르게 사용될 수 있는 냉각매체 물질정보, 면적, 윤활유의 특징(밀도, 비열)을 입력하여 설정할 수 있으므로 하나의 수력발전기 효율 측정장치를 통해 다양한 종류의 수력발전기에 대한 정밀한 효율을 측정할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can be set by inputting the cooling medium material information, area, and characteristics (density, specific heat) of the lubricant that can be used differently depending on the type of hydroelectric generator, so various types of hydroelectric generators can be measured through a single hydroelectric generator efficiency measurement device. It has the effect of being able to measure precise efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치의 효율 계산부의 구성을 상세히 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 수력발전기의 기준면을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 수력발전기에 설치되는 측정기기의 설치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 수력발전기 효율 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
Figure 1 is a diagram showing the configuration of a hydroelectric generator efficiency measurement device according to the present invention.
Figure 2 is a diagram showing in detail the configuration of the efficiency calculation unit of the hydroelectric generator efficiency measurement device according to the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining the reference surface of a hydroelectric generator according to the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining the installation location of the measuring device installed in the hydroelectric generator according to the present invention.
Figure 5 is a flowchart showing a method for measuring hydroelectric generator efficiency according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명하고, 상기 장치의 효율 측정 방법을 설명한다. Hereinafter, with reference to the attached drawings, the configuration and operation of the hydroelectric generator efficiency measurement device according to the present invention will be described in detail, and the efficiency measurement method of the device will be described.

도 1은 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치의 효율 계산부의 구성을 상세히 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 수력발전기의 기준면을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 수력발전기에 설치되는 측정기기의 설치 위치를 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of a hydroelectric generator efficiency measuring device according to the present invention, Figure 2 is a diagram showing in detail the configuration of the efficiency calculation unit of the hydroelectric generator efficiency measuring device according to the present invention, and Figure 3 is a hydroelectric generator efficiency measuring device according to the present invention. It is a drawing for explaining the reference plane of the generator, and Figure 4 is a drawing for explaining the installation position of the measuring device installed in the hydroelectric generator according to the present invention. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 1 to 4.

본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치는 저장부(10), 손실 측정부(20), 입력부(40) 및 제어부(50)를 포함하고, 실시 예에 따라 전력 측정부(30)를 더 포함할 수 있을 것이다.The hydroelectric generator efficiency measurement device according to the present invention includes a storage unit 10, a loss measurement unit 20, an input unit 40, and a control unit 50, and may further include a power measurement unit 30 depending on the embodiment. You will be able to.

상기 저장부(10)는 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램 영역, 상기 제어프로그램 중에 발생하는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 상기 제어프로그램 수행에 필요한 데이터 및 상기 제어프로그램 수행 결과로 발생하는 데이터를 반영구적으로 저장하는 데이터영역을 포함한다.The storage unit 10 includes a program area for storing a control program for controlling the overall operation of the hydroelectric generator efficiency measurement device according to the present invention, a temporary area for temporarily storing data generated during the control program, and a program area for executing the control program. It includes a data area that semi-permanently stores necessary data and data generated as a result of executing the control program.

상기 손실 측정부(20)는 수력발전기의 종류에 따른 기준면 및 마찰부의 다수의 위치에 구비되어 수력발전기의 손실 요소를 측정하여 제어부(50)로 출력한다. 상기 기준면은 도 3의 301에서 나타낸 바와 같이 수력발전기의 내부에서 발생하는 열과 외부의 공기가 만나는 열적 경계면(굵은 선으로 표시)을 의미한다. 상기 마찰부는 수력발전기를 구동함에 있어 마찰을 발생하여 열량 손실을 발생시키는 구성으로 쓰러스트 베어링(Thrust Bearing)(404), 상부 베어링(Upper Bearing)(405), 하부 베어링(Lower Bearing)(406) 등이 될 수 있을 것이다. 상기 손실 요소는 수력발전기의 열량을 손실시킬 수 있는 요소로 기준면에 대한 공기, 바람 등의 기준면 손실 요소와, 마찰부에 대한 윤활유 및 냉각수의 온도, 유량 등의 마찰부 손실 요소가 될 수 있을 것이다.The loss measuring unit 20 is provided at a number of locations on the reference surface and friction part depending on the type of hydroelectric generator, measures the loss factor of the hydroelectric generator, and outputs it to the control unit 50. The reference surface refers to the thermal interface (indicated by a thick line) where heat generated inside the hydroelectric generator meets external air, as shown at 301 in FIG. 3. The friction part is configured to generate friction and heat loss when driving the hydroelectric generator, and includes a thrust bearing (404), an upper bearing (405), and a lower bearing (406). It could be something like this. The loss factors are factors that can cause heat loss in the hydroelectric generator and can be reference surface loss factors such as air and wind relative to the reference surface, and frictional loss factors such as temperature and flow rate of lubricating oil and coolant to the friction part. .

상기 손실 측정부(20)는 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정부(21) 및 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정부(22)를 포함한다.The loss measuring unit 20 includes a reference surface loss element measuring unit 21 that measures a reference surface loss factor and a friction loss element measuring unit 22 that measures a frictional loss factor.

기준면 손실 요소 측정부(21)는 도 4의 예에서 상부 외함(401), 하부 외함(402) 및 풍도(Wind Duct)(403) 각각에 하나 이상의 위치에 설치되어 온도 또는 풍속을 측정하여 제어부(50)로 출력하는 다수의 기준면 손실 요소 측정기를 포함한다. 상기 기준면 손실 요소 측정기의 수 및 설치 위치는 수력발전기의 종류에 따라 달라질 수 있을 것이다.In the example of FIG. 4, the reference plane loss element measuring unit 21 is installed at one or more positions in each of the upper enclosure 401, the lower enclosure 402, and the wind duct 403 to measure temperature or wind speed and measure the control unit ( 50) and includes a number of reference plane loss factor meters that output. The number and installation location of the reference plane loss element measuring devices may vary depending on the type of hydroelectric generator.

마찰부 손실 요소 측정부(22)는 도 4의 예에서 쓰러스트 베어링(404), 상부 베어링(405) 및 하부 베어링(406) 각각에 연결되어 윤활유 또는 냉각수를 공급하는 윤활유 및 냉각수 공급관의 입구 및 출구에 설치되어 윤활유 또는 냉각수의 온도 및 유량을 측정하여 제어부(50)로 출력하는 다수의 마찰부 손실 요소 측정기를 포함한다. 수력발전기의 종류에 따라 베어링의 종류 및 수는 변경될 수 있으며, 상기 마찰부 손실 요소 측정기의 수 및 위치 또한 수력발전기의 종류에 따라 달라질 수 있을 것이다. 상기 온도 및 유량을 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기는 평균 온도 및 평균 유량을 계산하여 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다.In the example of FIG. 4, the friction loss element measuring unit 22 is connected to each of the thrust bearing 404, the upper bearing 405, and the lower bearing 406, and is connected to the inlet and coolant supply pipe for supplying lubricating oil or coolant. It includes a plurality of friction loss element meters installed at the outlet to measure the temperature and flow rate of lubricant or coolant and output them to the control unit 50. The type and number of bearings may change depending on the type of hydroelectric generator, and the number and location of the friction loss element measuring devices may also vary depending on the type of hydroelectric generator. The friction loss element measuring device that measures the temperature and flow rate may be configured to calculate and output the average temperature and average flow rate.

전력 측정부(30)는 실시 예에 따라 구성되어 여자기, 윤활유 펌프 등의 구동부에 의해 소모되는 여자기 소모전력(Pexcitor) 및 윤활유 순환펌프 소모전력(Poil pump)을 포함하는 구동부 소모전력을 측정하여 제어부(50)로 출력하는 각각의 전력 측정기 및 수력발전기에서 생산되는 전력인 발전기 출력(P2)을 측정하여 출력하는 생산 전력 측정기를 포함한다.The power measuring unit 30 is configured according to the embodiment and measures the power consumption of the driving part, including the exciter power consumption (P excitor ) and the lubricating oil circulation pump power consumption (P oil pump ) consumed by the driving parts such as the exciter and the lubricant pump. It includes each power meter that measures and outputs to the control unit 50, and a production power meter that measures and outputs the generator output (P 2 ), which is the power produced by the hydroelectric generator.

입출력부(40)는 본 발명에 따라 계측된 수력발전기의 효율값 등의 정보를 사용자가 볼 수 있도록 출력하고, 사용자가 수력발전기의 종류에 따른 유체 특징 및 수력발전기의 기준면 면적 정보를 포함하는 다양한 입력값(또는 파라미터값)을 입력할 수 있도록 하여 입력되는 입력값을 제어부(50)로 제공한다. 상기 유체 특징이란 윤활유 및 냉각수의 특징(밀도, 비열 등)을 포함하며, 공기(기체)의 밀도 및 비열도 포함하는 용어로 사용될 수도 있을 것이다.The input/output unit 40 outputs information such as the efficiency value of the hydroelectric generator measured according to the present invention for the user to view, and allows the user to view various information including fluid characteristics according to the type of hydroelectric generator and information on the reference surface area of the hydroelectric generator. By allowing input values (or parameter values) to be input, the input values are provided to the control unit 50. The fluid characteristics include the characteristics (density, specific heat, etc.) of lubricating oil and coolant, and may also be used as a term that includes the density and specific heat of air (gas).

상기 입출력부(40)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등과 같은 디스플레이 수단 및 키보드, 마우스 등의 입력장치 등으로 구성될 수도 있고, 외부의 사용자가 사용하는 컴퓨터 단말기와 데이터통신을 수행하여 정보를 입출력하는 데이터통신 수단일 수도 있을 것이다.The input/output unit 40 may be composed of a display means such as a liquid crystal display (LCD) and an input device such as a keyboard or mouse, and may perform data communication with a computer terminal used by an external user. It may be a data communication means for inputting and outputting information.

상기 입출력부(40)는 제어부(50)로부터 계산된 각종 계산값들을 사용자 인터페이스 수단을 통해 사용자에게 제공하고, 실시 예에 따라 사용자 인터페이스 수단을 통해 하기 표 1과 같은 입력값을 입력받아 제어부(50)로 출력할 것이다.The input/output unit 40 provides various calculation values calculated from the control unit 50 to the user through a user interface means, and depending on the embodiment, receives input values as shown in Table 1 below through the user interface means and outputs the input values to the control unit 50. ) will be output.

상술한 바와 같이 상기 여자기 소모 전력 및 발전기 출력은 전력 측정부(30)를 통해 측정될 수도 있을 것이다.As described above, the exciter power consumption and generator output may be measured through the power measurement unit 30.

제어부(50)는 사용자 인터페이스부(60), 발전기 설정부(70), 데이터 획득부(80), 효율 계산부(90)를 포함하여, 본 발명에 따른 수력발전기 효율 측정 장치의 전반적인 동작을 제어한다.The control unit 50 includes a user interface unit 60, a generator setting unit 70, a data acquisition unit 80, and an efficiency calculation unit 90, and controls the overall operation of the hydroelectric generator efficiency measurement device according to the present invention. do.

구체적으로 설명하면, 사용자 인터페이스부(60)는 입출력부(40)로 사용자 인터페이스 수단을 사용자에게 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 다양한 정보를 사용자에게 제공하며, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 상술한 입력값들을 입력받는다.Specifically, the user interface unit 60 provides a user interface means to the user through the input/output unit 40, provides various information to the user through the user interface means, and provides the user with the above-mentioned input through the user interface means. Values are input.

발전기 설정부(70)는 상기 사용자 인터페이스부(60) 및 입출력부(40)를 통해 수력발전기 설정 수단을 제공하고, 상기 수력발전기 설정 수단을 통해 수력발전기의 종류, 수력발전기 종류에 따른 기준면 손실 요소 측정부(21)에 구성되는 기준면 손실 요소 측정기, 마찰부 손실 요소 측정부(22)에 구성되는 마찰부 손실 요소 측정기, 입력값 등을 포함하는 설정정보를 입력받아 저장부(10)에 저장하여 설정한다. 상기 설정정보는 측정기의 수, 측정기별 측정 손실 요소, 측정기(측정 손실 요소)의 단위, 기준면과 대기 공기의 온도 차를 계산하기 위해 페어링되는 측정기 정보, 발전기(Turbine) 주위에 설치된 측정기 정보 등이 될 수 있을 것이다.The generator setting unit 70 provides a hydroelectric generator setting means through the user interface unit 60 and the input/output unit 40, and provides a hydroelectric generator setting means to determine the type of hydroelectric generator and the reference plane loss factor according to the type of hydroelectric generator. Setting information including the reference surface loss element measuring device configured in the measurement unit 21, the friction loss component measuring device configured in the friction loss component measuring unit 22, and input values is input and stored in the storage unit 10. Set it. The setting information includes the number of measuring devices, measurement loss factors for each measuring device, units of measuring devices (measurement loss factors), information on the measuring devices paired to calculate the temperature difference between the reference surface and the atmospheric air, and information on measuring devices installed around the generator (turbine). It could be.

데이터 획득부(80)는 기준면 손실 요소 획득부(81), 마찰부 손실 요소 획득부(82) 및 구동계 전력 획득부(83)를 포함하여, 본 발명에 따른 수력발전기의 효율을 계산하기 위한 데이터를 수집하여 효율 계산부(90)로 출력한다.The data acquisition unit 80 includes a reference surface loss element acquisition unit 81, a friction loss element acquisition unit 82, and a drive system power acquisition unit 83, and includes data for calculating the efficiency of the hydroelectric generator according to the present invention. is collected and output to the efficiency calculation unit 90.

기준면 손실 요소 획득부(81)는 수력발전기의 기준면, 즉 도 4의 예에서 상부 외함, 하부 외함 및 풍도에 설치된 기준면 손실 요소 측정부(21)의 기준면 손실 요소 측정기들을 통해 기준면 손실 요소를 측정한 기준면 손실 요소 측정값을 획득하여 효율 계산부(90)로 출력한다.The reference surface loss element acquisition unit 81 measures the reference surface loss factor through the reference surface loss element measuring devices of the reference surface loss element measuring unit 21 installed on the reference surface of the hydroelectric power generator, that is, the upper enclosure, lower enclosure, and wind pipe in the example of FIG. 4. The reference plane loss element measurement value is obtained and output to the efficiency calculation unit 90.

마찰부 손실 요소 획득부(82)는 수력발전기의 마찰부, 즉 도 4의 예에서 쓰러스트 베어링(404), 상부 베어링(405) 및 하부 베어링(406)으로 공급되는 윤활유 및 냉각수 공급관의 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기들을 통해 마찰부 손실 요소를 측정한 마찰부 손실 요소 측정값을 획득하여 효율 계산부(90)로 출력한다.The friction part loss element acquisition unit 82 is the friction part of the hydroelectric generator, that is, the inlet of the lubricating oil and coolant supply pipe supplied to the thrust bearing 404, the upper bearing 405, and the lower bearing 406 in the example of FIG. The friction loss factor measurement value obtained by measuring the friction loss factor through friction loss factor measuring devices installed at the outlet is output to the efficiency calculation unit 90.

구동계 전력 획득부(83)는 발전기 효율 계산 이벤트의 발생 시 전력 측정부(30) 및 입출력부(40) 중 어느 하나로부터 여자기 소모 전력, 윤활유 펌프 소모 전력 및 수력발전기 발전 전력을 포함하는 구동계 전력값을 획득하여 효율 계산부(90)로 출력한다. When a generator efficiency calculation event occurs, the drive system power acquisition unit 83 receives drive system power including exciter power consumption, lubricant pump power consumption, and hydroelectric generator power from any one of the power measurement unit 30 and the input/output unit 40. The value is obtained and output to the efficiency calculation unit 90.

효율 계산부(90)는 기준면 손실 계산부(91), 마찰부 손실 계산부(92), 소모전력 계산부(94), 기계 손실 계산부(93), 총손실 계산부(95) 및 발전기 효율 계산부(96)를 포함하여, 수력발전기의 효율을 계산한 후, 저장부(10) 저장하고, 사용자의 요청 시 사용자 인터페이스부(60) 및 입출력부(40)를 통해 사용자에게 제공한다.The efficiency calculation unit 90 includes a reference surface loss calculation unit 91, a friction loss calculation unit 92, a power consumption calculation unit 94, a machine loss calculation unit 93, a total loss calculation unit 95, and a generator efficiency unit. Including the calculation unit 96, the efficiency of the hydroelectric generator is calculated, stored in the storage unit 10, and provided to the user through the user interface unit 60 and the input/output unit 40 upon the user's request.

기준면 손실 계산부(91)는 도 2에서 나타낸 바와 같이 평균값 계산부(101) 및 냉각기 배출 열량 계산부(102)를 포함하여, 기준면 손실 열량(전력)(Pirs1)을 기계 손실 계산부(93)로 출력한다.As shown in FIG. 2, the reference surface loss calculation unit 91 includes an average value calculation unit 101 and a cooler discharge heat calculation unit 102, and calculates the reference surface loss heat amount (power) (P irs1 ) into the machine loss calculation unit 93. ) is output.

상기 평균값 계산부(101)는 기준면 손실 요소 측정값들 중 기준면 손실 요소(풍속(바람), 온도) 및 기준면 종류(풍도, 상부 외함, 하부 외함)별로 평균값(측정기 출력값 총합/측정기 총 개수)을 계산하여 출력한다. 또한, 평균값 계산부(101)는 미리 설정된 기준면의 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기 및 상기 기준면 손실 요소 측정기에 페어링되어 주변 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기에 의한 온도차들의 평균값을 계산하여 출력한다.The average value calculation unit 101 calculates the average value (total measuring device output value/total number of measuring devices) for each reference surface loss factor (wind speed (wind), temperature) and reference surface type (wind speed, upper enclosure, lower enclosure) among the reference surface loss factor measurement values. Calculate and print. In addition, the average value calculation unit 101 calculates and outputs the average value of temperature differences by a reference surface loss element meter that measures the temperature of a preset reference surface and a reference surface loss element meter that is paired with the reference surface loss element meter and measures the surrounding temperature.

상기 평균값 계산부(101)는 하기 수학식 2에 의해 평균값을 계산한다. 도 4를 예를 들면 상기 평균값 계산부(101)는 기준면 손실 요소 측정기로, 4개의 상부 외함 온도 측정기, 9개의 풍속 측정기, 9개의 풍도 출구 온도 측정기, 4개의 하부 외함에 설치된 온도 측정기를 구비하는 경우, 하기 수학식 2와 같이 평균값을 계산한다.The average value calculation unit 101 calculates the average value using Equation 2 below. For example, in Figure 4, the average value calculation unit 101 is a reference surface loss element measuring device, including four upper enclosure temperature meters, nine wind speed meters, nine wind speed outlet temperature meters, and four lower enclosure temperature meters. In this case, the average value is calculated as shown in Equation 2 below.

여기서, Vair는 풍속 평균이고, Tout은 풍도 배출 공기온도 평균이며, Tin은 풍도로 들어오는 공기온도 평균이며, WST-n는 풍속 측정기 식별정보이고, TD-m은 풍도에서 나오는 공기의 온도를 측정하는 온도 측정기의 식별정보이고, TD-ik는 발전기 하부 외함 근처의 대기 온도를 측정하는 온도 측정기의 식별정보이다. 상기 Δθupper는 상부 기준면 온도와 주변공기 온도차 평균이고, Δθlower는 하부 기준면 온도와 주변공기의 온도차 평균이다.Here, V air is the average wind speed, T out is the average temperature of the air discharged from the wind pipe, T in is the average temperature of the air entering the wind pipe, WST-n is the wind speed measuring instrument identification information, and TD-m is the temperature of the air coming out of the wind pipe. This is the identification information of the temperature measuring device that measures , and TD-ik is the identification information of the temperature measuring device that measures the air temperature near the lower enclosure of the generator. The Δθ upper is the average temperature difference between the upper reference surface temperature and the surrounding air, and Δθ lower is the average temperature difference between the lower reference surface temperature and the surrounding air.

상기 n은 풍속 측정기 개수이고, m은 풍도 배출구에 설치되는 온도 측정기 개수이며, k는 발전기 하부 외함 온도 측정기 개수이고, l은 상부 외함 온도 측정기 개수이며, j는 하부 외함 온도 측정기 개수이다. Where n is the number of wind speed gauges, m is the number of temperature gauges installed at the wind speed outlet, k is the number of generator lower enclosure temperature gauges, l is the upper enclosure temperature gauge number, and j is the lower enclosure temperature gauge number.

냉각기 배출 열량 계산부(102)는 평균값 계산부(101)로부터 입력되는 기준면 손실 요소 측정값들의 기준면 종류에 따른 평균값(Vair, Tout, Tin, Δθupper, Δθlower)이 입력되면 하기 수학식 4에 적용하여 강제 대류 손실 열량(Pfc)을 계산하고, 하기 수학식 5에 의해 자연대류 손실 열량(Pnc =Pnc_upper +Pnc_lower)을 계산한 후, 수학식 6에 의해 기준면 손실 열량(Pirs1)을 계산하여 출력한다.When the average value (V air , T out , T in , Δθ upper , Δθ lower ) according to the type of reference surface of the reference surface loss element measurements input from the average value calculation unit 101 is input, the cooler discharge heat calculation unit 102 performs the following math Calculate the forced convection heat loss (P fc ) by applying Equation 4, calculate the natural convection heat loss (P nc =P nc_upper +P nc_lower ) by Equation 5 below, and calculate the reference surface heat loss by Equation 6. Calculate and output (P irs1 ).

여기서, Cp,air은 공기비열이고, Aair 풍도 넓이이고, ρair는 공기밀도이다.Here, C p,air is the specific heat of air, A air is the wind speed area, and ρ air is the air density.

여기서, h는 대류열전달계수이고, Aupper는 상부 기준면 면적이고, Alower는 하부 기준면 면적이며, Pnc,upper은 상부 자연대류 손실이고, Pnc,lower는 하부 자연대류 손실이다.Here, h is the convective heat transfer coefficient, A upper is the upper reference surface area, A lower is the lower reference surface area, P nc,upper is the upper natural convection loss, and P nc,lower is the lower natural convection loss.

마찰부 손실 계산부(92)는 윤활유 증가열량 계산부(111), 냉각수 증가열량 계산부(112), 상부 베어링 손실 계산부(113), 하부 베어링 손실 계산부(114), 베어링 손실 열량 계산부(115) 및 가산부(116)를 포함하여, 마찰부 손실 열량(또는 "마찰부 손실 전력"이라 함)(Pirs2)을 계산하여 기계 손실 계산부(93)로 출력한다.The friction loss calculation unit 92 includes a lubricant increased heat calculation unit 111, a coolant increased heat calculation unit 112, an upper bearing loss calculation unit 113, a lower bearing loss calculation unit 114, and a bearing loss heat calculation unit. Including (115) and the addition unit 116, the amount of heat loss in the friction area (or "friction unit loss power") (P irs2 ) is calculated and output to the machine loss calculation unit 93.

윤활유 증가열량 계산부(111)는 마찰부 손실 요소 획득부(82)로부터 입력되는 측정값과 입력값을 하기 수학식 7에 적용하여 터빈 윤활유로 흡수된 쓰러스트 베어링 손실 열량(Pth,o)을 계산한다.The lubricant increased heat calculation unit 111 applies the measured value and input value input from the friction loss element acquisition unit 82 to Equation 7 below to determine the thrust bearing loss heat absorbed by the turbine lubricant (P th,o ) Calculate .

여기서 ρo는 윤활유 밀도이고, Co는 윤활유 비열이고, QFFD-101는 쓰러스트 윤활유 유량 평균값이며, TTD-119는 쓰러스트 베어링 윤활유 출구 온도 평균값이고, TTD-118는 쓰러스트 베어링 윤활유 입구온도 평균값이다.Here, ρ o is the lubricant density, C o is the specific heat of the lubricant, Q FFD-101 is the average value of the thrust lubricant flow rate, T TD-119 is the average value of the outlet temperature of the thrust bearing lubricant oil, and T TD-118 is the average value of the outlet temperature of the thrust bearing lubricant oil. This is the average inlet temperature.

냉각수 증가열량 계산부(112)는 마찰부 손실 요소 획득부(82)로부터 입력되는 측정값과 입력값을 하기 수학식 8에 적용하여 냉각수로 흡수된 쓰러스트 베어링 손실 열량(Pth,w)을 계산한다.The coolant increased heat calculation unit 112 calculates the thrust bearing loss heat absorbed by the coolant (P th,w ) by applying the measured value and input value input from the friction loss element acquisition unit 82 to Equation 8 below. Calculate.

여기서 ρw는 냉각수 밀도이고, QFE-101은 쓰러스트 냉각수 유량 평균값이고, Cw는 냉각수 비열이며, TTD-121는 쓰러스트 베어링 냉각수 출구온도 평균값이고, TTD-120는 쓰러스트 베어링 냉각수 입구온도 평균값이다.Here, ρ w is the coolant density, Q FE-101 is the average thrust coolant flow rate, C w is the coolant specific heat, T TD-121 is the average thrust bearing coolant outlet temperature, and T TD-120 is the thrust bearing coolant outlet temperature. This is the average inlet temperature.

베어링 손실 열량 계산부(115)는 상기 윤활유 증가열량 계산부(111)로부터 계산된 윤활유 증가열량 및 냉각수 증가열량 계산부(112)로부터 계산된 냉각수 증가열량을 하기 수학식9에 적용하여 쓰러스트 베어링(404)에서 발생하는 쓰러스트 베어링 손실 열량(Pth)을 계산하여 가산부(116)로 출력한다. The bearing loss heat calculation unit 115 applies the lubricant increased heat calculated from the lubricant increased heat calculation unit 111 and the coolant increased heat calculated from the coolant increased heat calculation unit 112 to the following equation 9 to provide thrust bearing The thrust bearing heat loss (P th ) generated at 404 is calculated and output to the addition unit 116.

상부 베어링 손실 계산부(113)는 마찰부 손실 요소 획득부(82)로부터 출력되는 측정값 및 저장부(10)에 저장된 입력값 중 필요한 입력값을 로딩한 후 하기 수학식 10에 적용하여 상부 베어링(405)에서 발생하는 상부 베어링 손실 열량(Pupper)을 계산한다.The upper bearing loss calculation unit 113 loads the necessary input values among the measured values output from the friction loss element acquisition unit 82 and the input values stored in the storage unit 10 and then applies the following equation 10 to calculate the upper bearing loss. Calculate the upper bearing heat loss (P upper ) occurring in (405).

여기서, QFFD-102는 상부 베어링 윤활유 유량 평균값이고, TTD-123는 상부 베어링 윤활유 출구온도 평균값이고, TTD-122는 상부 베어링 윤활유 입구온도 평균값이다.Here, Q FFD-102 is the average value of the upper bearing lubricant oil flow rate, T TD-123 is the average value of the upper bearing lubricant outlet temperature, and T TD-122 is the average value of the upper bearing lubricant inlet temperature.

하부 베어링 손실 계산부(114)는 마찰부 손실 요소 획득부(82)로부터 출력되는 측정값 및 저장부(10)에 저장된 입력값 중 필요한 입력값을 로딩한 후 하기 수학식 11에 적용하여 하부 베어링(406)에서 발생하는 하부 베어링 손실 열량(Plower)를 계산한다.The lower bearing loss calculation unit 114 loads the necessary input values among the measured values output from the friction loss element acquisition unit 82 and the input values stored in the storage unit 10 and then applies the following equation 11 to calculate the lower bearing loss. Calculate the lower bearing heat loss (P lower ) occurring in (406).

여기서, QFFD-103는 하부 베어링 윤활유 유량 평균값이고, TTD-125는 하부 베어링 윤활유 출구온도 평균값이고, TTD-124는 하부 베어링 윤활유 입구온도 평균값이다.Here, Q FFD-103 is the average value of the lower bearing lubricant flow rate, T TD-125 is the average value of the lower bearing lubricant outlet temperature, and T TD-124 is the average value of the lower bearing lubricant inlet temperature.

가산부(116)는 베어링 손실 계산부(115)로부터 출력되는 쓰러스트 베어링 손실 열량(Pth), 상부 베어링 손실 계산부(113)로부터 출력되는 상부 베어링 손실 열량(Pupper) 및 하부 베어링 손실 계산부(114)로부터 출력되는 하부 베어링 손실 열량(Plower)을 하기 수학식 12에 적용하여 기계 손실 열량, 즉 마찰부 손실 열량(Pirs2)을 계산하여 기계 손실 계산부(93)로 출력한다.The addition unit 116 calculates the thrust bearing loss heat amount (P th ) output from the bearing loss calculation unit 115, the upper bearing loss heat amount (P upper ) output from the upper bearing loss calculation unit 113, and the lower bearing loss. The lower bearing loss heat (P lower ) output from the unit 114 is applied to Equation 12 below to calculate the machine loss heat, that is, the friction portion heat loss (P irs2 ), and output it to the machine loss calculation unit 93.

기계 손실 계산부(93)는 기준면 손실 계산부(91)로부터 입력되는 기준면 손실 열량(Pirs1)과 마찰부 손실 계산부(92)로부터 입력되는 마찰부 손실 열량(Pirs2)를 하기 수학식 13에 적용하여 기계 손실 열량(Pirs)을 계산하여 충 손실 계산부(95)로 출력한다.The mechanical loss calculation unit 93 calculates the reference surface loss heat amount (P irs1 ) input from the reference surface loss calculation unit 91 and the friction part loss heat amount (P irs2 ) input from the friction part loss calculation unit 92 using Equation 13 below: is applied to calculate the mechanical loss heat (P irs ) and output it to the charge loss calculation unit (95).

소모전력 계산부(94)는 구동계 전력 획득부(83)를 통해 획득되는 여자기 소모 전력과 윤활유 순환펌프 소모전력을 하기 수학식 14에 적용하여 구동계 소모전력(Pers)을 계산하여 총 손실 계산부(95)로 출력한다.The power consumption calculation unit 94 calculates the total loss by calculating the drive system power consumption (P ers ) by applying the exciter power consumption and the lubricant circulation pump power consumption obtained through the drive system power acquisition unit 83 to Equation 14 below. Output as 95.

총 손실 계산부(95)는 기계 손실 계산부(93)에서 출력되는 기계 손실 열량(Pirs)과 소모전력 계산부(94)로부터 입력하는 구동계 소모전력(Pers)을 하기 수학식 15에 적용하여 총 손실 전력(PT)을 계산한다.The total loss calculation unit 95 applies the machine loss heat quantity (P irs ) output from the machine loss calculation unit 93 and the drive system power consumption (P ers ) input from the power consumption calculation unit 94 to Equation 15 below. Calculate the total power loss (P T ).

발전기 효율 계산부(96)는 총 손실 계산부(95)로부터 입력되는 총 손실 전력(PT) 및 구동계 전력 획득부(83)로부터 입력하는 발전기 출력(P2), 즉 생산전력을 상기 수학식 1에 적용하여 발전기 효율을 계산한 후 저장부(10)에 저장하고, 사용자의 요청 시 사용자 인터페이스부(60) 및 입출력부(40)를 통해 사용자에게 제공한다.The generator efficiency calculation unit 96 calculates the total loss power (PT) input from the total loss calculation unit 95 and the generator output (P2), that is, the production power, input from the drive system power acquisition unit 83 into Equation 1 above. After calculating the generator efficiency, it is stored in the storage unit 10 and provided to the user through the user interface unit 60 and the input/output unit 40 upon the user's request.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 수력발전기 효율 측정 방법을 나타낸 흐름도로, 테스트할 수력발전기에 대한 발전기 설정이 완료된 이후의 수력발전기 효율 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.Figure 5 is a flowchart showing a method of measuring the efficiency of a hydroelectric generator according to an embodiment of the present invention. It is a flowchart showing a method of measuring the efficiency of a hydroelectric generator after the generator settings for the hydroelectric generator to be tested are completed.

도 5를 참조하면, 사용자 인터페이스부(60)는 효율 계산 이벤트가 발생하는지를 모니터링한다(S111). 상기 효율 계산 이벤트는 발전기 설정부(70)를 통한 발전기 설정 완료 시 자동으로 발생할 수도 있고, 손실 측정부(20)로부터 측정 데이터들이 입력될 때 자동으로 발생할 수도 있으며, 입출력부(40)를 통한 사용자의 효율 계산 요청 시 발생될 수도 있을 것이다.Referring to FIG. 5, the user interface unit 60 monitors whether an efficiency calculation event occurs (S111). The efficiency calculation event may occur automatically upon completion of generator settings through the generator setting unit 70, may occur automatically when measurement data is input from the loss measurement unit 20, or may occur automatically when measurement data is input from the loss measurement unit 20, or may be generated automatically by the user through the input/output unit 40. This may occur when requesting an efficiency calculation.

효율 계산 이벤트가 발생하면, 데이터 획득부(80)는 손실 측정부(20)를 통해 발전기 효율 계산을 위한 데이터를 수집하거나, 손실 측정부(20) 및 전력 측정부(30)를 통해 효율 계산을 위한 데이터를 수집한다. 상기 데이터는 상술한 바와 같이 기준면 손실 요소 측정값, 마찰부 손실 요소 측정값, 구동계 전력값(여자기 소모 전력, 윤활유 순환펌프 소모전력, 발전기 생산 전력) 등이 될 수 있을 것이다. 상기 구동계 전력값을 제외한 입력값은 상기 발전기 설정부(70)를 통한 발전기 설정 시 입력되어 저장부(10)에 저장되어 있을 것이다.When an efficiency calculation event occurs, the data acquisition unit 80 collects data for calculating generator efficiency through the loss measurement unit 20 or calculates efficiency through the loss measurement unit 20 and the power measurement unit 30. Collect data for As described above, the data may be reference surface loss factor measurement values, friction part loss factor measurement values, drive system power values (exciter power consumption, lubricant circulation pump power consumption, generator production power), etc. Input values other than the drive system power value will be input when setting the generator through the generator setting unit 70 and stored in the storage unit 10.

데이터가 수집되기 시작하면 효율 계산부(90)는 기준면 손실 계산부(91)를 통해 기준면 손실 열량(Pirs1)을 계산하고(S115), 마찰부 손실 계산부(92)를 통해 마찰부 손실 열량(Pirs2)을 계산한다(S117).When data begins to be collected, the efficiency calculation unit 90 calculates the reference surface heat loss (P irs1 ) through the reference surface loss calculation unit 91 (S115) and the frictional part loss heat amount through the friction part loss calculation unit 92. Calculate (P irs2 ) (S117).

기준면 손실 열량 및 마찰부 손실 열량이 계산되면, 효율 계산부(90)는 기계 손실 계산부(93)를 통해 기준면 손실 열량과 마찰부 손실 열량을 가산하여 기계 손실 열량을 계산한다(S119). Once the reference surface heat loss and the frictional part heat loss are calculated, the efficiency calculation unit 90 calculates the mechanical loss heat amount by adding the reference surface heat loss and the frictional part heat loss through the mechanical loss calculation unit 93 (S119).

효율 계산부(90)는 기계 손실 열량 계산 후, 또는 마찰부 손실 열량 계산 시 소모전력 계산부(94)를 통해 구동 전력 획득부(83)로부터 입력하는 여자기 소모 전력(Pexcitor)과 윤활유 순환 펌프 소모 전력(Poil pump)을 가산하여 구동계 소모전력(Pers)을 계산한다(S121).The efficiency calculation unit 90 calculates the exciter power consumption (P excitor ) input from the driving power acquisition unit 83 through the power consumption calculation unit 94 and the lubricating oil circulation after calculating the heat loss of the machine or when calculating the heat loss of the friction part. Calculate the drive system power consumption (P ers ) by adding the pump power consumption (P oil pump ) (S121).

기계 손실 열량(Pirs) 및 구동계 소모전력(Pers)이 계산되면 효율 계산부(90)는 총 손실 계산부(95)를 통해 총 손실 전력(PT)를 계산하고(S123), 총 손실전력(PT)과 발전기 생산 전력(P2)을 발전기 효율 계산식, 상기 수학식 1에 적용하여 발전기 효율을 계산한 후 출력한다(S125).When the mechanical loss heat (P irs ) and the drive system power consumption (P ers ) are calculated, the efficiency calculation unit 90 calculates the total loss power (P T ) through the total loss calculation unit 95 (S123), and the total loss Power (P T ) and generator-generated power (P 2 ) are applied to the generator efficiency calculation formula, Equation 1 above, to calculate generator efficiency and output it (S125).

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시 예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.Meanwhile, it is common knowledge in the technical field that the present invention is not limited to the above-described typical preferred embodiments, but can be implemented by various improvements, changes, substitutions, or additions without departing from the gist of the present invention. Anyone who has will be able to understand it easily. If the implementation by such improvement, change, substitution or addition falls within the scope of the appended patent claims below, the technical idea thereof should also be regarded as belonging to the present invention.

10: 저장부 20: 손실 측정부
21: 기준면 손실 요소 측정부 22: 마찰부 손실 요소 측정부
30: 전력 측정부 40: 입출력부
50: 제어부 60: 사용자 인터페이스부
70: 발전기 설정부 80: 데이터 획득부
81: 기준면 손실 요소 획득부 82: 마찰부 손실 요소 획득부
83: 구동계 전력 획득부 90: 효율 계산부
91: 기준면 손실 계산부 92: 마찰부 손실 계산부
93: 기계 손실 계산부 94: 소모전력 계산부
95: 총 손실 계산부 96: 발전기 효율 계산부
101: 평균값 계산부 102: 냉각기 배출 열량 계산부
111: 윤활유 증가열량 계산부 112: 냉각수 증가열량 계산부
113: 상부 베어링 손실 계산부 114: 하부 베어링 손실 계산부
115: 베어링 손실 열량 계산부 116: 가산부
10: storage unit 20: loss measurement unit
21: Reference surface loss element measuring unit 22: Friction loss element measuring unit
30: power measurement unit 40: input/output unit
50: control unit 60: user interface unit
70: Generator setting unit 80: Data acquisition unit
81: Reference surface loss element acquisition unit 82: Friction loss element acquisition unit
83: Drivetrain power acquisition unit 90: Efficiency calculation unit
91: Reference surface loss calculation unit 92: Friction loss calculation unit
93: Machine loss calculation unit 94: Power consumption calculation unit
95: Total loss calculation unit 96: Generator efficiency calculation unit
101: average value calculation unit 102: cooler discharge heat calculation unit
111: Lubricant increased heat calculation unit 112: Coolant increased heat calculation unit
113: upper bearing loss calculation unit 114: lower bearing loss calculation unit
115: Bearing loss heat calculation unit 116: Addition unit

Claims (13)

수력발전기 종류에 대응하는 기준면에 설치되어 기준면 손실 요소를 측정하여 출력하는 둘 이상의 기준면 손실 요소 측정기를 포함하는 기준면 손실 요소 측정부 및 수력발전기 종류에 대응하는 마찰부에 설치되어 마찰부 손실 요소를 측정하여 출력하는 둘 이상의 마찰부 손실 요소 측정기를 포함하는 마찰부 손실 요소 측정부를 포함하는 손실 측정부;
사용자 인터페이스 수단을 사용자에게 제공하여 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 정보를 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 정보를 입력받는 입출력부;
수력발전기 종류에 따른 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 저장하고 상기 입출력부를 통해 입력되는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 저장하는 저장부; 및
여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하고, 상기 입출력부를 통해 수력발전기 종류에 대응하는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 획득하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 입출력부를 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력할 수 있는 상기 사용자 인터페이스 수단을 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 관리하는 사용자 인터페이스부;
상기 손실 측정부로부터 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값, 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 획득하고, 여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하여 출력하는 데이터 획득부; 및
상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 효율 계산부를 포함하고,
상기 효율 계산부는,
상기 기준면 면적 정보, 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 적용하여 상기 기준면에 대한 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 기준면 손실 계산부;
상기 유체 특징 정보, 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들을 적용하여 마찰부 손실 전력(Pirs2)을 계산하여 출력하는 마찰부 손실 계산부;
상기 데이터 획득부를 통해 획득되는 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 구동부 소모 전력(Pers)을 계산하여 출력하는 소모전력 계산부;
상기 기준면 손실 전력 및 상기 마찰부 손실전력을 가산하여 기계 손실전력(Pirs)를 계산하여 출력하는 기계손실 계산부;
상기 구동부 소모 전력(Pers) 및 상기 기계 손실전력(Pirs)을 가산하여 총 손실 전력(PT)를 계산하여 출력하는 총 손실 계산부;
상기 총 손실 전력 및 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 발전기 효율 계산부를 포함하되,
상기 제어부는,
발전기 종류에 따라 설치될 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 포함하는 손실 요소 정보를 입력할 수 있는 발전기 설정 사용자 인터페이스 수단을 상기 사용자 인터페이스부를 통해 입출력부로 제공하고, 상기 발전기 설정 사용자 인터페이스 수단을 통해 손실 요소 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 테스트를 수행할 수력발전기에 대한 손실 요소 정보를 설정하는 발전기 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전기 효율 측정 장치.
A reference surface loss element measurement unit that includes two or more reference surface loss element gauges that are installed on the reference surface corresponding to the type of hydroelectric generator to measure and output the reference surface loss factor, and a friction part that is installed in the friction part corresponding to the type of hydroelectric generator to measure the friction loss factor. A loss measuring unit including a friction loss element measuring unit including two or more friction loss element measuring instruments that output the output;
an input/output unit that provides a user interface means to the user, provides information through the user interface means, and receives information through the user interface means;
Information on the installation location of the reference surface loss factor measuring instrument that measures the reference surface loss factor according to the type of hydroelectric generator, information on the reference surface loss factor for each reference surface loss factor measuring device, and information on the installation location of the friction loss factor measuring device that measures the loss factor in the friction area and friction loss factor. a storage unit that stores friction loss element information for each element measuring device and stores fluid characteristic information and reference surface area information input through the input/output unit; and
Exciter power consumption, lubricating oil circulation pump power consumption, and generator output power are acquired, fluid characteristic information and reference surface area information corresponding to the type of hydroelectric generator are obtained through the input/output unit, and stored in the storage unit, and the fluid characteristic information is stored in the storage unit. Friction loss power (P irs2 ) calculated from measurements of the friction loss element taking into account the reference surface loss power (P irs1 ) calculated from measurements of the reference surface loss element taking into account the reference surface area information And, calculate the total power consumption (P T ) by adding the power consumption of the driving unit (P ers ), which is calculated by adding the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump, and apply the total power consumption and the generator output power. It includes a control unit that calculates the generator efficiency and outputs it through the input/output unit,
The control unit,
A user interface that provides the user interface means for inputting the fluid characteristic information and reference surface information through the input/output unit, and receives the fluid characteristic information and reference surface information through the user interface means and stores and manages the fluid characteristic information in the storage unit. wealth;
a data acquisition unit that acquires measured values for the friction loss element and the reference surface loss element from the loss measuring unit, and obtains and outputs exciter power consumption, lubricant circulation pump power consumption, and generator output power; and
Friction loss power (P irs2 ) calculated from measurements of the friction loss element considering the fluid characteristic information, reference surface loss calculated from measurements of the reference surface loss element taking into account the reference surface area information The total power consumption (P T ) is calculated by adding the power (P irs1 ) and the driving unit power consumption (P ers ) calculated by adding the exciter power consumption and the lubricant circulation pump power consumption, and the total power consumption and the An efficiency calculation unit that calculates generator efficiency by applying the generator output power and outputs it through the input/output unit,
The efficiency calculation unit,
a reference surface loss calculation unit that calculates and outputs reference surface loss power (P irs1 ) for the reference surface by applying the reference surface area information and measured values for the reference surface loss element;
a friction loss calculation unit that calculates and outputs friction loss power (P irs2 ) by applying the fluid characteristic information and measurement values for the friction loss factors;
A power consumption calculation unit that adds the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump obtained through the data acquisition unit to calculate and output the power consumption of the driving unit (P ers );
a machine loss calculation unit that calculates and outputs machine loss power (P irs ) by adding the reference surface loss power and the friction portion loss power;
a total loss calculation unit that calculates and outputs total loss power (P T ) by adding the driving unit power consumption (P ers ) and the machine loss power (P irs );
It includes a generator efficiency calculation unit that calculates generator efficiency by applying the total loss power and generator output power and outputs it through the input/output unit,
The control unit,
Information on the installation location of the reference surface loss factor measuring instrument and information on the installation location of the reference surface loss element measuring device, which measures the loss factor of the reference surface to be installed depending on the type of generator, information on the reference surface loss factor for each measuring device, and information on the installation location of the loss factor measuring device on the friction part that measures the loss factor of the friction part. A generator setting user interface means for inputting loss element information including friction part loss element information for each loss element measuring device is provided to the input/output unit through the user interface unit, and loss element information is input through the generator setting user interface means. A hydroelectric generator efficiency measurement device further comprising a generator setting unit that stores loss element information for the hydroelectric generator to be tested by storing it in the storage unit.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 수력발전기 종류에 대응하는 기준면에 설치되어 기준면 손실 요소를 측정하여 출력하는 둘 이상의 기준면 손실 요소 측정기를 포함하는 기준면 손실 요소 측정부 및 수력발전기 종류에 대응하는 마찰부에 설치되어 마찰부 손실 요소를 측정하여 출력하는 둘 이상의 마찰부 손실 요소 측정기를 포함하는 마찰부 손실 요소 측정부를 포함하는 손실 측정부;
사용자 인터페이스 수단을 사용자에게 제공하여 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 정보를 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 정보를 입력받는 입출력부;
수력발전기 종류에 따른 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 저장하고 상기 입출력부를 통해 입력되는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 저장하는 저장부; 및
여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하고, 상기 입출력부를 통해 수력발전기 종류에 대응하는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 획득하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 입출력부를 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력할 수 있는 상기 사용자 인터페이스 수단을 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 관리하는 사용자 인터페이스부;
상기 손실 측정부로부터 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값, 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 획득하고, 여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하여 출력하는 데이터 획득부; 및
상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 효율 계산부를 포함하고,
상기 효율 계산부는,
상기 기준면 면적 정보, 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 적용하여 상기 기준면에 대한 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 기준면 손실 계산부;
상기 유체 특징 정보, 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들을 적용하여 마찰부 손실 전력(Pirs2)을 계산하여 출력하는 마찰부 손실 계산부;
상기 데이터 획득부를 통해 획득되는 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 구동부 소모 전력(Pers)을 계산하여 출력하는 소모전력 계산부;
상기 기준면 손실 전력 및 상기 마찰부 손실전력을 가산하여 기계 손실전력(Pirs)를 계산하여 출력하는 기계손실 계산부;
상기 구동부 소모 전력(Pers) 및 상기 기계 손실전력(Pirs)을 가산하여 총 손실 전력(PT)를 계산하여 출력하는 총 손실 계산부;
상기 총 손실 전력 및 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 발전기 효율 계산부를 포함하되,
상기 기준면 손실 계산부는,
상기 기준면 손실 요소 측정기들로부터 출력되는 측정값 중 동일 기준면별 측정값들을 평균하여 출력하고, 미리 설정된 기준면의 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기 및 상기 기준면 손실 요소 측정기에 페어링되어 주변 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기에 의한 온도차들의 평균값을 계산하여 출력하는 평균값 계산부; 및
상기 평균값들 및 상기 유체 특징 정보 중 공기의 특징 및 기준면의 특징을 적용하여 기준면에 대해 발생하는 손실인 강제대류 손실(Pfc)을 계산하고, 공기 특징과 상부 기준면 및 하부 기준면 각각의 온도와 주변 공기 온도차 평균을 적용한 자연 대류 손실(Pnc)을 계산한 후, 상기 강제대류 손실과 자연 대류 손실을 가산하여 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 냉각기 배출 열량 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전기 효율 측정 장치.
A reference surface loss element measurement unit that includes two or more reference surface loss element gauges that are installed on the reference surface corresponding to the type of hydroelectric generator to measure and output the reference surface loss factor, and a friction part that is installed in the friction part corresponding to the type of hydroelectric generator to measure the friction loss factor. A loss measuring unit including a friction loss element measuring unit including two or more friction loss element measuring instruments that output the output;
an input/output unit that provides a user interface means to the user, provides information through the user interface means, and receives information through the user interface means;
Information on the installation location of the reference surface loss factor measuring instrument that measures the reference surface loss factor according to the type of hydroelectric generator, information on the reference surface loss factor for each reference surface loss factor measuring device, and information on the installation location of the friction loss factor measuring device that measures the loss factor in the friction area and friction loss factor. a storage unit that stores friction loss element information for each element measuring device and stores fluid characteristic information and reference surface area information input through the input/output unit; and
Exciter power consumption, lubricating oil circulation pump power consumption, and generator output power are acquired, fluid characteristic information and reference surface area information corresponding to the type of hydroelectric generator are obtained through the input/output unit, and stored in the storage unit, and the fluid characteristic information is stored in the storage unit. Friction loss power (P irs2 ) calculated from measurements of the friction loss element taking into account the reference surface loss power (P irs1 ) calculated from measurements of the reference surface loss element taking into account the reference surface area information And, calculate the total power consumption (P T ) by adding the power consumption of the driving unit (P ers ), which is calculated by adding the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump, and apply the total power consumption and the generator output power. It includes a control unit that calculates the generator efficiency and outputs it through the input/output unit,
The control unit,
A user interface that provides the user interface means for inputting the fluid characteristic information and reference surface information through the input/output unit, and receives the fluid characteristic information and reference surface information through the user interface means and stores and manages the fluid characteristic information in the storage unit. wealth;
a data acquisition unit that acquires measured values for the friction loss element and the reference surface loss element from the loss measuring unit, and obtains and outputs exciter power consumption, lubricant circulation pump power consumption, and generator output power; and
Friction loss power (P irs2 ) calculated from measurements of the friction loss element considering the fluid characteristic information, reference surface loss calculated from measurements of the reference surface loss element taking into account the reference surface area information The total power consumption (P T ) is calculated by adding the power (P irs1 ) and the driving unit power consumption (P ers ) calculated by adding the exciter power consumption and the lubricant circulation pump power consumption, and the total power consumption and the An efficiency calculation unit that calculates generator efficiency by applying the generator output power and outputs it through the input/output unit,
The efficiency calculation unit,
a reference surface loss calculation unit that calculates and outputs reference surface loss power (P irs1 ) for the reference surface by applying the reference surface area information and measured values for the reference surface loss element;
a friction loss calculation unit that calculates and outputs friction loss power (P irs2 ) by applying the fluid characteristic information and measurement values for the friction loss factors;
A power consumption calculation unit that adds the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump obtained through the data acquisition unit to calculate and output the power consumption of the driving unit (P ers );
a machine loss calculation unit that calculates and outputs machine loss power (P irs ) by adding the reference surface loss power and the friction portion loss power;
a total loss calculation unit that calculates and outputs total loss power (P T ) by adding the driving unit power consumption (P ers ) and the machine loss power (P irs );
It includes a generator efficiency calculation unit that calculates generator efficiency by applying the total loss power and generator output power and outputs it through the input/output unit,
The reference plane loss calculation unit,
Among the measured values output from the reference surface loss factor meters, the measured values for each reference surface are averaged and output, and a reference surface loss factor meter that measures the temperature of a preset reference surface and a reference surface loss factor meter that is paired with the reference surface loss factor meter to measure the surrounding temperature. An average value calculation unit that calculates and outputs the average value of temperature differences by the loss element measuring device; and
Among the average values and the fluid characteristic information, the air characteristics and the reference surface characteristics are applied to calculate the forced convection loss (P fc ), which is the loss occurring on the reference surface, and the temperature and surroundings of the air characteristics and the upper and lower reference surfaces, respectively. After calculating the natural convection loss (P nc ) by applying the air temperature difference average, the cooler discharge heat calculation unit calculates and outputs the reference plane loss power (P irs1 ) by adding the forced convection loss and natural convection loss. Hydroelectric generator efficiency measurement device.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 마찰부 손실 계산부는,
상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 쓰러스트 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 윤활유 증가 열량을 계산하여 출력하는 윤활유 증가열량 계산부;
상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 쓰러스트 베어링 냉각수 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 냉각수에 대한 특징정보를 반영하여 냉각수 증가열량을 계산하여 출력하는 냉각수 증가열량 계산부;
상기 윤활유 증가 열량 및 냉각수 증가열량을 가산하여 쓰러스트 베어링 손실열량(전력)을 계산하여 출력하는 베어링 손실 열량 계산부;
상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 상부 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 상부 베어링 손실 열량을 계산하여 출력하는 상부 베어링 손실 계산부;
상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 하부 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 하부 베어링 손실 열량을 계산하여 출력하는 하부 베어링 손실 계산부; 및
상기 쓰러스트 베어링 손실 열량, 상부 베어링 손실 열량 및 하부 베어링 손실열량을 가산하여 마찰부 손실전력(Pirs2)을 계산하여 상기 기계 손실 계산부로 출력하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전기 효율 측정 장치.
According to claim 1 or 5,
The friction loss calculation unit,
Lubricant that calculates and outputs the amount of heat increase in the lubricant by reflecting the measurement values input from the friction loss element measuring device installed at the inlet and outlet of the thrust bearing lubricant among the friction loss element measuring devices and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. Increased calorie calculation unit;
Coolant that calculates and outputs the increased heat of the coolant by reflecting the measurement values input from the friction loss element measuring device installed at the thrust bearing coolant inlet and outlet among the friction loss element measuring devices and the characteristic information about the coolant among the fluid characteristic information. Increased calorie calculation unit;
a bearing loss heat calculation unit that calculates and outputs thrust bearing heat loss (power) by adding the increased heat of the lubricant and the increased heat of the coolant;
Among the friction loss factor measuring devices, the upper bearing loss heat amount is calculated and output by reflecting the measured value input from the friction loss factor measuring device installed at the upper bearing lubricant inlet and outlet and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. Bearing loss calculation unit;
Among the friction loss element measuring devices, the lower bearing loss heat amount is calculated and output by reflecting the measured value input from the friction loss element measuring device installed at the lower bearing lubricant inlet and outlet and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. Bearing loss calculation unit; and
A hydraulic generator efficiency measuring device comprising an addition unit that calculates frictional power loss (P irs2 ) by adding the thrust bearing heat loss, upper bearing heat loss, and lower bearing heat loss and outputs the result to the mechanical loss calculation unit. .
제6항에 있어서,
상기 기준면 정보는 수력발전기의 상부, 하부 면적 및 풍도 넓이를 포함하고,
상기 유체 특징 정보는 공기에 대한 기체 특징을 포함하되,
대류열전달계수, 윤활유 밀도 및 비열, 냉각수 밀도 및 비열, 공기 밀도 및 비열을 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전기 효율 측정 장치.
According to clause 6,
The reference surface information includes the upper and lower areas and windage area of the hydroelectric generator,
The fluid characteristic information includes gas characteristics for air,
A device for measuring the efficiency of a hydroelectric generator, comprising a convective heat transfer coefficient, lubricant density and specific heat, coolant density and specific heat, air density and specific heat.
수력발전기 종류에 따른 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 저장하고 입출력부를 통해 입력되는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 저장하는 저장부를 포함하는 수력발전소 효율 측정 장치의 효율 측정 방법에 있어서,
제어부가 사용자 인터페이스부를 통해 상기 입출력부로 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력할 수 있는 사용자 인터페이스 수단을 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 관리하는 상기 입력값 획득 과정;
상기 제어부가 데이터 획득부를 통해 손실 측정부로부터 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값, 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 획득하고, 여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하여 출력하는 데이터 획득 과정; 및
상기 제어부가 효율 계산부를 통해 상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 효율 계산 과정을 포함하고,
상기 효율 계산 과정은,
상기 제어부의 효율 계산부가 기준면 손실 계산부를 통해 상기 기준면 면적 정보, 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 적용하여 상기 기준면에 대한 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 기준면 손실 계산 단계;
상기 효율 계산부가 마찰부 손실 계산부를 통해 상기 유체 특징 정보, 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들을 적용하여 마찰부 손실 전력(Pirs2)을 계산하여 출력하는 마찰부 손실 계산 단계;
상기 효율 계산부가 소모전력 계산부를 통해 상기 데이터 획득부를 통해 획득되는 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 구동부 소모 전력(Pers)을 계산하여 출력하는 소모전력 계산 단계;
상기 효율 계산부가 기계손실 계산부를 통해 상기 기준면 손실 전력 및 상기 마찰부 손실 전력을 가산하여 기계 손실 전력(Pirs)를 계산하여 출력하는 기계손실 계산 단계;
상기 효율 계산부가 총 손실 계산부를 통해 상기 구동부 소모 전력(Pers) 및 상기 기계 손실 전력(Pirs)을 가산하여 총 손실 전력(PT)를 계산하여 출력하는 총 손실 계산 단계;
상기 효율 계산부가 발전기 효율 계산부를 통해 상기 총 손실 전력 및 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 발전기 효율 계산 단계를 포함하되,
상기 제어부가, 발전기 설정부를 통해 발전기 종류에 따라 설치될 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 포함하는 손실 요소 정보를 입력할 수 있는 발전기 설정 사용자 인터페이스 수단을 상기 사용자 인터페이스부를 통해 입출력부로 제공하고, 상기 발전기 설정 사용자 인터페이스 수단을 통해 손실 요소 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 테스트를 수행할 수력발전기에 대한 손실 요소 정보를 설정하는 발전기 설정 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전기 효율 측정 방법.
Information on the installation location of the reference surface loss factor measuring instrument that measures the reference surface loss factor according to the type of hydroelectric generator, information on the reference surface loss factor for each reference surface loss factor measuring device, and information on the installation location of the friction loss factor measuring device that measures the loss factor in the friction area and friction loss factor. In the efficiency measurement method of a hydroelectric power plant efficiency measurement device, including a storage unit that stores friction loss element information for each element measuring device and stores fluid characteristic information and reference surface area information input through an input/output unit,
The control unit provides a user interface means for inputting the fluid characteristic information and reference surface information to the input/output unit through a user interface unit, receives the fluid characteristic information and reference surface information through the user interface means, and stores them in the storage unit. Managing the input value acquisition process;
The control unit acquires the measured value of the friction part loss element and the measured value of the reference surface loss element from the loss measurement unit through the data acquisition unit, and obtains and outputs exciter power consumption, lubricant circulation pump power consumption, and generator output power. data acquisition process; and
Friction loss power (P irs2 ) calculated by the control unit from measurements of the friction loss element in consideration of the fluid characteristic information through the efficiency calculation unit, and measurement of the reference surface loss element in consideration of the reference surface area information. Calculate the total power consumption (P T ) by adding the reference plane loss power (P irs1 ) calculated from the values, and the drive unit power consumption (P ers ) calculated by adding the exciter power consumption and the lubricant circulation pump power consumption. , including an efficiency calculation process of calculating generator efficiency by applying the total power consumption and the generator output power and outputting it through the input/output unit,
The efficiency calculation process is,
A reference surface loss calculation step in which the efficiency calculation unit of the control unit calculates and outputs reference surface loss power (P irs1 ) for the reference surface by applying the reference surface area information and measured values for the reference surface loss element through the reference surface loss calculation unit;
A friction loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs friction loss power (P irs2 ) by applying the fluid characteristic information and measured values for the friction loss element through the friction loss calculation unit;
A power consumption calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs power consumption of the driving unit (P ers ) by adding the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump obtained through the data acquisition unit through the power consumption calculation unit;
A machine loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs machine loss power (P irs ) by adding the reference surface loss power and the friction part loss power through the machine loss calculation unit;
A total loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs total loss power (PT) by adding the driving unit power consumption (P ers ) and the machine loss power (P irs ) through the total loss calculation unit;
A generator efficiency calculation step in which the efficiency calculation unit calculates the generator efficiency by applying the total loss power and the generator output power through the generator efficiency calculation unit and outputs the generator efficiency through the input/output unit,
The control unit, through the generator setting unit, provides installation location information of the reference surface loss element measuring device that measures the reference surface loss element to be installed according to the type of generator, reference surface loss element information for each reference surface loss element measuring device, and friction part loss factor that measures the friction part loss factor. A generator setting user interface means for inputting loss element information including installation location information of the measuring device and friction loss element information for each measuring device is provided to an input/output unit through the user interface unit, and the generator setting user interface means A method of measuring the efficiency of a hydroelectric generator, characterized in that it further comprises a generator setting process of receiving loss element information through and storing it in the storage unit to set loss element information for the hydroelectric generator to be tested.
삭제delete 삭제delete 수력발전기 종류에 따른 기준면 손실 요소를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 기준면 손실 요소 측정기별 기준면 손실 요소 정보, 마찰부 손실 요소를 측정하는 마찰부 손실 요소 측정기의 설치 위치 정보 및 마찰부 손실 요소 측정기별 마찰부 손실 요소 정보를 저장하고 입출력부를 통해 입력되는 유체 특징 정보 및 기준면 면적 정보를 저장하는 저장부를 포함하는 수력발전소 효율 측정 장치의 효율 측정 방법에 있어서,
제어부가 사용자 인터페이스부를 통해 상기 입출력부로 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력할 수 있는 사용자 인터페이스 수단을 제공하고, 상기 사용자 인터페이스 수단을 통해 상기 유체 특징 정보 및 기준면 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장하여 관리하는 상기 입력값 획득 과정;
상기 제어부가 데이터 획득부를 통해 상기 손실 측정부로부터 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값, 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 획득하고, 여자기 소모전력, 윤활유 순환펌프 소모전력 및 발전기 출력 전력을 획득하여 출력하는 데이터 획득 과정; 및
상기 제어부가 효율 계산부를 통해 상기 유체 특징 정보를 고려하여 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 마찰부 손실 전력(Pirs2), 상기 기준면 면적 정보를 고려하여 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값들로부터 계산되는 기준면 손실 전력(Pirs1)과, 상기 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 계산되는 구동부 소모 전력(Pers)을 가산하여 전체 소모 전력(PT)을 계산하고, 상기 전체 소모전력 및 상기 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 효율 계산 과정을 포함하고,
상기 효율 계산 과정은,
상기 제어부의 효율 계산부가 기준면 손실 계산부를 통해 상기 기준면 면적 정보, 상기 기준면 손실 요소에 대한 측정값을 적용하여 상기 기준면에 대한 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 기준면 손실 계산 단계;
상기 효율 계산부가 마찰부 손실 계산부를 통해 상기 유체 특징 정보, 상기 마찰부 손실 요소에 대한 측정값들을 적용하여 마찰부 손실 전력(Pirs2)을 계산하여 출력하는 마찰부 손실 계산 단계;
상기 효율 계산부가 소모전력 계산부를 통해 상기 데이터 획득부를 통해 획득되는 여자기 소모전력 및 윤활유 순환펌프 소모전력을 가산하여 구동부 소모 전력(Pers)을 계산하여 출력하는 소모전력 계산 단계;
상기 효율 계산부가 기계손실 계산부를 통해 상기 기준면 손실 전력 및 상기 마찰부 손실 전력을 가산하여 기계 손실 전력(Pirs)를 계산하여 출력하는 기계손실 계산 단계;
상기 효율 계산부가 총 손실 계산부를 통해 상기 구동부 소모 전력(Pers) 및 상기 기계 손실 전력(Pirs)을 가산하여 총 손실 전력(PT)를 계산하여 출력하는 총 손실 계산 단계;
상기 효율 계산부가 발전기 효율 계산부를 통해 상기 총 손실 전력 및 발전기 출력 전력을 적용하여 발전기 효율을 계산하여 상기 입출력부를 통해 출력하는 발전기 효율 계산 단계를 포함하되,
상기 기준면 손실 계산 단계는,
상기 기준면 손실 계산부가 평균값 계산부를 통해 상기 기준면 손실 요소 측정기들로부터 출력되는 측정값 중 동일 기준면별 측정값들을 평균하여 출력하고, 미리 설정된 기준면의 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기 및 상기 기준면 손실 요소 측정기에 페어링되어 주변 온도를 측정하는 기준면 손실 요소 측정기에 의한 온도차들의 평균값을 계산하여 출력하는 평균값 계산 단계; 및
상기 기준면 손실 계산부가 배출 열량 계산부를 통해 상기 평균값들 및 상기 유체 특징 정보 중 공기의 특징 및 기준면의 특징을 적용하여 기준면에 대해 발생하는 손실인 강제대류 손실(Pfc)을 계산하고, 공기 특징과 상부 기준면 및 하부 기준면 각각의 온도와 주변 공기 온도차 평균을 적용한 자연 대류 손실(Pnc)을 계산한 후, 상기 강제대류 손실과 자연 대류 손실을 가산하여 기준면 손실 전력(Pirs1)을 계산하여 출력하는 냉각기 배출 열량 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전기 효율 측정 방법.
Information on the installation location of the reference surface loss factor measuring instrument that measures the reference surface loss factor according to the type of hydroelectric generator, information on the reference surface loss factor for each reference surface loss factor measuring device, and information on the installation location of the friction loss factor measuring device that measures the loss factor in the friction area and friction loss factor. In the efficiency measurement method of a hydroelectric power plant efficiency measurement device, including a storage unit that stores friction loss element information for each element measuring device and stores fluid characteristic information and reference surface area information input through an input/output unit,
The control unit provides a user interface means for inputting the fluid characteristic information and reference surface information to the input/output unit through a user interface unit, receives the fluid characteristic information and reference surface information through the user interface means, and stores them in the storage unit. Managing the input value acquisition process;
The control unit acquires the measured value of the friction part loss element and the measured value of the reference surface loss element from the loss measuring unit through the data acquisition unit, and obtains the exciter power consumption, the lubricating oil circulation pump power consumption, and the generator output power. Output data acquisition process; and
Friction loss power (P irs2 ) calculated by the control unit from measurements of the friction loss element in consideration of the fluid characteristic information through the efficiency calculation unit, and measurement of the reference surface loss element in consideration of the reference surface area information. Calculate the total power consumption (P T ) by adding the reference plane loss power (P irs1 ) calculated from the values, and the drive unit power consumption (P ers ) calculated by adding the exciter power consumption and the lubricant circulation pump power consumption. , including an efficiency calculation process of calculating generator efficiency by applying the total power consumption and the generator output power and outputting it through the input/output unit,
The efficiency calculation process is,
A reference surface loss calculation step in which the efficiency calculation unit of the control unit calculates and outputs reference surface loss power (P irs1 ) for the reference surface by applying the reference surface area information and measured values for the reference surface loss element through the reference surface loss calculation unit;
A friction loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs friction loss power (P irs2 ) by applying the fluid characteristic information and measured values for the friction loss element through the friction loss calculation unit;
A power consumption calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs power consumption of the driving unit (P ers ) by adding the power consumption of the exciter and the power consumption of the lubricant circulation pump obtained through the data acquisition unit through the power consumption calculation unit;
A machine loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs machine loss power (P irs ) by adding the reference surface loss power and the friction part loss power through the machine loss calculation unit;
A total loss calculation step in which the efficiency calculation unit calculates and outputs total loss power (PT) by adding the driving unit power consumption (P ers ) and the machine loss power (P irs ) through the total loss calculation unit;
A generator efficiency calculation step in which the efficiency calculation unit calculates the generator efficiency by applying the total loss power and the generator output power through the generator efficiency calculation unit and outputs the generator efficiency through the input/output unit,
The reference plane loss calculation step is,
The reference surface loss calculator outputs an average of the measured values for each reference surface among the measured values output from the reference surface loss factor measuring devices through the average value calculation unit, and measures the temperature of a preset reference surface, and the reference surface loss factor measuring device. An average value calculation step of calculating and outputting the average value of temperature differences by a reference plane loss element meter that is paired with and measures the surrounding temperature; and
The reference surface loss calculation unit calculates the forced convection loss (P fc ), which is a loss occurring with respect to the reference surface, by applying the air characteristics and the reference surface characteristics among the average values and the fluid characteristic information through the discharge heat calculation unit, and calculates the forced convection loss (P fc ), which is the loss occurring with respect to the reference surface, and After calculating the natural convection loss (P nc ) by applying the average temperature difference between the temperature of the upper and lower reference planes and the surrounding air, the reference plane loss power (P irs1 ) is calculated and output by adding the forced convection loss and natural convection loss. A method for measuring the efficiency of a hydroelectric generator, comprising the step of calculating the cooler discharge heat quantity.
제8항 또는 제11항에 있어서,
상기 마찰부 손실 계산 과정은,
상기 마찰부 손실 계산부가 윤활유 증가열량 계산부를 통해 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 쓰러스트 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 윤활유 증가 열량을 계산하여 출력하는 윤활유 증가열량 계산 단계;
상기 마찰부 손실 계산부가 냉각수 증가열량 계산부를 통해 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 쓰러스트 베어링 냉각수 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 냉각수에 대한 특징정보를 반영하여 냉각수 증가열량을 계산하여 출력하는 냉각수 증가열량 계산 단계;
상기 마찰부 손실 계산부가 베어링 손실 열량 계산부를 통해 상기 윤활유 증가 열량 및 냉각수 증가열량을 가산하여 쓰러스트 베어링 손실열량(전력)을 계산하여 출력하는 베어링 손실 열량 계산 단계;
상기 마찰부 손실 계산부가 상부 베어링 손실 계산부를 통해 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 상부 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 상부 베어링 손실 열량을 계산하여 출력하는 상부 베어링 손실 계산 단계;
상기 마찰부 손실 계산부가 하부 베어링 손실 계산부를 통해 상기 마찰부 손실 요소 측정기 중 하부 베어링 윤활유 입구 및 출구에 설치되는 마찰부 손실 요소 측정기로부터 입력되는 측정값 및 상기 유체특징 정보 중 윤활유에 대한 특징정보를 반영하여 하부 베어링 손실 열량을 계산하여 출력하는 하부 베어링 손실 계산 단계; 및
상기 마찰부 손실 계산부가 가산부를 통해 상기 쓰러스트 베어링 손실 열량, 상부 베어링 손실 열량 및 하부 베어링 손실열량을 가산하여 마찰부 손실전력(Pirs2)을 계산하여 상기 기계 손실 계산부로 출력하는 가산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전기 효율 측정 방법.
According to claim 8 or 11,
The friction loss calculation process is,
Measured values input from the friction loss element measuring device installed at the inlet and outlet of the thrust bearing lubricant among the friction loss element measuring devices through the lubricant heat gain calculation unit, and characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. A lubricant increased heat calculation step of calculating and outputting the lubricant increased heat amount by reflecting the;
Measured values input from the friction loss element measuring device installed at the thrust bearing coolant inlet and outlet among the friction loss element measuring devices through the coolant heat gain calculation unit, and characteristic information about the coolant among the fluid characteristic information. A coolant increased heat calculation step of calculating and outputting the coolant increased heat amount by reflecting the coolant increase heat amount;
A bearing loss heat calculation step in which the friction portion loss calculation unit calculates and outputs thrust bearing heat loss heat (power) by adding the increased heat amount of the lubricant and the increased heat amount of the coolant through the bearing loss heat calculation unit;
The friction loss calculation unit calculates the measurement value input from the friction loss element measuring device installed at the upper bearing lubricant inlet and outlet among the friction loss element measuring devices through the upper bearing loss calculation unit, and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. An upper bearing loss calculation step of calculating and outputting the upper bearing loss heat amount by reflecting it;
The friction loss calculation unit calculates the measured value input from the friction loss element measuring device installed at the lower bearing lubricant inlet and outlet among the friction loss element measuring devices through the lower bearing loss calculation unit and the characteristic information about the lubricant among the fluid characteristic information. A lower bearing loss calculation step of calculating and outputting the lower bearing loss heat amount by reflecting it; and
An addition step in which the friction loss calculation unit calculates the friction loss power (P irs2 ) by adding the thrust bearing heat loss, upper bearing heat loss, and lower bearing heat loss through the addition unit and outputs it to the machine loss calculation unit. A method for measuring the efficiency of a hydroelectric generator, characterized in that:
제12항에 있어서,
상기 기준면 손실 요소는 온도 및 풍속이고,
상기 마찰부 손실 요소는 냉각수 및 윤활유의 유량 및 온도이고,
상기 기준면 정보는 수력발전기의 상부, 하부 면적 및 풍도 넓이를 포함하고,
상기 유체 특징 정보는 공기에 대한 기체 특징을 포함하되,
대류열전달계수, 윤활유 밀도 및 비열, 냉각수 밀도 및 비열, 공기 밀도 및 비열을 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 발전기 효율 측정 방법.
According to clause 12,
The reference plane loss factors are temperature and wind speed,
The friction loss factors are the flow rate and temperature of coolant and lubricant,
The reference surface information includes the upper and lower areas and windage area of the hydroelectric generator,
The fluid characteristic information includes gas characteristics for air,
A method for measuring the efficiency of a hydroelectric generator, comprising: convective heat transfer coefficient, lubricant density and specific heat, coolant density and specific heat, air density and specific heat.
KR1020230072698A 2023-06-07 2023-06-07 Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency KR102577362B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230072698A KR102577362B1 (en) 2023-06-07 2023-06-07 Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230072698A KR102577362B1 (en) 2023-06-07 2023-06-07 Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102577362B1 true KR102577362B1 (en) 2023-09-12

Family

ID=88019589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230072698A KR102577362B1 (en) 2023-06-07 2023-06-07 Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102577362B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429279B1 (en) * 2003-04-04 2004-04-29 한국수자원공사 The performance measuring device for hydro-utilities with thermodynamic method
KR102069997B1 (en) 2019-06-24 2020-01-23 선호수 Hydraulic turbine efficiency measurement system and method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429279B1 (en) * 2003-04-04 2004-04-29 한국수자원공사 The performance measuring device for hydro-utilities with thermodynamic method
KR102069997B1 (en) 2019-06-24 2020-01-23 선호수 Hydraulic turbine efficiency measurement system and method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6760689B2 (en) System and method for processing data obtained from turbine operations
EP2120204A1 (en) Method and system to quantify performance of a power generating system
Pereira Jr et al. Monitoring a Francis turbine operating conditions
KR101189837B1 (en) System and method for measuring condenser tube cleanliness factor in power plant
Haldeman et al. Aerodynamic and Heat Flux Measurements in a Single-Stage Fully Cooled Turbine—Part II: Experimental Results
Abderrazzaq Energy production assessment of small wind farms
KR102577362B1 (en) Apparatus and method for measuring hydroelectric generator efficiency
WO2018168813A1 (en) Evaluation apparatus, evaluation system, and evaluation method
KR200476982Y1 (en) Apparatus for testing hydraulic turbine
JP4008431B2 (en) Turbine rotor inlet temperature synthesis system and synthesis method
KR20190096966A (en) Determination of the load on the wind turbine
JP2015518104A (en) Classification and detection of power plant malfunctions during transient conditions
JP6554162B2 (en) Power plant performance evaluation method and power plant performance evaluation program
Al-Badri et al. Evaluation of measurement uncertainty in induction machines efficiency estimation
KR101409589B1 (en) System for supporting maintenance for gas turbine
Verma et al. Performance testing and evaluation of small hydropower plants
JP4001099B2 (en) Distributed power supply vibration diagnosis system
Al-Badri et al. Simple and accurate algorithm for three-phase IM efficiency estimation from only no-load tests
Grossman Testing and analysis of a transonic axial compressor
Ye et al. Turbine efficiency measurement by thermodynamic test method
Delgado et al. New test-rig for micro hydropower turbomachines
US11886157B2 (en) Operational optimization of industrial steam and power utility systems
Rajoo et al. Single entry mixed flow turbine performance prediction with 1-D gas dynamic code coupled with mean line model
Blinov et al. Technical Condition Assessment of the Gas Turbine Units with Free Power Turbine
RU2083005C1 (en) Method for controlling primary circuit temperature conditions at nuclear power plants with vver reactors

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant