KR102647630B1 - 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리에 관한 것으로, 발전기용 회전자 어셈블리에 있어서, 회전자 림과; 상기 회전자 림에서 이격 설치되되, 코일 1번부터 코일 37번까지 형성되어 이루어지는 회전자 폴과; 상기 코일 1번 상에 절연 소재로 층을 더 형성시켜 이물질이 회전자 폴에 유입되어 부착되는 것을 방지하도록 한 지락 회피 보강부를 더 형성하여 이루어지며, 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 절연 구조를 향상시킬 수 있도록 절연지를 더 추가함으로써, 회전자 권선에 이물질 부착에 따른 절연 파괴를 방지하는 3중 절연 구조를 형성하여 지락 사고 방지하도록 함에 따라 발전기의 운영 효율이 향상되도록 한 효과가 있다.

Description

지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리{Rotor assembly for generator having ground fault avoid reinforcement}

본 발명은 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리에 관한 것으로, 구체적으로는, 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 절연 구조를 향상시킬 수 있도록 절연지를 더 추가함으로써, 회전자 권선에 이물질 부착에 따른 절연 파괴를 방지하는 3중 절연 구조를 형성하여 지락 사고 방지하도록 함에 따라 발전기의 운영 효율이 향상되도록 한 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, “발전기용 회전자”는, 이미 널리 개시된 사항으로 자세한 설명은 생략하며, 등록특허 제20-0463091호 "터빈발전기 회전자 단부 절연장치”를 참고할 수 있다.

상기한 " 터빈발전기 회전자 단부 절연장치”는, 큰 용량을 갖은 가스터빈 발전기나 기력 발전기들의 회전자는 원통형으로 회전자 몸체에 슬롯이 가공되어 있고 단부 권선에 대하여는 전기적인 절연 처리를 요하게 되는데, 이와 같은 회전자 단부에 설치되는 절연 장치에 관한것이지만,

산업현장에 쓰이는 발전기나 전동기는 내부에 고정자와 고정자에 대응된 상태로 회전되는 회전자가 설치되어 있다.

따라서, 발전기는 회전자가 회전되는 경우 전력을 생산하고, 전동기는 전력에 의해 회전자가 회전되어서 부하에 동력을 제공한다.

그러나, 발전기나 전동기는 회전자가 회전되는 경우 고정자의 주요 구성품인 철심 절연재 권선의 내부나 이것들의 틈새에서 절연파괴의 주요원인인 부분 방전(스파크, 불꽃 방전)이 발생된다. 이때, 틈새 부분의 불꽃 방전에 의해 고정자의 권선 주변에 빛과 오존가스가 생성되며, 계속해서 빛의 반짝임과 오존가스의 농도가 증가하게 됨에 따라 절연재가 급속으로 열화되어서 손상되는 문제점이 있고, 절연재가 장시간 열화되어서 파괴됨에 따라 발전기나 전동기의 고장으로 이어지게 되어 기기의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

따라서, 발전기 및 전동기 등 고정자의에서 미세 틈세에서 발생되는 방전현상에 의해 오존가스 및 불꽃(빛)이 발생되며 절연재는 급속히 열화 되어서 손상됨을 방지하기 위해 오존가스 농도 및 불꽃방전에 의한 빛의 밝기의 변화를 검출하여 고장을 예방할 수 있는 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

또한, 발전기의 지락 사고 시 일반적으로 절연 저항을 측정 하지만 그래도 문제점이 해소되지 않으면 많은 시간과 인력이 투입되어 분해 정비를 실시해야 하는 문제점이 있다.

또한, 모든 양수발전소의 회전자는 돌극형 권선으로 권선층간에는 절연이 되어있지만 첫 번째 시작 권선부분에는 절연지가 설계되어 있지 않아, 내부로 이물질이 유입되는 문제점이 있다.

또한, 회전자의 첫 번째 시작 권선 부분에 절연지가 형성되어 있지 않음에 따라 내부로 이물질 유입 발생하게 되면, 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 지락 사고의 위험이 매우 높게 형성되는 문제점이 있다.

또한, 발전모드에서 정격 회전수 90%에서 자계 형성 후 원심력으로 이물질이 회전자 권선(Pole) 표면에 유입되어 부착되는 문제점이 있다.

또한, 양수모드에서 정격 회전수 0%에서 자계 형성 후 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 이물질 부착이 시작되며, 정격 회전수가 90%에서는 원심력으로 이물질이 더 유입되어 부착되는 문제점이 있다.

[특허문헌 0001] 등록특허 제20-0463091호 "터빈발전기 회전자 단부 절연장치" (공고 2012.10.16.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은, 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 절연 구조를 향상시킬 수 있도록 절연지를 더 용이하게 추가 형성할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 회전자 권선에 이물질 부착에 따른 절연 파괴를 방지하는 3중 절연 구조를 형성함으로써, 지락 사고 방지하여 발전기의 운영 효율이 향상될 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기 회전자 권선을 3중 절연방식을 개선하여 내부 이물질로 인한 지락 사고를 미연에 방지하기 위함이며, 양수 발전소 발전기 및 돌극형 회전자에 모두 적용할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전모드에서 정격 회전수 90%에서 자계 형성 후 원심력으로 이물질이 회전자 권선(Pole) 표면에 유입되어 부착되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 양수모드에서 정격 회전수 0%에서 자계 형성 후 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 이물질 부착이 시작될 때, 정격 회전수가 90%에서는 원심력으로 이물질이 더 유입되어 부착되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 절연지가 없는데, 이물질 부착으로 인한 절연 파괴를 방지할 수 있도록 절연지를 더 추가하여 3중 절연이 되도록 함으로써, 지락 사고를 효율적으로 방지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 양수발전소의 발전기용 회전자 어셈블리에 총 18개 회전자 권선(Pole)의 코일 1번 표면에 3중으로 절연 보강시켜 회전자의 지락 사고를 해소할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수력발전소 및 양수 발전소의 발전기에 적용하여 회전자의 지락 사고를 예방할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기 제작사와 차별화된 정비 기술 보유를 통해 정비 품질 및 고객사의 정비 신뢰도 향상에 기여할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전기용 회전자 어셈블리의 지락 사고를 방지함으로써, 안정적인 전력공급에 기여할 수 있도록 하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 발전기용 회전자 어셈블리에 있어서, 회전자 림과; 상기 회전자 림에서 이격 설치되되, 코일 1번부터 코일 37번까지 형성되어 이루어지는 회전자 폴과; 상기 코일 1번 상에 절연 소재로 층을 더 형성시켜 이물질이 회전자 폴에 유입되어 부착되는 것을 방지하도록 한 지락 회피 보강부를 더 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 지락 회피 보강부는, 회전자 폴의 코일 1면에 0.1t로 1차 공정을 통해 부착용 피막을 형성하게 되는 제1 절연 투명층과, 상기 제1 절연 투명층 상에 0.25t로 2차 공정을 통해 절연 도모용 두께로 형성되는 절연 수지층과, 상기 절연 수지층 상에 0.1t로 3차 공정을 통해 절연 수지 보호용 피막을 형성하게 되는 제2 절연 투명층으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 지락 회피 보강부는, 회전자 접지사고를 방지할 수 있도록 18개의 회전자 폴의 코일 1번 표면에 3중 절연 층을 더 형성시킨 보강 구조를 형성하게 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리에 의하면, 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 절연 구조를 향상시킬 수 있도록 절연지를 더 용이하게 추가 형성할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 회전자 권선에 이물질 부착에 따른 절연 파괴를 방지하는 3중 절연 구조를 형성함으로써, 지락 사고 방지하여 발전기의 운영 효율이 향상될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 발전기 회전자 권선을 3중 절연방식을 개선하여 내부 이물질로 인한 지락 사고를 미연에 방지하기 위함이며, 양수 발전소 발전기 및 돌극형 회전자에 모두 적용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 발전모드에서 정격 회전수 90%에서 자계 형성 후 원심력으로 이물질이 회전자 권선(Pole) 표면에 유입되어 부착되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 양수모드에서 정격 회전수 0%에서 자계 형성 후 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 이물질 부착이 시작될 때, 정격 회전수 90%에서 원심력으로 이물질이 더 유입되어 부착되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 회전자 권선(Pole)과 회전자(Rim) 사이에 절연지가 없는데, 이물질 부착으로 인한 절연 파괴를 방지할 수 있도록 절연지를 더 추가하여 3중 절연이 되도록 함으로써, 지락 사고를 효율적으로 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 양수발전소의 발전기용 회전자 어셈블리에 총 18개 회전자 권선(Pole)의 코일 1번 표면에 3중으로 절연보강시켜 회전자의 지락 사고를 해소할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 수력발전소 및 양수 발전소의 발전기에 적용하여 회전자의 지락 사고를 예방할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 발전기 제작사와 차별화된 정비 기술 보유를 통해 정비 품질 및 고객사의 정비 신뢰도 향상에 기여할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 발전기용 회전자 어셈블리의 지락 사고를 방지함으로써, 안정적인 전력공급에 기여할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리를 도시한 도면.
도 2는, 도 1의 “A”에 지락 회피 보강부가 형성됨을 나타낸 이미지.
도 3은, 도 2에 나타낸 지락 회피 보강부를 확대 도시한 이미지.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명의 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리(2)는, 도 1,2에 나타낸 이미지와 같이, 회전자 림(4)과; 상기 회전자 림(4)에서 이격 설치되되, 코일 1번부터 코일 37번까지 형성되어 이루어지는 회전자 폴(6)과; 상기 코일 1번 상에 절연 소재로 층을 더 형성시켜 이물질이 회전자 폴(6)에 유입되어 부착되는 것을 방지하도록 한 지락 회피 보강부(20)를 형성하여 이루어진다.

또한, 상기 지락 회피 보강부(20)는, 도 1 내지 3에 나타낸 이미지와 같이, 회전자 폴(6)의 코일 1면에 0.1t로 1차 공정을 통해 부착용 피막을 형성하게 되는 제1 절연 투명층(22)과, 상기 제1 절연 투명층(22) 상에 0.25t로 2차 공정을 통해 절연 도모용 두께로 형성되는 절연 수지층(24)과, 상기 절연 수지층(24) 상에 0.1t로 3차 공정을 통해 절연 수지 보호용 피막을 형성하게 되는 제2 절연 투명층(26)으로 구성되어 이루어진다.

또한, 상기 지락 회피 보강부(20)는, 도 1,2에 나타낸 이미지와 같이, 회전자 접지사고를 방지할 수 있도록 18개의 회전자 폴(6)의 코일 1번 표면에 3중 절연 층을 더 형성시킨 보강 구조를 형성하게 된다.

이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예를 도면을 통하여 상세히 설명한다.

먼저, 회전자 폴(6)의 코일 1면에 0.1t로 1차 공정을 통해 부착용 피막을 형성하게 되는 제1 절연 투명층(22)과, 상기 제1 절연 투명층(22) 상에 0.25t로 2차 공정을 통해 절연 도모용 두께로 형성되는 절연 수지층(24)과, 상기 절연 수지층(24) 상에 0.1t로 3차 공정을 통해 절연 수지 보호용 피막을 형성하게 되는 제2 절연 투명층(26)이 형성되도록 지락 회피 보강부(20)를 형성한다.

이에 따라, 발전기용 회전자 어셈블리(2)에서 회전자 림(4)과; 상기 회전자 림(4)에서 이격 설치되되, 코일 1번부터 코일 37번까지 형성되어 이루어지는 회전자 폴(6)과; 상기 코일 1번 상에 절연 소재로 층을 더 형성시켜 이물질이 회전자 폴(6)에 유입되어 부착되는 것을 방지하도록 한 지락 회피 보강부(20)에 의하여 지락이 방지되어 발전기의 가동을 안정적으로 할 수 있게 된다.

한편, 상기 지락 회피 보강부(20)는, 회전자 접지사고를 방지할 수 있도록 18개 회전자 폴(6)의 코일 1번 표면에 3중 절연 층을 더 형성시킨 보강 구조를 형성하게 된다.

또한, 수력발전소 및 양수 발전소의 발전기에 적용됨에 따라 회전자의 지락 사고를 예방하는 것은 물론, 발전기 제작사와 차별화된 정비 기술 보유하게 됨으로써, 정비 품질 및 고객사의 정비 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

2: 발전기용 회전자 어셈블리 4: 회전자 림
6: 회전자 폴 20: 지락 회피 보강부
22: 제1 절연 투명층 24: 절연 수지층
26: 제2 절연 투명층

Claims (3)

1. 삭제
2. 회전자 림(4)과; 상기 회전자 림(4)에서 이격 설치되되, 코일 1번부터 코일 37번까지 형성되어 이루어지는 회전자 폴(6)과; 상기 코일 1번 상에 절연 소재로 층을 더 형성시켜 이물질이 회전자 폴(6)에 유입되어 부착되는 것을 방지하도록 한 지락 회피 보강부(20)를 더 형성하여 이루어지는 발전기용 회전자 어셈블리(2)에 있어서,
   상기 지락 회피 보강부(20)는,
   회전자 폴(6)의 코일 1면에 0.1t로 1차 공정을 통해 부착용 피막을 형성하게 되는 제1 절연 투명층(22)과,
   상기 제1 절연 투명층(22) 상에 0.25t로 2차 공정을 통해 절연 도모용 두께로 형성되는 절연 수지층(24)과,
   상기 절연 수지층(24) 상에 0.1t로 3차 공정을 통해 절연 수지 보호용 피막을 형성하게 되는 제2 절연 투명층(26)으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 지락 회피 보강부를 구비한 발전기용 회전자 어셈블리.
3. 삭제