KR20190056924A - 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치 및 방법 - Google Patents

발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 발전기의 고정자 권선에 구비된 하나 이상의 프로브로 교류 전류를 각각 인가하는 전원부, 및 전원부로부터 하나 이상의 프로브로 교류 전류가 각각 인가되는 상태에서 하나 이상의 프로브를 통해 고정자 권선의 교류 저항을 측정하고, 측정된 교류 저항에 기초하여 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치 및 방법{APPARATUS FOR ANALYZING MOISTURE ABSORPTION OF POWER GENERATOR STATOR WINDING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수냉각 발전기의 고정자 권선에 발생한 흡습을 검출하고 분석하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.
발전기의 고정자 권선에는 운전시 발생하는 열을 냉각시키기 위하여 냉각수를 이용한 냉각 시스템이 적용되어 있고, 이 냉각수를 강제 순환시키는 구조로 되어 있다. 그러나, 고정자 권선의 제작 불량, 운전시의 열화, 스트레스 또는 부식 등으로 발전기 내부의 고정자 권선 냉각수 통로 브레이징 부위에서 미세 크랙 등의 결함이 발생할 수 있으며, 이때 냉각수가 그 미세한 틈으로 흘러나와 절연이 파괴되는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 발전기 고정자의 절연을 파괴하여 발전기의 운전을 정지하게 하는 주요 요인이 되고 있으며, 이에 따라 모든 수냉각 발전기에서 감시를 하고 있는 상황이다.
따라서, 발전기 고정자 냉각수 계통의 건전성을 확인하는 방법으로 현재까지는 고정자 권선의 동도체와 마이카 사이 절연물의 정전용량을 검사하는 방법으로 냉각수의 누출의 유무를 검사하고 있다.
그러나, 발전기가 정지되는 오버홀(overhaul) 기간에 발전기 회전자를 인출하여야만 고정자 권선에 대한 검사를 수행할 수 있어, 실시간으로 운전 중의 검사는 수행할 수 없는 실정이다. 따라서, 현재는 정전용량을 이용한 실시간 감시를 위하여 직렬 콘덴서 방식의 측정 원리를 이용한 검사 수단이 연구되고 있다. 그러나, 이 방법은 특정 부위에 흡습이 되었는지를 판단할 수는 있으나, 진행의 경과에 따른 교체 시기를 판단하지 못하는 한계를 갖는다.
이에 따라, 발전기의 운전 중 이상 검출시 더 큰 사고의 진행을 막기 위하여 즉시 발전기를 정지하고 검사를 수행해야 하므로 발전 정지에 따른 경제적 손실이 대단히 크다.
따라서, 발전기 고정자 권선의 흡습 감시 수단으로는서, 운전 중 온라인 검사를 통해 고정자 권선의 흡습이 발견될 때, 그 이상의 진행도를 예측하여 발전기의 점검 및 정비를 위한 발전기 정지시기를 정확히 예측하고, 고정자 권선을 즉시 교체 및 수리할 것인지 또는 정기 오버홀 기간에 교체 및 수리할 것인가를 결정하여 발전기 정지에 따른 경제적 손실을 최소화 할 수 있는 시스템이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0057531호(2004.07.02. 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 종래 오버홀 기간에 한하여 고정자 권선의 흡습 여부를 검사할 수 밖에 없었던 문제점과 고정자 권선의 교체 시기를 예측하지 못했던 한계를 극복하여, 고정자 권선의 흡습 정도를 정확히 판단 및 예측함으로써 발전기 기동 중의 사고를 방지하고 발전 정지에 따른 경제적 손실을 제거하기 위한 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치는 발전기의 고정자 권선에 구비된 하나 이상의 프로브로 교류 전류를 각각 인가하는 전원부, 및 상기 전원부로부터 상기 하나 이상의 프로브로 상기 교류 전류가 각각 인가되는 상태에서 상기 하나 이상의 프로브를 통해 상기 고정자 권선의 교류 저항을 측정하고, 상기 측정된 교류 저항에 기초하여 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 분석부는, 정상 상태에서의 상기 고정자 권선의 교류 저항으로 미리 설정된 기준 교류 저항과 상기 측정된 교류 저항을 비교하여 상기 고정자 권선의 흡습을 검출함으로써 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 분석부는, 상기 하나 이상의 프로브를 통해 상기 고정자 권선의 흡습을 단계적으로 검출하고 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하여 상기 고정자 권선의 교체 시기를 예측하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 하나 이상의 프로브는, 흡습 시 절연을 파괴할 수 있는 고정자 권선 구간인 흡습 사고구간에 인접하는 흡습 주의구간에 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 전원부는, 상기 발전기의 발전 주파수의 배수에 해당하는 주파수를 갖는 교류 전류를 생성하여 상기 하나 이상의 프로브로 각각 인가함으로써, 상기 교류 저항 측정 시 발생하는 상용 노이즈를 최소화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 전원부는, 상기 발전기의 외부 환경을 흐르는 고전류로부터 캐패시턴스를 이용하여 용량성 유도 전류를 발생시키는 방법을 통해 자가 전원을 확보하고, 상기 확보된 자가 전원을 기반으로 상기 교류 전류를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법은 전원부가, 발전기의 고정자 권선에 구비된 하나 이상의 프로브로 교류 전류를 각각 인가하는 단계, 및 분석부가, 상기 전원부로부터 상기 하나 이상의 프로브로 상기 교류 전류가 각각 인가되는 상태에서 상기 하나 이상의 프로브를 통해 상기 고정자 권선의 교류 저항을 측정하고, 상기 측정된 교류 저항에 기초하여 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 고정자 권선에 다단계 프로브를 적용하여 흡습 진행 정도를 정밀하게 예측할 수 있고, 캐패시턴스를 이용한 용량성 전원장치를 이용하여 프로브로 측정 전류를 공급하는 방식을 통해 외부전원 사용에 따른 지락사고를 차단함과 동시에 종래 픽업 코일(Pick-Up Coil) 사용에 따른 와류손을 제거할 수 있어, 측정 상의 위험성을 회피하면서 보다 정밀하게 고정자 권선의 흡습 정도를 분석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치에서 고정자 권선에 구비된 프로브를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치에서 전원부에 의해 생성되는 교류 전류의 주파수를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치에서 전원부가 자가 전원을 확보하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법에서 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 단계가 반복 수행되는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치에서 고정자 권선에 구비된 프로브를 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치에서 전원부에 의해 생성되는 교류 전류의 주파수를 설명하기 위한 예시도이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치에서 전원부가 자가 전원을 확보하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치는 전원부(100), 분석부(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
전원부(100)는 발전기(200)의 고정자 권선에 구비된 하나 이상의 프로브(P<1:n>)로 교류 전류를 각각 인가할 수 있다. 본 실시예에서 전원부(100)는 발전기(200)의 외부 환경을 흐르는 고전류로부터 캐패시턴스를 이용하여 용량성 유도 전류를 발생시키는 방법을 통해 자가 전원을 확보하고, 확보된 자가 전원을 기반으로 발전기(200)의 발전 주파수의 배수에 해당하는 주파수를 갖는 교류 전류를 생성하여 하나 이상의 프로브(P<1:n>)로 각각 인가할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
분석부(300)는 전원부(100)로부터 하나 이상의 프로브(P<1:n>)로 교류 전류가 각각 인가되는 상태에서 하나 이상의 프로브(P<1:n>)를 통해 고정자 권선(WINDING)의 교류 저항을 측정하고, 측정된 교류 저항에 기초하여 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 분석할 수 있다.
본 실시예에서 프로브(P<1:n>)는 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 검출하기 위해 도 2에 도시된 것과 같이 다단계 프로브(P<1:n>)로 구성되어 고정자 권선(WINDING)의 흡습 주의구간에 구비될 수 있다. 여기서, 흡습 시 절연을 파괴할 수 있는 고정자 권선 구간을 흡습 사고구간으로 정의하고, 흡습 주의구간을 흡습 사고구간과 인접한 고정자 권선 구간으로 정의한다. 이에 따라, 분석부(300)는 하나 이상의 프로브(P<1:n>)를 통해, 흡습 사고구간에 흡습이 발생하기 전에 흡습 주의구간에 해당하는 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 단계적으로 검출함으로써 고정자 권선(WINDING)의 흡습으로 인한 절연 파괴 및 발전기(200) 운전 정지를 사전에 방지할 수 있다.
고정자 권선(WINDING)의 흡습 주의구간에 구비되는 다단계 프로브(P<1:n>)를 기반으로 분석부(300)는 고정자 권선(WINDING)의 교류 저항을 측정하고, 측정된 교류 저항에 기초하여 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 분석할 수 있다.
이때, 분석부(300)는 정상 상태에서의 고정자 권선(WINDING)의 교류 저항으로 미리 설정된 기준 교류 저항과 하나 이상의 프로브(P<1:n>)를 통해 측정된 교류 저항을 비교하여 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 검출함으로써 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 분석할 수 있다. 본 실시예에서 교류 저항은 임피던스를 의미하며, 이에 따라 정상 상태에서의 기준 교류 저항은 하기 수학식 1에 따라 표현될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 Rc는 고정자 권선(WINDING)의 구리의 저항, Xc는 구리의 용량성 리액턴스, f는 교류 전류의 주파수를 의미한다.
만약, 고정자 권선(WINDING)에 흡습이 발생한 경우, 고정자 권선(WINDING)의 구리는 이미 그 흐르는 전류량이 정해져 있으므로, 측정되는 전류의 변화와 이에 따라 측정되는 교류 저항의 변화는 흡습의 양에 기인한다. 즉, 고정자 권선(WINDING)에 흡습이 발생한 경우, 프로브(P<1:n>)를 통해 측정되는 교류 저항은 하기 수학식 2에 의해 도출될 수 있으며, 수학식 2에 따른 교류 저항은 각 프로브(P<1:n>)가 설치되는 고정자 권선(WINDING)의 위치가 다른 점을 고려하여 하나 이상의 프로브(P<1:n>) 각각에 대하여 설정될 수도 있다(Z1 내지 Zn).
Figure pat00002
수학식 2에서 Rw는 물의 저항을 의미한다.
이에 따라, 분석부(300)는 프로브(P<1:n>)를 통해 측정된 교류 저항이 수학식 1에 따른 기준 교류 저항과 그 값이 상이한 경우(또는 프로브(P<1:n>)를 통해 측정된 교류 저항이 수학식 2에 따른 값으로 측정된 경우), 고정자 권선(WINDING)에 흡습이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 분석부(300)는 하나 이상의 프로브(P<1:n>)를 통해 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 단계적으로 검출하고 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 분석하여 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기를 예측할 수 있다.
구체적으로, 흡습 사고구간과 먼 위치로부터 가까운 위치순으로 구비되는 프로브를 제1 내지 제n 프로브(P<1:n>)라 한다면, 제1 내지 제n 프로브(P<1:n>)를 통해 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 단계적으로(순차적으로) 검출하고, 그 검출 시간의 통계적 분석을 통해 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기를 예측할 수 있다.
고정자 권선(WINDING)에 대한 흡습 검출 시간의 통계적 분석을 통해 그 교체 시기를 예측하는 구성은 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 예를 들어 각 프로브(P<1:n>)를 통해 흡습이 검출된 시간의 변화 추이를 토대로 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기 함수를 도출하는 방식을 이용할 수 있다. 제1 내지 제n 프로브(P<1:n>)에 의해 고정자 권선(WINDING)의 흡습이 검출된 시간 및 교류 저항이 하기 표 1과 같이 측정된 경우를 가정하면(P<1>에 의해 검출된 T1은 흡습 검출 시간 T2 내지 Tn에 대하여 기준이 되는 시간으로, '0'으로 설정될 수 있다), 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기 함수는 하기 수학식 3과 같은 예시로 도출될 수 있다.
프로브 P<1> P<2> P<3> ----- P<n>
흡습 검출 시간 T1 T2 T3 ----- Tn
기준 교류저항 Z1 Z2 Z3 ----- Zn
측정 교류저항 1 Z1' Z2' Z3' ----- Zn'
측정 교류저항 2 Z1' Z4' Z6' ----- Z2n'
측정 교류저항 3 Z1' Z4' Z9' ----- Zn^2'
Figure pat00003
수학식 3에서 T는 프로브에 흡습이 검출된 시간, n은 프로브의 개수를 의미한다.
분석부(300)는 하나 이상의 프로브(P<1:n>)를 통해 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 단계적으로 검출할 때마다 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기를 예측할 수도 있다. 즉, 분석부(300)는 제1 내지 제n 프로브(P<1:n>)를 통해 고정자 권선(WINDING)의 흡습이 각각 검출될 때마다 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기를 예측할 수 있으며, 이에 따라 고정자 권선(WINDING)의 흡습이 검출될 때마다 흡습 검출 시간이 반영된 교체 시기를 갱신함으로써 보다 정확하게 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기를 예측할 수 있다.
제어부(400)는 하나 이상의 프로브(P<1:n>) 중 흡습 사고구간에 가장 인접한 프로브(제n 프로브, P<n>)에 의해 고정자 권선(WINDING)의 흡습이 검출된 경우, 발전기(200)의 운전을 정지할 수 있다. 즉, 흡습 사고구간에 가장 인접한 제n 프로브(P<n>)에 의해 고정자 권선(WINDING)의 흡습이 검출된 경우, 흡습 사고구간의 흡습에 따라 절연 파괴 위험이 큰 것으로 판단하여 발전기(200)의 운전을 정지함으로써 작업자가 고정자 권선(WINDING)을 신속히 교체하도록 할 수 있다.
한편, 본 실시예의 전원부(100)는 발전기(200)의 발전 주파수의 배수에 해당하는 주파수를 갖는 교류 전류를 생성하여 하나 이상의 프로브(P<1:n>)로 각각 인가함으로써, 교류 저항 측정 시 발생하는 상용 노이즈를 최소화할 수 있다.
구체적으로, 발전기(200)의 발전 주파수는 상용 주파수인 60Hz이고, 이에 따라 전원부(100)는 도 3에 도시된 것과 같이 상용 주파수인 60Hz의 배수에 해당하는 주파수를 갖는 교류 생성함으로써 상용 주파수의 위상과 동기시킬 수 있으며, 이를 통해 고정자 권선(WINDING)의 교류 저항 측정 시 발생하는 상용 노이즈를 최소화할 수 있다. 본 실시예는 상기 구성을 통해 제로 크로싱(Zero Crossing) 위치 측정을 기반으로 노이즈를 제거하는 종래의 방법 대비 그 측정 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예의 전원부(100)는 발전기(200)의 외부 환경을 흐르는 고전류로부터 캐패시턴스를 이용하여 용량성 유도 전류를 발생시키는 방법을 통해 자가 전원을 확보하고, 확보된 자가 전원을 기반으로 교류 전류를 생성할 수 있다.
구체적으로, 고정자 권선(WINDING)에 대한 흡습 검사를 발전기(200)의 운전 중 실시간으로 측정하고 감시하기 위해서는 도 4에 도시된 것과 같이 전기적으로 지락사고가 발생하지 않도록 외부와 독립(절연)된 전원 공급 방법이 요구된다. 즉, 측정 장치와 측정 대상물이 절연되어 있지 않을 경우, 운전 중 측정 시 발전된 고전압 및 고전류에 의하여 지락이 되어 측정 장치의 파손 또는 발전기(200)의 운전 정지를 야기시킬 수 있기 때문에, 운전 중 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 검출하기 위해서는 외부와 절연된 전원 공급 방법이 필수적으로 요청된다.
이를 위해, 도 5에 도시된 것과 같이 고전류 환경에서 발생하는 자기장을 코일로 픽업할 때 발생된 전기를 전원으로 사용하는 방법을 고려할 수 있으나, 발전기(200) 고정자 권선(WINDING)의 내부와 같은 장소에서는 소형화, 경량화를 해야 하며, 또한 충분한 동작 전원을 확보해야 하므로 그에 따른 제약이 존재하는 문제점이 존재한다. 즉, 픽업코일(Pick-Up Coil)을 이용한 방법은 발전기(200) 내부와 같은 고열, 고전압, 고전류 환경에 대하여는 코어에서 발생되는 와류손에 의한 발열 문제가 존재하여 적절한 방법이라고 할 수 없다.
본 실시예는 도 6에 도시된 것과 같이 발전기(200)의 외부 환경을 흐르는 고전류(도 6에 도시된 '교류 전류')로부터 캐패시턴스를 이용하여 용량성 유도 전류를 발생시키는 방법을 통해 자가 전원을 확보할 수 있으며, 이에 따라 외부와 절연된 전원 공급을 구현하여 지락사고 및 와류손에 의한 발열 문제 없이 발전기(200)의 운전 중 실시간으로 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 측정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법에서 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 단계가 반복 수행되는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법을 설명하면, 먼저 전원부(100)는 발전기(200)의 고정자 권선(WINDING)에 구비된 하나 이상의 프로브(P<1:n>)로 교류 전류를 각각 인가한다(S100).
이어서, 분석부(300)는 전원부(100)로부터 하나 이상의 프로브(P<1:n>)로 교류 전류가 각각 인가되는 상태에서 하나 이상의 프로브(P<1:n>)를 통해 고정자 권선(WINDING)의 교류 저항을 측정하고, 측정된 교류 저항에 기초하여 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 분석한다(S200).
S200 단계에서, 분석부(300)는 정상 상태에서의 고정자 권선(WINDING)의 교류 저항으로 미리 설정된 기준 교류 저항과 측정된 교류 저항을 비교하여 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 검출함으로써 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 분석할 수 있다.
또한, S200 단계에서, 분석부(300)는 하나 이상의 프로브(P<1:n>)를 통해 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 단계적으로 검출하고 고정자 권선(WINDING)의 흡습 정도를 분석하여 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기를 예측할 수 있다. 이에 대한 설명은 전술한 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, S200 단계는 도 8에 도시된 S210 단계 및 S220 단계와 같이 하나 이상의 프로브(P<1:n>)를 통해 고정자 권선(WINDING)의 흡습을 단계적으로 검출할 때마다 수행될 수 있으며, 이에 따라 고정자 권선(WINDING)의 흡습이 검출될 때마다 흡습 검출 시간이 반영된 교체 시기를 갱신함으로써 보다 정확하게 고정자 권선(WINDING)의 교체 시기를 예측할 수 있다.
S300 단계에서는, S200 단계를 통해 하나 이상의 프로브(P<1:n>) 중 흡습 사고구간에 가장 인접한 프로브(P<n>)에 의해 고정자 권선(WINDING)의 흡습이 검출된 경우(S210, S310), 제어부(400)는 발전기(200)의 운전을 정지한다(S320).
한편, S100 단계에서 전원부(100)는 교류 저항 측정 시 발생하는 상용 노이즈를 최소화하기 위해, 발전기(200)의 발전 주파수의 배수에 해당하는 주파수를 갖는 교류 전류를 생성하여 하나 이상의 프로브(P<1:n>)로 각각 인가할 수 있다.
또한, S100 단계에서 전원부(100)는 발전기(200)의 외부 환경을 흐르는 고전류로부터 캐패시턴스를 이용하여 용량성 유도 전류를 발생시키는 방법을 통해 자가 전원을 확보하고, 확보된 자가 전원을 기반으로 교류 전류를 생성할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 고정자 권선에 다단계 프로브를 적용하여 흡습 진행 정도를 정밀하게 예측할 수 있고, 캐패시턴스를 이용한 용량성 전원장치를 이용하여 프로브로 측정 전류를 공급하는 방식을 통해 외부전원 사용에 따른 지락사고를 차단함과 동시에 종래 픽업 코일(Pick-Up Coil) 사용에 따른 와류손을 제거할 수 있어, 측정 상의 위험성을 회피하면서 보다 정밀하게 고정자 권선의 흡습 정도를 분석할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 전원부
200: 발전기
P<1:n>: 제1 내지 제n 프로브
WINDING: 고정자 권선
300: 분석부
400: 제어부

Claims (15)

  1. 발전기의 고정자 권선에 구비된 하나 이상의 프로브로 교류 전류를 각각 인가하는 전원부; 및
    상기 전원부로부터 상기 하나 이상의 프로브로 상기 교류 전류가 각각 인가되는 상태에서 상기 하나 이상의 프로브를 통해 상기 고정자 권선의 교류 저항을 측정하고, 상기 측정된 교류 저항에 기초하여 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 분석부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는, 정상 상태에서의 상기 고정자 권선의 교류 저항으로 미리 설정된 기준 교류 저항과 상기 측정된 교류 저항을 비교하여 상기 고정자 권선의 흡습을 검출함으로써 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는, 상기 하나 이상의 프로브를 통해 상기 고정자 권선의 흡습을 단계적으로 검출하고 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하여 상기 고정자 권선의 교체 시기를 예측하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로브는, 흡습 시 절연을 파괴할 수 있는 고정자 권선 구간인 흡습 사고구간에 인접하는 흡습 주의구간에 구비되는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로브 중 상기 흡습 사고구간에 가장 인접한 프로브에 의해 상기 고정자 권선의 흡습이 검출된 경우, 상기 발전기의 운전을 정지하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원부는, 상기 발전기의 발전 주파수의 배수에 해당하는 주파수를 갖는 교류 전류를 생성하여 상기 하나 이상의 프로브로 각각 인가함으로써, 상기 교류 저항 측정 시 발생하는 상용 노이즈를 최소화하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전원부는, 상기 발전기의 외부 환경을 흐르는 고전류로부터 캐패시턴스를 이용하여 용량성 유도 전류를 발생시키는 방법을 통해 자가 전원을 확보하고, 상기 확보된 자가 전원을 기반으로 상기 교류 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 장치.
  8. 전원부가, 발전기의 고정자 권선에 구비된 하나 이상의 프로브로 교류 전류를 각각 인가하는 단계; 및
    분석부가, 상기 전원부로부터 상기 하나 이상의 프로브로 상기 교류 전류가 각각 인가되는 상태에서 상기 하나 이상의 프로브를 통해 상기 고정자 권선의 교류 저항을 측정하고, 상기 측정된 교류 저항에 기초하여 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분석하는 단계에서, 상기 분석부는,
    정상 상태에서의 상기 고정자 권선의 교류 저항으로 미리 설정된 기준 교류 저항과 상기 측정된 교류 저항을 비교하여 상기 고정자 권선의 흡습을 검출함으로써 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 분석하는 단계에서, 상기 분석부는,
    상기 하나 이상의 프로브를 통해 상기 고정자 권선의 흡습을 단계적으로 검출하고 상기 고정자 권선의 흡습 정도를 분석하여 상기 고정자 권선의 교체 시기를 예측하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 분석하는 단계는, 상기 하나 이상의 프로브를 통해 상기 고정자 권선의 흡습을 단계적으로 검출할 때마다 수행되는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로브는, 흡습 시 절연을 파괴할 수 있는 고정자 권선 구간인 흡습 사고구간에 인접하는 흡습 주의구간에 구비되는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    제어부가, 상기 하나 이상의 프로브 중 상기 흡습 사고구간에 가장 인접한 프로브에 의해 상기 고정자 권선의 흡습이 검출된 경우, 상기 발전기의 운전을 정지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 인가하는 단계에서, 상기 전원부는,
    상기 교류 저항 측정 시 발생하는 상용 노이즈를 최소화하기 위해, 상기 발전기의 발전 주파수의 배수에 해당하는 주파수를 갖는 교류 전류를 생성하여 상기 하나 이상의 프로브로 각각 인가하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 인가하는 단계에서, 상기 전원부는,
    상기 발전기의 외부 환경을 흐르는 고전류로부터 캐패시턴스를 이용하여 용량성 유도 전류를 발생시키는 방법을 통해 자가 전원을 확보하고, 상기 확보된 자가 전원을 기반으로 상기 교류 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 발전기 고정자 권선의 흡습 분석 방법.

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