(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期機が停止状態から定格回転速度に達するまでの期間、界磁巻線に直流成分を含んだ交流電流を通電する可変直流及び交流電源部と、前記界磁巻線が通電されているときの入力電圧、入力電流、回転数を入力する入力及びフィルタ部と、この入力及びフィルタ部より入力される電圧、電流からインピーダンスを計算する演算部と、この演算部により計算された回転数変化に対するインピーダンス変化を比較する比較部と、この比較部の比較結果を出力する出力部とを備えたことを特徴とする同期機における界磁巻線のレア―ショート検証装置。
【請求項２】
可変直流及び交流電源部は、一定の直流分及び交流分の電流により同期発電機の界磁巻線を同時に通電するようにしたことを特徴とする
請求項１記載の同期機における界磁巻線のレアーショート検証装置。
【請求項３】
演算部は、フィルター部により分けられた入力電圧と入力電流の直流分及び交流分のインピーダンスを計算することを特徴とする請求項１記載の同期機における界磁巻線のレアーショート検証装置。
【請求項４】
演算部は、各回転速度における直流インピーダンス及び交流インピーダンスを同時に演算することを特徴とする請求項１記載の同期機における界磁巻線のレアーショート検証装置。
【請求項５】
比較部は、回転数変化に対して直流インピーダンスの変化及び交流インピーダンスの変化を比較し、界磁巻線のレアーショートの有無を判定することを特徴とする請求項１記載の同期機の界磁巻線のレアーショート検証装置。
【請求項６】
比較部は、界磁巻線のレアーショートを判定する際に被試験機の回転子データを用いて行うことを特徴とする請求項５記載の同期機の界磁巻線レアーショート検証装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期機の界磁巻線にレアーショートが発生しているか否かを検証する同期機の界磁巻線の検証装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、同期発電機における界磁巻線のレアーショートの有無を検証する方法としては空隙磁束測定試験があるが、その試験を実施するためには特別なセンサーを必要とし、その取り付けのために水素ガス冷却タイプの発電機にあっては、ガス置換を行って大気状態にする必要があり、さらに電機子巻線は三相短絡させる必要があるため、物理的及び時間的制約が生じる。
【０００３】
また、界磁巻線のレアーショートの有無を検証する他の方法として、交流インピーダンス測定による方法があるが、同期発電機の回転子の構造物であるスロット楔、ダンパー、短絡環の状態によりインピーダンスが変化するため、界磁巻線のレアーショートとの判定が困難な場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の界磁巻線のレアーショートの有無を検証するには、機内に特別なセンサを取付けて空隙磁束を測定したり、交流インピーダンスを測定する方法があるが、前者は水素ガス冷却タイプの発電機の場合、ガス置換や電機子巻線を三相短絡させる必要があるため、物理的及び時間的制約が生じ、また後者は回転子の構造物であるスロット楔、ダンパー、短絡環の状態によりインピーダンスが変化するため、界磁巻線のレアーショートの判定が困難な場合がある。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされれたもので、同期機の回転子の構造物の影響を受けずに、界磁巻線のレアーショートの有無を判定できる同期機における界磁巻線の検証装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応する発明は、同期機が停止状態から定格回転速度に達するまでの期間、界磁巻線に直流成分を含んだ交流電流を通電する可変直流及び交流電源部と、前記界磁巻線が通電されているときの入力電圧、入力電流、回転数を入力する入力及びフィルタ部と、この入力及びフィルタ部より入力される電圧、電流からインピーダンスを計算する演算部と、この演算部により計算された回転数変化に対するインピーダンス変化を比較する比較部と、この比較部の比較結果を出力する出力部とを備えたものである。
【０００７】
請求項２に対応する発明は、可変直流及び交流電源部は一定の直流分及び交流分の電流により同期機の界磁巻線を同時に通電するものである。
【０００８】
請求項３に対応する発明は、演算部はフィルター部により分けられた入力電圧と入力電流の直流分及び交流分のインピーダンスを計算するものである。
【０００９】
請求項４に対応する発明は、演算部は各回転速度における直流インピーダンス及び交流インピーダンスを同時に演算するものである。
【００１０】
請求項５に対応する発明は、比較部は回転数変化に対して直流インピーダンスの変化及び交流インピーダンスの変化を比較し、界磁巻線のレアーショートの有無を判定するものである。
【００１１】
請求項６に対応する発明は、比較部は界磁巻線のレアーショートを判定する際に被試験機の回転子データを用いて行うものである。
【００１２】
従って、上記請求項１乃至請求項６に対応する発明の同期機における界磁巻線の検証装置にあっては、同期機の界磁巻線の直流及び交流インピーダンスを計測し、回転変化に対する両インピーダンスの変化を比較判定することにより、同期機の回転子の構造物の影響を受けずに界磁巻線のレアーショートの判定が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明による同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図である。
【００１５】
図１において、１は同期発電機の回転子軸で、この回転子軸１には一対のコレクタリング２が取付けられ、これらコレクタリング２は図示しない界磁巻線に図示しない電流リードを介して電気的に接続されている。
【００１６】
これらコレクタリング２に電圧計測用ブラシ（パイロットブラシ）３と電流通電用ブラシ４がそれぞれ接触させて設けられている。また、回転子軸１に図示しない回転検出部５が設けられ、この回転検出部５は界磁巻線を有する回転子の回転数を検出するものである。
【００１７】
一方、６は可変直流及び交流電源部で、この可変直流及び交流電源部６は、電流通電用ブラシ４及びコレクタリング２を通して図示しない界磁巻線に直流成分を含んだ交流電流を通電するためのものである。
【００１８】
また、７は回転検出部５より発電機の界磁巻線の回転信号と電圧計測用ブラシ３より同期発電機の界磁巻線の入力電圧が入力されると共に、可変直流及び交流電源部６より界磁巻線の入力電流が入力されるフィルタ部で、このフィルタ部７は入力電圧及び入力電流を直流成分と交流成分に分ける機能を有している。
【００１９】
さらに、８はフィルタ部７より直流成分と交流成分に分けられた入力電圧及び入力電流が入力される演算部で、この演算部８は入力電圧及び入力電流を基に直流及び交流インピーダンスを計算するものである。９はこの演算部８で求められた直流及び交流インピーダンスと直流及び交流インピーダンスの回転数変化に対する変化を予め入力されたデータにより比較して界磁巻線のレアーショートの有無を判定する比較部である。
【００２０】
また、１０は比較部９での比較結果を表示する表示部、１１は比較部９で比較された各回転数での入力データ、判定結果及び演算部８での演算結果を出力する出力部である。
【００２１】
次にこのように構成された同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の作用を述べる。
【００２２】
同期発電機の停止状態から定格回転速度に達するまでの期間、可変直流及び交流電源部６より電流通電用ブラシ４及びコレクタリング２を介して図示しない回転子に有する界磁巻線に直流成分を含んだ交流電流を通電し、このときの界磁巻線の入力電圧をコレクタリング２及び電圧計測用ブラシ３を介してフィルタ部７に入力すると同時に、回転検出部５より界磁巻線（回転子）の回転検出信号と可変直流及び交流電源部６より電流計測用入力信号をそれぞれ入力する。
【００２３】
このフィルター部７では、界磁巻線への入力電圧、電流を直流成分と交流成分に分け、演算部８に入力する。この演算部８では、直流及び交流インピーダンスを計算し、この直流及び交流インピーダンスを比較部９に入力して直流及び交流インピーダンスの回転数変化に対して予め入力されたデータと比較し、このデータより大きいか否かにより界磁巻線のレアーショートの有無を判定する。
【００２４】
これら演算部８で求められた直流及び交流インピーダンス及び比較部９で判定された界磁巻線のレアーショートの有無は、フィルタ部７より入力される回転数、直流電圧及び電流と交流電圧及び電流と共に表示部１０に表示される。
【００２５】
また、出力部１１より各回転速度での入力データ、演算結果及び判定結果が出力される。
【００２６】
このように第１の実施の形態では、回転中の同期発電機における界磁巻線に入力される直流電圧と電流及び交流電圧と電流を計測して演算部８により直流及び交流インピーダンスを算出し、この演算部８で求められた直流及び交流インピーダンスを直流及び交流インピーダンスの回転数変化に対する変化を予め入力されたデータにより比較し、このデータより大きいか否かにより界磁巻線のレアーショートの有無を判定するようにしたので、発電機の回転子の構造物の影響を受けずに、界磁巻線のレアーショートの有無を確実に判定できる。
【００２７】
上記第１の実施の形態においては、可変直流及び交流電源部６より直流成分を含んだ交流電流を同期発電機の界磁巻線に通電するようにしたが、可変直流及び交流電源部６より一定の直流分及び交流分の電流を出力して界磁巻線を同時に通電するようにしてもよい。
【００２８】
また、上記第１の実施の形態においては、演算部８により単に直流及び交流インピーダンスを求めたが、各回転速度における直流インピーダンス及び交流インピーダンスを同時に演算するようにしてもよい。
【００２９】
図２は本発明による同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の第２の実施の形態を示すブロック構成図で、図１と同一部分には同一符号付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
【００３０】
第２の実施の形態では、図２に示すように比較部９に被試験機の回転子データ又は判定値を入力するデータ入力部１２を設けたものである。
【００３１】
このような構成とすれば、比較部９に被試験機の回転子データを入力することにより、自動的に界磁巻線のレアーショートの有無を判定することができる。
【００３２】
また、回転子データに代えて判定値を入力して判定させるこも可能である。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、同期発電機における界磁巻線のレアーショートの有無を判定する場合について述べたが、同期電動機の界磁巻線の場合にも前述同様にレアーショートの有無を判定することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、運転中の同期機に対して特別な処理を必要とせず、界磁巻線のレアーショートの有無を確実に判定できる同期機における界磁巻線のレアーショート検証装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図。
【図２】本発明による同期発電機における界磁巻線のレアーショート検証装置の第２の実施の形態を示すブロック構成図。
【符号の説明】
１……回転子軸
２……コレクターリング
３……電圧計測用ブラシ（パイロットブラシ）
４……電流通電用ブラシ
５……回転検出部
６……可変直流及び交流電源部
７……フィルター部
８……演算部
９……比較部
１０……表示部
１１……出力部
１２……データ入力部
【図１】
0003913917.tif 000002
【図２】
0003913917.tif 000003