JP4289282B2 - Partial discharge detection device for rotary machine and partial discharge remote monitoring system - Google Patents
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Description
この発明は、回転機の運転を止めることなく固定子巻線の部分放電を遠隔監視する装置およびシステムに関するものである。 The present invention relates to an apparatus and system for remotely monitoring a partial discharge of a stator winding without stopping the operation of a rotating machine.
回転機の固定子巻線は、運転中のストレスによって絶縁劣化が発生する。この絶縁劣化を放置すると、最終的に絶縁破壊事故に至る。絶縁破壊事故を未然に防止するために、固定子巻線で発生する部分放電を運転中に検出して絶縁診断する技術や装置が開発され適用されている。IT(Information Technology)の進歩により、高性能で安価なコンピュータや高速で安価な通信ネットワークなどが利用可能となっており、これらを利用した回転機の部分放電遠隔監視システムも開発されつつある。これらの部分放電遠隔監視システムでは、部分放電センサにより部分放電パルスを計測して、計測した部分放電パルスを公衆通信回線により中央監視装置に伝送する。中央監視装置では、部分放電パルスから部分放電強度を計算し、部分放電強度の大きさや変化速度から部分放電強度の監視レベルを決定し、監視レベルが高い場合は監視周期を短くして監視を行う。(例えば、特許文献1を参照)
別の監視システムでは部分放電も監視することを示すだけで、具体的な監視方法を示していないものもある。(例えば、特許文献2を参照)
The stator windings of the rotating machine are subject to insulation deterioration due to stress during operation. If this insulation deterioration is left unattended, an insulation breakdown accident will eventually occur. In order to prevent insulation breakdown accidents, techniques and devices for detecting insulation during diagnosis and detecting insulation during operation have been developed and applied. Advances in information technology (IT) have made it possible to use high-performance and inexpensive computers and high-speed and inexpensive communication networks, and partial discharge remote monitoring systems for rotating machines using these have been developed. In these partial discharge remote monitoring systems, a partial discharge pulse is measured by a partial discharge sensor, and the measured partial discharge pulse is transmitted to a central monitoring device via a public communication line. In the central monitoring device, the partial discharge intensity is calculated from the partial discharge pulse, the partial discharge intensity monitoring level is determined from the magnitude and rate of change of the partial discharge intensity, and if the monitoring level is high, the monitoring cycle is shortened for monitoring. . (For example, see Patent Document 1)
Other monitoring systems only indicate that partial discharges are monitored, and some specific monitoring methods are not indicated. (For example, see Patent Document 2)
固定子巻線に設置した部分放電センサでは5〜50MHz程度の周波数帯域の部分放電信号を計測する。この周波数帯域では、発電機内外で発生するノイズが部分放電と同様な高周波パルスとして部分放電センサに計測される。ノイズと部分放電を分離する方法としては、部分放電センサ間でのパルス相関と周波数帯域間のパルス相関をともに使用する方法が有る。(例えば、非特許文献1を参照)
部分放電センサ間でのパルス相関とは、同一パルスをそれぞれ異なる位置に設置された複数センサで計測して、センサで検出した信号強度の相関により、部分放電かノイズかを判断する方法である。複数センサでほぼ同じ振幅で検出されるパルスのグループをノイズとし、それ以外のパルスを部分放電とする。
周波数帯域間のパルス相関では、同一の部分放電センサで複数の周波数帯域での信号強度を計測し、複数の周波数帯域での信号強度の相関により、部分放電かノイズかを判断する。発生源から部分放電センサへ伝播する間でのノイズの高周波域成分は、それより低い周波数成分よりも減衰が大きいと考えられる。これに対して、部分放電の場合は、高周波帯域でも減衰がそれほど大きくないと考えられる。このことから、高域の信号強度が低域の信号強度に対する比率が所定値よりも低いパルスのグループをノイズとし、それ以外を部分放電とする。
A partial discharge sensor installed in the stator winding measures a partial discharge signal in a frequency band of about 5 to 50 MHz. In this frequency band, noise generated inside and outside the generator is measured by the partial discharge sensor as a high frequency pulse similar to the partial discharge. As a method for separating noise and partial discharge, there is a method using both pulse correlation between partial discharge sensors and pulse correlation between frequency bands. (For example, see Non-Patent Document 1)
The pulse correlation between the partial discharge sensors is a method in which the same pulse is measured by a plurality of sensors installed at different positions, and whether the partial discharge or noise is determined based on the correlation of the signal intensity detected by the sensors. A group of pulses detected by a plurality of sensors with substantially the same amplitude is defined as noise, and the other pulses are defined as partial discharge.
In the pulse correlation between frequency bands, the signal intensity in a plurality of frequency bands is measured by the same partial discharge sensor, and it is determined whether the partial discharge or noise is based on the correlation of the signal intensity in the plurality of frequency bands. It is considered that the high-frequency component of noise during propagation from the generation source to the partial discharge sensor is more attenuated than the lower frequency component. On the other hand, in the case of partial discharge, it is considered that the attenuation is not so great even in the high frequency band. For this reason, a group of pulses whose ratio of the high-frequency signal intensity to the low-frequency signal intensity is lower than a predetermined value is defined as noise, and the rest is defined as partial discharge.
部分放電のパルスを検出し、その放電強度を計測する部分放電検出装置として、レベル切換器、増幅器、帯域通過フィルタ、ピーク検出回路、A/Dメモリを直列に接続して、帯域通過フィルタを通過する周波数でのパルスデータの放電強度をデジタル化して計測する装置がある。(例えば、特許文献3を参照)
レベル切換器は、放電強度が大きい場合でも小さい場合でも、増幅器が飽和せず、かつデジタル化した最大の放電強度が所定のビット数を有効に使用して表現できるように、入力信号のレベルを変更するものである。例えば、0〜255までの範囲でデジタル化して放電強度を表現する場合には、最大パルスが100〜230までの範囲内になるように、レベル切換器がレベル切換を行う。
As a partial discharge detection device that detects partial discharge pulses and measures the discharge intensity, a level switch, amplifier, band pass filter, peak detection circuit, and A / D memory are connected in series and passed through the band pass filter. There is a device that digitizes and measures the discharge intensity of pulse data at a frequency to be transmitted. (For example, see Patent Document 3)
The level switch adjusts the level of the input signal so that the amplifier does not saturate and the maximum digitized discharge intensity can be expressed using a predetermined number of bits effectively, regardless of whether the discharge intensity is high or low. To change. For example, when the discharge intensity is expressed by digitizing in the range of 0 to 255, the level switcher performs level switching so that the maximum pulse is in the range of 100 to 230.
従来の部分放電遠隔監視システムでは、部分放電強度またはパルスデータの何れかだけを中央監視装置に送信している。部分放電強度だけを送信する場合は、ノイズ分離が適切にできていない場合は、ノイズにより部分放電強度を誤って監視する可能性が有る。パルスデータだけを送信する場合には、パルスデータのデータ量が膨大になり、監視周期を短くすることが困難であるという課題があった。
この発明は、監視周期を短くし、かつ部分放電監視の精度を向上させることを目的とする。
In the conventional partial discharge remote monitoring system, only partial discharge intensity or pulse data is transmitted to the central monitoring device. When only the partial discharge intensity is transmitted, there is a possibility that the partial discharge intensity is erroneously monitored due to noise if noise separation is not properly performed. When only pulse data is transmitted, there is a problem that the amount of pulse data becomes enormous and it is difficult to shorten the monitoring cycle.
An object of the present invention is to shorten the monitoring cycle and improve the accuracy of partial discharge monitoring.
この発明に係る回転機の部分放電検出装置は、回転機の部分放電を検出する部分放電センサの出力から部分放電とノイズを含むパルスを検出するパルス検出回路と、該パルス検出回路で検出されるパルスを所定時間計測したデータであるパルスデータからノイズを除去して部分放電強度を計算する演算部と、該演算部が部分放電強度を計算するごとに部分放電強度を保存し、前記演算部が部分放電強度を計算する全回数の中の一部の回数ではパルスデータも保存するデータ保存部と、回転機の部分放電を遠隔監視する遠隔監視装置との間の通信を行い、前記データ保存部が保存したパルスデータ及び部分放電強度を送信する通信モジュールとを備えたものである。 A partial discharge detection device for a rotating machine according to the present invention detects a pulse including partial discharge and noise from an output of a partial discharge sensor for detecting partial discharge of the rotary machine, and is detected by the pulse detection circuit. An arithmetic unit that calculates a partial discharge intensity by removing noise from pulse data that is data obtained by measuring a pulse for a predetermined time, and stores the partial discharge intensity each time the arithmetic unit calculates the partial discharge intensity. The data storage unit performs communication between a data storage unit that stores pulse data and a remote monitoring device that remotely monitors the partial discharge of the rotating machine in a part of the total number of times of calculating the partial discharge intensity. And a communication module for transmitting the stored pulse data and partial discharge intensity.
この発明に係る回転機の部分放電遠隔監視システムは、少なくとも1個の回転機の部分放電を遠隔監視する遠隔監視装置と、遠隔監視される回転機に設置された部分放電検出装置とを備え、前記部分放電検出装置が、部分放電を検出する部分放電センサの出力から部分放電とノイズを含むパルスを検出するパルス検出回路と、該パルス検出回路で検出されるパルスを所定時間計測したデータであるパルスデータからノイズを除去して部分放電強度を計算する演算部と、該演算部が部分放電強度を計算するごとに部分放電強度を保存し、前記演算部が部分放電強度を計算する全回数の中の一部の回数ではパルスデータも保存するデータ保存部と、前記遠隔監視装置との間の通信を行い、前記データ保存部が保存したパルスデータ及び部分放電強度を送信する通信モジュールとを有し、前記遠隔監視装置が、前記部分放電検出装置との間の通信を行う通信モジュールと、パルスデータ及び部分放電強度を保存する部分放電監視データベースとを有することを特徴とするものである。 A partial discharge remote monitoring system for a rotating machine according to the present invention comprises a remote monitoring device for remotely monitoring a partial discharge of at least one rotating machine, and a partial discharge detecting device installed in the remotely monitored rotating machine, The partial discharge detection device is a pulse detection circuit that detects a pulse including partial discharge and noise from an output of a partial discharge sensor that detects partial discharge, and data obtained by measuring a pulse detected by the pulse detection circuit for a predetermined time. A calculation unit that calculates partial discharge intensity by removing noise from pulse data, and stores the partial discharge intensity every time the calculation unit calculates partial discharge intensity, and the calculation unit calculates the total number of times the partial discharge intensity is calculated. The communication between the data storage unit that stores pulse data and the remote monitoring device at a certain number of times, and the pulse data and partial discharge strength stored by the data storage unit The remote monitoring device includes a communication module that performs communication with the partial discharge detection device, and a partial discharge monitoring database that stores pulse data and partial discharge intensity. It is a feature.
この発明に係る回転機の部分放電検出装置は、回転機の部分放電を検出する部分放電センサの出力から部分放電とノイズを含むパルスを検出するパルス検出回路と、該パルス検出回路で検出されるパルスを所定時間計測したデータであるパルスデータからノイズを除去して部分放電強度を計算する演算部と、該演算部が部分放電強度を計算するごとに部分放電強度を保存し、前記演算部が部分放電強度を計算する全回数の中の一部の回数ではパルスデータも保存するデータ保存部と、回転機の部分放電を遠隔監視する遠隔監視装置との間の通信を行い、前記データ保存部が保存したパルスデータ及び部分放電強度を送信する通信モジュールとを備えたものなので、監視周期を短くし、かつ部分放電監視の精度を向上させることができるという効果が有る。 A partial discharge detection device for a rotating machine according to the present invention detects a pulse including partial discharge and noise from an output of a partial discharge sensor for detecting partial discharge of the rotary machine, and is detected by the pulse detection circuit. An arithmetic unit that calculates a partial discharge intensity by removing noise from pulse data that is data obtained by measuring a pulse for a predetermined time, and stores the partial discharge intensity each time the arithmetic unit calculates the partial discharge intensity. The data storage unit performs communication between a data storage unit that stores pulse data and a remote monitoring device that remotely monitors the partial discharge of the rotating machine in a part of the total number of times of calculating the partial discharge intensity. Is equipped with a communication module that transmits the stored pulse data and partial discharge intensity, so that the monitoring cycle can be shortened and the accuracy of partial discharge monitoring can be improved. Result is there.
この発明に係る回転機の部分放電遠隔監視システムは、少なくとも1個の回転機の部分放電を遠隔監視する遠隔監視装置と、遠隔監視される回転機に設置された部分放電検出装置とを備え、前記部分放電検出装置が、部分放電を検出する部分放電センサの出力から部分放電とノイズを含むパルスを検出するパルス検出回路と、該パルス検出回路で検出されるパルスを所定時間計測したデータであるパルスデータからノイズを除去して部分放電強度を計算する演算部と、該演算部が部分放電強度を計算するごとに部分放電強度を保存し、前記演算部が部分放電強度を計算する全回数の中の一部の回数ではパルスデータも保存するデータ保存部と、前記遠隔監視装置との間の通信を行い、前記データ保存部が保存したパルスデータ及び部分放電強度を送信する通信モジュールとを有し、前記遠隔監視装置が、前記部分放電検出装置との間の通信を行う通信モジュールと、パルスデータ及び部分放電強度を保存する部分放電監視データベースとを有することを特徴とするものなので、監視周期を短くし、かつ部分放電監視の精度を向上させることができるという効果が有る。 A partial discharge remote monitoring system for a rotating machine according to the present invention comprises a remote monitoring device for remotely monitoring a partial discharge of at least one rotating machine, and a partial discharge detecting device installed in the remotely monitored rotating machine, The partial discharge detection device is a pulse detection circuit that detects a pulse including partial discharge and noise from an output of a partial discharge sensor that detects partial discharge, and data obtained by measuring a pulse detected by the pulse detection circuit for a predetermined time. A calculation unit that calculates partial discharge intensity by removing noise from pulse data, and stores the partial discharge intensity every time the calculation unit calculates partial discharge intensity, and the calculation unit calculates the total number of times the partial discharge intensity is calculated. The communication between the data storage unit that stores pulse data and the remote monitoring device at a certain number of times, and the pulse data and partial discharge strength stored by the data storage unit The remote monitoring device includes a communication module that performs communication with the partial discharge detection device, and a partial discharge monitoring database that stores pulse data and partial discharge intensity. Since this is a characteristic, there are the effects that the monitoring cycle can be shortened and the accuracy of partial discharge monitoring can be improved.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転機の部分放電遠隔監視システムの構成を説明する図である。発電所1に設置されている回転機であるタービン発電機2の固定子内に設けられた部分放電センサ3(図示せず)がセンサ端子台3Aから回転機外部に出て、リード線3Bにより部分放電検出装置4に接続されている。この部分放電センサ3はタービン発電機2の固定子のU,V,Wの各相における部分放電が検出できるように3個ある。3個の部分放電センサ3は、1個の部分放電検出装置4に接続されている。
部分放電検出装置4は、部分放電センサ3からの信号を処理してパルスデータを検出して保存するハードウェアであるパルス検出回路4Aと、このパルス検出回路4Aを制御するパルスデータ検出部4Bと、パルスデータからノイズを分離して部分放電強度を計算する演算部4Cと、パルスデータと放電強度を保存するデータ保存部4Dと、他の装置との通信を行う通信モジュール4Eと、監視サーバ9から送信されてくるコマンドなどを処理し、各処理を制御する制御部4Fとを有する。
1 is a diagram for explaining the configuration of a partial discharge remote monitoring system for a rotating machine according to
The partial
パルスデータは、5〜50MHz程度の範囲内にある2個の数MHz幅の周波数帯域でのパルスの振幅およびその発生時刻とで構成される。パルス検出回路4Aは、例えば特許文献3における部分放電検出装置を2個組合せたような構成とする。2個の帯域通過フィルタの中心周波数と周波数帯域幅は、監視対象の回転機ごとに最適な値に調整しておく。パルスのピーク値測定は、以下のようにして行う。検出しきい値を設定して、検出しきい値以上のパルスを所定時間ピークホールドし、その間のピーク値をデジタル化してメモリに保存する。想定する放電強度に応じてレンジ切換を行い、同じ検出しきい値で異なる大きさのパルスを処理できるようにする。
部分放電検出装置4はパルスデータ検出部4Bなどを実行するCPUと、通信モジュール4Eを有するCPUとの2CPU構成とする。通信モジュール4Eを有するCPUは、汎用のパソコンなどを利用できる。
The pulse data is composed of two pulse amplitudes in the frequency band of several MHz width in the range of about 5 to 50 MHz and the generation time thereof. For example, the
The partial
部分放電検出装置4は、発電所1の構内LAN6に接続する。構内LAN6は、外部からの不正なアクセスを遮断するファイヤウオール5を介してインターネット7に接続する。多数の発電所1の回転機を遠隔で集中監視する遠隔監視センタ8内の遠隔監視装置である監視サーバ9は、監視センタ8内の構内LAN11に接続し、構内LAN11はファイヤウオール10を介してインターネット7に接続する。なお、部分放電検出装置4と構内LAN6の間や監視サーバ9と構内LAN11の間に、ファイヤウオールを設置してもよい。
なお、図1では発電所1と回転機2をそれぞれ1個しか図示していないが、発電所1は1個以上の何個でもよく、回転機2が1箇所に1個以上あれば何個でもよい。
The partial
In FIG. 1, only one
監視サーバ9は、構内LAN11内の装置またはインターネット7を介して他の装置との通信を行う通信モジュール9Aと、遠隔監視対象の回転機に設置された部分放電検出装置4から送信されてくるデータを回転機ごとに保存するデータ保存部9Bと、データ保存部9Bにより参照が容易なようにデータベース化して保存された部分放電監視データベース9Cと、回転機ごとのデータを解析して監視するデータ解析部9Dと、監視サーバ9の使用者へ情報を提示し使用者からの入力を受付ける入出力部9Eなどを有する。データ解析部9Dでは、回転機ごとの顧客情報の管理、部分放電監視データベース9Cに保存されたデータを使用する部分放電のトレンド監視、ノイズ除去条件解析、部分放電詳細解析、異常判定、警報発信などの機能を実現する。ノイズ除去条件解析を行う際のデータ解析部9Dが、ノイズ除去検証部である。
部分放電監視データベース9Cは、回転機と日時を指定して部分放電強度とパルスデータを検索できるものであれば、効率的な検索ができないものでもよい。
The
The partial discharge monitoring database 9C may be one that cannot be efficiently searched as long as the partial discharge intensity and pulse data can be searched by designating the rotating machine and the date and time.
動作を説明する。部分放電遠隔監視システムには大きく分けて、監視機能と制御機能とが有る。監視機能は、主に部分放電検出装置4で実施するデータ計測保存機能と、異常監視機能とが有る。制御機能は、任意時点で部分放電強度の計測を行う個別計測機能と、監視サーバ9から部分放電検出装置4が使用するノイズ除去条件を遠隔設定するノイズ除去条件遠隔設定機能とが有る。これ以外の機能を部分放電遠隔監視システムが持ってもよい。
これらの機能での部分放電遠隔監視システムの動作を説明するフローチャートを、図2〜図5に示す。図2がデータ計測保存機能であり、図3が異常監視機能である。そして、図4が個別計測機能であり、図5がノイズ除去条件遠隔設定機能である。図2〜図5において、監視サーバ9で動作するステップをS1○○と表現する。部分放電検出装置4で動作するステップは、S2○○で表現し破線で囲む。また、監視センタ8の運用者により実行されるステップは、2重枠で表現する。図2〜図5で示すフローチャートは動作の1例を説明するものであり、同様の機能を実現できるものであれば、別の手順となるフローチャートでもよい。
The operation will be described. The partial discharge remote monitoring system is roughly divided into a monitoring function and a control function. The monitoring function mainly includes a data measurement storage function implemented by the partial
Flowcharts for explaining the operation of the partial discharge remote monitoring system with these functions are shown in FIGS. FIG. 2 shows the data measurement storage function, and FIG. 3 shows the abnormality monitoring function. FIG. 4 shows the individual measurement function, and FIG. 5 shows the noise removal condition remote setting function. In FIG. 2 to FIG. 5, the step that operates on the
データ計測保存機能では、所定の時間の刻み幅ごとに図2のフローチャートで動作する。まず、ステップS201で計測時刻かどうかをチェックする。計測時刻でなければ処理を終了する。計測時刻の場合は、ステップS202で、部分放電強度計測を行う。そして、ステップS203で、パルスデータの保存時刻かどうかをチェックする。保存時刻ならば、ステップS204でパルスデータを保存領域に保存する。ステップS205では、監視サーバ9へのデータ送信時刻かどうかをチェックする。送信時刻の場合は、ステップS206で、前回のデータ送信以後に計測したデータを監視サーバ9に送信する。そして、ステップS107では、監視サーバ9で送信されて来たデータを、参照が容易なデータベースとして蓄積し保存する。なお、監視サーバ9でのデータ保存は、複数の部分放電検出装置4からのデータ送信が同時にならないように適切な制御を行うものとする。
The data measurement and storage function operates according to the flowchart of FIG. 2 for each predetermined time interval. First, in step S201, it is checked whether it is a measurement time. If it is not the measurement time, the process is terminated. In the case of the measurement time, partial discharge intensity measurement is performed in step S202. In step S203, it is checked whether it is the storage time of the pulse data. If it is the storage time, the pulse data is stored in the storage area in step S204. In step S205, it is checked whether it is a data transmission time to the
ここでは、毎時0分、15分、30分、45分と15分間隔で部分放電強度を計測する。そして、パルスデータの保存は16回の部分放電強度の計測で1回すなわち4時間間隔とし、1時、5時、9時、13時、17時、21時の計測ではパルスデータも保存する。そして、毎日1時の計測完了後に、前日の1時15分から本日1時までの15分間隔の96個の放電強度と、6個のパルスデータを監視サーバ9に送信する。監視サーバ9にデータ送信後は、計測データは繰り返し上書きされる。次の放電強度計測の時刻までに監視サーバ9へのデータ送信が完了しない場合でも、監視サーバ9にデータ送信する前にデータが上書きされて消えないように、データ送信に要する時間の想定する最大時間に対して必要十分な数の予備のデータ領域を持たせておく。
Here, the partial discharge intensity is measured at intervals of 15 minutes such as 0 minutes, 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes every hour. The pulse data is stored once in the measurement of the partial discharge intensity 16 times, that is, at an interval of 4 hours, and the pulse data is also stored in the measurement at 1:00, 5:00, 9:00, 13:00, 17:00 and 21:00. Then, after completion of the measurement at 1 o'clock every day, 96 discharge intensities and 6 pulse data at intervals of 15 minutes from 1:15 on the previous day to 1 o'clock on the previous day are transmitted to the
10秒間計測したパルスデータのデータ量はノイズの量に依存するが、ノイズが多い場合には2GByte程度になる場合がある。この実施の形態1では、1日に最大で2×6=12GByte程度のデータ量を送信することになる。通信回線のスピードを20Mbps(Mega bits per second)とすると、12GByteは1時間20分程度で送信できる。通信回線の混雑状況などによってはもっと長い時間がかかる場合も考えられるが、午前1時に送信を開始すれば朝までには送信が完了している。データ量が12GByteよりも小さい場合には、これより短くなる。
15分間隔の計測ごとにパルスデータも保存し、1日に1回保存したデータを監視サーバ9に送信する場合は、送信すべきデータ量は2×96=192GByte程度となる。192GByteを20Mbpsで送信するのに要する時間は、24時間である。これでは時間がかかりすぎであり、1日に96個のパルスデータを計測してそのすべてを送信することは実際的ではない。
なお、ADSLの高速公衆通信回線は安価に利用できるようになっており、20Mbps以上の常時接続を月額1万円以下で利用できる。ADSLは1つの例であり、これに限定するものではなく、所定の通信速度が確保できるものであれば、どのような通信網であってよい。
The amount of pulse data measured for 10 seconds depends on the amount of noise, but may be about 2 GB when there is a lot of noise. In the first embodiment, a data amount of about 2 × 6 = 12 GB at maximum is transmitted per day. If the speed of the communication line is 20 Mbps (Mega bits per second), 12 GB can be transmitted in about 1 hour and 20 minutes. Depending on the congestion status of the communication line, it may take a longer time, but if the transmission starts at 1 am, the transmission is completed by morning. When the amount of data is smaller than 12 GB, it becomes shorter.
When pulse data is also stored every measurement at intervals of 15 minutes and the data stored once a day is transmitted to the
The high-speed public communication line of ADSL can be used at low cost, and a constant connection of 20 Mbps or more can be used for 10,000 yen or less per month. ADSL is one example and is not limited to this, and any communication network may be used as long as a predetermined communication speed can be secured.
計測の間隔すなわち監視周期は15分でなくてもよく、また毎時0分で計測を行う必要もない。データ送信周期は1日ごとでなくてもよく、データを送信するタイミングは、1時ではない別のタイミングでもよい。
パルスデータを残す間隔も4時間間隔でなくてもよい。部分放電強度を計測する10回の中で1回目、4回目,7回目の3回ではパルスデータも残すなど、パルスデータを残す時間間隔が等間隔でなくてもよい。部分放電強度を計測する全回数の中の一部の回数でパルスデータも保存し、データ量を必要な程度までに低減できる方法であれば、どのような方法でもよい。データを圧縮して送信することにより、データ通信量を低減させる方法と併用してもよい。
部分放電検出装置4が保存するデータの期間は、監視サーバ9に送信する周期に想定する最大のデータ送信時間以上であればよく、データ送信時間が部分放電強度を計測する周期よりも短いことが保証されていれば、予備のデータ領域はなくてもよい。部分放電検出装置4で2日以上のデータを保存できるようにして、最も古い日のデータ領域を上書き使用するようにしてもよい。
The measurement interval, that is, the monitoring cycle does not have to be 15 minutes, and it is not necessary to perform measurement at 0 minutes per hour. The data transmission cycle may not be every day, and the data transmission timing may be another timing other than 1 o'clock.
The interval for leaving the pulse data may not be 4 hours. Of the 10 times of measuring the partial discharge intensity, the time interval for leaving the pulse data does not have to be equal, such as leaving the pulse data at the first, fourth and seventh three times. Any method may be used as long as pulse data is stored at a part of the total number of times of measuring the partial discharge intensity and the data amount can be reduced to a necessary level. You may use together with the method of reducing the amount of data communications by compressing and transmitting data.
The period of data stored by the partial
異常監視機能は、部分放電検出装置4からデータが送信されて来た後で、回転機ごとに所定の周期で実施する。まず、ステップS121で部分放電監視データベース9Cの放電強度について運用者がトレンド監視を行う。そして、ステップS122で、トレンド監視で異常があるかどうかをチェックする。部分放電強度は緩やかに増加するのが普通であり、放電強度が所定の基準値以上になる場合、基準値以下ではあるが急激に増加した場合、誤差の範囲以上に減少した場合などを、トレンド監視では異常と判断する。
トレンド監視で異常がなければ、処理を終了する。トレンド監視で異常があれば、ステップS123でノイズ除去条件解析を行う。ステップS124で、ノイズ除去条件解析によりノイズ除去が適切だったかどうかをチェックする。ここで、ノイズ除去は、非特許文献1の周波数帯域間のパルス相関と同様な方法により行うとする。この方法を2周波相関ノイズ除去法と呼ぶ。ノイズ除去条件解析では、部分放電検出装置4と同様にパルスデータをノイズと部分放電に分離し、それぞれについて運用者が位相分布特性などを調べ、ノイズが正しく除去できているかどうかを判断する。データ解析部9Dがパルスの位相分布特性などを表示して、ノイズ除去が適切にできているかどうかを運用者が検証することを支援する。
The abnormality monitoring function is performed at a predetermined cycle for each rotating machine after data is transmitted from the
If there is no abnormality in the trend monitoring, the process is terminated. If there is an abnormality in trend monitoring, noise removal condition analysis is performed in step S123. In step S124, it is checked whether noise removal is appropriate by noise removal condition analysis. Here, it is assumed that noise removal is performed by the same method as the pulse correlation between frequency bands in
ノイズ除去が不適切だった場合は、ノイズ除去条件が適切になるように、ステップS125でノイズ除去条件設定を行う。そして、ステップS126で新たに設定したノイズ除去条件で今回の異常監視の前に送信されて来たパルスデータからノイズ除去して放電強度を計算する。ステップS127では、計算した放電強度に対してトレンド監視を行う。ステップS128でのノイズ除去条件変更後のトレンド監視で、異常があるかどうかをチェックする。異常がなければ処理を終了する。
ステップS124でノイズ除去条件が適切だった場合と、ステップS128でノイズ除去条件を適切に変更しても異常がある場合には、ステップS129で回転機の所有者である顧客(回転機の所有者または管理者)に、回転機の部分放電に異常があることを連絡する。そして、ステップS130で、位相特性解析などの詳細解析を行い、その結果を追加情報として顧客に提示する。なお、状況によっては詳細解析を行わない場合もある。また、ステップS125で求めた適切なノイズ除去条件は、ノイズ除去条件遠隔設定機能により部分放電検出装置4に遠隔設定する。
If the noise removal is inappropriate, the noise removal condition is set in step S125 so that the noise removal condition is appropriate. Then, noise is removed from the pulse data transmitted before the current abnormality monitoring under the noise removal condition newly set in step S126, and the discharge intensity is calculated. In step S127, trend monitoring is performed on the calculated discharge intensity. In trend monitoring after the noise removal condition change in step S128, it is checked whether there is an abnormality. If there is no abnormality, the process is terminated.
If the noise removal conditions are appropriate in step S124 and if there is an abnormality even if the noise removal conditions are changed appropriately in step S128, the customer who is the owner of the rotating machine (owner of the rotating machine) in step S129. Or contact the administrator) that there is an abnormality in the partial discharge of the rotating machine. In step S130, detailed analysis such as phase characteristic analysis is performed, and the result is presented to the customer as additional information. Depending on the situation, detailed analysis may not be performed. Moreover, the appropriate noise removal conditions calculated | required by step S125 are remotely set to the partial
任意計測機能では、ステップS141で運用者が任意計測要求を入力することにより、部分放電検出装置4にコマンドが送信される。コマンドを受信した部分放電検出装置4は、ステップS242で、部分放電強度計測を行う。なお、ステップS242の処理は、ステップS202での処理と同じである。そして、ステップS243で、今回計測したパルスデータと部分放電強度を監視サーバ9に送信する。ステップS144で、データを受信した監視サーバ9で、送信されて来たデータを所定のデータ保存領域に保存する。
In the arbitrary measurement function, a command is transmitted to the partial
ノイズ除去条件遠隔設定機能では、ステップS161で、運用者による条件入力が行われる。そして、ステップS162で入力した条件が適切かどうかをチェックするかどうかを判断する。これは、ノイズ除去条件が適切であることが既に確認済である場合に、再度同じチェックを行わないようにするためである。
条件が適切かどうかをチェックする場合は、ステップS163で、運用者が指定した日時に計測したパルスデータを使用して、入力した条件が適切であるかどうかを検証する。なお、パルスデータのデフォルトは、最新のものまたはトレンド監視で異常を検出したものとする。ステップS164で、ノイズ除去条件が適切かどうかをチェックする。適切でない場合は、ステップS161に戻る。適切な場合は、ステップS165で部分放電検出装置4にコマンドを送信する。そして、ステップS166で、部分放電検出装置4で送信されて来たノイズ除去条件をオンラインで使用する値として設定する。
In the noise removal condition remote setting function, condition input by the operator is performed in step S161. Then, it is determined whether or not to check whether the condition input in step S162 is appropriate. This is to prevent the same check from being performed again when it has already been confirmed that the noise removal condition is appropriate.
When checking whether or not the condition is appropriate, in step S163, it is verified whether or not the input condition is appropriate using the pulse data measured at the date and time designated by the operator. It is assumed that the default pulse data is the latest one or an abnormality is detected by trend monitoring. In step S164, it is checked whether the noise removal condition is appropriate. If not appropriate, the process returns to step S161. If appropriate, a command is transmitted to the partial
部分放電検出装置4による部分放電強度を計測する手順を説明するフローチャートを図6に示す。ステップS301では、U相、V相、W相の順番で、検査対象の相の部分放電センサ3をパルス検出回路4Aに接続する。ステップS301〜S304は、U相、V相、W相と3回繰り返す。
ステップS302では、レンジ制御のための計測を実施して、部分放電センサで検出したパルスの強度に応じてパルス検出回路4Aのレベル切換器のレベルを変更して、計測レンジを最適レンジに自動調整する。自動調整では、1秒間の計測を最適レンジになるまで繰り返す。ステップS303では、10秒間のパルスデータを計測する。これが本計測である。計測したパルスデータはデジタル化されており、部分放電検出装置4内のメモリに保存しておく。ステップS304では、2周波相関ノイズ除去法でノイズを分離し、60ppsの部分放電強度を出力する。ここで、ppsはPulse Per Secondの略であり、60ppsは1秒間中のパルスの中で大きい方から60個目のパルスの大きさである。60Hzの商用周波数では、60ppsは1サイクル中の最大パルスの大きさに相当する。
ステップS305では、U相、V相、W相の全てで計測が終了したかチェックする。終了していなければ、ステップS301に戻る。終了していれば、ステップS306では部分放電強度を保存領域に保存する。そして、処理を終了する。
1個の発電機2に対する場合として処理を説明したが、監視サーバ9は複数の発電機2を順番に処理する。なお、監視サーバ9が複数の発電機2に対して同時に並列して処理できるようにしてもよい。
FIG. 6 shows a flowchart for explaining the procedure for measuring the partial discharge intensity by the
In step S302, measurement for range control is performed, the level of the level switch of the
In step S305, it is checked whether measurement has been completed for all of the U phase, the V phase, and the W phase. If not completed, the process returns to step S301. If completed, the partial discharge intensity is stored in the storage area in step S306. Then, the process ends.
Although the processing has been described as the case with respect to one
このように、部分放電強度を計測するごとに部分放電強度を保存し、パルスデータは部分放電強度を計測する全回数の中で一部の回数だけ保存するようにしたので、部分放電強度を計測する周期を短くしても、遠隔監視装置に送信するデータ量を送信可能な量にすることができる。これにより、遠隔監視する監視サーバ9でパルスデータを利用できるので、監視サーバ9でノイズ除去が適正であるかどうかをチェックすることができ、ノイズ除去が不適切であるために部分放電強度が変化した場合と本当に部分放電が進展した場合とを区別することができ、部分放電監視の精度を向上させることができる。
インターネットを利用するので、安価に遠隔監視を行うことができる。
定時計測だけでなく任意の時点で放電強度を計測できるようにしているので、監視サーバ9で必要なときに現在のデータを取得できる。
In this way, the partial discharge intensity is stored every time the partial discharge intensity is measured, and the pulse data is stored only a part of the total number of times of measuring the partial discharge intensity, so the partial discharge intensity is measured. Even if the period of the transmission is shortened, the amount of data transmitted to the remote monitoring device can be made a transmittable amount. As a result, since the pulse data can be used in the
Since the Internet is used, remote monitoring can be performed at low cost.
Since the discharge intensity can be measured not only at the regular measurement but also at an arbitrary time, the
発電機の部分放電を監視する場合で説明したが、電動機など発電機以外の回転機に対しても、この部分放電遠隔監視システムは適用できる。 Although described in the case of monitoring the partial discharge of the generator, the partial discharge remote monitoring system can be applied to a rotating machine other than the generator such as an electric motor.
部分放電検出装置4は、2CPU構成としたが、1CPU構成としてもよい。1CPU構成では、パルスデータ検出部4Bをなくして、パルス検出回路4Aを演算部4Cが制御するなどしてもよい。2CPU構成とする場合でも、CPUなどのハードウェアに要するコストが最小になるように、CPUの機能分担を適切に行う。また、汎用品をできるだけ利用できるようにして、コスト低減を図ってもよい。なお、要求性能が非常に高い場合などは、要求性能を実現するのに必要なハードウェア構成をとる。
監視サーバ9を1個としたが、監視サーバ9を2重化してもよい。また、複数の監視サーバ9を常時は対象回転機を分割して処理し、全監視サーバ9が全部分放電検出装置4からのデータを保存するようにして、どれかの監視サーバ9が使用できない状態になった場合は、他の監視サーバ9から監視できるようにしてもよい。
Although the partial
Although the number of
トレンド監視を人間が行うようにしたが、監視サーバ9で自動的に行うようにしてもよい。監視サーバ9で自動的にトレンド監視を行う場合は、以下のようにする。回転機ごとに部分放電強度または所定の期間での部分放電強度の変化幅の何れかである異常検出項目と、各異常検出項目の計測値が異常と判断する回転機ごとの所定の基準値を決めておき、計測値と基準値を比較して、計測値が基準値以上、基準値を越えるなどである異常検出項目ごとの所定の条件を満足する場合に異常と判断する。変化幅である計測値が負の値の場合は、計測値が基準値以下または基準値未満などの条件とする場合もある。部分放電強度の変化幅を基準値と比較する所定の期間は複数でもよい。
異常と判断した場合は、顧客や監視センタの運用者など、回転機ごとに決められた所定の個所に自動で警報を送信する。顧客に誤情報を送信することを避けることを重視する場合は、運用者に警報を送付し、運用者がトレンド監視を行い、運用者も異常と判断する場合に顧客に連絡する。
自動トレンド監視は、部分放電検出装置4で最新の部分放電強度を計測するつど行うようにしてもよい。部分放電検出装置4で自動トレンド監視を行う場合は、異常を検出した場合に監視サーバ9に警報を送るものとする。
このようにすると、回転機の部分放電の監視を自動で効率的に行うことができる。
以上のことは、他の実施の形態でもあてはまる。
Although trend monitoring is performed by humans, the
When it is determined that there is an abnormality, an alarm is automatically transmitted to a predetermined location determined for each rotating machine, such as a customer or an operator of a monitoring center. When it is important to avoid sending erroneous information to the customer, an alarm is sent to the operator, the operator performs trend monitoring, and the operator is contacted when the operator determines that an abnormality has occurred.
The automatic trend monitoring may be performed each time the latest partial discharge intensity is measured by the partial
If it does in this way, monitoring of partial discharge of a rotating machine can be performed automatically and efficiently.
The above also applies to other embodiments.
実施の形態2.
実施の形態2は、部分放電検出装置4が計算した部分放電強度を基準値と比較して、部分放電強度が基準値以上の場合に警報を監視サーバ9に送るように実施の形態1を変更したものである。回転機の遠隔監視システムの構成は、図7である。実施の形態1の場合である図1と比較して、部分放電検出装置4に部分放電強度を監視して異常を検出する異常検出部4Gがある点が異なる。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the partial discharge intensity calculated by the partial
次に動作を説明する。実施の形態1の場合とほぼ同様に動作する。この実施の形態2における部分放電遠隔監視システムのデータ計測保存機能の動作を説明するフローチャートを、図8に示す。実施の形態1での場合の図2と比較して、以下の2点である。
(1)部分放電検出装置4側の動作として、ステップS202の部分放電計測の後に、異常検出部4Gによる動作であるステップS208〜S209を追加している。ステップS208では、U相、V相、W相の何れかで、部分放電強度が基準値以上であるかどうかをチェックする。基準値以上の場合は、ステップS209で警報とともに今回計測したものも含めて保存してある部分放電強度と今回の部分放電強度の計測で使用したパルスデータを監視サーバ9に送信する。
(2)監視サーバ9の動作として、部分放電検出装置4から送信されて来たデータを保存するステップS107の後に、ステップS110〜S111を追加している。ステップS111では、保存したデータが警報付きかどうかをチェックする。警報付きの場合は、入出力部9Eが警報を出す。警報が発生すると、警報が発生した回転機に関して、運用者が図3に示す異常監視機能の処理を行う。
Next, the operation will be described. The operation is almost the same as in the first embodiment. FIG. 8 shows a flowchart for explaining the operation of the data measurement storage function of the partial discharge remote monitoring system in the second embodiment. Compared to FIG. 2 in the first embodiment, there are the following two points.
(1) As operations on the partial
(2) As the operation of the
この実施の形態2でも、部分放電強度を計測する周期を短くし、かつ部分放電監視の精度を向上させることができる。
さらに、部分放電検出装置4が異常を検知すると、監視サーバ9で警報が自動で発生し、運用者による監視を異常検知後直ちに開始することができる。警報は、音声、光、振動、映像、及びこれらの組合せなど、監視センタ8の運用者に届くものであればどのようなものでもよい。例えば、夜間など監視センタ8が無人となる時間帯では、運用者がいる場所で警報を出したり、運用者が携帯する携帯電話などにメールまたは音声を送ったりするようにしてもよい。携帯電話を利用するのは、運用者が監視センタ8内にいる場合に実施してもよい。
Also in the second embodiment, the period for measuring the partial discharge intensity can be shortened and the accuracy of partial discharge monitoring can be improved.
Furthermore, when the partial
なお、部分放電検出装置4が異常を検知する方法としては、計測した部分放電強度が基準値以上になるだけでなく、所定の期間での部分放電強度の変化幅が所定値以上になった場合としてもよい。変化幅の所定値は、部分放電強度の大きさに変化させてもよいし、増加と減少で別の値にしてもよい。所定の期間を複数持ち、それぞれの期間で別の所定値を持つようにしてもよい。なお、所定の期間における放電強度の変化を部分放電検出装置4で検出できるように、部分放電強度は所定の期間以上の間は部分放電検出装置4で保存する。
In addition, as a method for the partial
実施の形態3.
実施の形態3は、監視サーバ9で異常を検出した以降の絶縁劣化進行の診断と絶縁更新の要否を判定する過程も実施するように、実施の形態1を変更したものである。図9に、この実施の形態3での回転機の遠隔監視システムの構成を示す。実施の形態1の場合と比較して、可搬型の部分放電診断装置12が追加されている。図9では、可搬型の部分放電診断装置12には、センサ端子台3Aからのリード線3Bを分岐させて接続する。また、別のセンサを臨時に設置して部分放電診断装置12に接続してもよい。
The third embodiment is a modification of the first embodiment so that the process of diagnosing the progress of insulation deterioration after the abnormality is detected by the
次に動作を説明する。監視サーバ9で異常を検出するまでは、実施の形態1の場合と同様に動作する。
絶縁劣化の進行の診断と絶縁更新の要否を判定する過程は、以下のようになる。なお、第2段階までは、実施の形態1または実施の形態2でも実施している。
(1)第1段階:実施の形態1または実施の形態2で説明したのと同様な方法で遠隔監視を行い、絶縁劣化の予兆判定を行う。予兆判定は遠隔監視により部分放電強度が以上と判断された時や、部分放電強度が異常レベルには至っていないが大きな変化が見られた時に、第2段階の処置を行う。
(2)第2段階:得られたデータが真に部分放電であるかどうかのノイズ除去条件解析を、監視サーバ9上で行う。部分放電検出装置4で使用するノイズ除去の条件が不適切になり、ノイズを部分放電と誤認する場合がある。その理由は、運転状態の変化や周辺補機の状態変化などによりノイズ特性が変化したためなどである。ノイズ除去条件解析によりノイズ除去条件が不適切であった場合には、適切な条件に変更して部分放電強度を計測する。ノイズ除去条件が適切であった場合と、不適切だったものを適切に変更した後でも部分放電強度が異常である場合の、何れかの場合は、第3段階に進む。それ以外の場合は、異常なしとして遠隔監視を続ける。
Next, the operation will be described. Until the
The process of diagnosing the progress of insulation deterioration and determining the necessity of insulation renewal is as follows. Note that the steps up to the second stage are also performed in the first embodiment or the second embodiment.
(1) First stage: Remote monitoring is performed in the same manner as described in the first or second embodiment, and a sign of insulation deterioration is determined. The sign determination is performed when the partial discharge intensity is determined to be higher by remote monitoring or when the partial discharge intensity does not reach the abnormal level but a large change is observed.
(2) Second stage: A noise removal condition analysis is performed on the
(3)第3段階:異常と判定したら、顧客に回転機の部分放電に異常があることを連絡する。そして、精密診断を推奨する。精密診断は、回転機の運転中でも正確に計測できる可搬型の部分放電診断装置12を回転機に接続して行う。精密診断では、固定子コイルの絶縁寿命を推定する。絶縁寿命が要注意と判定された場合は、早急な分解点検を含む停止中試験を顧客に推奨する。図9は、この第3段階での精密診断中の状態を示す。
(4)第4段階:分解点検と停止中試験を行って絶縁寿命を推定する。停止中試験では、回転機内の目視点検や、部分放電試験や絶縁抵抗試験、誘電正接試験、直流試験などの従来から行われている各種試験を実施する。これらの試験の結果により、絶縁余寿命を推定し、絶縁更新計画を立案する。
(3) Third stage: If determined to be abnormal, the customer is informed that there is an abnormality in the partial discharge of the rotating machine. And we recommend precision diagnosis. The precision diagnosis is performed by connecting a portable partial discharge
(4) Fourth stage: Insulation life is estimated by performing overhaul and in-service tests. In the outage test, various conventional tests such as a visual inspection inside the rotating machine, a partial discharge test, an insulation resistance test, a dielectric loss tangent test, and a direct current test are performed. Based on the results of these tests, the remaining insulation life is estimated and an insulation renewal plan is drawn up.
この実施の形態3でも、部分放電強度を計測する周期を短くし、かつ部分放電監視の精度を向上させることができる。
さらに、可搬型の部分放電診断装置12を備えるので、運転中で固定子コイルの余寿命を推定し、停止中試験の必要性を正確に判断でき、本当に停止中試験が必要な場合にだけ、停止中試験を実施することができ、予防保全コストを低減できる。なお、可搬型の部分放電診断装置12による試験も必要な場合だけ実施するので、その点でも予防保全コストを低減している。
Also in the third embodiment, the period for measuring the partial discharge intensity can be shortened and the accuracy of partial discharge monitoring can be improved.
Furthermore, since the portable partial discharge
実施の形態4.
実施の形態4は、発電所1内で監視サーバ9と同様な機能を実施できるように、実施の形態1を変更したものである。図10に、この実施の形態4での回転機の遠隔監視システムの構成を示す。実施の形態2の場合と比較して、発電所1内に可搬型の現場用監視サーバ13が追加されている。現場用監視サーバ13は監視サーバ9と同等の機能を有する。図10では、現場用監視サーバ13を部分放電検出装置4に接続した状態を示している。
The fourth embodiment is a modification of the first embodiment so that the same function as the
次に動作を説明する。監視サーバ9による遠隔監視は、実施の形態1の場合と同様に動作する。
現場用監視サーバ13を部分放電検出装置4に接続して部分放電監視を行うのは、以下の2つの場合である。(1)回転機に部分放電検出装置4を最初に設置する場合。(2)監視サーバ9で異常を検出して、現場で原因究明や絶縁更新の対策を検討する場合。
まず、(1)の場合の動作について説明する。回転機に部分放電検出装置4を最初に設置する場合は、設置技術者が発電所などに行って計測及び監視条件設定を行う。その際に、運転状態で部分放電センサ3の信号が確実に計測できるように部分放電センサ3と部分放電検出装置4を調整することが必要である。設置技術者が現場用監視サーバ13を部分放電検出装置4に接続して、計測とデータ収集を行う。収集したデータをもとに、設置技術者が計測条件やノイズ除去条件を決定する。こうして、最適な条件が求まると、その条件を部分放電検出装置4に設定し、その後は監視センタ8の監視サーバ9から遠隔監視を行う。
Next, the operation will be described. The remote monitoring by the
The on-site monitoring server 13 is connected to the partial
First, the operation in the case of (1) will be described. When the partial
現場用監視サーバ13を使用することにより、部分放電検出装置4がインターネット7に接続する前から、条件調整などを行うことができる。インターネットに接続可能な場合でも、監視サーバ9で行うのと同様な解析が現場で行えるので、作業能率をよくすることができる。監視センタ8の監視サーバ9以外ではできない業務が存在する場合は、現場の設置技術者と監視センタ8の技術者の間で連絡を取りながら作業を進める必要が有り、連絡などにより作業に要する時間が現場だけで作業できる場合よりも格段に長くなる。
By using the on-site monitoring server 13, it is possible to perform condition adjustment and the like before the partial
次に、(2)の場合の動作について説明する。実施の形態3の第3段階で精密診断を実施する場合には、精密診断と並行して部分放電強度も計測する。回転機に異常が検出された場合には、回転機の絶縁破壊事故を未然に防止するために、異常の原因究明が必要である。原因究明は、様々な状況に即対応することが必要なため、発電所などの回転機の設置個所で対応する。原因究明の作業の中では、部分放電強度を計測したり、位相特性解析などの解析も行ったりする必要があるので、現場に監視サーバ9と同様なことが実施できる現場用監視サーバ13を使用することにより、作業能率は格段に向上する。また、発電所の技術者と情報を共有でき、異常の原因究明や絶縁更新に向けての対処方法を検討でき、効果的な予防保全が実施できる。
Next, the operation in the case of (2) will be described. When the precise diagnosis is performed in the third stage of the third embodiment, the partial discharge intensity is also measured in parallel with the precise diagnosis. If an abnormality is detected in the rotating machine, it is necessary to investigate the cause of the abnormality in order to prevent an insulation breakdown accident of the rotating machine. The cause investigation needs to be dealt with immediately in various situations, so it is handled at the place where the rotating machine such as a power plant is installed. In the work of investigating the cause, it is necessary to measure the partial discharge intensity and to perform analysis such as phase characteristic analysis, so the on-site monitoring server 13 that can perform the same operation as the
なお、この実施の形態4では、現場用監視サーバ13を用いたが、部分放電検出装置4に監視サーバ9と同様な機能を持たせるようにしてもよい。可搬型の現場用監視サーバ13を用いる方が、現場用監視サーバ13を必要な場所に持っていき使用できるので、必要となる現場用監視サーバ13の数は部分放電検出装置4よりも少なくてもよく、部分放電検出装置4に監視サーバ9と同様な機能も持たせる場合よりも低コストとなる。
現場用監視サーバ13を監視サーバ9と同等の機能を有するとしたが、劣っていてもよい。通信モジュール9A、部分放電監視データベース9Cを有し、ノイズ除去条件解析を実行できるものであれば、回転機に部分放電検出装置4を最初に設置する場合に使用でき、作業を効率化できるという効果が有る。
In the fourth embodiment, the on-site monitoring server 13 is used. However, the partial
Although the on-site monitoring server 13 has the same function as the
実施の形態5.
実施の形態5は、1台の部分放電検出装置4を用いて発電機定格電圧、容量、構造が同じ複数台の発電機を監視するようにした場合の例を示す図である。図11に、この実施の形態5での回転機の遠隔監視システムの構成を示す。図11では、発電機定格電圧、容量、構造が同じ5台の発電機が有る発電所で、5台の中の3台に部分放電検出装置4を設置して遠隔監視を行う場合である。部分放電強度の計測及び遠隔監視は実施の形態3の場合と同様に行う。なお、発電機定格電圧、容量、構造が同じ発電機のことを僚機と呼ぶことにする。
同一発電所で複数台の僚機を運転している場合に、発電機の絶縁の劣化は同様に進行する場合が多い。図11に示すような構成で遠隔監視を行う時、部分放電検出装置4を設置した3台の発電機の何れかで異常が発生した場合には、部分放電検出装置4を設置していない僚機でも異常が発生する可能性が高い。部分放電検出装置4を設置した3台の発電機の何れかで異常が発生した場合には、部分放電検出装置4を設置していない僚機でも精密計測を行って安全性を確認する。
When operating multiple wingmen at the same power plant, the deterioration of the generator insulation often proceeds in the same way. When remote monitoring is performed with the configuration shown in FIG. 11, if an abnormality occurs in any of the three generators in which the partial
このようにすることにより、遠隔監視システムで使用する部分放電検出装置4を少なくして、多数の発電機の絶縁破壊事故を未然に防止できるという効果が有る。
なお、発電機の精密検査を行う場合には、全コストの中で検査する発電機の数に比例する部分の割合はそれほど大きくなく、部分放電検出装置4を設置していない発電機の精密検査を行うことはそれほどコスト増加にはならない。そのため、精密検査時のコスト増加よりも部分放電検出装置4を少なくすることによる装置コストの低減幅の方が大きく、コスト低下につながる。
ここでは、一部の回転機に部分放電検出装置4を全く接続しなかったが、複数の回転機の部分放電モニタ3を切換て1個の部分放電検出装置4に接続可能として、順番に部分放電強度を監視するようにしてもよい。
By doing in this way, there exists an effect that the partial
In the case of conducting a detailed inspection of the generator, the proportion of the portion proportional to the number of generators to be inspected in the total cost is not so large, and a detailed inspection of the generator in which the
Here, the
実施の形態6.
実施の形態6は、監視サーバ9を発電所などの監視対象の回転機が設置されている構内に設置する場合である。図12に、この実施の形態6での回転機の遠隔監視システムの構成を示す。図12では、ファイヤウオール5、インターネット7、ファイヤウオール10などがなく、監視サーバ9が構内LAN6に接続されている。この実施の形態6では、監視サーバ9は発電所の中央操作室に設置する。
部分放電強度の計測と監視の動作は、実施の形態4の場合と同様である。
The sixth embodiment is a case where the
The partial discharge intensity measurement and monitoring operations are the same as in the fourth embodiment.
この実施の形態6でも、部分放電強度を計測する周期を短くし、かつ部分放電監視の精度を向上させることができる。
さらに、インターネット7を経由しないで遠隔監視できるので、セキュリティ確保のためのファイヤウオールなどが不要になり、低コストで遠隔監視システムを実現できるという効果が有る。また、電力会社や独立発電事業者(IPP)など、自社の保守部門で遠隔監視を行いたいという事業者にとって、設備保全環境を構築するための有効な道具立てを提供できるという効果が有る。
なお、ここでは、発電所の中央操作室に設置するとしたが、回転機の設置個所の構内でセキュリティが確保できる場所であればどこでもよい。セキュリティが不要な場合には、セキュリティが確保されていない場所であってもよい。また、専用の通信回線を使用する場合は、回転機の設置個所の構外に監視サーバ9を設置してもよい。
Also in the sixth embodiment, the period for measuring the partial discharge intensity can be shortened and the accuracy of partial discharge monitoring can be improved.
Further, since remote monitoring can be performed without going through the Internet 7, there is no need for a firewall for ensuring security, and a remote monitoring system can be realized at low cost. In addition, there is an effect that it is possible to provide an effective tool set for constructing an equipment maintenance environment for an operator such as an electric power company or an independent power generation company (IPP) who wants to perform remote monitoring in its own maintenance department.
Here, it is assumed that it is installed in the central operation room of the power plant, but it may be located anywhere as long as security can be ensured on the premises of the location where the rotating machine is installed. If security is not required, the location may not be secured. In addition, when a dedicated communication line is used, the
実施の形態7.
実施の形態7は、監視センタ8と各発電所1を専用通信回線で接続した場合である。図13に、この実施の形態7での回転機の遠隔監視システムの構成を示す。図13では、ファイヤウオール5、インターネット7、ファイヤウオール10がなく、その替わりに専用通信回線14が有る。専用通信回線14は、発電所1の構内LAN6と監視センタ8の構内LAN11を接続する。発電所1の構内LAN6と監視センタ8の構内LAN11は、インターネット7などの公衆ネットワークとは完全に分離して設置する。
部分放電強度の計測と監視の動作は、実施の形態2の場合と同様である。
Embodiment 7 FIG.
In the seventh embodiment, the
The partial discharge intensity measurement and monitoring operations are the same as in the second embodiment.
この実施の形態7でも、部分放電強度を計測する周期を短くし、かつ部分放電監視の精度を向上させることができる。
さらに、インターネット7などの公衆ネットワークとは完全に分離しているので、より高度なセキュリティを確保できる。なお、十分に厳重なファイヤウオールが存在する場合は、発電所1の構内LAN6または監視センタ8の構内LAN11にファイヤウオールを介してインターネット7にも接続する端末を備えるようにしてもよい。
Also in the seventh embodiment, the period for measuring the partial discharge intensity can be shortened and the accuracy of partial discharge monitoring can be improved.
Furthermore, since it is completely separated from the public network such as the Internet 7, a higher level of security can be secured. If a sufficiently strict firewall exists, the
実施の形態8.
実施の形態8は、部分放電検出装置4を2個のCPUで構成する場合の具体的な機能分担を示す実施の形態である。図14に、この実施の形態8での回転機の遠隔監視システムの構成を示す。実施の形態1での図1と比較して、部分放電検出装置4の内部構成だけが異なっている。部分放電検出装置4に、パルス検出回路4Aを制御するパルスデータ検出部4Bの機能を実施する第1CPU4Hと、演算部4C、データ保存部4D、通信モジュール4E、制御部4Fの機能を実施する第2CPU4Jとが追加されている。第2CPU4Jは、市販のパソコンなどを使用する。第1CPU4Hは、安価な制御用CPUなどを使用する。
次に動作を説明する。部分放電強度の計測と監視の動作は、実施の形態2の場合と同様である。部分放電検出装置4による部分放電強度を計測する手順を説明するフローチャートである図6において、ステップS302でのレンジ制御のための計測とステップS303の本計測で、パルス検出回路4Aを制御することは第1CPU4Hが行うが、その他の制御は第2CPU4Jが行う。
レンジ制御では、第1CPU4Hと第2CPU4Jとが共同で以下のように動作する。パルス検出回路4Aで計測したパルスデータは、第1CPU4Hでデジタル変換して、第2CPU4Jに送られ、第2CPU4Jが管理するメモリに一時保存される。一時保存したパルスデータの信号強度が最適計測レンジに入っているかどうかを、第2CPU4Jが判定し、入っていなければレンジ変更コマンドを第1CPU4Hに送る。第1CPU4Hでは、受信したコマンドで指示されたレンジになるようにパルス検出回路4Aを制御する。このような処理を、一時保存したパルスデータの信号強度が最適計測レンジに入るまで繰り返す。
計測レンジが最適化されたら、ステップS303の本計測を行い、第1CPU4Hでデジタル変換したパルスデータが、第2CPU4Jが管理するメモリに一時保存される。このパルスデータからノイズを除去して放電強度を求めるなどの処理は、第2CPU4Jにより行われる。
Next, the operation will be described. The partial discharge intensity measurement and monitoring operations are the same as in the second embodiment. In FIG. 6, which is a flowchart for explaining the procedure for measuring the partial discharge intensity by the partial
In the range control, the
When the measurement range is optimized, the main measurement in step S303 is performed, and the pulse data digitally converted by the
このように構成することにより、第1CPU4Hを安価な低演算能力のものを使用し、第2CPU4Jは必要十分な性能を有する汎用の安価なパソコンを使用して、部分放電検出装置4を構成できる。このことにより、部分放電遠隔システムを低コストで実現できるという効果が有る。
By configuring in this way, the partial
実施の形態9.
実施の形態9は、各発電所1から自発電所の発電機の部分放電監視に関する監視サーバ9が有する情報を参照できるようにした場合である。図15に、この実施の形態9での回転機の遠隔監視システムの構成を示す。実施の形態2での図7と比較して、以下の2点が異なる。
(1)監視サーバ9に遠隔監視する発電機の監視結果の情報を編集してインターネットから参照可能なページを作成する監視情報編集部9Fが有る。このページを、監視情報ページと呼ぶ。監視情報ページには、必要なアクセス制限を行い、セキュリティにも配慮する。所定の周期で、このページに表示する情報は最新のものに更新する。
(2)発電所1にインターネット閲覧ソフトを有するパソコン15が有る。
部分放電強度の計測と監視の動作は、実施の形態2の場合と同様である。
The ninth embodiment is a case in which each
(1) The
(2) The
The partial discharge intensity measurement and monitoring operations are the same as in the second embodiment.
この実施の形態9でも、部分放電強度を計測する周期を短くし、かつ部分放電監視の精度を向上させることができる。
さらに、発電所1から最新の監視結果を参照できるので、回転機を保有する事業者にとって最も重要な関心事である、回転機の絶縁状態が緊急の対策を要するものかどうかを事業者が把握できるという効果が有る。発電所1から最新の監視結果を参照できない場合は、監視センタ8から連絡がない時に、異常がないから連絡がないのか、監視センタ8からの連絡が遅れているのかが、事業者には区別できない。
Also in the ninth embodiment, the period for measuring the partial discharge intensity can be shortened and the accuracy of partial discharge monitoring can be improved.
Furthermore, since the latest monitoring results can be referred to from the
パソコン15ではなく、部分放電検出装置4がインターネット閲覧機能を有するようにして、部分放電検出装置4から監視情報ページを参照するようにしてもよい。監視情報ページをインターネットからはアクセス不可で、発電所1と監視サーバ9を結ぶ専用の通信回線だけからをアクセス可能としてもよい。監視情報ページを作成するのではなく、監視結果を監視サーバ9から各発電所1に送信し、送信された監視結果を各発電所1の端末などである所定の装置で参照できるようにしてもよい。
Instead of the
1 :発電所
2 :タービン発電機(回転機)
3 :部分放電センサ
3A:センサ端子台
3B:リード線
4 :部分放電検出装置
4A:パルス検出回路
4B:パルスデータ検出部
4C:演算部
4D:データ保存部
4E:通信モジュール
4F:制御部
4G:異常検出部
4H:第1CPU(第1計算機)
4J:第2CPU(第2計算機)
5 :ファイヤウオール
6 :構内LAN
7 :インターネット
8 :監視センタ
9 :監視サーバ(遠隔監視装置)
9A:通信モジュール
9B:データ保存部
9C:部分放電監視データベース
9D:データ解析部(ノイズ除去検証部)
9E:入出力部
9F:監視情報編集部
10 :ファイヤウオール
11 :構内LAN
12 :部分放電診断装置
13 :現場用監視サーバ(現場監視装置)
14 :専用通信回線
15 :パソコン
1: Power plant 2: Turbine generator (rotary machine)
3:
4J: 2nd CPU (2nd computer)
5: Firewall 6: Local area LAN
7: Internet 8: Monitoring center 9: Monitoring server (remote monitoring device)
9A: Communication module 9B: Data storage unit 9C: Partial discharge monitoring database 9D: Data analysis unit (noise removal verification unit)
9E: Input / output unit 9F: Monitoring information editing unit 10: Firewall 11: Local area LAN
12: Partial discharge diagnosis device 13: Site monitoring server (site monitoring device)
14: Dedicated communication line 15: Personal computer
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