Diagnosis Method and Characteristic Analysis of Shorted Turns on Generator Rotor using Flux Sensorless

자속센서리스 회전자 층간단락 진단기법 및 특성해석

  • Published : 2005.06.01

Abstract

Short-circuit rotor windings on a generator causes unstable oscillation of unbalance of flux, asymmetrical heat. In order to prevent serious accidents of short-circuit rotor windings, it is important to study the shorted-turn diagnosis method for rotor windings of the generator. To improve the defects of the diagnosis with sensors, the new sensorless method for rotor shorted-turn diagnosis is proposed, which is to measure the electrical values of the voltage and current at the generator and then to detect if the shorted-turned phenomena would occurred. For the feasibility of the suggested method the theoretical results are shown in the aspects of the air-gap flux density, the flux leakage, the generated output voltage and the shorted field current through the digital simulation. Also the possibility of decision for the suggested sensorless method could be shown in this paper.

발전기의 회전자 권선의 층간단락이 발생하면 자속의 불평형과 비대칭적인 발열로 인한 불안정한 진동이 발생하게 된다. 이러한 층간단락으로 발생될 수 있는 심각한 사고를 방지하기 위하여 회전자 권선의 층간단락 진단기법에 관한 연구는 매우 중요하다. 현재 운전중 진단기법이 주로 사용되고 있는 센서부착방식의 단점을 개선하기 위해 본 논문에서는 발전기의 계자 층간단락을 검출할 수 있는 새로운 센서없는 방법을 제안하였고 제안된 방식에서는 발전기에서의 전압 및 전류의 측정값만으로 단락현상을 판단할 수 있도록 하였다. 제안된 방식의 적용 가능성을 검토하기 위해 디지털 시뮬레이션을 통해 공극자속밀도, 누설자속, 발전된 전압 및 단락계자전류 등과 관련된 특성을 이론적으로 분석함으로써 단락 판정을 위한 근거를 제시하였다.

Keywords

References

  1. 이영준, 김희동, 박종정, 주영호, 조지원, 한상옥, 전력연구원, 인천대학교, 충남대학교, '발전기 회전자 층간단락진단기법', 대한전기학회, 춘계학술대회 논문집, 5, 1998
  2. M. P. Jenkins, 'On-Line Monitoring of rotor Shorted Turns', IEE Conference Publication No. 401, pp. 55-60, 1994
  3. E. Wochnagg, 'Turbogenerator Field winding Shoted Turn Detection by AC Flux Measurement', IEEE Trans on Energy Conversion, Vol. 9, No. 2, pp. 427-431, 1994 https://doi.org/10.1109/60.300127
  4. O. J. Penman, H. G. Sedding, B. A. Lioyd and W. T. Fink, 'Detection and Location of Interturn Shorted Circuits in the Stator Windings of operating motors', IEEE Trans on Energy Conversion, Vol. 9, No. 4, pp. 652-658, June 1994 https://doi.org/10.1109/60.368345
  5. 남종하, 이승학, 최규하, '발전기 회전자의 층간단락 감지기개발', 대한전기학회, 대한전기학회논문지, pp. 307-312, 6, 2002
  6. Vincent Del Toro, Basic Electric Machines, Prentice-Hall International Editions, 1990