JP7246266B2

JP7246266B2 - 回転機の部分放電監視装置

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Publication number: JP7246266B2
Application number: JP2019119177A
Authority: JP
Inventors: 正浩武藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2023-03-27
Anticipated expiration: 2039-06-27
Also published as: JP2021004811A

Description

この出願は、回転機の部分放電監視装置、特に、回転機の固定子巻線の部分放電強度監視において、回転機の出力状況に応じて回転機内部の部分放電強度を検出する機能を備えた、回転機の部分放電監視装置に関するものである。

回転機の固定子巻線は、回転機の運転時のストレス等の要因によって、絶縁劣化が発生し、絶縁劣化が進行すると最終的に絶縁破壊になり、回転機自体の故障に至る。よって、固定子巻線の絶縁劣化の状況を把握する為の装置として、部分放電センサおよび部分放電遠隔監視装置等が開発されている（例えば、下記特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００６－１３８６８７号公報特開２００６－１３３０７３号公報

上記特許文献１および特許文献２に記載された部分放電遠隔監視装置では、回転機の電圧を検出して、電圧値がある一定の値であれば回転機が運転されていると判定し、回転機が運転しているときのみ部分放電を検出するようにして、回転機の部分放電遠隔監視装置による部分放電の監視コストを低減することを目的としているが、運転されていると判定した状況では常に部分放電を検出する仕組みとなっており、回転機の運転状況に応じて回転機の部分放電強度の検出を細かく制御することが出来ない。また、回転機が運転されていないと判定したときに発生した部分放電強度を検出する仕組みと判定する仕組みが無く、固定子の絶縁劣化の進行に伴う、部分放電強度の増加による固定子の寿命を判断する仕組みもない。

この出願は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行し、部分放電の監視作業を効率化することを目的とする。

この出願に開示される回転機の部分放電監視装置は、回転機の部分放電を検出する部分放電検出回路と、前記部分放電検出回路の作動を制御する制御回路と、前記回転機の固定子コイルに励磁電流としての直流電流を供給する励磁機と、前記励磁電流を検出する励磁電流検出回路を備え、前記制御回路は、前記回転機の電圧値と電流値とから導出される電力値を比較演算し前記電力値の検出程度に応じて前記部分放電検出回路の作動を実行あるいは停止させ、前記電力値が閾値を超えている場合に前記励磁電流検出回路の作動を実行させ、前記電力値が前記閾値を超えていない場合に前記励磁電流検出回路の作動を停止させるとともに、前記励磁電流検出回路の作動により取得した励磁電流値を前記部分放電検出回路により取得した部分放電強度とともに監視端末に送信することを特徴とする。

この出願に開示される回転機の部分放電監視装置によれば、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となる。

実施の形態１による回転機の部分放電監視装置におけるシステム構成図である。実施の形態１による回転機の部分放電遠隔監視装置における処理フロー図である。実施の形態２による励磁機を有する回転機の部分放電遠隔監視装置におけるシステム構成図である。実施の形態２による励磁機を有する回転機の部分放電遠隔監視装置における処理フロー図である。実施の形態３による回転機の部分放電遠隔監視装置におけるシステム構成図である。実施の形態３による回転機の部分放電遠隔監視装置における処理フロー図である。実施の形態３による回転機の部分放電遠隔監視装置における動作波形を示すイメージ図である。実施の形態４による回転機の部分放電遠隔監視装置におけるシステム構成図である。実施の形態４による回転機の部分放電遠隔監視装置における処理フロー図である。実施の形態４による回転機の部分放電遠隔監視装置における動作波形を示すイメージ図である。

実施の形態１．
実施の形態１を図１および図２に基づいて説明する。図１は、実施の形態１による回転機の部分放電遠隔監視装置におけるシステム構成図である。図２は実施の形態１による回転機の部分放電遠隔監視装置における処理フロー図である。
図１に示す通り、３相同期発電機からなる回転機１に、回転機１内における固定子コイルの放電箇所において部分放電強度１２を検出する部分放電センサ２が設置され、部分放電センサ２で検出した部分放電強度１２は部分放電センサケーブル５を経由して部分放電検出回路９に入力される。部分放電検出回路９へ入力されたデータは主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。部分放電センサ２は回転機１における各相毎などの複数の放電箇所にそれぞれ設置されるものである。

回転機１内の回転機電圧を検出する回転機電圧センサ３が設置され、図２（ａ）に示すステップＳ００１において回転機電圧センサ３で検出した電圧値１３は回転機電圧検出センサケーブル６を経由して電圧検出回路１０に入力される。電圧検出回路１０へ入力されたデータはステップＳ００２において主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

回転機１内の回転機電流を検出する回転機電流センサ４が設置され、ステップＳ００３において回転機電流センサ４で検出した電流値１４は回転機電流検出センサケーブル７を経由して電流検出回路１１に入力される。電流検出回路１１へ入力されたデータはステップＳ００４において制御回路１５の主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

主メモリ１６に電圧値１３および電流値１４が格納されると、計算部１７は電圧値１３と電流値１４から回転機１の出力相当値としての電力値２１を計算し（ステップＳ００５）、主メモリ１６に電力値２１を格納する（ステップＳ００６）。ステップＳ００７において判定部１８は主メモリ１６に格納された電力値２１が閾値２２以上であれば、回転機が予め設定された規定値以上の出力で運転されている正常運転状態であると判断し、主メモリ１６内の部分放電検出フラグ２０を“１”にする（ステップＳ００８）。

ＣＰＵ：１９は主メモリ１６を設定値２３で規定された周期で参照しており、部分放電検出フラグ２０が“１”であれば、部分放電検出回路９をＯＮ状態にして（ステップＳ００９）、部分放電検出を開始し（ステップＳ０１０）、図２（ｂ）に示す通り、部分放電センサ２から部分放電強度１２を検出し（ステップＳ０１５）、主メモリ１６に部分放電強度１２を格納した後、主メモリ１６内の部分放電検出フラグ２０を“０”にして（ステップＳ０１６）、部分放電検出を終了する（ステップＳ０１７）。

一方、判定部１８は主メモリ１６に格納された電力値２１が閾値２２以下であった場合は、回転機１が規定値未満の出力で運転されている弱運転状態か非運転状態であると判断し、主メモリ１６内の部分放電検出フラグ２０を“０”にする（ステップＳ０１１）。ＣＰＵ：１９は主メモリ１６を設定値２３で規定された周期で参照しており、ステップＳ０１２において部分放電検出フラグ２０が“０”であれば、部分放電検出回路９をＯＦＦ状態にして（ステップＳ０１３）、部分放電検出を停止する（ステップＳ０１４）。

回転機電圧センサ３および回転機電流センサ４で検出された電圧値１３と電流値１４から導出され主メモリ１６に格納された電力値２１は、制御回路１５におけるＣＰＵ：１９および判定部１８により閾値２２を参照して比較演算され、電力値２１の検出程度に応じて部分放電検出フラグ２０を“１”または“０”として、部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させるものである。
電力値２１が閾値２２以下である場合、回転機１が規定値未満の出力で運転されている弱運転状態であっても部分放電検出回路９の作動は停止される。回転機１の弱運転状態における部分放電発生の可能性は無視できる程度に小さいものであり、回転機１の弱運転状態において部分放電検出回路９の作動を停止しても、回転機１の部分放電遠隔監視動作は支障なく遂行できる。
電力値２１の検出程度に応じて部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させ、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となる。

ＣＰＵ：１９には設定値２３が格納されており、設定値２３にはＣＰＵ：１９が主メモリ１６を参照する際の周期と判定部１８で判定する際の閾値２２が記載されている。設定値２３は、監視端末２６に設けられた監視ソフトウェア２７の設定ファイル２８で生成され、通信回路２９およびネットワーク通信網２５を通して通信回路２４で受信し、通信回路２４は受信した設定ファイル２８をＣＰＵ：１９内のメモリ３１に書き込むことができ、遠隔地から任意に変更可能とする。これにより、回転機の部分放電遠隔監視装置における遠隔操作の適切な運用を行うことができる。

実施の形態１における回転機の部分放電監視装置は、図１および図２に示す通り、次の構成が適用されている。
３相発電機からなる回転機１の部分放電を検出する部分放電検出回路９と、前記部分放電検出回路９を予め設定された規定の周期で周期的に作動させる制御回路１５とを備え、前記制御回路１５は、前記回転機１の電圧値１３と電流値１４とから導出され検出される出力相当値としての電力値２１に応じて前記部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させるものであって、前記回転機１の電圧値１３を検出するための回転機電圧センサ３により電圧値１３を取得する電圧検出回路１０と、前記回転機１の電流値１４を検出するための回転機電流センサ４により電流値１４を取得する電流検出回路１１とを備え、前記部分放電検出回路９は、前記回転機１における固定子コイルの部分放電を検出するための各相毎などに設けられた複数の部分放電センサ２により部分放電強度を取得するものであり、前記制御回路１５は、前記電圧値１３および前記電流値１４ならびに前記部分放電強度１２を保存するメモリ３１と、前記電圧値１３および前記電流値１４から前記電力値２１を計算する計算部１７と、前記電力値２１により前記回転機１の運転状態を判定する判定部１８と、前記判定部１８の判定結果に応じて前記部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させるＣＰＵ：１９からなる演算部とを有するとともに、前記制御回路１５は、前記電力値２１が事前に設定された規定値である閾値を超えている場合に前記部分放電検出回路９の作動を実行させ、前記電力値２１が前記閾値を超えていない場合に前記部分放電検出回路９の作動を停止させることを特徴とする。すなわち、前記制御回路１５は、前記電力値２１の有無ではなく、前記電力値２１の検出値につき閾値を参照して比較演算し前記電力値２１の検出程度に応じて前記部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させることを特徴とする。

この構成により、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となるものであって、部分放電監視装置の可用性を向上することができる。
すなわち、回転機の運転状況と連動して部分放電検出を制御できるので、低コストで監視でき、部分放電の異常値の検知による故障予測と、固定子の絶縁劣化の状況を部分放電強度の増減により判定することで、早期の固定子の交換と、メンテナンスにより固定子の故障を防止することが可能となる。

また、実施の形態１における回転機の部分放電遠隔監視装置は、図１および図２に示す通り、次の構成が適用されている。
前記制御回路１５が前記部分放電検出回路９の作動により取得した部分放電強度を送信する通信回路２４を有する部分放電／電圧・電流検出装置８からなる監視信号生成装置を備え、前記部分放電検出回路９の作動により取得した部分放電強度１２を監視端末２６に送信するものであり、前記監視端末２６は前記通信回路２４を介して前記監視信号生成装置との通信を行うものであって、前記監視端末２６は、前記回転機１の部分放電強度を監視するための監視ソフトウェア２７と、前記回転機１の部分放電強度１２を格納するデータ格納部３０と、前記回転機１の前記電力値２１に応じて前記制御回路１５により前記部分放電検出回路９を制御するための設定値を記載した設定ファイル２８とを有することを特徴とする。

この構成により、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となるものであって、部分放電監視装置の可用性を向上することができるばかりでなく、監視要素および制御要素を具備する監視端末により部分放電遠隔監視作業を的確に遂行することができる。

実施の形態２．
実施の形態２を図３および図４に基づいて説明する。図３は、この出願に係る実施の形態２による励磁機を有する回転機の遠隔監視装置のシステム構成図である。図４はこの出願の実施の形態２による処理フロー図である。
図３に示す通り、３相同期発電機からなる回転機１に設けられた励磁機３２に、励磁機３２内の励磁電流を検出する励磁電流センサ３３が設置され、励磁電流センサ３３で検出した励磁電流値３６は励磁機電流検出センサケーブル３４を経由して励磁電流検出回路３５に入力される。励磁電流検出回路３５へ入力されたデータは主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

回転機１内の回転機電圧を検出する回転機電圧センサ３が設置され、図４（ａ）に示すステップＳ０２１において回転機電圧センサ３で検出した電圧値１３は回転機電圧検出センサケーブル６を経由して電圧検出回路１０に入力される。電圧検出回路１０へ入力されたデータはステップＳ０２２において主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

回転機１内の回転機電流を検出する回転機電流センサ４が設置され、ステップＳ０２３において回転機電流センサ４で検出した電流値１４は回転機電流検出センサケーブル７を経由して電流検出回路１１に入力される。電流検出回路１１へ入力されたデータはステップＳ０２４において主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

主メモリ１６に電圧値１３および電流値１４が格納されると、計算部１７は電圧値１３と電流値１４から電力値２１を計算し（ステップＳ０２５）、主メモリ１６に電力値２１を格納する（ステップＳ０２６）。ステップＳ０２７において判定部１８は主メモリ１６に格納された電力値２１が閾値２２以上であれば、回転機が運転状態であると判断し、主メモリ１６内の部分放電検出フラグ２０を“１”にする（ステップＳ０２８）。

ＣＰＵ：１９は主メモリ１６を設定値２３で規定された周期で参照しており、部分放電検出フラグ２０が“１”であれば、部分放電検出回路９をＯＮ状態にして（ステップＳ０２９）、実施の形態１における図２（ｂ）と同様の処理ステップで部分放電検出を開始し、部分放電センサ２から部分放電強度１２を検出し、主メモリ１６に部分放電強度１２を格納し、部分放電検出を終了し、主メモリ１６内の部分放電検出フラグ２０を“０”にする。

判定部１８は主メモリ１６に格納された電力値２１が閾値２２以上であれば、回転機が予め設定された規定値以上の出力相当値である電力値で運転されている正常運転状態であると判断し、主メモリ１６内の励磁電流検出フラグ３７を“１”にする（ステップＳ０３０）。ＣＰＵ：１９は主メモリ１６を設定値２３で規定された周期で参照しており、励磁電流検出フラグ３７が“１”であれば、ステップＳ０３１において励磁電流検出回路３５をＯＮ状態にして、励磁電流検出を開始し、励磁電流センサ３３から励磁電流値３６を検出し（ステップＳ０３５）、主メモリ１６に励磁電流値３６を格納し（ステップＳ０３６）、励磁電流検出を終了する。
判定部１８は、主メモリ１６内の励磁電流検出フラグ３７を“０”にし、励磁電流検出を終了する（ステップＳ０３７）。励磁電流検出回路３５へ入力されたデータは主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

回転機電圧センサ３および回転機電流センサ４で検出された電圧値１３と電流値１４から導出され主メモリ１６に格納された電力値２１は、制御回路１５におけるＣＰＵ：１９および判定部１８により閾値２２を参照して比較演算され、電力値２１の検出程度に応じて部分放電検出フラグ２０および励磁電流検出フラグ３７を“１”または“０”として、部分放電検出回路９および励磁電流検出回路３５の作動を実行あるいは停止させる。
電力値２１の検出程度に応じて部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させ、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となる。しかも、励磁電流値３６を部分放電強度１２とともに監視端末２６へ送信することにより、部分放電遠隔監視作業の的確な遂行に万全を期すことができる。励磁電流値３６と比較して部分放電強度１２が相対的に大きいときは、部分放電につき異常状態が生じているとすることができるものであり、励磁電流値３６と部分放電強度１２とを比較検討することによって部分放電遠隔監視作業をより確実に行うことができるものである。

実施の形態２における回転機の部分放電遠隔監視装置は、図３および図４に示す通り、次の構成が適用されている。
３相同期発電機からなる回転機１の部分放電を検出する部分放電検出回路９と、前記部分放電検出回路９を周期的に作動させる制御回路１５とを備え、前記制御回路１５は、前記回転機１の電圧値１３と電流値１４とから導出される出力相当値としての電力値２１に応じて前記部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させるものであって、前記回転機１の固定子コイルに励磁電流値３６としての直流電流を供給する励磁機３２と、前記励磁電流値３６を励磁電流センサ３３により検出する励磁電流検出回路３５を備え、前記制御回路１５は、前記電力値２１が事前に設定された規定値である閾値を超えている場合に前記励磁電流検出回路３５の作動を実行させ、前記電力値２１が前記閾値を超えていない場合に前記励磁電流検出回路３５の作動を停止させるとともに、前記励磁電流検出回路３５の作動により取得した励磁電流値３６を前記部分放電検出回路９により取得した部分放電強度１２とともに通信回路２４，２９およびネットワーク通信網２５を介して監視端末２６に送信することを特徴とする
この構成により、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するものであって、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となるとともに、部分放電監視装置の可用性を向上することができるばかりでなく、励磁電流値を部分放電強度とともに監視端末へ送信することによって、励磁電流値と部分放電強度とを比較検討することにより部分放電遠隔監視作業の的確な遂行に万全を期すことができる。

実施の形態３．
実施の形態３を図５から図７までに基づいて説明する。図５は、この出願の実施の形態３による回転機の部分放電遠隔監視装置のシステム構成図である。図６はこの出願の実施の形態３による処理のフロー図であり、図７は実施の形態３による動作波形を示すイメージ図である。
図５に示す通り、３相同期発電機からなる回転機１に、回転機１内における固定子コイルの放電箇所において部分放電を検出する部分放電センサ２が設置され、部分放電センサ２で検出した部分放電強度１２は部分放電センサケーブル５を経由して部分放電検出回路９に入力される。部分放電検出回路９へ入力されたデータは主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

回転機１内の回転機電圧を検出する回転機電圧センサ３が設置され、図６に示されるステップＳ０４１において回転機電圧センサ３で検出した電圧値１３は回転機電圧検出センサケーブル６を経由して電圧検出回路１０に入力される。電圧検出回路１０へ入力されたデータはステップＳ０４２において主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

回転機１内の回転機電流を検出する回転機電流センサ４が設置され、ステップＳ０４３において回転機電流センサ４で検出した電流値１４は回転機電流検出センサケーブル７を経由して電流検出回路１１に入力される。電流検出回路１１へ入力されたデータはステップＳ０４４において主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

主メモリ１６に電圧値１３と電流値１４が格納されると、計算部１７は電圧値１３と電流値１４から電力値２１を計算し（ステップＳ０４５）、主メモリ１６に電力値２１を格納する（ステップＳ０４６）。部分放電センサ２から部分放電強度１２を検出し（ステップＳ０４７）、主メモリ１６に部分放電強度１２を格納し（ステップＳ０４８）、部分放電検出を終了する。

判定部１８はステップＳ０４９において主メモリ１６に格納された電力値２１が閾値２２以上であった場合は、ＣＰＵ：１９はメモリ３１に、部分放電強度１２と電力値２１を格納し（ステップＳ０５０）、通信回路２４、ネットワーク通信網２５を通して通信回路２９に電力値２１と部分放電強度１２を送信し（ステップＳ０５１）、通信回路２９は監視端末２６のデータ格納部３０に電力値２１と部分放電強度１２を格納する（ステップＳ０５２）。

一方、図７の動作波形に示すように、電力値２１が閾値２２以下であり部分放電強度１２が部分放電閾値３８を超過して、一定波形で反復される正常波形２１Ａ，１２Ａと異なる異常波形２１Ｘ，１２Ｘで示されるような異常状態が生じる場合がある。判定部１８は、このように主メモリ１６に格納された電力値２１が閾値２２以下であった場合は、ステップＳ０５３において部分放電強度１２を部分放電強度閾値３８と比較し、部分放電強度１２が部分放電強度閾値３８以上であった場合は、主メモリ１６内の状態フラグ３９を“１”にする（ステップＳ０５４）。

ＣＰＵ：１９は主メモリ１６を設定値２３で規定された周期で参照しており、状態フラグ３９が“１”であれば、異常信号値と判定し、異常判定情報４０を、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納し、状態フラグ３９を“０”にクリアする（ステップＳ５５）。

回転機電圧センサ３および回転機電流センサ４で検出された電圧値１３と電流値１４から導出され主メモリ１６に格納された電力値２１は、制御回路１５におけるＣＰＵ：１９および判定部１８により閾値２２を参照して比較演算され、電力値２１の検出程度に応じて部分放電検出フラグ２０および励磁電流検出フラグ３７を“１”または“０”として、部分放電検出回路９および励磁電流検出回路３５の作動を実行あるいは停止させる。そして、前記制御回路１５は、前記電力値２１が事前に設定された規定値である閾値を超えておらず、かつ前記部分放電検出回路９で検出される部分放電強度１２が事前に設定された規定値である閾値を超えている場合には、異常状態と判定し、異常判定情報４０としての異常情報を通信回路２４，２９およびネットワーク通信網２５を介して監視端末へ送信する。

電力値２１の検出程度に応じて部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させ、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となる。しかも、図７の動作波形に示すように、前記電力値２１が事前に設定された規定値である閾値を超えておらず、かつ前記部分放電検出回路９で検出される部分放電強度１２が事前に設定された規定値である閾値を超えている状態が生じている場合に生成され監視端末２６へ送信される異常判定情報４０からなる異常情報により部分放電に係る異常状態の把握を的確に行うことができるものである。
異常判定情報４０は、図７に例示されている通り、測定日時、測定日時の回転機の発電量、測定対象のセンサ名、測定対象のセンサの部分放電強度で構成される。

部分放電強度閾値３８は監視端末２６の設定ファイル２８で生成され、通信回路２９、ネットワーク通信網２５を通して通信回路２４で受信し、通信回路２４は受信した設定ファイル２８をＣＰＵ内のメモリ３１に書き込むことができ、遠隔地から任意に変更可能とする。

実施の形態３における回転機の部分放電遠隔監視装置は、図５から図７までに示す通り、実施の形態１または実施の形態２の構成において、次の構成が適用されている。
前記制御回路１５は、前記電力値２１が事前に設定された規定値である閾値を超えておらず、かつ前記部分放電検出回路９で検出される部分放電強度１２が事前に設定された規定値である閾値を超えている場合には、異常状態と判定し、異常判定情報４０からなる異常情報を通信回路２４，２９およびネットワーク通信網２５を介して監視端末へ送信することを特徴とする
この構成により、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となるものであって、部分放電監視装置の可用性を向上することができるばかりでなく、部分放電に係る異常状態の把握を的確に行うことができる。

実施の形態４．
実施の形態４を図８から図１０までに基づいて説明する。図８はこの出願の実施の形態４による回転機の部分放電遠隔監視装置のシステム構成図である。図９はこの出願の実施の形態４による処理フロー図であり、図１０は実施の形態４による動作波形を示すイメージ図である。
図８に示す通り、３相同期発電機からなる回転機１に、回転機１内における固定子コイルの放電箇所において部分放電を検出する部分放電センサ２が設置され、部分放電センサ２で検出した部分放電強度１２は部分放電センサケーブル５を経由して部分放電検出回路９に入力される。部分放電検出回路９へ入力されたデータは主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

回転機１内の回転機電圧を検出する回転機電圧センサ３が設置され、図９に示すステップＳ０６１において回転機電圧センサ３で検出された電圧値１３は回転機電圧検出センサケーブル６を経由して電圧検出回路１０に入力される。電圧検出回路１０へ入力されたデータはステップＳ０６２において主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

回転機１内の回転機電流を検出する回転機電流センサ４が設置され、ステップＳ０６３において回転機電流センサ４で検出された電流値１４は回転機電流検出センサケーブル７を経由して電流検出回路１１に入力される。電流検出回路１１へ入力されたデータはステップＳ０６４において主メモリ１６に格納されたあと、ＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

主メモリ１６に電圧値１３および電流値１４が格納されると、計算部１７は電圧値１３と電流値１４から電力値２１を計算し（ステップＳ０６５）、主メモリ１６に電力値２１を格納する（ステップＳ０６６）。部分放電センサ２から部分放電強度１２を検出し（ステップＳ０６７）、主メモリ１６に部分放電強度１２を格納し（ステップＳ０６８）、部分放電検出を終了する。

ステップＳ０６９において判定部１８は主メモリ１６に格納された電力値２１が閾値２２以上であった場合は、回転機が予め設定された規定値以上の出力相当値で動作中と判断する。判定部１８は主メモリ１６に格納された電力値２１が閾値２２未満であった場合は、回転機が運転されていないか予め設定された規定値以下の出力相当値で動作中と判断し、主メモリ１６内の部分放電検出フラグ２０を“０”にする。ＣＰＵ：１９は主メモリ１６を設定値２３で規定された周期で参照しており、部分放電検出フラグ２０が“０”であれば、部分放電検出回路９をＯＦＦ状態にして、部分放電検出を停止する。

ステップＳ０７０において判定部１８は、主メモリ１６に格納された部分放電強度１２と部分放電強度閾値３８を比較し、部分放電強度１２が部分放電強度閾値３８未満であり、電力値２１が閾値２２以上であった場合は正常と判断し、部分放電強度１２と電力値２１をＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

ステップＳ０７０において判定部１８は、主メモリ１６に格納された部分放電強度１２と部分放電強度閾値３８を比較し、部分放電強度１２が部分放電強度閾値３８以上であり、電力値２１が閾値２２以上であった場合はステップＳ０７１へ移行する。
ステップＳ０７１において判定部１８は、主メモリ１６に格納された部分放電強度１２と部分放電強度基準値４１を比較し、部分放電強度１２と部分放電強度基準値４１の差異が、寿命判定値４２以下であれば、正常寿命範囲内と判断し、部分放電強度１２と電力値２１をＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納して、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される。

部分放電強度基準値４１および寿命判定値４２は、監視端末２６の設定ファイル２８で生成され、通信回路２９、ネットワーク通信網２５を通して通信回路２４で受信し、通信回路２４は受信した設定ファイル２８をＣＰＵ内のメモリ３１に書き込むことができ、遠隔地から任意に変更可能とする。

図１０の動作波形に示すように、一定波形で反復される正常波形２１Ａ，１２Ａと異なる異常波形１２Ｘで示されるような異常状態が生じる場合がある。ステップＳ０７１において判定部１８は、主メモリ１６に格納された部分放電強度１２と部分放電強度基準値４１を比較し、部分放電強度１２が図１０の動作波形における異常波形１２Ｘに示す状態にあり、部分放電強度１２と部分放電強度基準値４１の差異が、寿命判定値４２以上であれば、主メモリ１６内の寿命判定フラグ４３に“１”を加え“２”とする（ステップＳ０７２）。寿命判定フラグ４３が“１”の場合は、ノイズによる検知を考慮し寿命判定は行わない。

ＣＰＵ：１９は主メモリ１６を設定値２３で規定された周期で参照しており、ステップＳ０７３において寿命判定フラグ４３が“２”以上であれば、固定子の絶縁劣化進行に伴う機器の寿命と判定し、機器の寿命が限界状態にあるとして寿命判定情報４４をＣＰＵ：１９がメモリ３１に格納し、通信回路２４を通して、監視端末２６のデータ格納部３０に格納される（ステップＳ０７４）。
寿命判定情報４４は、図１０に例示されている通り、測定日時、測定日時の回転機の発電値、測定対象のセンサ名、測定対象のセンサの部分放電強度、部分放電強度基準値との差異で構成される、

電力値２１の検出程度に応じて部分放電検出回路９の作動を実行あるいは停止させ、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となる。しかも、前記制御回路１５は、前記電力値２１が閾値を超えておらず、かつ前記部分放電検出回路９で検出される部分放電強度１２が予め設定された規定値である閾値を超えており、しかも前記部分放電強度１２と部分放電強度基準値４１の差が予め設定された規定値である寿命判定値４２を超えている場合は、絶縁劣化進行に伴う寿命限界状態と判定し、寿命判定情報４４としての寿命限界情報を通信回路２４，２９およびネットワーク通信網２５を介して監視端末２６へ送信することにより、絶縁劣化進行に伴う寿命限界状態の把握を的確に行うことができるものである。

本実施の形態の遠隔監視システムは、発電機等の回転機を有するプラント等における回転機の部分放電を遠隔監視するのに有効に利用することができ、火力発電プラントだけでなく、各種の発電プラント（例えば、水力発電プラント、原子力発電プラント）に幅広く適応できる。

実施の形態４における回転機の部分放電遠隔監視装置は、図８から図１０までに示す通り、実施の形態１から実施の形態３までの何れかの構成において、次の構成が適用されている。
制御回路１５は、部分放電検出回路９で検出される部分放電強度１２と部分放電強度基準値４１の差が予め設定された規定値である寿命判定値４２を超えている場合は、絶縁劣化進行に伴う寿命限界状態と判定し、寿命判定情報４４としての寿命限界情報を通信回路２４，２９およびネットワーク通信網２５を介して監視端末２６へ送信することを特徴とする。
この構成により、回転機の運転状況に応じて部分放電の検出動作を実行することにより、部分放電の監視作業を効率化して監視コストを低減するとともに、部分放電の検出機器における経年劣化を軽減することが可能となるであって、部分放電監視装置の可用性を向上することができるばかりでなく、絶縁劣化進行に伴う寿命限界状態の把握を的確に行うことができる。

また、本願は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本願の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
なお、この出願における技術思想としての開示事項は、その技術範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１回転機、
２部分放電センサ、
３回転機電圧センサ、
４回転機電流センサ、
５部分放電センサケーブル、
６回転機電圧検出センサケーブル、
７回転機電流検出センサケーブル、
８部分放電／電圧・電流検出装置（監視信号生成装置）、
９部分放電検出回路、
１０電圧検出回路、
１１電流検出回路、
１２部分放電強度、
１３電圧値、
１４電流値、
１５制御回路、
１６主メモリ、
１７計算部、
１８判定部、
１９ＣＰＵ、
２０部分放電検出フラグ、
２１電力値、
２２閾値、
２３設定値、
２４通信回路、
２５ネットワーク通信網、
２６監視端末、
２７監視ソフトウェア、
２８設定ファイル、
２９通信回路、
３０データ格納部、
３１メモリ、
３２励磁機、
３３励磁電流センサ、
３４励磁機電流検出センサケーブル、
３５励磁電流検出回路、
３６励磁電流値、
３７励磁電流検出フラグ、
３８部分放電強度閾値、
３９状態フラグ、
４０異常判定情報、
４１部分放電強度基準値、
４２寿命判定値、
４３寿命判定フラグ、
４４寿命判定情報。

Claims

回転機の部分放電を検出する部分放電検出回路と、前記部分放電検出回路の作動を制御する制御回路と、前記回転機の固定子コイルに励磁電流としての直流電流を供給する励磁機と、前記励磁電流を検出する励磁電流検出回路を備え、前記制御回路は、前記回転機の電圧値と電流値とから導出される電力値を比較演算し前記電力値の検出程度に応じて前記部分放電検出回路の作動を実行あるいは停止させ、前記電力値が閾値を超えている場合に前記励磁電流検出回路の作動を実行させ、前記電力値が前記閾値を超えていない場合に前記励磁電流検出回路の作動を停止させるとともに、前記励磁電流検出回路の作動により取得した励磁電流値を前記部分放電検出回路により取得した部分放電強度とともに監視端末に送信することを特徴とする回転機の部分放電監視装置。
回転機の部分放電を検出する部分放電検出回路と、前記部分放電検出回路の作動を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記回転機の電圧値と電流値とから導出される電力値を比較演算し前記電力値の検出程度に応じて前記部分放電検出回路の作動を実行あるいは停止させ、前記電力値が閾値を超えておらず、かつ前記部分放電検出回路で検出される部分放電強度が部分放電強度閾値を超えている場合には、異常状態と判定し、異常情報を監視端末へ送信することを特徴とする回転機の部分放電監視装置。
前記回転機の電圧値を検出するための電圧センサにより電圧値を取得する電圧検出回路と、前記回転機の電流値を検出するための電流センサにより電流値を取得する電流検出回路とを備え、前記部分放電検出回路は、前記回転機における固定子コイルの部分放電を検出するための部分放電センサにより部分放電強度を取得するものであり、前記制御回路は、前記電圧値および前記電流値ならびに前記部分放電強度を保存するメモリと、前記電圧値および前記電流値から前記電力値を計算する計算部と、前記電力値により前記回転機の運転状態を判定する判定部と、前記判定部の判定結果に応じて前記部分放電検出回路の作動を実行あるいは停止させる演算部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の回転機の部分放電監視装置。
前記制御回路は、前記電力値が前記閾値を超えている場合に前記部分放電検出回路の作動を実行させ、前記電力値が前記閾値を超えていない場合に前記部分放電検出回路の作動を停止させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転機の部分放電監視装置。
前記部分放電検出回路の作動により取得した部分放電強度を監視端末に送信することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転機の部分放電監視装置。
前記制御回路が前記部分放電検出回路の作動により取得した部分放電強度を送信する通信回路を有する監視信号生成装置を備え、前記監視端末は前記通信回路を介して前記監視信号生成装置との通信を行うものであって、前記監視端末は、前記回転機の部分放電強度を監視するための監視ソフトウェアと、前記回転機の部分放電強度を格納するデータ格納部と、前記回転機の前記電力値に応じて前記制御回路により前記部分放電検出回路を制御するための設定値を記載した設定ファイルとを有することを特徴とする請求項５に記載の回転機の部分放電監視装置。
前記制御回路は、前記部分放電検出回路で検出される部分放電強度と部分放電強度基準値の差が寿命判定値を超えている場合は、絶縁劣化進行に伴う寿命限界状態と判定し、寿命限界情報を監視端末へ送信することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回転機の部分放電監視装置。