JPS6188739A - 回転電機の冷却媒体温度監視方式 - Google Patents

回転電機の冷却媒体温度監視方式

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JPS6188739A
JPS6188739A JP59207007A JP20700784A JPS6188739A JP S6188739 A JPS6188739 A JP S6188739A JP 59207007 A JP59207007 A JP 59207007A JP 20700784 A JP20700784 A JP 20700784A JP S6188739 A JPS6188739 A JP S6188739A
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JP
Japan
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temperature
cooling medium
stator coil
alarm
electric machine
Prior art date
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Pending
Application number
JP59207007A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Uematsu
豊 植松
Morio Matsuzaki
松崎 盛夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to CH4253/85A priority patent/CH673729A5/de
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は固定子コイル内部に設けた冷却媒体通路の出
口における冷却媒体温度を監視する回転電機の冷却媒体
温度監視方式に関する。
〔従来の技術〕
従来この種の装置として第5図、第6図および第7図に
示すようなタービン発電機の冷却媒体温度監視装置があ
った。第5図はこのタービン発電機内部の通風状況を示
す脱BA図、第6図は固定子コイルの断面図、第7図は
固定子コイルの冷却媒通路の出口における冷却媒体温度
の監視回路図の説明図である。
第5図において、1は発電機のフレームで、機内に水素
ガスを封入しておくため、気密構造となっている。2は
固定子鉄心、3は゛固定子コイル、4は回転子、5は回
転子4の回転軸48両端を支える軸受、6は回転子4の
一端部外周に突設したプロワ、8は水素ガスクー2であ
る。’t fC、Glは低温の水素ガスの流れの方向を
示す矢印、G!は固定子コイル3の内部における水素ガ
スの流れの方向を示す矢印、Gsは固定子コイル3内部
に設けた冷却媒体通路の出口における水素ガスの流れの
方向を示す矢印、G4は回転子コイル内部における水素
ガスの流れの方向を示す矢印である。
次に、この水素ガスによる冷却作用について述べると、
水素ガスはフレーム1内に封止されておシ、回転子4の
回転によってプロワ6によシガスクーラ7に送られて冷
却される。冷却された低温の水素ガス8は矢印G】の向
きに流れ、固定子コイル3のガス入口から固定子コイル
3の内部を軸方向(矢印Gx方向)に通過して、固定子
ごイル3の抵抗損失などによる発生熱を奪い、温度の高
い水素ガスとなって固定子コイル3の冷却媒体通路の出
口から矢印G!方向に排出される。
一方、回転子4の回転子コイルに入った低温の水素ガス
はこの回転子コイルの両端から中央部に向って軸方向(
矢印G4)方向に流れ、その回転子コイルに生じた発生
熱を奪い、温度の高い水素ガスとなってその回転子コイ
ルの中央部から排出される。
これらの高温の水素ガスはプロワ6によってガスクーラ
7に送られ、冷却水と熱交換を行って低温ガスとなシ、
再び上記の各矢印Gt 、G2.Ga 、G4の方向に
循還する。
また、固定子コイル3付近の構造は第6図に示すようK
なっている。同図において、12fiH定子鉄心、13
は固定子スロットであシ、このスロット13に固定子コ
イル3が挿入されている。14は固定子コイル30対地
絶縁部材、15は固定子コイル導体、16はこの導体1
5内に埋設された通風管である。この通風管16は固定
子コイルの全長にわたって設けられ、この通風管16内
を水素ガスが通過することによって固定子コイル3を冷
却する。固定子コイル3はスペーサ18.19を介在し
て、スロットウェッジ20fCより固定子スロット13
内に脱出しないように保持されている。
さらに、冷却媒体温度の監視回路は第7図に示す。水素
ガスは固定子コイル3内部を通過する際に固定子コイル
3の熱を吸収し、冷却媒体通路の出口つまシ通風管16
の出口から排出される。21は複数の固定子コイル3の
冷却媒体通路のうち出口に設けた測温素子で、その出口
から排出される水素ガスの温度を測定する。測温素子2
1からの温度信号は記録計22および善報装置23に入
力される。
善報装置23はすべての測温素子21からの温度信号を
常に一括監視し、このうちいずれかの測温素子で検出し
た温度が予め設定した警報値を超えた場合に俳報を発す
る。そしてこの芒報値は発電機の負荷の大きさすなわち
電機子電流の大きさに関係なく測温データのみに依存し
て一定の値に定められている。第8図は電機子電流と冷
却媒体通路の出口における冷却媒体温度および警報値と
の関係を示すグラフである。なお、ここでは定格電機子
電流における上記冷却媒体温度の上昇を1(p、u、)
として表わしである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の冷却媒体温度監視は以上のように構成されている
ので、複数の固定子コイル3の各測温素子で検出した温
度信号のうちいずれかが上記情報値を越えることによシ
警報が発生されるまで固定子コイルの異常を発見するの
が困難であシ、かつ異常発生後の迅速な処置ができない
という問題点があった。
また、固定子コイルの冷却媒体通路の出口における冷却
媒体温度は電機子電流の大きさに応じて変化するが、上
記警報値か電機子電流に関係なく一定であるため電機子
電流の小さい領域では7f報値とのひらきが大きくなシ
、に機子が相当以上に温度上昇しないと固定子コイルの
異常を正しく判断できないし、逆に電機子電流が大きい
領域では冷却媒体温度の上昇によシ、誤って鐸報を発し
やすくなるという問題点があった。
更に、E報発生前に固定子コイル3の異常を発見するた
め、従来では電機子電流の変化と上記温度記録計に表示
される全ての温度値の時間変化を見比べて運転員が判断
していたので、運転員の常時監視による疲労が著るしぐ
、固定子コイル3が異常であるかどうかの判断も多分に
経験にたよるところがあり、誤判断する場合が生じてい
た。
本発明は上記のような従来のものの問題点を除去するた
めになされたもので、全ての固定子コイル内部に設けた
冷却媒体通路の出口における測温素子が得た温度信号を
相互に自動比較し、発電機出力に応じて予め設定した警
報値領域外に上記自動比較した温度差が達した場合に警
報を発することができる回転電機の冷却媒体温度監視装
置を提供することを目的とするものである。これにより
、発′rFL機の異常の早期発見、事故の未然防止ある
いは運転員の負担軽減が図れる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は固定子コイル内の冷却媒体通路の出口における
温度を複数の固定子コイルごとに測定し、この測定した
2以上の温度についてそれぞれ温度差を求め、求めた温
度差のいずれかが発電機出力に応じて予め設定した警報
値を越えた場合に警報を発するようにしたのである。
〔作 用〕
この発明によれば、冷却媒体温度を固定子コイルの各冷
却媒体通路の出口において測温素子により測定しておシ
、その測温信号は温度差監視回路に入力されて、2以上
の測温信号について温度差信号を求め、こうして求めた
温度差信号のいずれかが、発電機出力すなわち電機子電
流にもとすく設定温度領域に達したか否かを検出し、そ
の設定温度領域に達した場合にはその検出出力にもとづ
き訃報装置を作動し、固定子コイルの異常を警告するよ
うに作用する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、21は各固定子コイル3内に設けた冷却媒
体通路の出口に設けた測温素子、22は多数の測温素子
21に接続した測温用の記録計、23は同様に接続した
警報素子で、音や光で表示するものが用いられる。また
、上記測温素子21には測定する2つの温度差を処理演
算する温度差監視回路24が接続され、この温度差監視
回路24の出力にもとづいて警報装置の動作を制御する
構成となっている0 第2図はかかる温度差監視回路24を具体的に示したも
のである。かかる回路では、測温素子21の測温信号が
、測温抵抗体の抵抗値変化あるいはサーモカップルの発
生電圧の変化として、ケーブルを介して固定コイル3ご
とに設けた各変換素子25に入力される。各変換素子2
5では例えばこの入力信号を時間積分した安定なアナロ
グ信七とシテ出力し、マイクロコンピュータ29に入力
する。一方、発電機の電機子電流は、発電電力を主変圧
器(図示省略)に導く母線に入れた電流変成器27によ
り検出し、この検出電流を変換器28に入力し、この変
換器28は上記電機子電流の大きさに対応した信号とし
てこれをマイクロコンピュータ29に入力するようにな
っている。30は指示計器で、マイクロコンピュータ2
9の出力としての上記温度差や電機子電流の大きさが運
転員に常時示されるようになっており、温度差が既述の
警報値を越えたとき、訃報装置23を作動するようにな
っている。
次に、上記構成になる冷却媒体温度監視装置の作用を、
第3図((示すフローチャートを中心に具体的に説明す
る。
(a)  先ず、複数の固定子コイル3ごとに設けた測
温素子21によシ各冷却媒体通路の出口における冷却媒
体温度Tl−Tnを検出するとともに、電流変成器27
から電機子電流Iphを検出し、これらの各検出信号を
変換索子25および変換器28を通シテマイクロコンピ
ュータ29の礎Mに読み込む。
(b)  RAMに読み込んだ上記の電機子電流と予め
ROMに格納した定格電機子電流とからプロセッサにお
いてp、 u、変換した電流値工を演算する。
(C)  次に、この電流値工が上記測温素子21に大
きく影響する値の、例えば0.7よシも大きいか小さい
かをプロセッサで判定する。
(d)  この判定の結果、I)0.7である場合には
予警報値としての温度ΔT ANNをΔ’rHX I”
と設定する。
(e)  また、工≦0,7である場合には警報呟とし
ての温度ΔTANNをΔTLと設定する。
(f)  次に、2以上の測温素子について温度差ΔT
iを求める。この温度差ΔTiは全固定子コイル3に設
けた測温素子21の例えば2つずつの測温素子の温度差
を求めるものである。
(g)  こうして求めた複数の温度差ΔTiは警報値
ΔTANNよシ大きいか否かを判定する。つまりΔTi
(h)  この判定によってΔTi≧ΔTANNである
場合には、マイクロコンピュータ29は上記1報装置2
3に信号を送って、固定子コイルが異常であることを運
転者にg報することになる。
ところで、上記温度差監視の動作において、各固定子コ
イル3が正常の場合でも、各冷却媒体通路の出口の冷却
媒体温度は発電機定格電流時において約4〜5℃程のば
らつきがある。そこで、かかるばらつきによる影響を少
なくし、監視精度を上けるためには、発電機の試運転結
果にもとづいて、全ての測温素子について冷却媒体温度
差の少ない部位にある2つずつの測温素子を1組として
、その各組の2つの測温素子間に求めた温度差を監視し
、この温度差が設定警報値を越えたとき警報を発するこ
とが望ましい。
このようにすれば、固定子コイル3のいずれかに異常が
発生した場合には基準となる一方の正常な測温素子21
の出力に対する他方の測温素子21の出力との間に生じ
る温度差の傾向および温度差の大きさが検出し易くなる
。つまシ、上記温度差の傾向を上記指示計器30によっ
て監視すれば、電機子電流との関係において、警報前に
異常を発見することができる。
また、上記のように、各固定子コイル3ごとの冷媒温度
は発電機出力つまり電機子電流によって変化し、上記2
つの測温索子間の温度差が電機子電流が増すにつれて大
きくなる。このため、警報値を電機子電流に応じて、第
4図に示すように設定する。なお、かかる電機子電流に
応じた警報値ハ予メマイクロコンピュータ29のROM
に格納しである。ここでは、2つの測温素子21間の温
度差の許容値をi (p、u−)としてあり、この値は
個個の発電機において調整可能となっている。また、発
電機の低負荷時に瞥報域の温度差が小さくなるので、誤
芒報を発生するおそれがある。このため、2つの測温素
子21間の温度差の最小値が予め制限される。
なお、上記実施例では固定子コイル3を水素ガスで冷却
するタービン発電機について説明したが、固定子コイル
3を水や油で冷却するタービン発電機にも応用できる。
また、冷却媒体の温度を直接測定するほかに、各固定子
コイル間に埋込んだ測温索子によって各固定子コイルの
温度を測定するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、複数の固定子コイル
内の冷却媒体通路の出口ごとの冷却媒体温度を独自の測
温素子によって測定し、この測定した2以上の温度につ
いてそれぞれ温度差を求め、この温度差のいずれかが電
機子電流の大きさに応じ予め設定した警報値を越えた場
合には、固定子コイルに異常があると判断して警報する
ようにしたので、発電機、特に固定子コイルの冷却不足
による熱的あるいは絶縁的障害の発生を未然に防止でき
るとともに、−発電機の信頓性を向上できる。
また、上記警報による自動監視によって、運転員の労働
負担の軽減が図れる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方式実施に用いられる回転電機の冷却
媒体温度監視装置の構成図、第2図は冷却媒体の温度差
監視回路図、第3図は第2図の回路動作の流れを示すフ
ローチャート、第4図は電機子電流に対する設定警報(
直の関係を示すグラフ、第5図は本発明の基礎となる従
来のタービン発電機の構造および冷却ガス通流系統を示
す説明図、第6図は同じく固定子コイル付近の断面図、
第7図は従来の冷却媒体温度監視回路の説明図、第8図
は同じ〈従来の電機子電流に対する設定警報値の関係を
示すグラフである。 図において、3は固定子コイル、4は回転子、7はガス
クーラ、12は固定子鉄心、16は通風管、21は測温
素子、23は詐報装置、24は温度差監視回路、27は
電流変成器、30は指示計器。 なお、各図中同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)固定子コイル内部に設けた冷却媒体通路に冷却媒
    体を流すことによつてこの固定子コイルを冷却するよう
    にした回転電機において、上記冷却体通路の出口におけ
    る冷却媒体温度を固定子コイルごとに測定し、この測定
    した2以上の温度についてそれぞれ温度差を求め、この
    求めた温度差のいずれかが発電機出力に応じて予め設定
    した警報値を越えたとき警報を発するようにしたことを
    特徴とする回転電機の冷却媒体温度監視方式。
  2. (2)冷却媒体通路出口における冷却媒体温度を測定す
    る測温素子は、冷却媒体の温度差の少ない部位の2個ず
    つの測温素子を選び、これら各測温素子間の測定温度差
    を警報値と比較するようにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の回転電機の冷却媒体温度監視方式
  3. (3)発電機出力は、この出力の供給を受ける主変圧器
    に継がる母線に入れた電流変成器から得るようにしたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の回転電機の
    冷却媒体温度監視方式。
JP59207007A 1984-10-04 1984-10-04 回転電機の冷却媒体温度監視方式 Pending JPS6188739A (ja)

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CH4253/85A CH673729A5 (ja) 1984-10-04 1985-10-02
US06/784,302 US4733225A (en) 1984-10-04 1985-10-04 Cooling medium temperature monitoring system for rotary electric machine
DE3535550A DE3535550C2 (de) 1984-10-04 1985-10-04 Kühlmittel-Temperaturüberwachung für rotierende elektrische Maschinen

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Cited By (3)

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JPS54164174A (en) * 1978-06-16 1979-12-27 Mitsubishi Electric Corp Temperature monitor device of generator

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