JPH0360351A - 回転電機巻線の絶縁寿命判定法 - Google Patents
回転電機巻線の絶縁寿命判定法Info
- Publication number
- JPH0360351A JPH0360351A JP1193986A JP19398689A JPH0360351A JP H0360351 A JPH0360351 A JP H0360351A JP 1193986 A JP1193986 A JP 1193986A JP 19398689 A JP19398689 A JP 19398689A JP H0360351 A JPH0360351 A JP H0360351A
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- JP
- Japan
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- winding
- insulating strength
- breakdown voltage
- necessary
- insulation
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は発電機等の巻線の絶縁寿命判定法に関する。
（従来の技術）
電力系統に接続される発電機の固定子巻線は、系統で発
生する異常電圧を考慮した値に耐える絶縁状態を維持す
る必要がある。このため、予防保全の一環として、目視
点検や絶縁診断試験（非破壊絶縁特性試験）を定期的に
実施し、その経時変化のデータをもとに、絶縁状態の良
否を判定することが広く行なわれている。
生する異常電圧を考慮した値に耐える絶縁状態を維持す
る必要がある。このため、予防保全の一環として、目視
点検や絶縁診断試験（非破壊絶縁特性試験）を定期的に
実施し、その経時変化のデータをもとに、絶縁状態の良
否を判定することが広く行なわれている。
絶縁協調の観点から、異常電圧を考慮した値としては、
例えば特公昭５８−２９８７３号公報にも示されている
ように、２Ｅ＋ １ｋＶ （Ｅは定格電圧）が一般に用
いられている。従って、巻線が運転に必要な絶縁耐力を
有しているか否かの判定は、巻線が２Ｅ＋１ｋＶを上回
る絶縁耐力を有しているかを判定すれば良い。
例えば特公昭５８−２９８７３号公報にも示されている
ように、２Ｅ＋ １ｋＶ （Ｅは定格電圧）が一般に用
いられている。従って、巻線が運転に必要な絶縁耐力を
有しているか否かの判定は、巻線が２Ｅ＋１ｋＶを上回
る絶縁耐力を有しているかを判定すれば良い。
しかし、現在床〈実施されている目視点検では、定量的
なデータを得ることが困難であり１巻線が運転に必要な
絶縁耐力を有しているか否かの判定はできない。また、
絶縁診断試験の場合、２Ｅ＋１ｋＶのような高い電圧で
試験を実施することは、様々な制約があるため実際には
不可能である。このため、Ｅ／７３ （常規対地電圧
）からＥの間で電圧を印加し、交流電流試験、誘電正接
試験、および部分放電試験の結果を総合的に考慮して、
絶縁状態の良否を判定しているのが現状である。しかし
、これらの試験から得られる特性値と絶縁破壊電圧の間
には、明確な相関関係が認められない場合があるため、
絶縁診断試験の結果から絶縁破壊電圧を直接に推定する
ことは難しい。
なデータを得ることが困難であり１巻線が運転に必要な
絶縁耐力を有しているか否かの判定はできない。また、
絶縁診断試験の場合、２Ｅ＋１ｋＶのような高い電圧で
試験を実施することは、様々な制約があるため実際には
不可能である。このため、Ｅ／７３ （常規対地電圧
）からＥの間で電圧を印加し、交流電流試験、誘電正接
試験、および部分放電試験の結果を総合的に考慮して、
絶縁状態の良否を判定しているのが現状である。しかし
、これらの試験から得られる特性値と絶縁破壊電圧の間
には、明確な相関関係が認められない場合があるため、
絶縁診断試験の結果から絶縁破壊電圧を直接に推定する
ことは難しい。
一方、絶縁強度低下率を運転履歴から推定する試みもい
くつか検討されているが、絶縁強度低下率と運転に必要
な絶縁耐力の関係が明確でないため、巻線の絶縁寿命判
定法としては現在実用的ではない。特に、運転履歴から
推定した絶縁強度低下率が平均的な値であるのに対し、
運転に必要な絶縁耐力は巻線を構成する複数のコイルの
なかの最も低い破壊電圧に依存するという相違がある。
くつか検討されているが、絶縁強度低下率と運転に必要
な絶縁耐力の関係が明確でないため、巻線の絶縁寿命判
定法としては現在実用的ではない。特に、運転履歴から
推定した絶縁強度低下率が平均的な値であるのに対し、
運転に必要な絶縁耐力は巻線を構成する複数のコイルの
なかの最も低い破壊電圧に依存するという相違がある。
（発明が解決しようとするｉＬｉり
このように、従来の巻線の絶縁寿命判定法は。
運転に必要な絶縁耐力を有しているか、否かの判定する
手段としては十分とはいえない。
手段としては十分とはいえない。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、運転履歴をもとにした運転履歴指標を用
いて巻線が運転に必要な絶縁耐力を有しているか否かを
判定できる回転電機巻線の絶縁寿命判定法を提供するこ
とを目的とする。
たものであり、運転履歴をもとにした運転履歴指標を用
いて巻線が運転に必要な絶縁耐力を有しているか否かを
判定できる回転電機巻線の絶縁寿命判定法を提供するこ
とを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するため本発明においては、回転電機の
運転時間、起動停止回数、負荷変動回数などの運転履歴
から絶縁強度低下率を算出する手段を備え、絶縁強度低
下率を運転履歴としてこの値により巻線が運転に必要な
絶縁耐力を有しているかどうかの判定を行う。
運転時間、起動停止回数、負荷変動回数などの運転履歴
から絶縁強度低下率を算出する手段を備え、絶縁強度低
下率を運転履歴としてこの値により巻線が運転に必要な
絶縁耐力を有しているかどうかの判定を行う。
（作用）
巻線の絶縁耐力は、巻線を構成する複数のコイルのなか
の最も低い破壊電圧値により決定されるが、発明者の研
究によれば、運転履歴より算出した絶縁強度低下率（運
転履歴指標）と、実機のコイルの破壊試験結果から求め
た絶縁強度低下率の平均値がほぼ一致することが明らか
になったことから、発電機巻線の絶縁耐力は、巻線を構
成する複数のコイルのなかの最も低い破壊電圧と、巻線
の破壊電圧の平均値の関係が明らかになれば推定可能で
あると着想した。
の最も低い破壊電圧値により決定されるが、発明者の研
究によれば、運転履歴より算出した絶縁強度低下率（運
転履歴指標）と、実機のコイルの破壊試験結果から求め
た絶縁強度低下率の平均値がほぼ一致することが明らか
になったことから、発電機巻線の絶縁耐力は、巻線を構
成する複数のコイルのなかの最も低い破壊電圧と、巻線
の破壊電圧の平均値の関係が明らかになれば推定可能で
あると着想した。
さらに、巻線の破壊電圧の平均値（Ｖａｖ）と、巻線を
構成するコイルのなかで最も低い破壊電圧（Ｖｍｉｎ）
の間には、以下の関係があることが明らかになった。
構成するコイルのなかで最も低い破壊電圧（Ｖｍｉｎ）
の間には、以下の関係があることが明らかになった。
Ｖａｖ＝０．５ＸＶｍｉｎ
一方、運転に必要な絶縁耐力（２Ｅ＋ １ ｋＶ）は、
これまでに調査した結果から、製造当時における巻線の
絶縁耐力に対し４０〜５０％であるため、製造当時の絶
縁耐力から運転に必要な絶縁耐力に低下するまでの巻線
の絶縁強度低下率は６０〜５０％となる。
これまでに調査した結果から、製造当時における巻線の
絶縁耐力に対し４０〜５０％であるため、製造当時の絶
縁耐力から運転に必要な絶縁耐力に低下するまでの巻線
の絶縁強度低下率は６０〜５０％となる。
従って、巻線の破壊電圧の平均値（Ｖａｖ）と、巻線を
構成するコイルのなかで最も低い破壊電圧（ＶＩＩｌｉ
ｎ）との関係から、絶縁強度低下率の平均値として以下
の値が得られる。
構成するコイルのなかで最も低い破壊電圧（ＶＩＩｌｉ
ｎ）との関係から、絶縁強度低下率の平均値として以下
の値が得られる。
（０，５） ｘ （５０〜６０） ＝ ２５〜３０（％
）すでに述べたように、運転履歴より算出した絶縁強度
低下率と、実機のコイル破壊試験の結果から求めた絶縁
強度低下率の平均値がほぼ一致することから、運転履歴
より算出した絶縁強度低下率（運転履歴指ｌ１ｌ）によ
り、運転に必要な絶縁耐力（２Ｅ＋１ ｋＶ）を有して
いるか否かの判定をすることができる。例えば、上記の
場合、判定のしきい値を２５％とすれば良い。
）すでに述べたように、運転履歴より算出した絶縁強度
低下率と、実機のコイル破壊試験の結果から求めた絶縁
強度低下率の平均値がほぼ一致することから、運転履歴
より算出した絶縁強度低下率（運転履歴指ｌ１ｌ）によ
り、運転に必要な絶縁耐力（２Ｅ＋１ ｋＶ）を有して
いるか否かの判定をすることができる。例えば、上記の
場合、判定のしきい値を２５％とすれば良い。
（実施例）
以下本発明の一実施例について説明する。
約２１年間運転された発電機（２Ｐ−２９０ＭＶＡ−１
５ｋＶ）の固定予巻、Ｉｉ（コイル数１４４本）から上
コイル６本をサンプリングし、絶縁破壊電圧を調査した
。
５ｋＶ）の固定予巻、Ｉｉ（コイル数１４４本）から上
コイル６本をサンプリングし、絶縁破壊電圧を調査した
。
供試機の運転時間は１２７，０４３ ｈ起動停止回数は
４３３回であり、最大出力の１／２以上に及ぶ大幅な負
荷変動運転や、１１５の範囲で極めて頻度の多い負荷変
動を繰り返す負荷変動運転を実施したものである。 コ
イルの破壊電圧は、最弱点リングモデルから考案された
ワイブル分布に従うことが知られている。製造時とサン
プリング試験時の破壊電圧をワイブル分布で処理し、絶
縁強度低下率を求めた。
４３３回であり、最大出力の１／２以上に及ぶ大幅な負
荷変動運転や、１１５の範囲で極めて頻度の多い負荷変
動を繰り返す負荷変動運転を実施したものである。 コ
イルの破壊電圧は、最弱点リングモデルから考案された
ワイブル分布に従うことが知られている。製造時とサン
プリング試験時の破壊電圧をワイブル分布で処理し、絶
縁強度低下率を求めた。
累積故障確率（以後、Ｆ（ｖ）と略記）５０％における
絶縁強度低下率（以後、低下率）は１８％、Ｆ（ｖ）０
．７％（１４４本のコイル中１本が破壊する確率）では
３９％であった。
絶縁強度低下率（以後、低下率）は１８％、Ｆ（ｖ）０
．７％（１４４本のコイル中１本が破壊する確率）では
３９％であった。
大容量機の場合、低下率は（ヒートサイクル）劣化と、
運転時間に関係する（熱・電気）劣化に支配されると考
えられる。（ヒートサイクル）劣化は、ベースロード機
では起動停止回数のみを考慮すればよいが、ピークロー
ド機の場合は、負荷変動の影響を変動幅に応じた等倒起
動停止回数に換算する必要がある。今回の結果では図に
示すように、運転履歴から算出した低下率として２０％
が得られた。この値がＦ（ν）５０％における低下率（
１８％）とほぼ一致したことから、本手法の妥当性を確
認できた。
運転時間に関係する（熱・電気）劣化に支配されると考
えられる。（ヒートサイクル）劣化は、ベースロード機
では起動停止回数のみを考慮すればよいが、ピークロー
ド機の場合は、負荷変動の影響を変動幅に応じた等倒起
動停止回数に換算する必要がある。今回の結果では図に
示すように、運転履歴から算出した低下率として２０％
が得られた。この値がＦ（ν）５０％における低下率（
１８％）とほぼ一致したことから、本手法の妥当性を確
認できた。
今回の場合、運転に必要とされる絶縁耐力は製造時破壊
電圧の４０〜５０％であるので、低下率としては５０〜
６０％となる。一方、Ｆ （ｖ）０．７％における破壊
電圧はＦ（ｖ）５０％のほぼ１／２の値である。従って
、運転履歴から算出した低下率が２５〜３０％に到達す
ると１巻線の破壊電圧は運転に必要とされる絶縁耐力ま
で低下していると予測できるので、運転履歴から算出し
た低下率により、絶縁更新等の予防保全対策を立案する
ことが可能となる。
電圧の４０〜５０％であるので、低下率としては５０〜
６０％となる。一方、Ｆ （ｖ）０．７％における破壊
電圧はＦ（ｖ）５０％のほぼ１／２の値である。従って
、運転履歴から算出した低下率が２５〜３０％に到達す
ると１巻線の破壊電圧は運転に必要とされる絶縁耐力ま
で低下していると予測できるので、運転履歴から算出し
た低下率により、絶縁更新等の予防保全対策を立案する
ことが可能となる。
すなわち、第１表に示すように、運転履歴指標の数値か
ら巻線の予防保全計画を立案することが可能である。
ら巻線の予防保全計画を立案することが可能である。
第１表 運転履歴指標（Ｈ，１，）による巻線の予防
保全計画〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば回転電機の運転履歴
から算出した絶縁強度低下率により巻線が運転に必要な
絶縁耐力を有しているか否かを直接判定できるので１巻
線の予防保全対策を的確に計画することが可能となり、
電力供給の信頼性向上に著しい効果がある。
保全計画〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば回転電機の運転履歴
から算出した絶縁強度低下率により巻線が運転に必要な
絶縁耐力を有しているか否かを直接判定できるので１巻
線の予防保全対策を的確に計画することが可能となり、
電力供給の信頼性向上に著しい効果がある。
図面は本発明の一実施例を説明するための運転履歴と破
壊強度の関係を模式的に示した図である。
壊強度の関係を模式的に示した図である。
Claims (1)
- 運転時間、起動停止回数、負荷変動回数などの運転履歴
より絶縁強度低下率を算出し、この絶縁強度低下率を運
転履歴指標としてこの値から巻数が運転に必要な絶縁耐
力を有しているか否かを判定することを特徴とする回転
電機巻線の絶縁寿命判定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193986A JPH0360351A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 回転電機巻線の絶縁寿命判定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193986A JPH0360351A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 回転電機巻線の絶縁寿命判定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360351A true JPH0360351A (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=16317069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1193986A Pending JPH0360351A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 回転電機巻線の絶縁寿命判定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0360351A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008002893A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Chubu Electric Power Co Inc | タービン発電機固定子コイルの余寿命評価方法 |
| US8206561B2 (en) | 2004-03-05 | 2012-06-26 | Tosoh Corporation | Cylindrical sputtering target, ceramic sintered body, and process for producing sintered body |
| JPWO2020105557A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2021-09-27 | 三菱電機プラントエンジニアリング株式会社 | 回転電機の余寿命診断方法および回転電機の余寿命診断装置 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1193986A patent/JPH0360351A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8206561B2 (en) | 2004-03-05 | 2012-06-26 | Tosoh Corporation | Cylindrical sputtering target, ceramic sintered body, and process for producing sintered body |
| JP2008002893A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Chubu Electric Power Co Inc | タービン発電機固定子コイルの余寿命評価方法 |
| JPWO2020105557A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2021-09-27 | 三菱電機プラントエンジニアリング株式会社 | 回転電機の余寿命診断方法および回転電機の余寿命診断装置 |
| US11885848B2 (en) | 2018-11-20 | 2024-01-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for assessing remaining life of rotating electrical machine and device for assessing remaining life of rotating electrical machine |
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