特許 7157517 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-12

(45)【発行日】2022-10-20

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/34 20200101AFI20221013BHJP

【ＦＩ】

G01R31/34 F

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020558351

(86)(22)【出願日】2019-11-15

(86)【国際出願番号】 JP2019044882

(87)【国際公開番号】W WO2020105557

(87)【国際公開日】2020-05-28

【審査請求日】2021-04-14

(31)【優先権主張番号】P 2018217170

(32)【優先日】2018-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】599041606

【氏名又は名称】三菱電機プラントエンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 潤一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100188514

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 隆裕

(72)【発明者】

【氏名】大谷 忠男

(72)【発明者】

【氏名】林 和男

(72)【発明者】

【氏名】藤田 祐成

(72)【発明者】

【氏名】長谷 渉

(72)【発明者】

【氏名】三木 伸介

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０６１９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５８－２９８７３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平０３－０６０３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２８１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２９７７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７０７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１４２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２４６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２６４６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】芳賀弘二，タービン発電機の絶縁診断技術，火力原子力発電，第５１巻第８号，社団法人火力原子力発電技術協会，2000年08月15日，ｐ．２４－３０

【文献】上野忠則，タービン発電機の余寿命診断と改修，火力原子力発電，第５２巻第１号，社団法人火力原子力発電技術協会，2001年01月15日，ｐ．１７－２５

【文献】寺瀬斉，発電機コイルの第２電流急増点と交流破壊電圧の関係，電気学会雑誌，第８１巻第８７２号，電気学会，1961年05月，ｐ．８４－９１

【文献】宮尾博，高圧回転機絶縁診断へのエキスパートシステムの応用，電気学会論文誌Ｂ，日本，社団法人電気学会，1990年04月20日，第１１０巻第４号，ｐ．２６７－２７６

【文献】滝川嘉夫，電力設備の予防保全技術，日立評論，日立評論社，1990年08月25日，第７２巻第８号，ｐ．３５－４２

【文献】発電設備の予防保全と余寿命診断，火力原子力発電，第５１巻第１２号，社団法人火力原子力発電技術協会，2000年12月15日，ｐ．７７－１０５

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁体を含む回転電機の余寿命を診断する回転電機の余寿命診断方法であって、
診断対象である前記回転電機に関する運転実績データとして前記回転電機の運転時間、起動停止回数を取得するとともに、前記回転電機に関する電気的データとして、誘電正接、電流急増電圧値、電流増加率、および最大放電電荷量を取得する取得ステップと、
前記最大放電電荷量と残存耐電圧値との対応関係を第１のテーブルとし、前記電流急増電圧値と残存耐電圧値との対応関係を第２のテーブルとし、記憶部にあらかじめ記憶させておく記憶ステップと、
前記取得ステップで取得された前記運転実績データに基づいて前記回転電機の残存耐電圧値の推定値を第１の指標値として算出する第１推定ステップと、
前記第１のテーブルを用いて、前記取得ステップで取得された前記最大放電電荷量から前記回転電機の残存耐電圧値の推定値を第２の指標値として算出する第２推定ステップと、
前記第２のテーブルを用いて、前記取得ステップで取得された前記電流急増電圧値から前記回転電機の残存耐電圧値の推定値を第３の指標値として算出する第３推定ステップと、
前記取得ステップで取得された前記電気的データのそれぞれをＭＴ法を用いて解析することで、前記回転電機の残存耐電圧値の推定値を第４の指標値として算出する第４推定ステップと、
前記第１の指標値から前記第４の指標値の４つの指標値と、対サージ電圧保護限界を示す値および安全運転限界を示す値のそれぞれとの比較結果に基づいて、前記回転電機の余寿命を推定することで、前記回転電機の余寿命を診断する余寿命診断ステップと、
を有し、
前記余寿命診断ステップは、
前記４つの指標値のそれぞれを、前記残存耐電圧値の大きさに応じて複数のカテゴリに分類する分類ステップと、
前記複数のカテゴリのそれぞれに割り付けられた点数を用いて、前記４つの指標値のそれぞれに点数を割り付け、割り付けた点数の合計点を算出する合計点算出ステップと、
前記合計点算出ステップで算出された前記合計点の大きさに応じて割り付けられたレベルを特定し、特定した前記レベルから前記回転電機の余寿命を推定する推定ステップと、
を有し、
前記分類ステップは、前記対サージ電圧保護限界を示す値、および前記安全運転限界を示す値のそれぞれと、前記残存耐電圧値の大きさとの比較結果により、前記複数のカテゴリに分類する
余寿命診断方法。

【請求項2】

絶縁体を含む回転電機の余寿命を診断する回転電機の余寿命診断装置であって、
診断対象である前記回転電機に関する運転実績データとして前記回転電機の運転時間、起動停止回数を取得するとともに、前記回転電機に関する電気的データとして、誘電正接、電流急増電圧値、電流増加率、および最大放電電荷量を取得するデータ取得部と、
前記最大放電電荷量と残存耐電圧値との対応関係を第１のテーブルとしてあらかじめ記憶するとともに、前記電流急増電圧値と残存耐電圧値との対応関係を第２のテーブルとしてあらかじめ記憶する記憶部と、
前記データ取得部で取得された前記運転実績データに基づいて前記回転電機の残存耐電圧値の推定値を第１の指標値として算出し、
前記第１のテーブルを用いて、前記データ取得部で取得された前記最大放電電荷量から前記回転電機の残存耐電圧値の推定値を第２の指標値として算出し、
前記第２のテーブルを用いて、前記データ取得部で取得された前記電流急増電圧値から前記回転電機の残存耐電圧値の推定値を第３の指標値として算出し、
前記データ取得部で取得された前記電気的データのそれぞれをＭＴ法を用いて解析することで、前記回転電機の残存耐電圧値の推定値を第４の指標値として算出する
指標値算出部と、
前記第１の指標値から前記第４の指標値の４つの指標値と、対サージ電圧保護限界を示す値および安全運転限界を示す値のそれぞれとの比較結果に基づいて、前記回転電機の余寿命を推定することで、前記回転電機の余寿命を診断する絶縁劣化推定部と、
を備え、
前記絶縁劣化推定部は、
前記４つの指標値のそれぞれを、前記残存耐電圧値の大きさに応じて、前記対サージ電圧保護限界を示す値、および前記安全運転限界を示す値のそれぞれと、前記残存耐電圧値の大きさとの比較結果により、複数のカテゴリに分類し、
前記複数のカテゴリのそれぞれに割り付けられた点数を用いて、前記４つの指標値のそれぞれに点数を割り付け、割り付けた点数の合計点を算出し、
前記合計点の大きさに応じて割り付けられたレベルを特定し、特定した前記レベルから前記回転電機の余寿命を推定する
回転電機の余寿命診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絶縁体を含むモータ（電動機）や発電機といった回転電機の残存耐電圧値を推定することで余寿命を診断する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機に使用される絶縁物は、周囲環境、電気的ストレス、機械的ストレス等により経年劣化する。回転電機の事故を未然に防ぎ、効率的な保全、および回転電機の適切な更新計画を立案するためには、回転電機の巻線絶縁物の残存耐電圧値を推定する技術が必須である。

【0003】

例えば、現在の空冷タービン発電機の保全対象機は、１９７０年代後半までに納入された絶縁種別としてのＢ種絶縁機が主流となっている。このＢ種絶縁機の劣化診断評価技術は、すでに確立されている（例えば、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－６１９０１号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】「発電機絶縁の経年劣化」：電気学会、絶縁材料研究会資料（資料番号 ＥＩＭ－８７－１０３）、１９８７年１１月１７日

【文献】「高電圧発電機絶縁の経年変化」：三菱電機技報、Ｖｏｌ５４，Ｎｏ．３、１９８０、ｐ２６～３０

【文献】「発電機コイルの第２電流急増点と交流破壊電圧の関係」：電気学会雑誌、８１巻、８７２号、１９６１年５月、ｐ８０８～８１６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、今後、絶縁更新の主ターゲットは、１９７０年代後半以降納入されたＦ種絶縁機となっていく。このため、Ｆ種絶縁機の絶縁劣化診断に関する評価技術の確立が急務な状況にある。

【0007】

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、Ｆ種絶縁機の絶縁劣化診断にも対応できる回転電機の余寿命診断装置および回転電機の余寿命診断方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る回転電機の余寿命診断方法は、絶縁体を含む回転電機の余寿命を診断する回転電機の余寿命診断方法であって、診断対象である回転電機に関する運転実績データとして回転電機の運転時間、起動停止回数を取得するとともに、回転電機に関する電気的データとして、誘電正接、電流急増電圧値、電流増加率、および最大放電電荷量を取得する取得ステップと、最大放電電荷量と残存耐電圧値との対応関係を第１のテーブルとし、電流急増電圧値と残存耐電圧値との対応関係を第２のテーブルとし、記憶部にあらかじめ記憶させておく記憶ステップと、取得ステップで取得された運転実績データに基づいて回転電機の残存耐電圧値の推定値を第１の指標値として算出する第１推定ステップと、第１のテーブルを用いて、取得ステップで取得された最大放電電荷量から回転電機の残存耐電圧値の推定値を第２の指標値として算出する第２推定ステップと、第２のテーブルを用いて、取得ステップで取得された電流急増電圧値から回転電機の残存耐電圧値の推定値を第３の指標値として算出する第３推定ステップと、取得ステップで取得された電気的データのそれぞれをＭＴ法を用いて解析することで、回転電機の残存耐電圧値の推定値を第４の指標値として算出する第４推定ステップと、第１の指標値から第４の指標値の４つの指標値と、対サージ電圧保護限界を示す値および安全運転限界を示す値のそれぞれとの比較結果に基づいて、回転電機の余寿命を推定することで、回転電機の余寿命を診断する余寿命診断ステップと、を有し、余寿命診断ステップは、４つの指標値のそれぞれを、残存耐電圧値の大きさに応じて複数のカテゴリに分類する分類ステップと、複数のカテゴリのそれぞれに割り付けられた点数を用いて、４つの指標値のそれぞれに点数を割り付け、割り付けた点数の合計点を算出する合計点算出ステップと、合計点算出ステップで算出された合計点の大きさに応じて割り付けられたレベルを特定し、特定したレベルから回転電機の余寿命を推定する推定ステップと、を有し、分類ステップは、対サージ電圧保護限界を示す値、および安全運転限界を示す値のそれぞれと、残存耐電圧値の大きさとの比較結果により、複数のカテゴリに分類するものである。

【0009】

また、本発明に係る回転電機の余寿命診断装置は、絶縁体を含む回転電機の余寿命を診断する回転電機の余寿命診断装置であって、診断対象である回転電機に関する運転実績データとして回転電機の運転時間、起動停止回数を取得するとともに、回転電機に関する電気的データとして、誘電正接、電流急増電圧値、電流増加率、および最大放電電荷量を取得するデータ取得部と、最大放電電荷量と残存耐電圧値との対応関係を第１のテーブルとしてあらかじめ記憶するとともに、電流急増電圧値と残存耐電圧値との対応関係を第２のテーブルとしてあらかじめ記憶する記憶部と、データ取得部で取得された運転実績データに基づいて回転電機の残存耐電圧値の推定値を第１の指標値として算出し、第１のテーブルを用いて、データ取得部で取得された最大放電電荷量から回転電機の残存耐電圧値の推定値を第２の指標値として算出し、第２のテーブルを用いて、データ取得部で取得された電流急増電圧値から回転電機の残存耐電圧値の推定値を第３の指標値として算出し、データ取得部で取得された電気的データのそれぞれをＭＴ法を用いて解析することで、回転電機の残存耐電圧値の推定値を第４の指標値として算出する指標値算出部と、第１の指標値から第４の指標値の４つの指標値と、対サージ電圧保護限界を示す値および安全運転限界を示す値のそれぞれとの比較結果に基づいて、回転電機の余寿命を推定することで、回転電機の余寿命を診断する絶縁劣化推定部と、を備え、絶縁劣化推定部は、４つの指標値のそれぞれを、残存耐電圧値の大きさに応じて、対サージ電圧保護限界を示す値、および安全運転限界を示す値のそれぞれと、残存耐電圧値の大きさとの比較結果により、複数のカテゴリに分類し、複数のカテゴリのそれぞれに割り付けられた点数を用いて、４つの指標値のそれぞれに点数を割り付け、割り付けた点数の合計点を算出し、合計点の大きさに応じて割り付けられたレベルを特定し、特定したレベルから回転電機の余寿命を推定するものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ＭＴ法による推定結果を考慮して絶縁劣化診断を行う構成を備えている。この結果、Ｆ種絶縁機の絶縁劣化診断にも対応できる回転電機の余寿命診断装置および回転電機の余寿命診断方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態１における発電機の余寿命診断装置の構成図である。

【図2】本発明の実施の形態１における発電機の余寿命診断装置による推定処理内容を説明するための図である。

【図3】本発明の実施の形態１における余寿命診断装置により実行される余寿命診断方法の一連処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の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の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、以下の説明では回転電機の一つである発電機を例として説明する。また、以下の説明で用いる余寿命とは、診断対象である発電機における固定子巻線の残存破壊電圧値（ＢＤＶ：Ｂｒｅａｋ Ｄｏｗｎ Ｖｏｌｔａｇｅ）を意味しており、後述する残存耐電圧値Ｖｒ(％)と対応して推定される値である。

【0013】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における発電機の余寿命診断装置の構成図である。本実施の形態１に係る余寿命診断装置１０は、絶縁体を含む発電機に関して取得した種々のデータに基づいて、巻線絶縁物の残存耐電圧値を複数の指標値として推定し、複数の指標値の推定結果から余寿命に関する診断結果を出力する。

【0014】

具体的には、本実施の形態１に係る余寿命診断装置１０は、データ取得部１１、指標値算出部１２、絶縁劣化推定部１３、および記憶部１４を備えて構成される。

【0015】

データ取得部１１は、診断対象である発電機の運転実績データとして、発電機の運転時間および発電機の起動停止回数を取得する。これらの運転実績データは、例えば、定期点検時に客先から取得することができる。

【0016】

さらに、データ取得部１１は、診断対象である発電機の電気的データとして、以下の４つを取得する。
Δｔａｎδ：誘電正接
Ｐｉ：電流急増電圧値
ΔＩ：電流増加率
Ｑｍａｘ：最大放電電荷量
これらの電気的データは、例えば、診断対象である発電機の絶縁試験を実施することで取得することができる。

【0017】

指標値算出部１２は、データ取得部１１で取得された運転実績データおよび電気的データに基づいて、以下の４つの指標値を算出することで、診断対象である発電機の巻線絶縁物に関する残存耐電圧値の推定値を、４つの指標値として算出する。
第１の指標値：発電機の運転時間および発電機の起動停止回数に基づいて算出される残存耐電圧値の推定値。
第２の指標値：Ｑｍａｘと残存耐電圧値との対応関係から算出される残存耐電圧値の推定値。
第３の指標値：Ｐｉと残存耐電圧値との対応関係から算出される残存耐電圧値の推定値。
第４の指標値：Δｔａｎδ、Ｐｉ、ΔＩ、Ｑｍａｘの４項目について、ＭＴ法を用いた解析を行うことで算出される残存耐電圧値の推定値。

【0018】

ここで、第１の指標値、第２の指標値、および第３の指標値は、残存耐電圧値を算出するために、従来から用いられている方法である。第１の指標値の算出方法に関しては、非特許文献１の図３に例示されており、第２の指標値の算出方法に関しては、非特許文献２の図５に例示されている。また、第３の指標値の算出方法に関しては、非特許文献３の図３に例示されている。

【0019】

一方、第４の指標値は、残存耐電圧値を推定するために新たに採用した手法である。第４の指標値を算出する際に用いられているＭＴ法とは、マハラノビス・タグチ法のことである。２００３年ごろから、三菱電機製スイッチギヤの絶縁余寿命診断にＭＴ法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。そこで、このＭＴ法を、発電機の巻線絶縁物の残存耐電圧値を推定するために適用する具体的な手法を確立したので、以下に詳細を説明する。

【0020】

ＭＴ法は、複数のパラメータにより構成される多次元空間の中に、基準となる点の座標を決め、その座標と各データの座標との距離を計算することで、劣化診断あるいはパターン認識を実施するものである。

【0021】

発電機として、正常品７台と、フィールドで実際に稼働した使用品４台の合計１１台をサンプルとして、ＭＴ法を適用して、発電機の巻線絶縁物に関する残存耐電圧値を推定するための適切なパラメータの選定を行った。この結果、Δｔａｎδ１、Ｐｉ１、ΔＩ、Ｑｍａｘ１の４項目の電気的データをパラメータとして用いることが適切であるとの結論に至った。

【0022】

さらに、絶縁劣化推定部１３は、指標値算出部１２により算出された４つの指標値に基づいて、余寿命に関する診断処理を行い、診断結果を出力する。そこで、絶縁劣化推定部１３により実行される診断処理について、図２、図３、および表１～表５を用いて、以下に詳細に説明する。

【0023】

図２は、本発明の実施の形態１における発電機の余寿命診断装置による診断処理内容を説明するための図である。具体的には、図２は、発電機の固定子コイルに関する絶縁劣化特性を示しており、４つの指標値の算出結果が図２中に示されている。縦軸は、診断対象である発電機の残存耐電圧値Ｖｒであり、発電機の初期平均耐電圧値を１００（％）としてパーセント表示を行っている。また、横軸は、発電機の累積運転時間ΣＴ（Ｈｒ）である。

【0024】

図２中には、対サージ電圧保護限界を意味する直線Ｌ１と、安全運転限界を意味する直線Ｌ２が示されている。ここで、対サージ電圧保護限界とは、雷などによって生じる異常電圧から系統を保護するために、サージ保護装置が動作する電圧である。発電機回路の絶縁協調は、発電機コイル絶縁が（２Ｅ＋３）ｋＶの絶縁耐力を有することを基本に設計されており、これは、初期平均耐電圧値の約４０％に相当する。ここで、記号Ｅは、定格電圧を意味している。

【0025】

また、安全運転限界とは、系統事故から発電機を守るために必要な最低の残存耐電圧値に相当する。この値は、発電機コイル絶縁が（１．５Ｅ）ｋＶの絶縁耐力を有する場合に相当し、初期平均耐電圧値の約２６．４％（１１ｋＶの場合）に相当する。

【0026】

直線Ｌ１および直線Ｌ２に対応する残存耐電圧値との大小関係の比較結果により、残存耐電圧値Ｖｒ（％）の推定値は、表１に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの３つのカテゴリに分けることができる。

【0027】

【表1】

【0028】

算出された残存耐電圧値Ｖｒ（％）がカテゴリＡに含まれる場合には、残存耐電圧値Ｖｒ（％）が対サージ電圧保護限界以上であることを意味する。また、算出された残存耐電圧値Ｖｒ（％）がカテゴリＢに含まれる場合には、残存耐電圧値Ｖｒ（％）が対サージ電圧保護限界未満であるが、安全運転限界以上であることを意味する。さらに、算出された残存耐電圧値Ｖｒ（％）がカテゴリＣに含まれる場合には、残存耐電圧値Ｖｒ（％）が安全運転限界未満となっていることを意味する。

【0029】

従って、カテゴリＡ～Ｃに対して、表２のような点数分けを行うことが考えられる。

【0030】

【表2】

【0031】

残存耐電圧値Ｖｒ（％）の算出結果に応じて分類されたカテゴリに応じて、この表２のような点数を割り付けることで、点数が高いほど、絶縁更新の緊急度が低く、逆に、点数が低いほど、絶縁更新の緊急度が高いことを定量的に評価することが可能となる。

【0032】

図２において、余寿命を判断した時点の累積運転時間ΣＴは、
Ｔ１＝２１．０×１０⁴（Ｈｒ）
である。累積運転時間Ｔ１においては、指標値算出部１２により算出された４つの指標値がプロットされている。具体的な数値は、後述する表５に示している。

【0033】

また、Ｔ１よりも短い累積運転時間Ｔ２においては、指標値算出部１２により算出された３つの指標値がプロットされている。また、Ｔ２よりも短い累積運転時間Ｔ３においては、指標値算出部１２により算出された１つの指標値がプロットされている。指標値算出部１２により算出された指標値は、記憶部１４に記憶させておくことができる。

【0034】

それぞれの累積運転時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３において、発電機の運転時間および発電機の起動停止回数に基づいて算出された第１の指標値から、９９．９％信頼下限値としての運転実績劣化特性が得られる。図２においては、運転実績劣化特性が右下がりの直線として示されている。

【0035】

運転実績劣化特性を示す直線と、対サージ電圧保護限界を示す直線Ｌ１との交点における累積運転時間Ｔ４は、
Ｔ４＝１９．７×１０⁴（Ｈｒ）
である。

【0036】

累積運転時間Ｔ１において、指標値算出部１２により４つの指標値が、以下の（１）～（４）のような値として具体的に算出された場合を考える。
第１の指標値＝３７．５％ （１）
第２の指標値＝３５．８％ （２）
第３の指標値＝２３．６％ （３）
第４の指標値＝３０．０％ （４）

【0037】

この場合、絶縁劣化推定部１３は、表１に示したカテゴリの分類と、表２に示した各点数分けを参照することで、４つの指標値に対応するカテゴリと点数を特定することができる。さらに、絶縁劣化推定部１３は、４つの指標値に対応する点数の合計点Ｐを算出することができる。

【0038】

そして、絶縁劣化推定部１３は、合計点Ｐの大きさに応じて、診断対象である発電機の絶縁更新の必要性をレベル分けすることができる。一例として、絶縁劣化推定部１３は、合計点Ｐをレベル分けする３つの閾値としてあらかじめ設定された、Ｘ点、Ｙ点、Ｚ点を用いることで、表３に従って、４つのレベル分けを行うことができる。

【0039】

【表3】

【0040】

例えば、
Ｘ＝３１（点）
Ｙ＝２６（点）
Ｚ＝１２（点）
と設定した場合には、絶縁劣化推定部１３は、合計点Ｐの大きさに応じて、表４に従って、絶縁更新の必要性をレベル分けすることができる。

【0041】

【表4】

【0042】

絶縁劣化推定部１３は、（１）～（４）に示した４つの指標値が得られた場合には、表１に従ったカテゴリ分け、表２に従った点数割り付け、および表４に従ったレベル分けを実行する。

【0043】

例えば、（１）に示した第１の指標値、（２）に示した第２の指標値、および（４）で示した第４の指標値のそれぞれは、表１に従ってカテゴリＢに分類され、表２に従って７点が割り付けられる。また、（３）に示した第３の指標値は、表１に従ってカテゴリＣに分類され、表２に従って１点が割り付けられる。従って、４つの指標値の合計点Ｐは、２２点となり、表４に従ってレベル３としてレベル分けされる。

【0044】

このような処理内容を整理すると、表５に示すようになり、絶縁劣化推定部１３は、累積運転時間Ｔ１におけるレベルをレベル３として特定することができる。

【0045】

【表5】

【0046】

なお、表１～表４の内容は、テーブルデータとしてあらかじめ記憶部１４に記憶させておくこととなる。

【0047】

次に、先の図１に示した余寿命診断装置１０により実行される余寿命診断方法の流れについて、フローチャートを用いて具体的に説明する。図３は、本発明の実施の形態１における余寿命診断装置１０により実行される余寿命診断方法の一連処理を示すフローチャートである。

【0048】

ステップＳ３０１において、データ取得部１１は、診断対象である発電機の運転実績データとして、発電機の運転時間および発電機の起動停止回数を取得する。さらに、データ取得部１１は、診断対象である発電機の電気的データとして、以下の４つを取得する。
Δｔａｎδ：誘電正接
Ｐｉ：電流急増電圧値
ΔＩ：電流増加率
Ｑｍａｘ：最大放電電荷量

【0049】

次に、ステップＳ３０２において、指標値算出部１２は、ステップＳ３０１で取得したデータに基づいて、上述した第１の指標値、第２の指標値、および第３の指標値を算出する。

【0050】

さらに、ステップＳ３０３において、指標値算出部１２は、上述した第４の指標値を算出する。

【0051】

次に、ステップＳ３０４において、絶縁劣化推定部１３は、ステップＳ３０２、Ｓ３０３で算出された４つの指標値、および記憶部１４に記憶された表１に相当するテーブル情報に基づいて、４つの指標値のそれぞれについて、対応するカテゴリを特定する。

【0052】

次に、ステップＳ３０５において、絶縁劣化推定部１３は、ステップＳ３０４で特定された各カテゴリ、および記憶部１４に記憶された表２に相当するテーブル情報に基づいて、各カテゴリに対応する点数を割り付けた後、合計点Ｐを算出する。

【0053】

次に、ステップＳ３０６において、絶縁劣化推定部１３は、ステップＳ３０５で算出された合計点Ｐ、および記憶部１４に記憶された表３あるいは表４に相当するテーブル情報に基づいて、合計点Ｐに対応するレベルを特定し、診断対象である発電機の余寿命を推定する。

【0054】

そして最後に、ステップＳ３０７において、絶縁劣化推定部１３は、ステップＳ３０６における推定内容を診断結果として出力し、一連処理を終了する。

【0055】

以上のように、実施の形態１によれば、残存耐電圧値を、従来の手法およびＭＴ法により、複数の指標値として推定し、複数の指標値のそれぞれの大きさに応じて、絶縁更新の必要性のレベルを特定し、余寿命を診断する構成を備えている。

【0056】

このような構成を備えることで、Ｆ種絶縁機の絶縁劣化診断にも対応できる発電機の余寿命診断装置および発電機の余寿命診断方法を得ることができる。この結果、発電機の事故を未然に防ぎ、効率的な保全、および適切な更新計画を立案することが可能となる

【0057】

特に、第４の指標値を算出するにあたっては、ＭＴ法を用いている。従って、取得できる電気的データのサンプル数が少ない場合にも、比較的良好な診断精度の確保が可能となる。この結果、ＭＴ法により得られた残存耐電圧値の推定値を活用することで、余寿命の診断精度を向上させることが可能となる。

【0058】

なお、上述した実施の形態１において示した表１～表４の構成は、一例であり、他の構成を採用することによっても、同様の効果を得ることができる。

【0059】

カテゴリに関しては、対サージ電圧保護限界を示す直線Ｌ１と、安全運転限界を示す直線Ｌ２を閾値として用いて、Ａ、Ｂ、Ｃの３つに分類する場合について説明した。しかしながら、さらに細分化して４つ以上のカテゴリに分類することも可能である。

【0060】

さらに、カテゴリの分類は、４つの指標値に対して共通の閾値を用いる必要はない。４つの指標値に関して、個別の閾値を用いて、個別の数のカテゴリに分類することも可能である。

【0061】

また、カテゴリに対する点数の割り付けに関しても、４つの指標値に対して共通の割り付けを行う必要はない。例えば、表２に相当するテーブル情報を、それぞれの指標値毎に個別に準備し、それぞれの指標値毎に個別に点数を割り付けることも可能である。

【0062】

また、レベル分けに関しては、表３あるいは表４を用いて４レベルに分類する場合について説明した。しかしながら、さらに細分化して５つ以上のレベルに分類することも可能である。

【0063】

診断対象である発電機に使用される絶縁物は、冒頭で説明したように、周囲環境、電気的ストレス、機械的ストレス等により経年劣化する。従って、周囲環境等の条件に応じて、カテゴリ数、点数割り付け、レベル数を適切に設定することで、設置場所に応じて、より高精度に劣化診断を行うことができる。

【0064】

なお、本実施の形態１においては、回転電機として発電機について説明したが、発電機以外の回転電機である電動機（モータ）、発電電動機にも適用できる。本実施の形態１に記載した余寿命診断を電動機、発電電動機に適用した場合でも、電流の流れる向きが変わるだけで、同様の手法で発電機の場合と同様にＦ種絶縁機の絶縁劣化診断を行うことができる。また、電動機や発電機は、同期型でも誘導型でも同様の手法で絶縁劣化診断を行うことができる。

【符号の説明】

【0065】

１０ 余寿命診断装置、１１ データ取得部、１２ 指標値算出部、１３ 絶縁劣化推定部、１４ 記憶部。

【図1】

【図2】

【図3】