SU870977A1 - Устройство дл измерени температуры обмотки электрической машины переменного тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике измерения температуры обмоток элект- рических машин переменного тока непосредственно под нагрузкой.

Известно устройство для измерения превышения температуры обмотки электрической машины переменного тока под нагрузкой, содержащее термодатчик, выполненный в виде обмотки электрической машины, источник постоянного тока с дросселем фильтра, измерительный трансформатор, магнитомодуляционный преобразователь второй гармоники, генератор прямоугольного напряжения, элемент выдержки помехи £1 ].

Недостатком устройства является сложность устройства, а также низкая точность измерения температуры.

• Известно также устройство для измерения температуры обмотки электри- . ческой машины, содержащее термодатчик, выполненный в виде обмотки электрической машины, один вывод которого подключен к выходу источника постоянного тока и к одной из фаз силовой электрической сети,' диод, трансформатор постоянного тока, первичная обмотка которого одним из выводов подключена к второму выходу источника постоянного 'тока, а вторичные обмотки через выпрямительное устройство подключены к измерительному прибору и сети переменного тока £2].

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения температуры.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения температуры обмотки электрической машины переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде обмотки машины, один вывод которой через шунт соединен с силовым проводом, источник постоянного тока, подключенный через дроссель фильтра к силовому проводу и точке соединения обмоток машины, трансформатор постоянного тока, первичная обмотка которого через дополнительный дроссель соединена с выводами шунта, а вторичная обмотка через выпрямитель - с сетью переменного тока и первым выводом основного резистора, резисторы, индикаторный прибор, соединенный одним выводом с выпрямителем D].

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены ограничительный дроссель, дополнительный резистор, подключенный к второму выводу основного резистора и выводу выпрямителя, ключ, включенный параллельно вспомогательному резистору, дополнительная обмотка трансформатора постоянного тока, соединенная через измерительный прибор с дополнительным источником напряжения, конденсаторы и· балансный трансформатор с измерительной и компенсирующей обмотками, первые выводы которых, соединены с точкой соединения обмоток машины, причем второй вывод Компенсирующей обмотки соединен с точкой соединения дополнительного резистора с выпрямителем и через последовательно соединенные конденсатор и резистор - с первым выводом ограничительного дросселя, второй вывод которого подключен к обмотке машины, а второй вывод измерительной обмотки через второй конденсатор соединен соответственно с вторым выводом индикаторного прибора и через резисторс первым выводом ограничительного дросселя.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для измерения температуры обмотки электрической машины переменного тока.

Устройство содержит обмотки 1,2 и 3 электрической машины переменного тока, причем обмотка-термодатчик 3 присоединена к силовому проводу электрической цепи через шунт 4. Параллельно шунту 4 через дополнительный дроссель 5 присоединена первичная обмотка трансформатора постоянного тока 6. К общей точке соединения шунта 4 дополнительного дросселя 5 и силового провода электрической цепи через дроссель фильтра 7 при соединены один из выводов источника постоянного тока 8, а другой вывод источника постоянного тока 8 соединен с общей точкой соединения обмоток

1,2 и 3 электрической машины. Для защиты источника постоянного тока.

от прохождения его по цепи переменного тока последний шунтирован емкостью фильтра 9. Вторичные обмотки

Ю трансформатора постоянного тока 6 через выпрямительное устройство 10 присоединены к двум идентичным, последовательно соединенным, резисторам, из которых один основной 11, а дру15 гой дополнительный 12, и источнику Переменного тока 13. Параллельно дополнительному резистору 12 присоединен ключ 14.

Трансформатор постоянного тока 6 ₂₀ снабжен дополнительной обмоткой 15, которая через измерительный прибор 16 подключена к источнику переменного напряжения 17. Измерительный прибор 16 зашунтирован резистором 18.

₂5 Параллельно обмотке-термодатчику 3 через ограничительный дроссель 19, резистор 20 и второй конденсатор 21 подключена измерительная обмотка 22, а через резистор 23 и первый ₃0 конденсатор 24 - компенсирующая обмотка 25 балансного трансформатора 26. Индикаторный прибор 27 включен между выводом выпрямителя 10 и точкой соединения резистора 20 и конденсатора 21.

³³ Устройство работает следующим образом.'

От источника постоянного тока 8 в обмотку-термодатчик 3 электрической машины подается постоянный ток ⁴θ величиною до 3 от номинального тока обмотки по цепочке: обмотка дросселя фильтра 7, шунт 4 и обмотка термодатчик 3. Для измерения постоянного тока, Протекающего по обмотке-термо⁴⁵ датчику 3, параллельно шунту 4, дополнительный дроссель 5 подключена первичная.обмотка трансформатора постоянного тока 6.

Йаличие дополнительного дросселя

5 обеспечивает прохождение по первичной обмотке трансформатора 6 только постоянного тока и одновременно ограничивает величину тока четных гармоник в первичной обмотке трансформа55 тора 6. Это способствует получению высокой точности измерения постоянного тока. Нагрузка вторичной цепи трансформатора постоянного тока выполнена из двух идентичных резисторов: основного 1I и дополнительного 12.

Измерение падения напряжения постоянного .тока на обмотке-термодатчике 3 производится нулевым методом, т.е. путем сравнения измеряемой величины с известной с использованием указателя нулевого уровня, например индикаторного прибора 27 или галь- . ванометра. В качестве известной величины в устройстве используется напряжение, снимаемое с основного резистора 11. Для сравнения падения напряжения на обмотке-термодатчике 3 с напряжением на основном резисторе 11 параллельно обмотке-термодатчику 3 через ограничительный дроссель 19 и резистор 20 подключают разделительный конденсатор 21 и измерительную обмотку 22 балансного трансформатора 26. Таким образом, напряжение на разделительном конденсаторе 24 равно падению напряжения на обмотке термодатчика 3. Напряжение на разделительном конденсаторе 24 сравнивается с напряжением на основном резисторе 1I, изменение напряжения на котором производится дополнительной обмоткой 15.

Работа трансформатора постоянного тока 6 основывается на законе уравновешивания ампервитков в сердечнике, следовательно, ток во вторичной обмотке трансформатора 6 строго пропорционален результирующему току первичной обмотки и обмотки 15, т.е. изменением тока в обмотке 15 обеспечивается пропорциональное изменение тока во вторичной цепи трансформатора постоянного тока при гальванической развязке между цепями. Обмотка уравновешивания 15 через измерительный прибор 16 присоединена к источнику постоянного напряжения. Если величина резистора 18 выбрана обратно пропорциональной коэффициенту передач между вторичной обмоткой и обмоткой уравновешивания трансформатора постоянного тока 6, то изменение напряжения на резисторе 18 соответствует изменению напряжения на основном резисторе 11.

Определение тока, протекающего по обмотке-термодатчику 3, производится с помощью дополнительной обмотки уравновешивания 15 дополнительного резистора 12 и ключа 14. При этом фиксируют показания (гальванометра) индикаторного прибора 27. При отсут ствии тока в обмотке уравновешивания 15 переводом ключа 14 в разомкнутое состояние увеличивают сопротивление нагрузки вторичной цепи трансформато5 ра постоянного тока 6 (при равенстве значений сопротивления резистора 1I и 12) в два раза. Изменением величины тока обмотки уравновешивания 15 добиваются показаний индикаторного при10 бора 27, соответствующих показаниям при замкнутом ключе 14 и отсутствию тока в обмотке уравновешивания 15.

Измерение падения напряжения постоянного тока на обмотке—термодатчи15 ке 3 производится аналогичным способом но при нулевом показании индикаторного прибора 27.

Сопротивление обмотки-термодатчика или ее превышение относительно за20 данного уровня находят по отношению указанных напряжений.

W- и_м.и_тпт’ где значения напряжения на резисторе 11 при измерении напряжения;

значение напряжения на резисторе 1I при измерении тока; коэффициент передачи по току первичной обмотки трансформатора постоянного тока 6.

При этом точность измерения сопротив^гпт.

ления зависит только от чувствительности индикаторного 27 и измерительного 16 приборов.

Измерение падения напряжения на обмотке 3 нулевым способом возможно 40 только прй условии отсутствия в цепи индикаторного прибора 27 переменной составляющей тока. Ограничение переменной составляющей тока в цепи канала измерения напряжения осуществляется ограничительным дросселем 19. Полная компенсация переменной составляющей производится с помощью балансного трансформатора 26, измерительная 22 и компенсирующая 23 обмотки которо50 го вместе с последовательно включенным в цепь каждой обмотки конденсатором 21,24 и резисторами 23 и 20 образуют симметричную мостовую схему уравновешивания переменного тока с взаимоиндуктивной связью, условие равнове⁵⁵ сия которой определяется пропорциональным отношением числа витков обмоток 22 и 25 балансного трансформатора 26 к величине сопротивления ре :

зисторов 20 и 23. Измерительная 22 и компенсирующая 25 обмотки балансно го трансформатора 26 выполнены бифилерным способом. Для полного уравновешивания мостовой схемы резистор 23 может быть выполнен переменным.

Использованием симметричной мостовой схемы уравновешивания с тесной индуктивной связью для компенсации переменного напряжения в канале измерения напряжения обеспечивается нечувствительностью устройства к пе.реходным процессам в цепи питания обмотки исследуемой машины.

Использование балансного трансформатора, разделительных конденсаторов и дополнительной обмотки уравновешивания трансформатора постоянного тока, подключаемой через измерительный прибор к.источнику постоянного напряжения, позволяет повысить ’ точность измерения температуры, быстродействие и помехозащищенность устройства за счет снижения чувствительности устройства к переходным процессам в электрической цепи и исследуемой электрической машины как гармонического, так и аппериодического характера.

Claims (3)

1. 3 первична  обмотка которого через дополнительный дроссель соединена с выводами шунта, а вторична  обмотка через выпр митель - с сетью переменного тока и первым выводом основного резистора, резисторы, индикаторный прибор, соединенный одним выводом с выпр мителем . Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени  температуры . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  температуры Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство введены ограничительный дроссель, дополнительный речистор, подключенный к второму выводу основного резистора и выводу выпр мител , ключ, включентшй параллельно вспомогательному резистору, дополнительна  обмотка трансформато ра посто нного тока, соединенна  через измерительный прибор с дополнительным источником напр жени , конденсаторы и- балансный трансформатор с измерительной и компенсирующей обмотками, первые выводы которых, соединены с точкой соединени обмоток машины, причем второй вывод компенсирующей обмотки соединен с то кой соединени  AonojniHTCJibHoro рези тора с выпр мителем и через последовательно соединенш е конденсатор и резистор - с первым выводом ограничительного дроссел , второй вывод которого подключен к обмотке машины а второй вывод измерительной обмотк через второй конденсатор соединен соответственно с вторым выводом индикаторного прибора и через резисто с первым выводом ограничительного дроссел . Па чертеже представлена принципиальна  схема устройства дл  измер ни  температуры обмотки злектрической машины переменного тока. Устройство содержит обмотки 1,2 и 3 электрической машины переменног тока, причем обмотка-термодатчик 3 присоединена к силовому проводу электрической цепи через шунт 4. Па раллельно шунту 4 через дополнитель ный дроссель 5 присоединена первична  обмотка трансформатора посто нного тока 6. К общей точке соединен шунта 4 дополнительного дроссел  5 и силового провода электрической цепи через дроссель фильтра 7 при7 соединеш.1 один из выводов источника посто нного тока 8, а другой вывод источника посто нного тока 8 соединен с общей точкой соединени  обмоток 1,2 и 3 электрической машины. Дп  защиты источника прсто ннсго тока. 8 от прохождени  его по цепи переменного тока последний шунтирован емкостью фильтра 9. Вторичные обмотки трансформатора посто нного тока 6 через выпр мительное устройство 10 присоединены к двум идентичным, последовательно соединенным, резисторам, из которых один основной II, а другой дополнительны 12, и источнику йеременного тока 13. Параллельно дополнительному резистору 12 присоединен ключ I4. Трансформатор посто нного тока 6 снабжен дополнительной обмоткой 15, котора  через измерительный прибор 16 подключена к источнику переменного напр жени  17. Измерительный прибор 16 защунтирован резистором 18. Параллельно обмотке-термодатчику 3 через ограничительньо дроссель 19, резистор 20 и второй конденсатор 21 подключена измерительна  обмотка 22, а через резистор 23 и первый конденсатор 24 - компенсирующа  обмотка 2.S балансного трансформатора 26. Индикаторный прибор 27 включен между выводом выпр мител  10 и точкой соединени  резистора 20 и конденсатора 21. Устройство работает следующим образом . От источника посто нного тока 8 в обмотку-термодатчик 3 электрической машины подаетс  посто нный ток величиною до 3 от номинального тока обмотки по цепочке: обмотка дроссел  фильтра 7, шунт 4 и обмотка термодатчик 3. Дл  измерени  посто нного тока, протекающего по обмотке-термодатчику 3, параллельно шунту 4, дополнительный дроссель 5 подключена первична .обмотка трансформатора посто нного тока 6. Наличие дополнительного дроссел  5 обеспечивает прохождение по первичной обмотке трансформатора 6 только посто нного тока и одновременно ограничивает величину тока четных гармоник в первичной обмотке трансформатора 6. Это способствует получению высокой точности измерени  посто нного тока. Нагрузка вторичной цепи трансформатора посто нного тока вьпюлнена из двух идентичных резисторов: осно ного 1I и дополнительного 12. Измерение падени  напр жени  посто нного тока на обмотке-термодатчике 3 производитс  нулевым методом, т.е. путем сравнени  измер емой величины с известной с использованием указател  нулевого уровн , например индикаторного прибора 27 или гальнанометра . В качестве известной величины в устройстве используетс  напр жение, снимаемое с основного резистора 11. Дл  сравнени  падени  напр жени  на обмотке-термодатчике 3 с напр жением на основном резисторе 11 параллельно обмотке-термодатчи ку 3 через ограничительный дроссель 19 и резистор 20 подключают разделительный кодденсатор 21 и измеритель ную обмотку 22 балансного трансформатора 26. Таким образом, напр жение на разделительном конденсаторе 24 равно падению напр жени  на обмотке термодатчика 3. Напр жение на разделительном конденсаторе 24 сравниваетс  с напр жением на основном резисторе II, изменение напр жени  на котором производитс  дополнительной обмоткой 15. Работа трансформатора посто нного тока 6 основываетс  на законе уравновешивани  ампервитков в сердечнике , следовательно, ток во вторичной обмотке трансформатора 6 строго пропорционален результирующему току первичной обмотки и обмотки 15, т.е. изменением тока в. обмотке 15 обеспечиваетс  пропорциональное изменени тока во вторичной цепи трансформатор посто нного тока при -гальванической разв зке между цеп ми. Обмотка уравновешивани  15 через измерительный прибор 16 присоединена к источнику посто нного напр жени . Если величина резистора 18 выбрана обратно пропорциональной коэффициенту передач между вторичной обмоткой и обмоткой уравновешивани  трансформатора посто  нного тока 6, то изменение напр жени  на резисторе 18 соответствует изменению напр жени  на основном рёзистор (е 11. Определение тока, протекающего по обмотке-термодатчику 3, производитс  с помощью дополнительной обмотки уравновешивани  15 дополнительного резистора 12 и ключа 14. При этом фиксируют показани  (гальванометра) индикаторного прибора 27. При отсут- 776 ствии тока в обмотке уравновешивани  15 переводом ключа 14 в рагчомкнутое состо ние увеличивают сопротивле11ие нагрузки вторичной цепи трансформатоРз посто нного тока 6 (при равенстве значений сопротивлени  резистора 1I и 12) в два раза. Изменением величины тока обмотки уравновешивани  15 добиваютс  показаний индикаторного прибора 27, соответствующих показани м при замкнутом ключе 14 и отсутствию тока в обмотке уравновешивани  15. Измерение падени  напр жени  посто нного тока на обмотке-термодатчике 3 производитс  аналогичным способом но при нулевом показании индикаторного прибора 27. Сопротивление обмотки-термодатчика 3 или ее превьш1ение относительно заданного уровн  наход т по отношению указанных напр жений. где Do - значени  напр жени  на розисторе 1 при измерении напр жени J и - значение напр жени  на резисторе II при измерении тока п - коэффициент передачи по току гпт - , первичной обмотки трансфор - матора посто нного тока 6. При этом точность измерени  сопротивлени  зависит только от чувствительности индикаторного 27 и измерительного 16 приборов. Измерение падени  напр жени  на обмотке 3 нулевым способом возможно только при условии отсутстви  в цепи индикаторного прибора 27 переменной составл ющей тока. Ограничение переменной составл ющей тока в цепи канала измерени  напр жени  осуществл етс  ограничительным дросселем 19. Полна  компенсаци  переменной составл ющей производитс  с помощью балансного трансформатора 26, измерительна  22 и компенсирующа  23 обмотки которого вместе с последовательно включенным в цепь каждой обмотки конденсатором 21,24 и резисторами 23 и 20 образуют симметричную мостовую схему уравновешивани  переменного тока с взаимоиндуктивной св зью, условие равновеси  которой определ етс  пропорциональным отношением числа витков оботок 22 и 25 балансного трансформатора 26 к величине сопротивлени  резисторов 20 и 23. Измерительна  22 и кo a eнcиpyющa  25 обмотки балансн го трансформатора 26 вьтолнены бифи парным способом. Дл  полного уравно вешивани  мостовой схемы резистор 23 может быть выполнен переменным. Использова1тем симметричной мост вой схемы уравновешивани  с тесной индуктивной св зью дл -компенсации переменного напр жени  в канале измерени  напр жени  обеспечиваетс  нечувствительностью устройства к пе . реходным процессам в цепи питани  обмотки исследуемой машины. Использование балансного трансформатора , разделительных конденсаторов и дополнительной обмотки урав новешивани  трансформатора посто нного тока, подключаемой через измерительный прибор к.источнику посто  ного напр жени , позвол ет повысить точность измерени  температуры, быстродействие и помехозащищенность устройства за счет снижени  чувствительности устройства к переходным процессам в электрической цепи и исследуемой электрической машины ка гармо1гаческого, так и аппериодического характера. Формула изобретени  . Устройство дл  измерени  темпера туры обмотки электрической машины переменного тока, содержащее термод чик выполненный в виде обмотки машины , один вывод которой через шунт .соединен с силовым проводом, источник посто нного тока, подключенный через дроссель фильтра к силовому проводу и точке соединени  обмоток машины, трансформатор посто нного тока, первична  обмотка которого че рез дополнительный дроссель соедине на с выводами шунта, а вторична  об мотка через выпр митель - с сетью переменного тока и первым выводом основного резистора, индикаторный прибор, соединенный одним выводом с вьтр мителем, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  температуры, в него введены ограничительный дроссель, дополнительный резистор, подключенный к второму выводу основного резистора и выводу выпр мител , ключ, включенный парапл.ельно дополнительному резистору, дополнительна  обмотка трансформатора посто нного тока, соединенна  через измерительШ )1Й прибор с дополнительным источником напр жени , два конденсатора, два резистора и балансный трансформатор с измерительной и компенсирующей обмотками, первые выводы которых соединены с точкой соединени  обмоток машины, причем второй вывод компенсирующей обмотки соединен с точкой соединени  дополнительного резистора с выпр мителем и через последовательно соединенные первый конденсатор и резистор - с первьм выводом ограничительного дроссел , второй вывод коаорого подключен к обмотке машины, а второй вывод измерительной обмотки через второй конденсатор соединен соответственно с вторым выводом индикаторного прибора и через резистор - с первым выводом ограничительного дроссел . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 600.655, кл. 6 01 К 7/16, 1976,
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 569878, кл. Q 01 К 13/08, 1977.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 596838, кл, а 01 К , 13/08, 1976 (прототип).