SU993049A1 - Устройство дл измерени температуры обмоток электрической машины без отключени от сети - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к термометрии , а именно к измерению темпера ту ры обмоток электрических машин, подключенных к сети переменного тока и может быть использовано в устройствах тепловой защиты электрических МИШИН, аппаратов и особенно дл  одновременной защиты блока генератортрансформатор электрических станций Известно устройство дл  измерени  температуры обмоток электрической машины преимущественно переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде оДной из обмоток эЛёкт рической машины и подключенный через шунт к источнику переменного напр же ни  регул тор тока, измеритель тока обмотки и ограничительную индуктивно фильтра, через которые параллельно термодатчику подключен источник посто нного тока,который через упом нутый регул тор тока, измеритель тока , измеритель тока шунта и резистсчэ подключен параллельно шунту, а также указатель равновеси  Недостатком известного устройства  вл етс  сложность измерительной схемы , заключающа с  в наличии ограничительной индуктивности, с помощью которой указатель равновеси  подклю цен параллельно термодатчику, а также низка  помехоза1цищенность указател  равновеси , при этом фиксаци  равенства падени  напр жени  посто нного тока и напр жени  шунта происходит при нулевых значени х тока (напр жени ). Ограничительна  индуктивность, указател  равновеси   вл етс  одним из наиболее громоздких элементов известного устройства, а в устройствах дл  исследовани  высоковольтных машин - самым громоздким, так как выполн етс  на рабочее напр жение обмОтки . Кроме того, точность измерени  температуры обмоток электрической машины без отключени  от сети в известном устройстве зависит главным образом от устройств ограничени  и компенсации переменной составл ющей тока, величина которого определ етс  величиной ограничительной индуктивности указател  равновеси . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл ест  устройство, осуществл ющее способ измерени  температуры обмоток под нагрузкой и содержащее термодатчик, выполненный в виде одной из обиоток электирческой машины, подключенной через шунт к источнику переменного напр жени , соединенные последовательно регул тор тока, измеритель тока обмотки и ограничительна  индуктивность фильтра , через которые параллельно термодатчику подключен источник посто нного тока, который через соединенные последовательно упом нутый регул тор тока, измеритель тока шунта и резистор подключен парагшельно шунту, а также указатель равновеси  23 . Однако и это устройство имеет слож ную схему, так как содержит ограничи тельную индуктивность, через которую указатель равновеси  подключен парад лельно термодатчку. Кроме того, параллельное подключение к термодатчику указател  равновеси  снижает точност измерени  и особенно быстродействие устройства, так как величина индуктивности ограничительной индуктивное ти цепи указател  равновеси , выполн емой в виде дроссел  или балансног трансформатора и включенной параллел но термодатчи , в 50-100 раз превышает величину индуктивности ограничи тельной индуктивности фильтра, включенного в цепь источника посто нного тока. Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение его &.1стродейст Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство, содержащее термода . чик, выполненный в виде одной из обм ток электрической машины,подключенный через шунт к источнику переменного напр жени ,включенный последовательно регул тор тока,измеритель тока обмотки и ограничительна  индуктивность фильтра, через которые парап лельно термодатчику подключен истЬчник посто нного тока, который через упом нутый регул тор тока, измерител тока шунта и резистор подключен параллельно шунту, а также указатель равновеси , введена цепочка из двух последовательно соединенных образцовых резисторов, подключенных параллельно шунут и резистров, образующих четыргшечий мост, в измерительную диагональ которого включен указатель равновеси . При этом регул тор тока выполнен в виде балансного усилител , вход которого подключен к выходу указател  равновеси . Наличие цепочки из двух последовательно включенных образцовых резисторов , .которые, подключенные параллельно шунту и резистору, образуют четырехплечи.й мост, и указатель равновеси , включенный в измерительную диагональ моста, обеспечивает измерение с заданной точностью равенства падени  напр жени  посто нного тока напр жению шунта, т.е. отпадает необходимость в подключении ограничительной индуктивонсти параллельно обмотке-термодатчику. На чертеже изображена принципиальна  схема устройства дл  измерени  температуры обмоток электрической машины без отключени  от сети. Обмотка-термодатчик 1 электрической машины переменного тока через шунт 2 подключена к источнику 3 переменного напр жени . Параллельно обмотке-термодатчику 1 через ограничительную индуктивность фильтра k. измеритель 5 тока обмотки 1 и регул тор 6 тока присоединен источник 7 посто нного тока, который также через регул тор 6 тока, измеритель 8 тока шунта 2 и резистор 9 подключен параплельно шунту 2. Параллельно шунту 2 и резистору 9, соединенным между собой последовательно, подключена цепочка из двух последовательно соединенных образцовых резисторов 10 и 11. Шунт 2 и резисторы 9-11 образуют четырехплечий мост 12, в измерительную диагональ его включен указатель 13 равновеси , В качестве указател  13 равновеси  целесообразно использовать низкоомные измерительные прео азователи , например индукционные измерительные преобразователи на основной или второй гармонике, а также аналогоцифровые преобразователи. Регул тор 6 тока в устройствах с ручным уравновешиванием выполн етс  в виде регулируемого согротивлени  (резистора), один из выводов которого подключен

к источнику посто нного 7 тока, а другой вывод - к измерителю 5 тока обмотки 1 и ограничительной индуктивности фильтра . К среднему вывода указанного регул тора 6 тока подключены элементы компенсирующей цепи устройства: измеритель 8 тока шунта 2, резистор 9 и шунт 2. При необходимости равенство падени  напр жений посто нного тока на термодатчике 1 и шунте 2 может поддерживатьс  а1втоматически (в след щемрежиме В этом случае регул тор 6 тока выполн етс  в виде балансного усилител , вход которого подключен к выходу указател  равновеси .

Устройство работает следующим образом .

От источника посто нного 7 тока в рбмотку-термодатчик 1 подают ток не бсэтее 0,5 от номинального тока нагрузки дл  обеспечени  на обмотке-тврмодатчике t падение напр жени  посто нного тока величиною (20-40)х , хЮ А по основной цепи: обмотка-термодатчик 1, ограничительна  индуктйрность фильтра f, измеритель 5 тока обмотки и регул тор Ь тока. Измерение падени  напр жени  посто нного тока на обмотке-термодатчике 1 производитс  методом, основанным на Сравнениии падени  напр жени  посто н ного тока с компенсирующим напр жением шунта 2, причем момент фиксации равенства измер емого падени  напр жени  посто ннного тока на обмоткете|змодатчике 1 с компенсирующим нанапр жением производитс  методой, бтличным от известных. Принцип работы предлагаемой схемы сравне1 Я напр жений основываетс  на том, что обмотка-термодатчик электрической машины, подсоединенна  к источнику 3 переменного напр жени , образует замкнутую электрическую цепь, в когорую включен шунт 2. Параллельно обмотке-термодатчику 1 подключена основна  цепь источника 7 посто нного тока, а параллельно шунту 2 - компенсирующа  цепь указанного источника 7 посто нного тока. При этом замкнута  электрическа  цепь обмотки-термодатчика 1 в СОВО| ПНОСТИ с ОСНСЯной и компенсируюиими цеп ми источ- ника посто нного тока как и образуют схему у|эавновеи 1вани  без указател  равновеси . При равенстве падени 

напр жени  посто нного тока на обмотке-термодатчике 1 напр жени  шунта 2 в элементах замкнутой электрической цепи на входах в цепи источника 7 посто нного тока посто нный .ток отсутствует , т.е. цепь по посто нному току разомкнута; При отключении падени  напр жени  посто нного тока на обмотке-термодатчике 1 от компенсирующего напр жени  шунта 2 или наоборот , т.е. при неравенстве сравниваемых напр жений в замкнутой электрической цепи, протекает ток под действием разности указанных Напр жений.

В известных схемах сравнени  - схемах уравновешиванн  момент равенства сравниваемых напр жений фиксируетс  по отсутствию тока а замкнутой электрической цепи с помощью чувствительных индикаторных приборов - гальванометров . Однако в устройствах дл  измерени  температуры обмоток электрических машин измерение пбсто нного тока величиною (10-t5) 1СГ А без отключени  от сетй произвести невозможно , так как величина переменного тока, протекающего в указанной цепи (ток нагрузки электрической машины), в момент измерени  в раз превышает величину измер емого тока, а величина переменного напр жени  между основной и компенсирующей цеп ми источника 7 посто нного тока достигает 11 кВ рабочего напр жени  обмотки электрической машины.

Измерение напр жени  в предлагав мом устройстве производитс  с помощью четырехплечего моста 12 на резисторах 9-11 и шунте 7.

Claims (2)

1. Четырехплечий мост 12 в исходном положении (до включени  его в замкнутую цепь или при равенстве сравниваемых напр жений } может находитьс  а уравновешенном состо нии или быть разбалансированным на заданную величину напр жени , составл ющую (0,5 1,0) . Если мост 12 8 исходном состо нии уравновешен, то при неравенстве сравниваешх напр жений шунт 2 шунтируетс  замкнутой цепью, т.е. часть тока шунт проходит по замкнутой электрической цепи, а суммарное сопротивление плеча,- образованного шунтом 2 моста 12 уменьшаетс . Из-за уменьшени  суммарного сопротивлени  шунта 2 прсмсходит разбаланс четырехплечего моста 12,т.е. в измерител НОЙ диагонали его потечет ток, величина которого измер етс  указателем О равновеси  и может составл ть(10100 ), По величине тока (или напр жени ) разбаланса четырехплечего моста 12 суд т о величине сравниваемых напр жений , а момент их равенства фиксируетс  по уравновешенному состо нию моста 12. Так как в измерительной ди гонали. четырехплечего моста 12 может протекать некотора  величина переменного тока, обусловленного падение напр жени  переменного тока от тока нагрузки обмотки-термодатчика 1, то фиксацию равенсива сравниваемых напр жений целесообразно производить при показани х указател  13 равновеси  (значени х тока в измерительной диагонали ) , отличных от нулевых. Дл  этого в исходном положении четырехплечий мост 12 переводитс  в неуравновешенное состо ние, причем, величина небаланса дл  обеспечени  заданной точности составл ет (0,51 ,0).10-5 в. , Таким образом, измерение падени  напр жени  на обмотке-термодатчике производитс  с высокой точностью при средней чувствительности указател  13 равновеси  и не зависит от величины переменного напр жени  на исследуемой обмотке 1 и наличи  переходных процессов в электрической цепи, что позвол ет обеспечивать заданную точность и чувствительность устройства дл  измерени  температуры обмоток электрических машин без от-, ключени  от сети. Измерение температуры обмотки электрической машины определ етс  по величине сопротивлени  при посто нном токе обмотки 1, котора  onредл етс  по формуле ш Эовм , где R. сопротивление обмотки элек рической машины при посто  ном токе; сопротивление шунта 2; величина посто нного тока в цепи шунта 2; величина посто нного тока в цепи обмотки, котора  по лежит исследованию. Использование новых элементов цепочки из двух последовательно соединенных образцовых резисторов, которые , подключенные параллельно шунту 2 и резисторам образуют чеТырехплечий мост, выгодно отличает предлагаемое устройство от известных, так как значительно упрощаетс  схема устройства и улучшаютс  массогабаритные и динамические характеристики. Кроме того, отсутствие ограничительной индуктивности величиной 50-200 Гн повышает точность измерени  из-за снижени  температурной погрешности. Использование четырехплечего моста дл  сравнени  измер емых напр жений снижает требовани  к чувствительности указател  равновеси . Устройство обладает лучшими динамическими характеристиками , так как исключаютс  наибольшие по величине индуктивность и емкость, используемые дл  защиты указателей равновеси  Использование предлагаемого изобретени  на только одном предпри тии позволит на 20 снизить материалои трудоемкость изготовлени  подобных устройств дл  испытательных стендов электрических машин, а быстродействие используемого оборудовани  возрастет в 10-15 раз. Формула изобретени  .. 1. Устройство дл  измерени  температуры обмоток электрической маши- ны без отключени  от сети, содержащее термодатчик, выполненный в виде одной из обмоток электрической машины, подключенный через шунт к источнику переменного напр жени , включенные последовательно регул тор тока, измеритель тока обмотки и ограничительна  индуктивность фильтра, через которые параллельно термодатчику подключен источник посто нного тока, который через регул тор тока, измеритель тока шунта и резистор подключен параллельно шунту , а также указатель равновеси , отличающеес  тем, что, с целью упрощени  схемы и повышени  быстродействи  устройства, в него введена цепочка из двух последовательно соединенных образцов резисторов, подключенных параллельно шунту и резистору , образующих четырехплечий мост, в измерительную диагональ которого включен указатель равновеси . 2. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что регул тор тока

   выполнен в виде балансного усилител , вход которого подключен к выходу указател  равновеси .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   ЭЭЗО Э

   t. Авторское свидетельство СССР по за вке 1Г 321151V18-10, «кл. G 01 К 13/08, 05.12.80.
2. 2. Авторское свидетельство СССР $ по за вке IP 29«93«0/l8-10,

   кл. G 01 К 13/08, 05.07.80 (прототип)

   Гн

   /

   1//

   ff

   /J