Измерение температуры электрического оборудования |
1. Нагрев электрооборудования является одним из основных показателей режима его работы и технического состояния. По нагреву можно судить о нагрузке электрооборудования, обнаружить возникновение неисправности, например в контактах или системе охлаждения. , где (Ом) - сопротивление проводника при температуре ; Сопротивление проводника при температуре можно вычислить, зная его сопротивление при температуре : , Учитывая, что ТКС меди , а следовательно, , (9) можно переписать в удобном и широко применяемом на практике виде: . Вычислим температуру медного проводника по его сопротивлению : . По формулам - пересчитываются все сопротивления обмоток электрических машин на базовую температуру 15°С, величина которых указывается в паспортах и формулярах машин. Рис.2. Мост для измерения температуры В отечественной практике принято изготавливать ТР на сопротивление 53,00 Ом при 0°С. ИП желательно использовать на 0,1-0,3 мА при 150 делениях шкалы Тогда отсчет температуры в °С можно вести непосредственно по шкале прибора. Сопротивление калибровочного резистора =75,55 Ом. Описанная схема позволяет измерять температуру с погрешностью, определяемой в основном классом ИП. При использовании ИП кл. 0,2 точность измерения температуры не хуже ±0,5°С. Рис.3. Логометрическая схема измерения температуры На рис.3 представлена логометрическая схема измерения температуры с использованием стандартного ТР. Логометр ЛОГ сравнивает два тока, протекающих по обмоткам I и II. В обмотке I протекает ток, величина которого зависит от сопротивления ТР, а следовательно, от измеряемой температуры, а ток в обмотке II регулируется потенциометром . Логометрическая схема проще, но менее точна, т.к. ЛОГ имеют невысокий класс точности, обеспечивающий измерение температуры с точностью не лучше ±2°С. Эта схема широко применяется для штатного термоконтроля за обмотками, подшипниками и подпятниками генераторов, за температурой охлаждающей воды, воздуха и масла в трансформаторах. 3. Применение метода терморезистора. Простота и универсальность метода терморезистора обеспечили ему широкое применение в практике эксплуатации, наладки и испытаний электрооборудования. Рис.4. Разрез по пазу статора генератора с терморезисторами: ТРЖ измеряет температуру железа , ТРМ измеряет температуру меди , ОБС - обмотка статора Для измерения температуры обмотки и железа статора электрической машины используют ТР из тонкой медной проволоки диаметром 0,1 мм, намотанной на тонкую пластинку из изоляционного материала, защищенный внешней изоляцией. ТР, измеряющий температуру обмотки (меди), закладывается в пазу статора (рис.4) между секциями обмотки ТРМ. ТР, измеряющий температуру железа статора, закладывается на дно паза (ТРЖ.). Необходимо отметить, что ТРМ (рис. 4) практически измеряет температуру на поверхности изоляции обмотки, а не температуру собственно меди обмотки, которая на 1-2°С выше за счет температурного перепада на изоляции. Но эта погрешность неизбежна, т.к. невозможно укрепить ТРМ непосредственно на обмотке, находящейся под высоким напряжением. Эта погрешность учитывается во всех нормах и ГОСТах.
Рис.5. Медные терморезисторы ТР в виде медной проволоки (рис.5,б) можно намотать на изоляционную подложку 2, обмотанную в свою очередь вокруг трубы 1 Для повышения точности измерения ТР закрывается снаружи слоем тепло- и электроизоляции.
Рис.6. Медные терморезисторы для измерения температуры воздуха (а) и угольной щетки (б) Малоинерционный ТР для измерения температуры неэлектропроводного и неагрессивного газа выполняется в открытом виде (рис. 6,а). На изоляционном каркасе 1 намотана медная проволока 2 диаметром 0,06-0,08 мм. Инерционалъность ТР около 2с. Рис.7. Измерение температуры обмотки возбуждения генератора ОБГ методом А - В и логометром. В - возбудитель, КК - контактные кольца ротора Рис.8. Головка штанги для измерения температуры шин: схема, измерительная головка Периодическое измерение температуры шин и в особенности шинных и аппаратных соединений можно производить измерительной штангой с ТР, Схема и внешний вид измерительной головки штанги приведены на рис.8. 4. Метод термопары. Метод является достаточно точным и универсальным, основанным на известном явлении возникновения термо-ЭДС при нагревании спая двух разнородных металлов, Термо-ЭДС спая медь-константан равна приблизительно 0,04 В/°С. Точное значение термо-ЭДС зависит от материала спая и его технологии. Практически все термопары перед использованием калибруются. Схема измерения температуры показана на рис.9. Рис.9, Измерение температура термопарой «медъ-константан» ЭДС = 0,04 В/°С «Горячий спай» ГС находится на объекте измерения - электрическом аппарате ЭА, температура «холодного спая» ХС должна быть точно известна. Милливольтметр измеряет разность ЭДС ГС и ХС. 5. Бесконтактное измерение температуры применяется в основном в тех случаях, когда перечисленные классические способы неприменимы. Например, при измерении сопротивления обмотки ротора генератора с выпрямительной системой возбуждения на ходу возникают заметные трудности связанные c наличием на обмотке возбуждения большой переменной составляющей напряжения. Схема бесконтактного измерения температуры обмотки полюсов ротора гидрогенератора приведена на рис.10. На валу В генератора вращается ротор Р с ободом ротора ОР и обмоткой возбуждения полюсов ОВГ, Под полюсами ротора неподвижно установлен термодатчик ТД, воспринимающий инфракрасное излучение нагретой ОВГ, пропорциональное температуре ОВГ. Усиленный в усилителе УС сигнал от ТД поступает на измерительный проградуированный прибор. Система относительно проста и надежна. 6. Измерение температуры методом измерения физического состояния измерителя используется для разовых измерений или измерений в дежурном режиме для сигнализации о превышении допустимой температуры. Рис.11. Семафорный указатель нагрева соединений Из легкоплавких материалов изготавливают «свечи», по оплавлению которых также можно определить температуру оборудования в труднодоступных местах. |
Область применения электростанций собственных нужд, режимы работы, основные требования » |
---|