Устройство для измерения превышения температуры обмотки трехфазного электрического аппарата Советский патент 1988 года по МПК H02H5/04 G01K7/20 G01K13/00 

L.

14)

Изобретение относится к злектро- технике, может быть использовано как измерительный орган для защиты электрического аппара.та или сетей от повреждения вследствие превышения температуры а также для контроля превышения температуры обмотки элект рического аппарата в пропессе обработки конструкции, технологического процесса производства, контроля тек- нологического процесса и государст-- венных испытаний с целью повьшшния качества и надежности вьплускаемой продукции и является усовершенствованием изобретения по , № 1185476.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем обеспечения неизменности сопротивления цепи контролируемой обмотки и тока в ней„

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трехфазньп электрический аппарат 1э трехфазный дроссель 2, первая обмотка которого через последовательно соединенные третий 3 и четвертью; 4 резисторы под соединена к первой обмотке контролируемого аппарата 1, вторая и третья обмотки дросселя 2 соответственно через первый 5 и второй 6 резисторы подсоединены к второй и третьей обмоткам контролируемого аппарата 1, источник 7 постоянного тока включен между нейтралями контролируемого аппарата 1 и трехфазного дросселя 2,, измерительный прибор 8 через фильтр 9 низших частот подсоединен параллель но контролируемой обмотке трехфазного аппарата 1, обмотки которого через группу контактов 10 пускателя 11 подсоединены к источнику 12 переменного тока, одна обмотка его через блок 13 синхронизации соединена, с одним концом обмотки пускателя 11, а ее второй конец - с источником 12 пере™ менного тока, первая и вторая, первая и третья обмотки трехфазного аппарата 1 соответственно через первьй 14 и второй 15 блоки выделения постоянной составляющей и первый 16 и вто рой 17 усилители постоянного тока нагружены на первьй 5 и второй 6 резисторы, третий блок 18 выделения псс10

15

0

40

45

50

дифференциального усилителя 21, второй его вход подключен к вьпсоду третьего блока 18 ВЕлделения; постоянной составляющей5 а выход нагружен на управляющий вход управляемого усилителя 19,

Устройство работает следующим образом

От источника 7 протекает постоян-- Hbtfi измерительный ток по обмоткам дросселя и контролируемого аппарата 13 напряжение с п.овой обмотки контролируемого аппарата через фильтр 9 низших частот поступает на измерительный прибор 8э неся информацию о превышении температуры обмотки над средой. При протекании по обмоткам контролируемого -аппарата 1 переменного тока от источнртка 12 происходит их нагреваниеJ наличие некоторой неидентичности обмоток (неравномерность толщины провода,;, неравномерность воздушного зазораJ анизотропия.магнитных свойств млгнитопровода и т,д„; вызывает неравномерность нагрева, вследствие чего нарушается зквипо- тенциальность точек выводов аппарата, как следствие происходит ответвление постоянного измерите,пьного тока в сеть, а такие снижение за счет этого точности при измерении превьшения температуры контролируемой обмотки, устранения этого явления напряжение с первого и второго, первого и третьего выводов аппарата соответственно через первый 14 и второй 15 блоки еьщеления постоянной составляющей и первый 16 и второй 17 усилители постоянного тока по гается в противо- фазе на nepBbiii и второй резисторы 5 is 65 при этом восстанавливается экви- потенциальность точек выводов обмоток электрического аппарата 1j практически исключаются ответвление постоянного измерительного тока в сеть и снижение за счет этого точности измерения „

В процессе работы или испытаний контролируемо): о аппарата 1 необходимо производить коммутацию переменного напрялсения, при этом снижается точность за счет-возникновения переходного процесса. Для устранения этого явления коммутация

переменной

тоянной составляющей через управляемы - 65 составляющей от источника 12 осущ.ест- усилитель 19 нагружен на четвертый вляется пycкaтeлe f 11 путем замыка- резистор 4, источник 20 опорного на- HPIH - размыкания группы контактов пряжения подсоедипен к одному входу 10 через блок 13 сиихронкзации,; к-это

5

0

0

5

0

дифференциального усилителя 21, второй его вход подключен к вьпсоду третьего блока 18 ВЕлделения; постоянной составляющей5 а выход нагружен на управляющий вход управляемого усилителя 19,

Устройство работает следующим образом

От источника 7 протекает постоян-- Hbtfi измерительный ток по обмоткам дросселя и контролируемого аппарата 13 напряжение с п.овой обмотки контролируемого аппарата через фильтр 9 низших частот поступает на измерительный прибор 8э неся информацию о превышении температуры обмотки над средой. При протекании по обмоткам контролируемого -аппарата 1 переменного тока от источнртка 12 происходит их нагреваниеJ наличие некоторой неидентичности обмоток (неравномерность толщины провода,;, неравномерность воздушного зазораJ анизотропия.магнитных свойств млгнитопровода и т,д„; вызывает неравномерность нагрева, вследствие чего нарушается зквипо- тенциальность точек выводов аппарата, как следствие происходит ответвление постоянного измерите,пьного тока в сеть, а такие снижение за счет этого точности при измерении превьшения температуры контролируемой обмотки, устранения этого явления напряжение с первого и второго, первого и третьего выводов аппарата соответственно через первый 14 и второй 15 блоки еьщеления постоянной составляющей и первый 16 и второй 17 усилители постоянного тока по гается в противо- фазе на nepBbiii и второй резисторы 5 is 65 при этом восстанавливается экви- потенциальность точек выводов обмоток электрического аппарата 1j практически исключаются ответвление постоянного измерительного тока в сеть и снижение за счет этого точности измерения „

В процессе работы или испытаний контролируемо): о аппарата 1 необходимо производить коммутацию переменного напрялсения, при этом снижается точность за счет-возникновения переходного процесса. Для устранения этого явления коммутация

переменной

рый синхронизирует ироизводство коммутации в момент перехода тока переменного напряжения первой фазы через ноль, при этом переходный процесс в первой фазе не возникает, переходные процессы второй и третьей фаз не вдияют на работу первой фазы, ввиду равенства по амплитуде и противоположности, знаков происходит их компенсация относительно первой фазы и они не оказывают отрицательного влияния на точность измерений. Блок синхронизации может быть выполнен, например, последовательным включение тиратрона, реле времени и исполнительного узла. Тиратрон всегда зажигается при одном и том же напряжении с помощью реле времени регулируется момент включения исполнительного узла (реле, тиристора и т.д.), который осуществляет включение коммутатора (может быть выполнен на семисторах и т п.),

Точки обмоток аппарата 1 эквип о- тенциальны для устранения утечки измерительного тока в сеть, следова- тельно5 напряжения на них одинаковы, однако ввиду неидентичности обмоток, их неравномерного нагрева их сопротивления отличаются одно от другого, отсюда вытекает, что токи в обмотках должны быть неодинаковыми, т.е. в пр процессе работы происходит перераспределение токов в обмотках, изменяе ся и ток в контролируемой обмотке, что снижает точность измерения. Для устранения этого явления напряжение с третьего резистора 3 (образцового) через третий блок 18 выделения постоянной составляющей через управляв- мьй усилитель 19 поступает в противо фазе на четвертый резистор 4, одновременно напряжение с выхода третьего блока 18 выделения постоянной составляющей , несущее информацию о величине тока, в цепи измеряемой обмот- КИ; поступает на первый вход дифференциального усилителя 21, на второй вход его поступает напряжение с опорного источника 20, разностный сигнал усиливается и поступает на управляю- .щий вход управляемого усилителя 19, В результате изменяется коэффициент передачи управляемого усилителя 19 и на четвертом резисторе создается такое отрицательное напряжение, при котором ток в измеряемой ветви не изменяется, т.е. это эквивалентно

введению отрицательного сопротивления, и суммарное сопротивление измеряемой ветви несмотря на изменение первой обмотки испытуемого аппарата и других элементов под действием дестабилизирующих факторов не изменяется.

Блок 18 может быть вьшолнен также, как и блоки 14 и 15, в виде фильтра низших частот, управляемьп усилитель 19 может быть выполнен в виде усилителя с управляемым делителем на входе, состоящим из двух оптоэлектрон- ных преобразователей, включающих фотосопротивление и светодиод, коэффициент передачи может регулироваться также подачей смещения и тому подоб- нь5м источником 20 опорного напряжения может быть вьтолнен в виде стабилитрона, их дифференциальный усилитель 21 - обычный операционный, дифференциальный, третий 3 и четвер- Tbtti 4 резисторы выбираются небольшой величины одного порядка с активным сопротивлением обмоток контролируемого аппарата и меньше, мощность управляемого усилителя 19 должна быть достаточной, чтобы развить на резисторе 4 напряжение, противоположное по фазе напряжению от измерительного тока, выход его необходимо защищ1{ть, например, дросселем от проникновения переменной составляющей.

Формула изобретения

Устройство для измерения превьш е- ния температуры обмотки трехфазного электрического аппарата по авт.св. № 1185476, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, первые обмотки трехфазного дросселя и контролируемого аппарата соединены через последовательно включенные дополнительные первьт и второй резисторы, а также введены блок выделения постоянной составляющей, дифференциальньй усилитель, источник опорного напряжения, управляемый усилитель, при этом вход блока выделения постоянной составляющей подключен к первой обмотке трехфазного дросселя, первый выход блока выделения постоянной составляющей соединен с первым входом управляемого усилителя и первым входом дифференциального усилителя, выход последнего соединен с управляющим входом уп

51390690 .6

равляемого усилителя, первый выходподключены к первому выходу источника

которого подключен к первой обмоткеопорного напряжения и точке соедине-

контролируемого аппарата, вторыения первого и второго резисторов,

вход и выход блока выделения постоян-второй выход источника опорного наной составляющей и управляемого уси-пряжения соединен с вторым входом

лителя объединены в общую точку идифференциального усилителя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как измерительньм орган для защиты электрического аппарата или сетей от повреясдения вследствие превьшения температуры, а также для контроля превышения температуры обмотки электрического аппарата в процессе отработки конструкции и контроля технологического процесса и испытаний. Цель изобретения - повышение точности измерения путем обеспечения неизменности сопротивления цепи контролируемой обмотки и тока в ней. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит трехфазньш электрический аппарат 1, трехфазный дроссель 2, первая обмотка которого через третий 3 и четвертьй 4 резисторы подсоединена к первой обмотке контролируемого аппарата 1, вторая и третья обмотки дросселя 2 соответственно через с первьй 5 и второй 6 резисторы подсое- динены к второй и третьей обмоткам контролируемого аппарата 1, источник 7 постоянного тока включен между нейтралями контролируемого аппарата 1 и трехфазного дросселя 2. 1 ил. сл