Устройство для прогнозирования ресурса электрической изоляции обмоток электрооборудования Советский патент 1989 года по МПК G01R31/00 G01R31/06 

ел

(

Ю

Ti

Изобретение позволяет осуществлять оперативное прогнозирование расхода ресурса изоляции обмоток электрических машин в процессе эксплуатации. Цель изобретения - повышение достоверности прогнозирования ресурса изоляции. Устройство включает измеритель 1 превышения температуры обмоток над температурой окружающей среды с усилителем 2. Их входной сигнал преобразуется аналого-цифровым преобразователем 3 и запоминается в оперативном запоминающем блоке 4. Сумматоры 5,6 и умножители 7,8 осуществляют обработку и заполненного в предыдущем такте сигналов в соответствии с алгоритмом, приведенным в описании изобретения и разработанным на основе уравнений старения изоляции. Результат после сравнения величиной в блоке 9 сравнения отображается на индикатор 10. Использование устройства позволяет исключить возможность появлений аварийных ситуаций за счет заблаговременного оповещения и повысить эффективность использования электрооборудования путем его своевременной разгрузки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

у V

9oSn . Вок1 -срФаг.

31

Изобретение относится к диагностике электрооборудования, точнее к контролю ресурса изоляции обмоток силовых трансформаторов и электрических двигателей.

Цель изобретения - повышение достоверности прогнозирования ресурса изоляции обмоток электрооборудования в процессе эксплуатации,

На фиг.I представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - график динамики процесса температурного старения обмоток электрооборудования.

Устройство содержит измеритель 1 превьшения температуры обмоток над температурой окружающей среды, который может быть реализован на дифференциальном термоэлектрическом преобразователе и усилителе 2; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3; оперативно-запоминающий блок (ОЗБ) 4; два сумматора 5 и 6; два умножителя 7 и 8; блок 9 сравне- ния; индикатор 10.

Выход измерителя 1 превышения температуры обмоток над температурой окружающей среды соединен через усилитель 2 с входом АЦПЗ, выход кото- рого соединен с входом ОЗБ 4, первым входом сумматора 5 и входом умножителя 8. Выход первого сумматора 5 через умножитель 7 подключен к первому входу второго сумматора 6, второй вход которого соединен с выходом умножителя 8. Выход второго сумматора 6 соединен с входом блока 9 сравнения, выходы которого подключены к входам индикатора 10, один из входов которого соединен с выходом АЦП 3,

Работа устройства основана на том что нагрузочная способность и допустимые перегрузки электрических машин и силовых трансформаторов ограничены допустимой температурой электрической изоляции обмоток. Соотношение

. + L у flPtidt Тц с

(1)

описывает динамический температурный режим электрических машин и аппаратов, где dr/dt - скорость изменения температуры. К/с; Л Гц - величина потерь мощности в номинальном режиме, Вт; t - превьшение температуры обмоток над температурой окружающей среды, К; Т - постоянная нагрева данной электроустановки, с; С - теплоемкость

04

Вт с/К; «.- коэффициент ресурса электрической изоляции.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал, соответствующий превьш1ению температуры обмоток над температурой окружающей среды (далее - температура t ) от измерителя 1 через усилитель 2 подается на АЦП 3, где квантуется по времени с постоянным интервалом At, преобразуется в цифровую форму Г, далее отображается на индикаторе 10 и запоминается в ОЗБ 4, сумматоры 5 и 6 производят суммирование соответствующих сигналов, умножители 7 и 8 производят соответственно умножение приращения температуры на величину, обратную постоянному интервалу вреени 1/dt, и превьш1ения температуры на величину, обратную постоянной агрева, т.е. происходит соответствуюая обработка сигнала, реализующая алгоритм

ulL + SI.

(2)

где Л1 Ч- i- - разность температур

в текущий и предыдущий

моменты времени. Сигнал, соответствующий сумме (2) поступает на блок 9 сравнения, где сравнивается с величинами

йР,

dL. -..я J С

(3

Коэффициент расхода ресурса электрической изоляции определяется по формуле

, (

« ИАОП

Если сигнал (2) превысит заданный уровень (3), то это означает, что при зафиксированной в данный момент температуре C и скорости ее изменения Д /л. установившееся значение температуры достигнет значения tj /)оп а j (фиг.2).

Срок службы изоляции (Т( , Tg) при различных температурах (t, ,2) связаны уравнением

J

г,

(5)

где Д - повьшзение температуры, вызывающее сокращение срока службы изоляции при тепловом старении в два раза.

Допустимой температуре «доа соответствует базовый срок службы изоляции обмоток Т, Срок службы при температуре , отличной от базовой, согласно уравнению (5) определится выражением

,-5291506

два умножителя и аналого-цифровой

Т. Те 2 . (6) Величина, обратная сроку службы изоляции, определяется как скорость старения электрической изоляции

d, .(7)

Отсюда каждому значению (3) однозначно соответствует определенный срок службы (6) и скорость старения изоляции (7).

Формула изобретения

I.Устройство для прогнозирования ресурса электрической изоляции обмоток электрооборудования, содержащее измеритель превьшения температуры обмоток над температурой окружающей среды, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности прогнозирования ресурса обмоток электропреобразователь, к входу которого подключен выход измерителя прельше, ния температуры обмоток над температурой окружающей среды, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входами оперативно-запоминающего блока, первого сумматора, первым

10 входом первого умножителя и вторым входом индикатора, выход оперативно- запоминающего блока соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого через второй умножитель соединен

15 с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого умножителя, а выход второго сумматора соединен с входом блока сравнения.

20 2.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что измеритель превышения температуры обмоток над температурой окружающей среды содержит дифференциальный термоэлектричес25 кий преобразоват.ель, выход которого соединен с входом усилителя, выход

которого соединен с выходом измерите- оборудования, в него введены оператив- ля превьш1ения температуры обмоток над но-запоминающий блок, два сумматора, температурой окружающей среды.

4

Редактор Т.Парфенова

Заказ 7637/41

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ы5291506

два умножителя и аналого-цифровой

преобразователь, к входу которого подключен выход измерителя прельше, ния температуры обмоток над температурой окружающей среды, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входами оперативно-запоминающего блока, первого сумматора, первым

10 входом первого умножителя и вторым входом индикатора, выход оперативно- запоминающего блока соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого через второй умножитель соединен

5 с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого умножителя, а выход второго сумматора соединен с входом блока сравнения.

20 2.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что измеритель превышения температуры обмоток над температурой окружающей среды содержит дифференциальный термоэлектричес25 кий преобразоват.ель, выход которого соединен с входом усилителя, выход

Фыг.2

Составитель В.Степанкин

Техред Л.Сердюкбва Корректор М.Пожо

Тираж 714

Подписное