Устройство для прогнозирования температуры нагрева и измерения расхода ресурса изоляции обмоток электрооборудования в процессе эксплуатации Советский патент 1991 года по МПК G01R31/00 G01R31/06 

(л С

Ч02П

Изобретение относится к контролю ресурса электрических машин и позволяет повысить информативность контроля ресурса и установившегося значения превышения температуры обмоток. Устройство содержит измеритель 1 превышения температуры обмоток над температурой окружающей среды с усилителем 2 акэлого-цифровой преобразователь 3, оперативный запоминающий блок 4, сумматоры Б, 6. индикатор 11, программируемые преобразователи 7-9, блок 10 степенной функции, интегратор 12. 2 ил.

Фиг./

О

00

ел

Os

ю

зоЬретении тгнсч ./игч к с а, ост; ч. элег рооборудования, точнее мзчтоолю температурного режизд, и тсур 1мзоля1« «и обмоток силовых трапе-ton /tr.ro JOM У пе греческих /шигагепэи.

Цель изобретения - повышгччме информативности и дос север oai и OrTpjrn р«- сурса изоляции и уогз1 о- вшегс с я превышения темпорат рм оЬм. чок

На фиг 1 представлен.- структурная схема устройства; на ф /tr / - график динамики температурного изтргва и теплового старения s „,- , о i «пок зло - 1рооборудования.

Устройство содержит измерь гель 1 превышение температурь о(5мого. п-ад srvsnc paiypou окружающей с| едь, которое woxtrr быть реализовано на дифференциальном термоэлектрическом преобразователе и усилителе 2, анзлого-цифрс ио& г реоЬоазо- вагзль (АЦП) 3, опера ивныи аоаднсЮ- щий блок {ОЗБ) 4, два сумматор 5 w б, три программируемых преоб эазовжечя 7, 8, 9, блок 10 степенной фуыщ,1к(БСо}, мнпш-ч- тор 11 и интегратор 12

Выход измерителя 1 превынчгнич ем- перачуры ибмоток иа т-емпира у он окружающей среды сог дингл, , z лпхзль с входом АЦП 3, йыход i- зторог, О ад4.нен с входом ОЗБ 4, первым BXJAJM i t saropa д, первым входом с мматоэа о, з о ом npj грпммируеь-юго преобочзсрте/, зтаюЕ ПерВЫМ ВХОДОВ ИНДИКТ OW s 1 Зъ Хи

кагора 5 чеэез прггоа мл SMI/ ) - соьатель 7 подключен . входу у отора j Выход последнего сое еч ( г ор вм дом индикатора 11 В. -од прп рэмуячр : мого Г оео6|5азойачеля S соециььч : чходо - б/soifd 10 с епеннс Фуч сц / Рььш чеоез профаммир гемый прсоб.Оээтзяь I соединен с еходон интегратора «Я. коюпого сседмнек f peiu. . a v /ндп ка гора 3.

Работа устройства ОЫиЬг- не т что нагрузочная способность эл°,(гри ес« 1 )( машин ограничена допустимой гемчерао рой э;к кгрическо1. wsci ootuo oK i Как еидно чз графика ( ,}, (jouw, . греаа является инбрци:,1«1-«пм npt- мгноу лном| увелименим г-агр зк(/ ги,огве г ственно скачкообразном уй(- ,м счч чете р ь мощности Л Р {кривея I, фб. г 2) t здект(ад ческой машины темперег/р.э ее обмоюк ,-vi стмгсвт ус ановиешеюсп значкилч г ье срсоу, а за какое-то воемя -,0 про цесс изменения темпеоат ры гбмоюк ге времени подчиняется . sns-HDt. v закону (кривая 2 н фиг 2у яи о)

Г - Ту v у (Гн j с

г .

тм

0)

,2).

р н d i гдг г - поег-,ышение те мерагуры МИШИНУ ft,3 над температурой окоужгющей среды вс Т- , К,(3)

ty TH установившее , и начальное превышение температурь, 3ДР - мои ность потерь 8 г,

А - коэффициент теплоотд&чи, Вт/с, Т с// постоянная времени нагрева

МИШИНЫ С,

с-теплг|эм«.огль маиинь 8т с/К

5 Из правей части соотношения (2) следует, что уста 1ививыееся значение т/, хо гора- го достигает емпература при данной нагруэче машины, однозначно связано с текум 1 значением температуры и

0 скоростью ее «вменения в любой момент времена Реализация зтой сав сичости предлагаемым устройством позвонит оперативно ч,э ранней стадии опасного процесса с м симгльна гозио/кной

5 ьаблагоерер рнггстью предсказать йский гем есатурний оежим (ry tj

Инфорр дмт о значении fy позвопяет в процессе с ъ) ,угтации- управлять режимом эле 1ри1 €сх.ой машинь. с учетом доj .устимых ье - гзузои; по условию расхода еесурса .иии Гг этому условию на лзоляци о недоиспользованную з период оаботы 3) «зашины с счперзт(- оои o6ivor/ i ,i, qcm С, нормалм мо ут допус -т оч ne&etpysKii з другие чьриоды при :оаненглм требуемого c/s пгЪы изгляцш цвигртеля

Сроки изоляции 01, Tz) np«fl раз- .ных (ri, сг свпзаны уоав- ) р 1иея/1:

2 Лг .(/3)

т (

ггс прчперагурь,, в зыва- кяцее сскрпи-ен ie срск службы изоляции г.озя тепловоз сгарзкип в два оаза

Доп;стчмой гемпгпгтуре Гд соответствую 5ззоьь й срок с« бы изоляции обмо- TOi: Гз .р с/ . при тампературе т , азОйОйсогл&сноурарнению(4) .i fci b.s-iRj ef мем

-1 б 2

(Д /Т

f2

Г5)

Величина, обаагная сроку службы изо- ARH.vtvi определяется как скорость старения электоичессой изоляции пои дайной т«мпе-

1тб2

di()

Ar л.2

г/Лг

(6)

1

где

- постоянный коэффициент.

Зависимость скорости старения от температуры с(т) и ее дискретный аналог di( ri) представлены кривыми 3 и А на фиг. 2а.

За время работы Ati при скорости старения di расходуется часть ресурса изоляции, величина расхода ресурса определяется произведением diAti. Тогда общий расход ресурса изоляции обмотки электрической машины за время эксплуатации Ati составит D di A ti. Для постоянного Ati At и на основании (6) справедливо выражение

П/Аг

D p- At 2(7)

Величина D представляет собой площадь под кривой А на фиг. 2а и характеризует относительный расход ресурса. Для электрической машины а начале эксплуатации D 0, в случае исчерпания теплового ресурса изоляции .

Электрический сигнал, соответствующий превышению температуры обмоток над температурой окружающей среды г (далее температуре т) от измерителя 1 через усилитель 2 подается на АЦП 3, где квактиру- ется по времени с постоянным интервалом At, преобразуется в цифровую форму т - далее отражается на индикаторе 9 и запоминается в ОЗБ 4, сумматор 5 суммирует сигнал соответствующий Г| выраженному в цифровой форме с сигналом гн, соответ- . ствующим выраженной в цифровой форме температуре в предыдущий момент времени, первый программируемый преобразователь 7 преобразует сигнал, поступающий с сумматора 5 в сигнал, величина которого изменяется в соответствии со значением TH/At, вводимой программным путем и зависящей от типа диагностируемой электрической машины, сумматор 6 суммирует сигнал, поступающий с первого программируемого преобразователя с сигналом, соответствующим величине Ti, выраженным в цифровой форме, полученный в результате сигнал, соответствующий Ту (2), фиксируется на индикаторе 8.

Одновременно с этим оцифрованный электрический сигнал, соответствующий

температуре г. от АЦП 3 поступает на второй программируемый преобразователь, где величина его преобразуется путем умножения на величину обратную Дг, вводимую программным путем и зависящую

от типа диагностируемой машины, далее

сигнал поступает на блок 10 степенной

функции, сигнал соответствующий функП/Аг

ции 21 с выхода блока 10 поступаетчерезпрограммируемый

преобразователь 8. на интегратор 12, с выхода которого цифровой сигнал, соответствующий реализованному алгоритму

7, поступает на индикатор 11.

Формула изобретения

Устройство для прогнозирования температуры нагрева и измерения расхода ресурса изоляции обмоток электрооборудования в процессе эксплуатации, содержащее измеритель превышения температуры

обмоток над температурой окружающей среды, выход которого соединен с входом усилителя, аналого-цифровой преобразователь, оперативным запоминающий блок, два сумматора, причем первый вход первого

сумматора соединен с выходом оперативного запоминающего блока, и индикатор, о т- личающеесп тем, что, с целью повышения информативности и достоверности прогнозирования нагрева и измерения расхода

ресурса изоляции обмоток, в него введены три программируемых преобразователя, блок степенной функции и интегратор, причем вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом усилителя, выход

аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом индикатора, входом оперативного запоминающего блока, вторым входом первого и первым входом второго сумматоров, выход первого сумматора

соединен с входом первого программируемого преобразователя, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом индикатора, вход второго программируемого преобразователя соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход второго программируемого преобразователя подключен к входу блока степенной функции, выход которого соединен с входом

третьего программируемого преобразователя, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого подключен к третьему входу индикатора.

Vus.S