УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СИЛОВЫХ высоковольтных ТРАНСФОРМАТОРОВ Советский патент 1967 года по МПК G01K7/16 G01D5/00 

Изобретение относится к устройствам для измерения местных температур на обмотках высоковольтных трансформаторах.

Известные устройства для дистанционного контроля температуры посредством датчиков тнпа термометров сопротивления, содержат управляемый по частоте термосопротивлением релаксационный генератор - амплитудный модулятор, релаксационный генератор несущей частоты и блок высокочастотного электропитания.

Однако подобные устройства из-за наличия канала связи, осуществляемого посредством светового луча и светопровода и размещенного в баке трансформатора, сложны по конструкции.

В описываемом устройстве с целью его упрощения и повышения наделсности генератор несущей частоты содержит в качестве постоянной емкости керамический излучатель ультразвука, что позволяет осуществить ультразвуковой канал связи, и для восприятия ультразвука применен керамический приемник.

На чертеже изображено описываемое устройство.

Наличие высоких электропотенциалов и расположение самой конструкции в баке с охлаждающим агентом не позволяют производить непрерывный контроль температуры простыми известными средствами.

Предложенное устройство дает возможность непрерывного контроля температуры в точках по всей высоте обмотки трансс|)орматора с ультразвуковым капалом связи в среде жидкого охлаждающего агента.

В предложенном устройстве измеряемая температура преобразуется в прямой пропорции в частоту импульсов тока модулирующего релаксационного генератора на четырехслойном переключающем диоде 1 (см. чертеж), который управляется по частоте, полупроводниковым термочувствительным сопротивлением 2 и параллельно которому подсоединен конденсатор постоянной емкости 3.

Схема релаксационного генератора, содержащего нараллельную RC-цепочку в последовательном соединении с переключающим диодом, обладает большой гибкостью в отношении управляемости по частоте сопротивлением.

Параллельно, в отношении питания, модулирующему генератору на элементах 1, 2 к 3 подсоединен релаксационный генератор фиксированной несущей частоты, содержащий переключающий диод 4, постоянное сопротивление 5 и постоянную пьезокерамическую емкость 6

из титаната - цирконата свинца, конструктивно оформленную в виде излучателя ультразвука, и сопротивление 7.

Напряжение на релаксационные генераторы несущей и модулирующей частоты осуществляется от стабилизированного при помощи миниатюрного стабилитрона 8 выпрямителя с умножением напряжения, содержащего кремниевые диоды 9, 10 и накопительные емкости //, 12. Устройство стабилизации исключает зави симость частоты релаксационных генераторов от изменения питающего напряжения.

Питание электросхемы выпрямления с умножением напряжения на диодах 5, 10 и емкостях //, 12 переменным током можно осуществить по двум вариантам.

Во-первых, от вспомогательного электроннолампового высокочастотного генератора питания 13 через высокочастотный воздущный трансформатор. Первый, резонансно настроенный, контур 14 этого трансформатора расположен на поверхности обмотки 15 силового трансформатора 16 и подсоединяется к клеммам 17, 18. Второй контур 19 расположен по отнощению к первому коаксиально на расстояНИИ, обеспечивающем необходимую диэлектрическую прочность, и находится с ним в индуктивной связи. Причем, один полюс контура 19 можно соединить с корпусом глухозаземленного бака трансформатора.

Во-вторых, от вспомогательной обмотки 20, подсоединенной к клеммам /7, 18, состоящей из нескольких витков и намотанной поверх обмотки 15 силового трансформатора 16. При этом необходимую величину выпрямленного напряжения можно получить от 3-5 витков вспомогательной обмотки 20, поскольку э.д.с. одного витка у мощных трансформаторов достигает 25-50 в.

При работе релаксационного генератора, снабженного пьезокерамической емкостью 6 в виде излучателя, будет иметь место направленное ультразвуковое излучение на несущей частоте. Если выбрать несущую частоту ультразвукового излучения в диапазоне 40-80 кгц, а максимальную модулирующую - порядка 10-15 кгц, 1Q постоянная времени элементов 2 VI 3 будет во много раз больше постоянной времени элементов 5 т 6, т. е. Г2,,б . Это соотношение может быть выполнено, если постоянную емкость 3 выбирать во много раз больше емкости излучателя 6. Во включенном

состоянии диода 1 большей емкости 5 будет соответствовать большой электроток заряда по сравнению с током заряда емкости излучателя 6. Это вызовет падение напряжения от тока заряда емкости 3 на сопротивлении 7 в цепи питания и снижение амплитуды колебаний в цепочке из излучателя 6 и сопротивления 5.

Таким образом возникнет ультразвуковое излучение на несущей частоте, амплитуда колебаний которого промодулирована частотой, прямо пропорциональной измеряемой температуре.

Это позволяет при помощи керамического приемника ультразвука 2, 1, установленного на стенке бака трансформатора, осуществить ультразвуковой канал связи в среде жидкого агента охладителя.

Ультразвуковой керамический приемник 21 подсоединяется к широкополосному усилителю 22, усиленный сигнал несущей частоты далее детектируется диодным детектором 23. Детектированный сигнал усиливается усилителем низкой частоты 24. Усилеиный сигнал подается на мультивибратор 25, который им синхронизируется. Сигнал с мультивибратора дифференцируется и полученные отрицательные импульсы запускают спусковую схему 26. Полученный прямоугольный сигнал усиливается каскадом 27 и подается на диодный интегратор 28, на выходе которого подсоединен прибор, отградуированный в градусах Цельсия.

Предмет изобретения

. Устройство для контроля температуры силовых высоковольтных трансформаторов, содержащее модулирующий генератор, управляемый по частоте термосопротивлением, релаксационный генератор несущей частоты на переключающем диоде с RC-цепочкой, блок высокочастотного питания и приемный блок с усилителем, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, последователы-ю переключающему диоду и параллельно резистору включен пьезокерамический конденсатор, конструктивно выполненный в виде излучателя ультразвука и установленый на поверхности обмотки силового трансформатора, а на входе усилителя подсоединен керамический прнемник ультразвука, установленный на стенке бака трансформатора.

rV