Устройство для определени нагрева электрической машины Советский патент 1975 года по МПК G01K7/02 

1

Изобретение относится к электромашИНостроения и -касается определения напрева электрических машин, Обмотки которых уложены в пазы магнитопровода.

Известны устройства с датчиками температуры, прилегающими к наружной поверхности изоляции слоев обмот(ки, установлен-ными в многослойной обмотке между -ее слоями, а в однослойной - 1ПОД пазовым клиеом.

Недостатком таких устройств заключается в большой погрешности измерения температуры меди обмотки, возникаюш,ей за счет того, что датчики температуры отделены от поверхности меди, находящейся под высоким натряжением, толстым слоем электрической изоляции, на котором происходит существенное (до 20-30°С) паденпе температуры при прохождении теплового потока от меди к магиитопроводу.

Для повышения точности измерения температуры меди обмотки электрической машины устройство дополнительно содержит датчики температуры, расположенные вблизи боковых поверхностей паза магнитопровода, нагрев которых является основным источником погрешности измерения, а для упрощения процесса определения температуры меди обмотки дополнительные датчики тем.пературы расположены симметрично относительно датчика, прилегающего к наружной поверхности

изоляции обмотки, и имеют с ним одинаковые координаты по высоте паза и по длине машины. Учет влияния температуры охлаждающего-газа, омывающего пазовый клин, на

результаты измерения температуры однослойной обмотки достигается установкой в пазовый клин, вблизи его наружной поверхности, дополнительного датчика температуры, а для исключения влияния расположения датчиков

температуры относительно пакетов магнитопровода с радиальной системой вентиляции на результат измерений чувствительные элементы датчиков имеют размеры в направлении длины мащины, кратные расстоянию

между плоскостями симметрии соседних пакетов магнитапровода, причем для повышения эксплуатационной надежности устройства, в особенности его устойчивости к действию больших механических нагрузок, датчики вместе с термопроводкой к ним на всем протяжении до выхода из паза помещены в общий неразъемный изоляционный корпус.

На фиг. 1 изображен схематически паз электрической мащивы с описываемым устройством, установленным в двухслойной обмотке, в разрезе; на фиг. 2 - то же, в однослойной обмотке.

Между нижним 1 и верхним 2 слоями обмотки, в центре общего изоляционного корпуса 3, установлен датчик температуры 4.

прилегающий к наружным поверхностям изоляции слоев, а си.мметрИЧНО относительно него, вблизи стенок магнитапровода 5 расположены дополнительно два датчика температуры 6.

В однослойной об1мотке (фиг. 2) кроме аналогичных датчиков 4 и 6, расположенных между обмоткой 7 и пазовым клином 8, в последний вмонтирован дополнительный датчик 9 для учета влияния температуры охлаждающего газа, омывающего пазовый клин.

Результаты совместных измерений температуры по ансамблю датчимо-в в каждой зоне контроля представляют достаточный объем информации для определения действнтельной температуры меди обмотки. Взаимосвязь этих результатов с искомой температурой меди получает наиболее простой вид етри соблюдении требований к взаимному расположению датчиков (симметрия датчиков 6 относительно датчика 4, одинаковые координаты всех по высоте паза и по длине машины, кратность длин чувствительных элем-ентов длине пакетного деления малинтопровода).

- В() для устройства по фит. 1;

- B()-С7о для устройства но фиг. 2, где Т - искомая температура меди обмотки;

TI - температура по датчику 4;

Т и TZ - температура по каждому из датчиков 6;

TO - температура по датчику 9;

А, В и С - константы, величина которых определяется «конструкцией пазовой части электрической машины, включая и конструктивные особенности примененных датчиков температуры.

Так, например, для пред,лагаемого устройства, заложенного между слоями обмотки статора турбогенератора мощностью 200 Мвт, Э1ксперим«нтальным путем определены следующие значения констант:

Л .1,61В 0,31

Процесс определения температуры меди обмотки по приведенным выше формулам легко поддается автоматизации известными средствами как аналоговой измерительной, так и дискретной вычислительной тех1ннки.

Использование предлагаемого устройства позволяет на порядок снизить погрешность измерения температуры меди обмотки в условиях экаплуаташии. Там, где применяемые в настоящее время устройства имеют погрешность 20-30°С, погрешность предлагаемого устройства не превысит 3°С. Поэтому применение предлагаемого устройства в электрических машинах, у которых зона максимального нагрева обмотки локализуется в пазовой части, позволяет получить достоверную информацию о нагреве обмоток в процессе работы машины.

Предмет изобретения

1.Устройство для определения нагрева электрической 1маши1ны, содержащее датчики температуры, прилегающие к наружной поверхности изоляции обмотки в ее пазовой части, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры меди обмотки, устройство дополнительно содержит датч1ики температуры, расположенные вблизи боковых по верхностей магнитопровода, образующих паз.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса определения температуры меди обмотки, дополнительные датчики температуры расположены симметрично относительно датчика, прилегающего к поверхности изоляции обмотки н имеют с НЕМ одинаковые координаты по высоте паза и по длине машины.

3.Устройство по пп. 1-2, отличающееся тем, что, с целью учета влияния температуры охлаждаюшего газа, омывающего пазовый клин, на результаты измерения температуры однослойной обмотки, В пазовый клин, вблизи его наружной поверхности, установлен донолнительный датчик температуры.

4.Устройство по ran. 1-3, отличающеес я тем, ЧТО, с целью исключения влияния расположения датчиков относительно пакетов магнитопровода с радиальной системой вентиляции на результаты измерений, чувствительные элементы датчиков имеют размеры в направлении длины машины, кратные расстоянию между ПЛОСКОСТЯМИ симметрии соседних пакетов магнитопровода.

5.Устройство но пп. 1-4, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, датчики вместе с терМопроводкой к ним на всем протяжении до выхода из паза помещены в общий неразъемный изоляционный корпус.