Устройство для измерения температуры обмотки электрической машины Советский патент 1982 года по МПК G01K13/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры обмоток электрических маьчин в процессе эксплуатации.

Известно устройство для измерения температури обмоток электрических машин, содержащее соединенные после-довательно регулируемый и нерегулируемый резисторы, подключённые параллельно к соединенным последовательно контролируемой обмотке и шунту таким образом, что они образуют мост 1 .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная наличием электромеханической передачи.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство для измерения температуры обмотки электрической машины содержит основной измерительный пост, состоящий из контролируемой обмотки, соединенной смежно с обмоткой первого регулируемого резистора, подключенной к нерегулируемым резисторам моста, в диагональ которого включен нульорган с нагревателем, на котором размещены обмотки регулируемых резисторов , второй из которых включен в

плечо дополнительного моста, содержащего резистор и измерительный прибор 2j.

Недостатком этого устройства является слабая защищенность измерительного прибора от попадания потенциала контролируе.мой обмотки.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной безопасности устрой10ства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен трансформатор, первичная обмотка которого, образующая смежные плечи дополнительного моста, соединена с вторым регулируемым резистором и с конденсатором, подключенным параллельно резистору в плече, смежном плечу с регулируемым резистором, причем в диаго20наль моста включен источник переменного напряжения, к вторичной обмотке трансформатора подключен измерительный прибор, а обмотки регулируемых резисторов размещены на нагревателе бифилярно.

На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 - схема нагревателя с регулируемыми резисторами.

Устройство для измерения температуры обмотки электрической мшчины содержит измерительный мост 1, состоящий из контролируемой обмотки 2 резисторов 3 и 4, нуль-органа 5, на гревателя 6, обмотки 7 первого регулируемого резистора, намотанной на нагревателе бифилярно с обмоткой 8 второго регулируемого резистора, входя11его в состав дополнительного измерительного моста, содержащего резистор 9 с подключенным к нему па раллельно конденсатором 10 и трансформатор 11, первичная обмотка 12 которого образует смежные плечи мос та, питающегося от источника 13 пер менного напряжения, а к вторичной обмотке 14 подключен измерительный прибор 15. Устройство для измерения темпера туры обмотки электрической маьлины работает следующим образом. Сопротивление обмотки 7 подбирают таким, чтобы при равенстве темпе ратур :обмоток 2 и 7 , выполнялось условие баланса моста 1 Ri Rj 4 где Rj - сопротивление обмотки 2; R, - сопротивление обмотки 7; R. - сопротивление резистора 3 R4 - сопротивление резистора 4 При прохождении через обмотку 2 и резистор 3 рабочего тока происходит увеличение температурла и сопротивления первой и устанаилива ется следующее соотно1чение между сопроти лениями плеч моста 1 . Ег , Ri IJ- 7 TJ К Напряжение, возникшее в измерительной диагонали разбалансированно го моста 1, переводит нуль-орган 5 в состояние, при котором через нагр ватель б идет ток. Температура и со противление обмотки 7 повы11аются, и через некоторое время восстанавли вается состояние бгшанса моста 1, напряжение в его измерительной диагонали становится равным нулю, нул орган 5 отключает питание от нагревателя б, нагрев и увеличение сопро (тивления обмотки 7 прекращаются. Если в случае уменьшения тока или охлажд ния обмотки 2 сопротивление последней начинает уменьшаться и устанавЛ1 ается соотношение междУ сопротив лениями плеч моста 1 1Ч (температура обмотки 7 слишком велика) , то, поскольку нуль-орган.5 при этом пребывает в таком состоянии, что ток через нагреватель б не идет, и поскольку тепловая инерционное регулируемого элемента меньше, чем тепловая инерционность контролируемой обмотки, обмотка 7 остывает быстрее, чем обмотка 2, и вновь восстанавливается баланс моста 1. Таким образом, в процессе работы устройства температура обмотки 7 поддерживается равной температуре обмотки 2. Поскольку обмотки 7 и 8 размещены на нагревателе б так, что обеспечивается хороцгай тепловой контакт этих обмоток между собой и с нагревателем б, температура обмо1а и 8 равна температуре обмотки 7, а значит и температуре обмотки 2. Переменное напряжение, поступающее от источни1ка 13 в обмотку 12 трансформатора . 11/ вызывает в магнитопроводе последнего два направленных встречно магнитных потока за счет токов, проходящих через обмотку 8 и резистор 9. При равенстве активных сопротивлеНИИ обмотки 8 и резистора 9 и равенстве паразитной емкости обмотки 8 и емкости конденсатора 10 магнитные потоки в сердечнике трансформатора 11 взаимно уравновеишваются и напряжение на обмотке 14, измеряемое прибором 15, равно нулю. При изменении сопротивления обмотки 8 равновесие потоков нарушается и на обмотке 14 появляется напряжение, величина которого тем больше, чем больше разница между сопротивлениями обмотки 8 и резистора 9. Сопротивление резистора 9 выбирают таким, что цулевое напряжение на обмотке 14 устанавлива ся при величине сопротивления обмотки 8 меньшей, чем наименьшее возможное ее сопротивление при работе устройства. Это исключает для трансформатора 11 переход через нуль амплитуды напряжения.на обмотке 14 во всем рабочем диапазоне изменения температуры (сопротивления) обмотки 8 и обеспечивает однозначное соответствие между температурой обмотки 8 (а также обмоток 7 и 2) и показаниями прибора 15, проградуированного в градусах и показывающего температуру контролируемой обмотки 2. В случае пробоя изоляции между обмотками 7 и 8 прибор 15 остается отделенным от обмотки 2 высоковольтной изоляцией между обмотками 12 и 14 трансформатора 11. Бифилярная намотка обмоток 7 и 8 на нагревателе б не позволяет переменному току, проходяще по обмотке 8, индуктировать в обмотке 7 ток, дополнительно нагревающий ее и влияющий на работу моста 1. Формула изобретения Устройство для измерения температуры обмотки электрической маьчины, содержащее основной измерительный мост, состоящий из контролируемой

Обмотки, соединенной смежно с обмоткой первого регулируемого резистора, подключенной к нерегулируемым резисторам моста, в диагональ которого включен нуль-орган с нагревателем, на котором размещены обмотки регулируемых резисторов, второй из которых включен в плечо дополнительного моста, содержащего резистор и измерителный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной безопасности, в него введен трансформатор, первичная обмоткакоторого, образующая смежные плечи дополнительного моста, соединена с вторым регулируемым резистором и с конденсатором, подключенным параллельно резистору в плече, смежном плечу с регулируемым резистором причем в диагональ моста включен источник переменного напряжения, к вторичной обмотке трансформатора подключен измерительный прибор/ а обмотки регулируемых резисторов разметдены на нагревателе бифилярно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Электрические станции. Энергия, 1974, № 6, с. 78-80.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке W 2973824/18-10,

кл. G 01 К 13/08, 24.02.81 (прототип) .

фиг. 2