Устройство для прогнозирования температуры нагрева и измерения расхода ресурса изоляции обмоток электрооборудования в процессе эксплуатации

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)з G 01 R 31/00

ГОСУДАРСТВЕHHblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4709527/21 (22) 26.06.89 (46) 23.11.91. Бюл. hh 43 (71) Московский институт нефти и газа им. И;М.Губкина (72) Б.Г.Меньшов, М.С.Ершов, С,Г,Максютов и Б.И.Карпинец (53) 621.317.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1000937, кл. G 01 Я 31/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

% 1529150, кл. G 01 и 31/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ.,, SU 1693569 А1

ОБМОТОК ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В

ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ (57) 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, аналого цифровой преобразователь 3, оперативный запоминающий блок 4, сумматоры 5, 6, индикатор 11, программируемые преобразователи 7-9, блок 10 степенной функции, интегратор 12.

2 ил.

I/ ЗО}3р8 } ЕНИЕ, ) 1 НО(И f, !t К (},/.аг} 1О(! !";ъ

Злект}1ообОрудОВания, точн86::: кочтоо(}}о температурного режима и }BI: g(f(,.:"=1 изоля(1 ..14 обмоток силовых трансф:-. ) "tBTGpом N зг}ектрич8ских двиГателей.

Цель изобретениЯ (}оиы})}ен}48 1)нФОр матиэности и достове()чос1"и кгнтроля ресуpcа изоляции Ih )fсyаl.: "БЙBLQBГО(:.я превышениЯ температур}:i Об}4ciTQK.

На фиг 1 прЕДСур лв "1 С Труктурн" ) схема уст(юйства; на фиГ, .".. — Граф)41(динамикии темп(1 ратуриого и Оц8сс}-" н в Грева и

ТЕПЛОВого („73РЕНИЯ И;::,О!If}If,!!4 Q, 1:Аqq7!>K BPri,;:ТрооборуДО83HNII.

VcTpGAcTBG содер) ит 14 ) 1 p!»7<л}ь 1 преВы)})ения темпера гур}! 6}1)14ОГО!! )}ад 7f.- мпвРа } Я)ой GKP!f! BIQLL)6N cP6!Ib кQ GPG-"-! мо;м,",6-г быть реализованс} на Диф}1)еренциальном термозлектрическом пр()обр;}зователс; и усилителе 2, BHBlto! o-ц} !Фравой преобразователь (АЦ! "1) 3, Оперативный зв IQ14MHB}G(Ций блОк (ОЗЬ) 4, ДВВ су}4)487Ща 5 и 6, три

f1РОГPBt4t4NPfi%f4btõ Г1РеооРВЗОвателЯ !, 8, 9, блок 1О ствпенной Фун к}};M (Бсс}), ин ВиквТОр,1 и MHT8ilpBTOp 12, Быход!4змерителя i превц}(!ения }емfI6PB7gPbl О}омоток над 76)411!BÐñ)1) iPDI4 Qi„";".))

)K3fG Ö6Ä СРЕДЫ СОЕДИНЕ}-; ЧВР63:, г;

ВхОДОм ОЗБ 4, пеРвым вхОДОм cf,,"t41437QPB 5, ПЕРВЫМ ВХОДОМ СУММВЛ}О, 33 6, ВХ(}ДО)4 Г}!В»Грвм)4И}руемого преобразGB..-:;-6}:., "4, 3 твк)};6 первым Входом йндика Ора 1 I . .Зь}ход с /)4" ма! GP3 5 чеP83 ПРОГРаммиРУеыь .?:" ОР6(5, лзо,атель f подкл}очен к входу сумма1ора i, ()Ы)(ОД ПРСЛЕДН8}О ("Ое(1}ЛН)ен }- Тч». -)М ЯХ ",.

Дом индикатора 1 1 Вых .)Д програм)}1(4р 6"

МОГО пр80бразов378!)A Ь (оед)4нс"г! с BxG!I)f .)si; блoKB 1Î cтеп8ннОЙ (вун!(Ц114!4, Рыков ЬС! » чеоез и рОГраммируемы и пр}вобразс}ватель ссединен с Входо!4 интеГpBTGp3 },у, 8 lхед

KOTGPQt"O СОЕДИнен C TP67b!ff .N ИХРД(}Ь! ИНДИ"

KB7QP3 Д, Работа $>cTp!"Йствв Основ},}на на то 4

ЧТО Н3ГруЗОЧная СПОСОбНССТЬ ЗЛВ (ТрИЧ8СК}ЛХ

Ма(ЫИН ОГРЭНИЧЕНа ДОГIVCTI4tfftOfi 76МГ}6Ра(! Урой электрl4ческОЙ изй1ЯЦии обмоток 1! 1.

KBK ВиДно из ГРафикв (fj)I4Г. ",, Г P»AL!(9cf Iifi"

Грева является инерщу 1(ным да)ке п и

LN!ГновеннОМ увеличении нагр„yÇK}4 и c()GTBBT" ственно скачкООбразном увелy!чен} поте ";.ь мощности AP (криваЯ I, фиг. 2)„3 злектриче! Кой ма(!)яны 78}}4пе }в 1%»рз c6 (и }в) ) О} стигает установив()}егс}с! I l)HBö8HMB „; !16 срс!Зу, а за какое-!О Ваемя, Г,ри атом проЦесс изменениЯ температуры обмоток 1:.о

Врем8ни подчиняет} я зкс}1оненциа}Явному зако}(у },кривав 2 н, фиГ, 28, (}1У} ())}: -"l — Ú) ))

} } =- "() 1

/;Г

Величина, Обоатная ляции, Опр8дсляется как электрическОЙ изОляции

Рат)/ )8 сроку (лухбы изоcKGpGc7b старения пои данчой темпе< =Ту —,".у — ) }! ) е 7„(1)

ЛР (} с т = — -- =-7;+т„. -,, 2) ., (} н

Где 7 ПО8ВЫШВНИ6 78 tf }6PBT)/Ры м";}Шины я,з над температурой окружеtGIL!6A среды Ос, -» =- 643 — 0;-, K; (3)

Гу, off стансвившеес. : и начально8 npeBbfBII6HN8 темг}6}эатурь!

1О ЛР— мо(ЦНОсть потеРь, Вт, А — KO3(})(I)M(L 18НТ теплоотда }f4, BT/C;

c/А -- ппсторннаЯ Р )6ме!ли H )f p883

МР(ВИНЫ, С; с теплоеf!4KGOTL, к)а}винь}, HT с/К, Из правой части соотно}}) 8ыиЯ (2) следу67, что Установившееся значение Ту, котоРОГо ДостиГает тем Г}6Р37 )}Ра Q5titGTOK 11PI4 данноЙ нагрузке маш!4ны, однозначно свя33НО 78КУЩИ},),ЗНВЧЕНИВМ -,6МПЕРВТУРЫ N скopocTBIG 68 изменения ь _#_IIGGGI4 момент врем8ни. P63)fi433L(ия "-ТОЙ завь".симости

tfP6 3f B6tiiII }м У(;ТРОЙством позволи г Опе рат}4вно на раннеЙ стадии Опасного про цесса с ма .:симвльно Возможной заблаговременьссть}О предсказать крити !ВСкий 7614 18РатУ РчыЙ Ре)ким (7 y > "!.

ИнфОРма }и 1 G значРнии i y Г! "зволЯет В процессе =..cf:луатации управлять режимом

p35o7û Злектрической мамины с уч8том до",f53 Г}усти)4ых Г)ереГоузок по услсви}О расхода рссурса изо: лции, 1".О зтому услОВИ!О Н3

ИЗСЛЯЦИ!О Н6ДОИСПОГ}ЬЗОВВННУ}О В П6РИОД

Работы 3}16} .Трической IBLLI!414bf с 7614f! I)PB+ рОЙ обм(л -".ê -}i4)K6 Допусти}4О!; нормал!4, мо;,- Гут допус,(ать с(! A6p8грузки э доуГие периоды прн Об Цем соковH!BHMN требуемого срока сл)})кбы изолЯЦи}4 ДВигателЯ, (роки службы изот}яции (! 1, I 2) при р33личных Тем I6PBTJPBх (т), Г2) f.8838Hbf Уоав, 1}; lением:

Г

" ) (" f, 1. == 2 -Ъ" Ц)

1 2 (i!

Где Й7 г)св}=}}})ение температуры, вызыва)О(Ц66,GKpBLL!8чие срска службы изолЯЦии (lpM! 78Г)ловом СТареНИИ В ДВB р338, ДОП „С7!4МОЙ ТЗМП8РВТУРВ ь COOT}387CT

ВУВ-. Ьазовь}Й PQK c!Iy((6b! ИзолЯЦИИ G6b40=

TQl. Тб.",.,О!)1(сл У)}(бы г!Ои температуре т!

Отлич fGM О i: ()аз»овой Согласно УР3 HBHN!G (4)

Ог!Ределв}6 } ;", Rb! f}ВХ:ен}4ЕМ

1693569 (6) dj =

t j T

7) — гд /д у 1

= =1тб2 =В 2

Tj д

1 где P = 2 — постоянный коэф1б фициент, Зависимость скорости старения от температуры d(t) и ее дискретный аналог

dj(tj) представлены кривыми 3 и 4 на фиг, 2а.

За время работы Atj при скорости старения б расходуется часть ресурса изоляции, величина расхода ресурса определяется произведением djAtj, Тогда общий расход ресурса изоляции обмотки электрической машины эа время эксплуатации Лт составит 0 = dj Л tj. Для постоянного .Й =At и на основании (6) справедливо выражение

r т

D = j3 At 2 (7)

Величина 0 представляет собой площадь под кривой 4 на фиг. 2а и характеризует относительный расход ресурса. Для электрической машины в начале эксплуатации D = О, в случае исчерпания теплового ресурса изоляции D = 1.

Электрический сигнал, соответствующий превышению темпера-.уры обмоток над температурой окружающей среды т (далее температуре т) От измерителя 1 через усилитель 2 подается на АЦП 3, где квантируется по времени с постоянным интервалом

At, преобразуется в цифровую форму и†далее отражается на индикаторе 9 и запоминается в ОЗБ 4, сумматор 5 суммирует сигнал соответствующий rj выраженному в цифровой форме с сигналом т; 1, соответствующим 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 T !At, вводимой программным путем и зависящей от типа диагностируемой электрической машины, сумматор 6 суммирует сигнал, поступающий с первого программируемого преобразователя с сигналом, соответствующим величине ц, выраженным в цифровой форме, полученный в результате сигнал, соответствующий ту (2), фиксируется на индикаторе 8.

Одновременно с этим оцифрованный электрический сигнал, соответствующий

nv

55 температуре г, От АЦП 3 постуает на второй программируемый преобразователь, где величина его преобразуется путем умножения на величину обратную As, вводимую программным путем и зависящую от типа диагностируемой машины, далее сигнал поступает на блок 10 степенной функции, сигнал соответствующий функг /Лт ции 2 ° с выхода блока 10 поступает через программируемый 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 усилитегя, аналого-цифровой преобразователь, оперэтивнь.й запоминающий блок, два сумматора. пр ".ем первый вход первого сумматора соединен с выходом Оперативного запоминающего блока, и индикатор, о тл и ч а ю щ е е - ".. тем, что, с целью повышения информативнос;-и 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. 1

CtKl &Витель В. Стапзнкин

Редактор М, Бданар ТекредМ. 4оргентал Корректор Л Бескид

Заказ 4977 1 ира® Подписное

ВИНИЛИ Государственного коиитата ло изобретенная и открытиям при ГКНТ СССР

113636, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/о

Лроизаодстаенна-издатель .;кий кои ", инат "Г1атент", г. Ужгород, уп,Гагарина, 161