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

(я)5 О 01 й 31/О ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОП ГОСУДАРСТВЕН.ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский институт нефти и газа им. И;М.Губкина(56) Авторское свидетельство СССР ЬВ 1000937, кл. 6 01 й 31/ОО, 1983.Авторское свидетельство СССР В 1529150, кл, 6 01 й 31/ 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ(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 Э, опердтивный запоминающий блок 4, сумматоры 5, б, индикатор 11, программируемые преобразователи 7-9, блок 10 степенной Функции, интегратор 12.14 ЗСЬретеНИВ ОТНС(: ИТСЯ К ВиатнОСТИ,"1 зл 6("зосборудованиЯ, т)чн 86:( кснтролк) температурного оежима и ре;ур(а изсля(1 114 обмоток силовых трансф 1:"вторм и згек. трич 8 ских двиГателей.целз изобретениЯ - повышение информативности и дОстоверчосгп 4 кгнтроля ре- С 5 Р(а ИОЛЯЦИИ И У а(1)166(.Я превышения темп 3 ратурь Об 4 сОк.На фиг 1 предсурле1 С Груктурн,.1 схема устюйства; на фиг, 2 - Графи( Динамики температурног(5 проц 8 сса нагрева и ТВПЛОВОГО (ДаРЕНИЯ ИЗС 1 Н,45 С,"55 ТОК З 5; трсоборудсваниЯ.Устройство содержит из 5811 тель 1 п 8- вышения темГ 18 ратурь О4 сго Пад темпзратд)ой ОкружающеЙ срВДЬ ко(Орсе может быть реализовано на дифференциальном термозлектрическом преоб)рзователе и усилителе 2, анал(гго-цифровою греобоазсватель АЦ"1) 3, оперативный запоминаю 1 Ции блок ЯЗ) 4 Дв у 4%4 тс )а 5 и б ) и программи)уемых Г 1 ресбразОВателЯ 5, 8, 9, блок 1 О степенной функцАи (БС(;., инвиквтОр ",1 и интегратор 12,БЫХОД 4 ЗМЗРИТВЛЯ ПРВВЬЛВНИЯ 614- Гератуы ОбмотОк над темпе)атурой)1,"ружаюЦВЙ среДы со(Дине-; черз с;,154 Т л О с ВхОДОм АЦП 3, ВыхОД ксторсгс;,Седине с ВХ(ДОМБ 4 ПВРВЫМ )ДО 1 (лтСР ПЕРВЫМ ВХОДОМ СУММВТОРа 6, В;(ОДЗ 14 ГГ). грвммируемогс греобазов,:тел 9, а та1:6 ПВРВЫМ ВХОДОи ИНДИКВСРа1, ЗЬХ)Д С 14"-" ГСРа"18 ЭВЗ ПРО)1)ам(44 Р 5 ВИЫ" 1(56",3"5" зователь 7 (тодключен к входу суммаора ), Ы 1(ОД ПСГ 18 ДН 81 ОДом 14 ндкатора 11, Вьх.)д прГса 1 м(4 р 6" мОО пр 80 бразователЯ Ь (Сед 4 нсг с вх)дсь, блока 1(1 степеннОЙ ун(ц 414, Рьхов. ЬСО) чесез прОЦ 1 аммирчемый пр)сб)азовательссбйинен с ВХОДОМ интРГ)епО 1 "1 В 1 Х 1 и КОСРОГО СОВДИН 81" С ТР 8 ТЫЙГ 1 ВПд(5 ИНД"катора 3. Работа устроЙства сс 11 ОВ,на на то 4что нагрузо(наЯ способ 5 нсстзлагрцъс(имашин Ограничена допустимой темгера).;5.рой электр 14 ческОЙ изслщ(414 (; )мотокВК ВИДНО 113 ГрафиКВ (ф 41 Г. .",Г Ро(1,И,СГРева ЯВЛЯВТСЯ ИНЕР(УОНЫ 151 ДаКЕ П ИМГНСВ 8 ННОМ УВВЛИЧВНИИ ВГРУЗКИИ (,"Сответ"ственнс скачкоОбразнОм увеличений потеьмощности Ь Р (криваЯ 1, фиг. 2 а алекри.чекОЙ 14 а(14 ны те 4 пес 1 Г 11 з 8 О (;1)то.стиГ 88 Г установившегося значения 5" несрезу, а за какО 8"тО Воемя, Гри 81 Ом поо.цесс изменениЯ темпер(1 туры обмоток 1:.оВрем 8 ни ПОдчиняется зксл)ненциальЧОмузакОну кр(4 ВВЯ 2 н, фиГ, 2 В,:(ли б;Ъ=Тб 2й.Величина, Обсзтналляции, Опр 8 деляется какэлектрической изОляцииа 5 ре сроку службы изоскорость старения пои данчсй темпеГ =ту"ьу 1 Ъ )(5 Тй 1/5" 1-,Т(т = -= 7; + Тн; - ,2)( йГде- превышение те(игер.туры машинылЪз над температурой окружеощей среды (5 с,т = й,з - 0-, К; 3)) Из правой части соотношениЯ 2) слеДует, что установившееся значение гу, ксторсГс достиГает Т 814 пература Обмоток приданнОЙ нарузке машины, однозначно свяЯН)8 КУ(И 1 З 1 Чен 4 ТВМПВРВ ГУРЫ 1скоростью еь и 34 енения в л 1 ОООЙ моментВрем 8 ни. Реалзация зтсй зависимостипредлагаемым устроЙством псзв(ли ОГ 6 рат 4 ВНО, на рачнеЙ стадии Опасоп процесса с максимел ьно возможноЙ2.-, заблаговременностью предсказать крити 18 СКИИ Те 4;"ераТурЧЫИ)ежИМ (Гу"5,1 НфОРРаИЯ С ЗНВЧВНИИ "ьу ГОЗВОЯВТ Впроцессе зс:гуатации управлять режимомОабогы зл 8 ктрической машины с уч 8 тсм ДО,"( )УСТИ 4 ЫХ Г 8 РВГРУЗОК ПС 55 СЛСВИЮ РВСХОДаРССУРСа ИЗО (5 ИИ,",О ЗТОМУ УСЛОВИО Наизоляцию нед 5 у 1 спс 51 ьзсван"ус 3 периодработы з 18 тческоч(асин(1 с 164 п)рауПОЙ сбмс)1 1 Р:;х(8 цсп.сти 4 О; Ормал 14, мсУГ ДОПУС ( , 1 П 6(ГРУ К 1 В Д)У ИепвсиОДы Гр 1 сбвем ссхоанении требу 8 мОГОсрока службы изолЯци;4 ДвигателЯ,рОки стужбы изслЯЦии ( 1, 12) при разЛИЧНЫХ Т 814 ПВРатУРак 1 ТС-) СЬЯЗВНЫ Уоае, 5:16 нием:Г" 7 " 521)121")6 Й 7; - Г 1 свышение ге 4 Г 16 рзтуры Вызыва" ю(ц 88 сскращ 8 чие срска службы изолЯЦии при теГловом старении В два раза,ДопустимОЙ темпе)атуре -. соответстВет базовый срок с 5 ух(бы изОЯции Обмоток 1(1. , Оск СР)1(бы при т 8 мператре т Отличной О ,.азов)й согласно уравнению 4) СГРВДЕ.Я 6": , ВЬРВХ(6 Н(48 М(6) где Р = 2 - - постоянный коэф 1 бфициент,Зависимость скорости старения от температуры б(г) и ее дискретный аналог Ф(%) представлены кривыми 3 и 4 на фиг, 2 а.За время работы Ь при скорости старения б расходуется часть ресурса изоляции, величина расхода ресурса определяется произведением бЬ, Тогда общий расход ресурса изоляции обмоти электрической машины эа время эксплуатации Ь составит 0 = б 1 Ь. Для постоянного Ь =Ьт и на основании(6) справедливо выражениец/Ьт-ф Ь 2 (7)Величина О представляет собой площадь под кривой 4 на фиг. 2 а и характеризует относительный расход ресурса. Для электрической машины в начале эксплуатации О = О, в случае исчерпания теплового ресурса изоляции О = 1.Электрический сигнал, соответствующий превышению температуры 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 Ь, преобразуется в цифровую форму ц - далее отражается на индикаторе 9 и запоминается в ОЗБ 4, сумматор 5 суммирует сигнал соответствующий ц 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 Тн/Ь 1, 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 20 25 30 л40 45 50 55 температуре г, От АЦП 3 посту ает на второй программируемый преобразователь, где величина его преобразуется путем умножения на величину обратную Ьг, вводимую программным путем и зависящую от типа диагностируемой машины, далее сигнал поступает на блок 10 степенной функции, сигнал соответствующий функт 1/Ьтции 2с 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 измеоения расхода ресурса изоляции Обмоток электрооборудования в процессе эксплуатации, содержащее измеритель превышения температуры обмоток над температурой окружающей среды, выход которого соединен с входом усилите;я, аналв о-цифровой преобразователь, оперативный заг 1 оминающий блок, два сумматора, прчем первый вход первого сумматОра соединен с Выходом ОГ 1 еративного запоминакщегс блока, и индикатор, о тл и ч а ю щ е е с "., 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,СООВВитель В.тайанкинТанкред МЯ 4 оргентад Корректор Л. Бескид Тира Подписноеосударственного комитата по изобретениям и отрцтинм ври ГКНТ СССР13036, Москва, Ж, Раушская наб 4/о