Methoden zur Steuerung der Erwärmung elektrischer Geräte während des Betriebs
Zur Steuerung der Erwärmung elektrischer Geräte werden vier Messmethoden eingesetzt: die Thermometermethode, die Widerstandsmethode, die Thermoelementmethode und die Infrarotmethode.
Steuerung der Erwärmung elektrischer Geräte nach der Thermometermethode
Mit der Thermometermethode wird die Temperatur zugänglicher Oberflächen gemessen. Sie verwenden Quecksilber-, Alkohol- und Toluol-Glasthermometer, die in spezielle Hülsen eingetaucht sind und hermetisch in Abdeckungen und Gehäuse der Geräte eingebaut sind.
Quecksilberthermometer weisen eine höhere Genauigkeit auf, werden jedoch aufgrund des großen Fehlers, der durch die zusätzliche Erwärmung von Quecksilber durch Wirbelströme verursacht wird, nicht für den Einsatz in der Nähe elektromagnetischer Felder empfohlen.
Wenn es erforderlich ist, das Messsignal über eine Entfernung von mehreren Metern zu übertragen (z. B. vom Wärmetauscher im Deckel des Transformators bis zu einer Höhe von 2 ... 3 m über dem Boden), verwenden Sie Thermometer vom Typ Messgerät , zum Beispiel thermische Alarme TSM-10.
Das Thermosignalgerät TCM-10 besteht aus einem Thermozylinder und einem Hohlrohr, das den Ballon mit der Feder des Anzeigeteils des Geräts verbindet.
Das Thermosignal ist mit flüssigem Methyl und seinen Dämpfen gefüllt. Wenn sich die gemessene Temperatur ändert, ändert sich der Dampfdruck von Methylchlorid, der auf den Zeiger des Geräts übertragen wird. Der Vorteil manometrischer Instrumente liegt in ihrer Vibrationsstabilität.
Steuerung der Erwärmung elektrischer Geräte durch die Widerstandsmethode
Die Widerstandsmethode basiert auf der Messung der Änderung des Widerstandswerts eines Metallleiters in Abhängigkeit von seiner Temperatur. Für Leistungstransformatoren und Synchronkompensatoren werden Thermometer mit Messzeiger verwendet. Der Schaltplan eines Fernelektrothermometers ist in der Abbildung dargestellt.
Abhängig von der Temperatur füllt die Flüssigkeit den Messstab des Elektrothermometers und wirkt über ein verbindendes Kapillarrohr und ein Hebelsystem auf den Zeigerpfeil.
Fernmanometrisches Elektrothermometer: 1 und 2 – Signalkontakte; 3 – Relais
Bei einem Fernelektrothermometer verfügen die Zeigerpfeile über die Kontakte 1 und 2, um die durch die Einstellung eingestellte Temperatur zu signalisieren. Bei geschlossenen Kontakten wird das entsprechende Relais 3 im Alarmkreis aktiviert.
Zur Messung der Temperatur an einzelnen Punkten von Synchronkompensatoren (in den Stahlmesskanälen, zwischen den Stäben der Wicklungen zur Messung der Temperatur der Wicklungen und anderen Punkten) Thermistoren... Der Widerstand der Widerstände hängt von der Heiztemperatur am ab Messpunkte.
Thermistoren bestehen aus Platin- oder Kupferdraht, ihre Widerstände werden bei bestimmten Temperaturen kalibriert (bei einer Temperatur von 0 °C für Platin beträgt der Widerstand 46 Ohm, für Kupfer – 53 Ohm; bei einer Temperatur von 100 °C für Platin – 64). Ohm, für Kupfer – jeweils 75,5 Ohm).
Eine Schaltung zur Temperaturmessung mithilfe eines Thermistors
Ein solcher Thermistor R4 ist im aus Widerständen zusammengesetzten Arm der Brücke enthalten. An einer der Diagonalen der Brücke ist eine Stromquelle angeschlossen, an der anderen ist ein Messgerät angeschlossen. Die Widerstände R1 … R4 in den Brückenzweigen sind so gewählt, dass sich die Brücke bei Nenntemperatur im Gleichgewicht befindet und im Stromkreis des Geräts kein Strom fließt.
Wenn die Temperatur in irgendeiner Richtung vom Nennwert abweicht, ändert sich der Widerstand des Thermistors R4, das Gleichgewicht der Brücke wird gestört und der Pfeil des Geräts weicht ab und zeigt die Temperatur des gemessenen Punktes an. Ein tragbares Gerät basiert auf dem gleichen Prinzip. Vor der Messung muss sich der Zeiger des Gerätes in der Nullposition befinden.
Dazu wird die K-Taste mit Strom versorgt, der P-Schalter auf Position 5 gestellt und die Gerätenadel mit einem variablen Widerstand R5 auf Null gestellt. Anschließend wird Schalter P auf Position 6 (Messung) gestellt. Die Kontakttemperatur wird gemessen, indem der Sensorkopf die Kontaktfläche berührt und der Stab auf den Kopf des Elektrothermometers drückt (beim Drücken schließt sich der Knopf K und der Stromkreis wird mit Strom versorgt). Nach 20 ... 30 s wird der Messwert der Kontakttemperatur von der Skala des Gerätes abgelesen.
Verwendung von Widerstandsthermometern zur Messung der Temperatur von Heizgeräten
Die Mittel zur Fernmessung der Temperatur der Wicklung und des Stahls des Stators der Generatoren, Synchronkompensatoren, der Temperatur der Kühlluft, Wasserstoff sind Widerstandsthermometer, bei dem auch die Abhängigkeit des Widerstandswertes des Leiters von der Temperatur ausgenutzt wird.
Widerstandsthermometer sind vielfältig. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um einen dünnen Kupferdraht, der bifilar auf einen flachen Isolierrahmen gewickelt ist und einen Eingangswiderstand von 53 Ohm bei einer Temperatur von 0 °C aufweist. Als Messteil ist er mit Widerstandsthermometern, automatischen elektronischen Brücken und Logometern ausgestattet mit Temperaturskala verwendet werden.
Der Einbau von Widerstandsthermometern in den Stator der Maschine erfolgt bei der Herstellung im Werk. Zwischen den Wicklungsstäben und am Nutgrund werden Kupferwiderstandsthermometer angebracht.
Steuerung der Erwärmung elektrischer Geräte durch die Thermoelementmethode
Die Thermoelementmethode basiert auf der Nutzung des thermoelektrischen Effekts, d.h. der Abhängigkeit der EMF im Stromkreis von der Temperatur der Verbindungspunkte zweier verschiedener Leiter, zum Beispiel: Kupfer – Konstantan, Chromel – Kupfer usw.
Wenn die gemessene Temperatur 100 ... 120 °C nicht überschreitet, besteht ein proportionaler Zusammenhang zwischen der ThermoEMF und der Temperaturdifferenz zwischen dem beheizten und dem kalten Ende des Thermoelements.
Thermoelemente werden an Kompensationsmessgeräte, Gleichstrompotentiometer und automatische Potentiometer angeschlossen, die vorkalibriert sind.Mit Thermoelementen werden die Temperaturen der Strukturelemente der Turbinengeneratoren, des Kühlgases, der Aktivteile, beispielsweise des Aktivstahls des Stators, gemessen.
Steuerung der Erwärmung elektrischer Geräte durch Infrarotstrahlung
Im letzten Jahrzehnt hat sich die Herangehensweise an die Methoden zur Diagnose elektrischer Geräte und zur Beurteilung ihres Zustands erheblich verändert. Neben herkömmlichen Diagnosemethoden kommen moderne hochwirksame Kontrollmethoden zum Einsatz, die die Erkennung von Defekten elektrischer Geräte in einem frühen Stadium ihrer Entstehung gewährleisten. Der Bereich der Kontrolle ölgefüllter Geräte unter Betriebsspannung hat sich erheblich erweitert, es wurden Methoden und Ausschussstandards entwickelt, um den Zustand von Geräten anhand der Zusammensetzung der im Öl gelösten Gase zu beurteilen, eine gründliche Analyse des Transformatoröls wird durchgeführt, was dies ermöglicht Es ist möglich, den Zustand der Papierisolierung der Wicklungen von Leistungstransformatoren zu beurteilen, die thermografische Untersuchung elektrischer Anlagen hat sich verbreitet usw.
Die Infrarotstrahlungsmethode ist die Grundlage von Geräten, die durch die Fixierung der von erhitzten Oberflächen emittierten Infrarotstrahlung arbeiten. Im Energiesektor werden sie als Wärmebildkameras (Thermoimager) und Strahlungspyrometer eingesetzt. Wärmebildkameras bieten die Möglichkeit, ein Bild des Wärmefeldes des untersuchten Objekts und dessen Temperaturanalyse zu erhalten. Mit Hilfe eines Strahlungspyrometers wird lediglich die Temperatur des beobachteten Objekts bestimmt.
Sehr oft wird eine Wärmebildkamera zusammen mit einem Pyrometer verwendet.Zunächst werden Objekte mit erhöhter Erwärmung mithilfe einer Wärmebildkamera erkannt und anschließend deren Temperatur mithilfe eines Pyrometers bestimmt. Daher wird die Genauigkeit der Temperaturmessung in erster Linie von den Parametern des verwendeten Pyrometers bestimmt.
Die Herstellung von Pyrometern unterschiedlicher Bauart und Verwendungszweck wird von vielen Unternehmen in Russland beherrscht. In Bezug auf die technischen Parameter stehen inländische Pyrometer den besten ausländischen Proben in nichts nach. Die Wahl des Pyrometertyps beim Kauf hängt in erster Linie vom möglichen Einsatzgebiet und den damit verbundenen Faktoren ab. Die Infrarotdiagnose sollte mit Geräten durchgeführt werden, die eine ausreichende Effizienz bei der Feststellung eines Defekts an Betriebsmitteln bieten.