4. Методы и средства изменения температуры трансформаторов и электрических машин

Тепловой контроль заключается в обеспечении дежур­ного персонала информацией о тепловом состоянии обору­дования. В зависимости от метода измерений контролиру­ются местные и средние температуры и их превышения. Наибольшее распространение нашли три метода измере­ний: термометра, сопротивления и термопары.

Метод термометра применяется для измерения местных температур. При этом используются ртутные, спиртовые и толуоловые стеклянные термометры, погружаемые в специ­альные гильзы, герметически встроенные в крышки и кожу­хи оборудования. Ртутные термометры обладают более высокой точностью, но применять их в условиях электро­магнитных полей не рекомендуется из-за погрешности, вно­симой дополнительным нагревом ртути вихревыми токами.

При необходимости передачи измерительного сигнала на расстояние в несколько метров (например, от теплооб­ менника, предусмотренного в крышке трансформатора, до уровня 2—3 м от земли) используются термометры мано­ метрического типа (например, термосигнализаторы ТСМ-100).

Прибор состоит из термобаллона и полой трубки, сое­диняющей баллон с пружиной, показывающей части при­бора. Прибор заполнен хлористым метилом. При изменении измеряемой температуры изменяется давление пара хло­ристого метила, которое передается стрелке прибора. До­стоинство манометрических приборов заключается в их вибрационной стойкости. Прибор имеет контактное устрой­ство, используемое для автоматического включения и от-ключения вентиляторов дутья и насосов циркуляции масла в системах охлаждающих устройств трансформаторов.

Метод сопротивления основан на учете изменения со­противления металлического проводника от его темпера­туры. Так как зависимость эта линейная, то

(2.5)

где R₀ — сопротивление при 0°С; R₁— сопротивление, из­меренное при отсутствии тока и температуре проводника, равной температуре окружающей среды ; R₂ — сопротив­ление, измеренное при установившемся значении темпера­туры ; у — температурный коэффициент сопротивления. Решая (2.5) относительно и принимая во внимание, что для проводника из меди 1/ = 235, получаем

. (2.6)

При ремонте генератора на основе зависимости (2.6) определяется средняя температура нагрева обмотки воз­буждения. Значения сопротивлений R₁ и R₂ (соответствен­но в холодном и горячем состоянии ротора) измеряются по методу амперметра и вольтметра.

У работающих генераторов и синхронных компенсато­ров средством для дистанционного измерения температур обмотки и стали статора, а также температур охлаждаю­щего воздуха и водорода служат термометры сопротивления, в которых использована та же зависимость значения сопро­тивления проводника от температуры. Конструкции термо­метров сопротивления разнообразны. В большинстве слу­чаев это бифилярно намотанная на плоский каркас тонкая медная проволока, имеющая входное сопротивление 53 Ом при О°С.

В качестве измерительной части, работающей в сово­купности с термометрами сопротивления, применяются ав­томатические мосты и логометры, снабженные температур­ной шкалой. Установку термометров сопротивления в ста­тор производят при изготовлении машины. Медные термометры сопротивления укладывают между стержня­ми обмотки и на дно паза.

Метод термопары. При измерении температуры исполь­зуется термоэлектрический эффект, т. е. зависимость ЭДС в цепи от разности температур спая и свободных концов двух разнородных проводников, например, медь — констан тан, хромель—копель и др. Если измеряемая температура не превышает 100—120 °С, то между термо-ЭДС е и разностью температур нагретых и холодных концов термопа­ры At существует пропорциональная зависимость

e=jΔt,

где j — постоянная термопары, В/°С.

Термопары присоединяют к измерительным приборам компенсационного типа, потенциометрам постоянного тока и автоматическим потенциометрам, которые предваритель­но градуируют. С помощью термопар измеряют превыше­ния температур (и косвенно температуру) контролируемых элементов.

С помощью перечисленных выше средств теплового контроля у турбогенераторов измеряются температуры об­моток и активной стали статора, подшипников и уплотне­ний (вкладышей и охлаждающего масла), охлаждающих сред (газа, дистиллята в обмотках, воды в охладителях и теплообменниках).

Помимо температур контролируются также: давление водорода, общий расход и давление дистиллята в обмотке статора, расход и давление воды в охладителях и теплооб­менниках, так как от параметров охлаждающих агентов непосредственно зависит температура элементов статора и ротора.