 |
Нагрев ЭО и режимы его работы
|
|
|
|
Тема 1.3 Нагрев электрооборудования
Причины нагрева ЭО:
1) Электрический ток, протекающий по проводникам (выделенное тепло Q пропорционально квадрату тока по закону Джоуля-Ленца)
2) Магнитные потоки, протекающие по магнитопроводу Q~ 
(выделенное тепло Q пропорционально квадрату индукции)
3) Прохождение тока по изоляции, который вызывает диэлектрические потери 
(выделенное тепло Q пропорционально диэлектрическим потерям).
Нагрев ЭО и режимы его работы
Режимы работы:
1. Нормальный: установившийся и переходный. Установившийся режим характеризуется постоянством величины напряжения и частоты, медленным изменением нагрузки.
2. Переходный режим – переход из одного установившегося состояния в другое установившееся с изменением параметров. Переходные режимы также возникают в нормальном режиме (с незначительным или кратковременно значительным изменением параметров) и при переходе системы из нормального установившегося режима в аварийный (с резким изменением параметров).
3. Аварийный – переходный и установившийся – (связан с неисправностью или нарушением работы электрооборудования сети): схлестывание проводов, повреждение изоляции, обрыв провода, разрушение элементов конструкции ЛЭП и др. При авариях могут резко измениться параметры режима работы электрооборудования. (КЗ для всего ЭО и перегрузки для ЭМ)
4. Послеаварийный (характерен для электрических сетей и трансформаторов электростанций): отключается 1 из цепей 2-х-цепной линии, 1 из двух параллельно работающих трансформаторов; более тяжелые режимы – отключение 1 трансформатора и 1 из линий одновременно, отключение одного из головных участков кольцевых сетей и сетей с двухсторонним питанием. Послеаварийный режим (ПАР) наступает после локализации аварии в системе. ПАР часто сопровождается перегрузками сетей. (перегрузки)
|
|
|
По продолжительности включения: ЭО может работать в продолжительном режиме (время работы больше времени пауз), кратковременном (время работы меньше времени пауз) и повторно-кратковременном режимах (относительно небольшое время работы соизмеримо с временем пауз). В продолжительном режиме ЭО успевает нагреваться до допустимой температуры, но не успевает остыть во время пауз. В кратковременном -?, в повторно-кратковременном -? (студентам ответить самостоятельно)
Перегрузки в нормальном режиме являются эксплуатационными. Они подразделяются на перегрузки: а) в последующие сутки - за счет недогрузки в предыдущие сутки; б) зимой - за счет недогрузки летом. (для трансформаторов) Аварийные перегрузки могут быть кратковременными и длительными (ПАР). (для сетей – линий и ТП, для электростанций – у трансформаторов)
Контроль температуры:
1) Может осуществляться термометрами: в верхних частях трансформаторов; у охлаждающей среды генераторов и двигателей большой мощности; у кожухов ЭО и оболочек кабелей
2) Термометрами манометрического типа - у трансформаторов большой мощности
3) Контроль с помощью термосопротивлений: труднодоступные места обмоток статоров, трансформаторов, магнитопроводов, в системах охлаждения генераторов (водорода и воды). Представляет – терморезистор – тонкий провод, намотанный на изолированный каркас. Термосопротивление включается в плечо электронного моста. При температуре 00 С сопротивление медной проволоки 53 Ом; при изменении температуры меняется сопротивление терморезистора, оно вычисляется по формуле:
, где α – термический коэффициент сопротивления.
Термосопротивления закладываются в несколько точек ЭО. Одним мостом измеряются все сопротивления по переменке. При внешнем нагреве увеличивается кинетическая энергия зарядов; сильное движение зарядов увеличивает температуру частей ЭО, а из-за роста температуры нарушается равновесие моста, поэтому по прибору проходит ток, который отклоняет стрелку прибора на какое – либо значение.
|
|
|
Контроль с помощью термопар: контроль осуществляется в тех же точках, что и терморезисторами. В контрольную точку закладывается горячий спай термопары, а холодный располагается в зоне охлаждающей среды. К «холодным» клеммам подключается гальванометр, проградуированный в градусах.
Термопара состоит из двух металлов, соединенных в точке горячего спая, меди и констонтанта (это сплав меди, никеля, марганца с очень малым добавлением кобальта):
Возникает разный нагрев металлов, за счет этого будет появляться термо - ЭДС и, следовательно, стрелка начнет отклоняться. В горячих спаях ГС температура будет выше, чем в точках Х.
Кроме того, существует контроль с помощью термопленок, термосвечей, пирометров, а также тепловизионный контроль.
На контактах (провода, шины) контроль осуществляется за счет электронных термометров. Можно пользоваться пирометром, тепловизором, электронным термометром (Электронным термометром касаются контрольной точки в течение 30 секунд с помощью штанги).
Контролировать нагрев можно косвенными методами. Метод двух вольтметров (метод падения напряжения в контакте): с помощью вольтметра и штанги измеряется падение напряжения в бесконтактной части U1 , измеряют напряжение на шинах в контактной части U2. Падения напряжения на контактах и шинах 
, определяют эту разницу по формуле:
При разнице падений напряжений в 20% и менее означает, что температура не превышает допустимое значение.
Косвенный метод измерения температуры обмоток синхронного генератора с помощью метода амперметра и вольтметра – на неработающем генераторе измеряют активное сопротивление обмотки ротора при температуре окружающей среды, затем на работающем генераторе измеряют сопротивление обмотки ротора, а затем вычисляют температуру по формуле:
t=(R/αR0)-(1/α)+t0.
Для алюминия 
град-1, для меди 
град-1.
Допустимые температуры нагревов для некоторых видов ЭО:
|
|
|
1) Открытые контактные соединения +700 С
2) Закрытые +750 С
3) Обмотки статоров с изоляцией класса А +1050 С
4) Обмотки трансформаторов с изоляцией класса А +1000 С
5) Обмотки роторов с изоляцией класса В +1300 С
6) Магнитопровод +1000 С
7) Трансформаторное масло +950 С
|
|
|
