Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2
ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУР І ПЕРЕБІЛЬШЕНЬ ТЕМПЕРАТУР
Мета: засвоїти методи вимірювання температур та перевищень температур
окремих елементів електроустаткування, що застосовуються в
експлуатації.
ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ
При роботі трансформаторів, електричних машин, комутаційної апаратури, кабельних ліній та різного устаткування виникають втрати енергії, які перетворюються в тепло. Це тепло підвищує температуру обмоток, стальних сердечників, контактів, струмоведучих частин. Нагрів устаткування є головною причиною старіння ізоляції. Електроізоляційні матеріали, що використовуються в трансформаторах, електричних машинах та апаратах, за здатністю витримувати перевищення температури без пошкодження та зменшення строку служби за ГОСТ 8865-70 розділяються на 7 класів. Якщо температура витримується в межах відповідних даному класу ізоляції, то забезпечується номінальний строк служби устаткування.
З питанням нагрівостійкості електроізоляційних матеріалів пов’язані питання зміни структури ізоляції, розвитку дефектів, зниження електричної та механічної міцності. Нормальний добовий знос ізоляції трансформатора, наприклад, відповідає температурі найбільш нагрітої протягом доби точки обмотки – 98° С. При підвищенні температури обмотки вище вказаної на 6° С строк служби ізоляції зменшується в 2 рази.
Необхідно знати, що норма нагріву струмоведучих частин апаратів (вимикачів, роз’єднувачів, реакторів та ін.) встановлені ГОСТ 8024-69, де за розрахункову температуру оточуючого повітря прийнята температура +35° С, а для масляних трансформаторів ГОСТ 11677-65, де номінальною температурою охолоджуючого повітря вважається +40° С.
В експлуатації контроль за нагрівом електроустаткування виконується шляхом вимірювання середніх температур та вимірювання місцевих температур та їх перевищень. Найбільше розповсюдження знайшли 3 метода вимірювань: термометра, опору та термопари.
Метод термометра використовується для вимірювання температур доступних поверхонь електроустаткування та температур повітря електроприміщень. Для цієї мети використовують ртутні, спиртові та толуолові скляні термометри. При необхідності передачі вимірювального сигналу на відстань декількох метрів використовуються термометри манометричного типу.
Метод опору заснований на обліку зміни величини опору металічного провідника від його температури. Так як ця залежність змінюється, то
R1 = R0(1+α Ө 1), 0° С (2.1)
аналогічно
R2 = R0(1+α Ө 2), 0° С (2.2)
де R0 – опір провідника при 0° С;
R1 – опір провідника при температурі оточуючою середи Θ1;
R2 – опір провідника при температурі оточуючою середи Θ2;
α – температурний коефіцієнт опору, для провідників з міді α= 235.
Ө2 = ( Ө1+235)-235, 0° С (2.3)
Засобом дистанційного вимірювання температур обмоток, сталі та інших конструктивних елементів електричних машин є термометри опору.
В основі метода термопари лежить термоелектричний ефект, тобто залежність ЕРС в колі від температури точок з’єднання двох різнорідних провідників.
Е = jΔt, (2.4)
де Е – термоелектрична ЕРС;
Δt – різність температур нагрітих та холодних кінців термопари;
j – постійна термопари.
Термопари приєднують до вимірювальних приладів компенсаційного типу, потенціометром постійного струму та автоматичним потенціометрам, які заздалегідь градуюють. За допомогою вказаних засобів теплового контролю у турбогенераторів змінюються температури обмоток та активної сталі статора, підшипників, охолоджуючого середовища, газу, води в охолоджувачах та теплообмінниках.
Систематичний контроль за нагрівом контактних з’єднань в експлуатації проводиться наступними засобами:
- термоолівцями;
- термоплівковими покажчиками з легкоплавким припоєм;
- термосвічками;
- інфрачервоними радіометрами або тепловізорами.
Коротка характеристика стенда лабораторної роботи
На стенді змонтовані схеми для вимірювання температури нагріву трьома методами: термоопору, термометра манометричного виду та термопари.
За допомогою перших двох методів вимірюється температура нагріву масла трансформатора, встановленого в нижній частині стенда. Нагрів масла виконується спеціальним нагрівачем, який включається тумблером, встановленим на панелі стенда.
Термометр манометричного виду (термосигналізатор ТОМ-100) складається з термобалона та полої трубки, що з’єднує балон з пружиною вказувальної частини приладу. Прилад заповнений хлористим метилом. При зміні вимірювальної температури вимірюється тиск пари хлористого метилу, що передається стрілці приладу. Прилад має контактний пристрій, що використовується для автоматичного включення та відключення вентиляторів, а також для сигналізації «Перегрів трансформатора», що використовується на стенді.
Вимірювання за допомогою термопар дозволяє визначити перевищення температури холодного спаю над температурою нагрітої точки.
Схеми з’єднання при вимірюванні температур термоопором приведені на рисунку 2.1
Рисунок 2.1 - Схеми з’єднання при вимірюванні температур термоопором
1, 2, 3 – опори в плечах мосту
4 – термоопір
5 – регулюючий опір
6 – гальванометр
7 – логометр
8 – джерело постійного струму
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Електроприлади та устаткування для виконання роботи:
- стенд № 4
1 Вивчити зразки засобів вимірювання температури, що є на стенді.
2 Виміряти первісну температуру нагріву на момент початку роботи.
3 Включити стенд під напругу та включити нагріваючий елемент трансформатора
і термопари.
4 Виміряти температуру нагріву при спрацьовуванні світлової сигналізації.
При цьому врахувати, що температуру точки устаткування, що виміряна за допомогою термопари слід визначати як
V = V0+Ө, ° С (2.5)
де V0 – температура середи та холодного спаю, що виміряна на початку
досліду;
Ө - показання приладу термопари.
5 Заміряні дані температур занести до таблиці 2.1
Таблиця 2.1 – Дані вимірювань
|
Температура середи |
Температура об’єкта |
|||
|
термометр |
термоопір |
термопара |
||
|
Ө1, ° С |
Ө2, ° С |
Ө2, ° С |
ξ, ° С |
Ө2, ° С |
6 Оформити звіт
7 Зробити висновок за роботою.
8 Відповісти на контрольні питання.
Контрольні питання
1 Які існують класи ізоляційних матеріалів за нагрівом?
2 Як впливає температура на строк служби ізоляції?
3 Якими методами здійснюється контроль за нагрівом окремих елементів устаткування?
4 Як контролюється температура нагріву контактних з’єднань?
5 В чому полягає догляд за контактами?
6
7
1 8 2
5
5 8
3
4 4