КОНТРОЛЬ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ОБМОТОК ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Авторы

И.В. Бочкарев Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова
И.В. Брякин Институт машиноведения, автоматики и геомеханики НАН КР
А.Р. Сандыбаева Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова
А.И. Абдуваитов Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова

Ключевые слова:

способы теплового контроля обмоток, термодатчик, активное и реактивное сопротивления обмотки, разность фаз между векторами напряжения и тока, синфазное и квадратурное синхронное детектирование, трансформированная векторная диаграмма напряжений

Аннотация

Показаны основные причины нагрева обмоток электрооборудования, выполнен обзор и анализ способов и устройств контроля температуры обмоток, питаемых переменным током. Описан разработанный новый способ контроля температуры обмоток, согласно которому в качестве физической величины, характеризующей величину нагрева обмотки, предложено использовать разность фаз между векторами напряжения и тока, которая зависит от величин активного и индуктивного сопротивлений обмотки. Приведена функциональная схема, поясняющая принцип работы нового способа теплового контроля обмоток, приведено описание всех измерительных процедур, выполняемых при контроле, и их аналитическое обоснование. Показано, что предложенный способ контроля обеспечивает повышение точности контроля нагрева обмотки непосредственно во время работы без вывода электрооборудования из эксплуатации. Экспериментальная проверка разработанной системы контроля теплового контроля, выполненная с использованием асинхронного электродвигателя, показала эффективность и достаточно высокую точность измерения температуры, которая составила ±10С в диапазоне температур от 500С до 1300С.

Библиографические ссылки

Юдаев И. В., Живописцев Е. Н. Электрический нагрев. – М.: Лань, 2021. – 196 с.

Козлов А.Н. Основы эксплуатации электрооборудования: учебное пособие. – Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2014. – 114 с.

Бодров М. В., Кузин В. Ю. Теплотехнические измерения и приборы: учеб. пособие. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2015. – 176 с

Michalski L., Eckersdorf K., Kucharski J., McGhee J. Temperature Measurement. New York, J. Wiley, 2002.

Nawrocki W. Measurement Systems and Sensors, Second Edition. Artech, 2015. 440 р.

Вихарева Н.А., Бродников А.Ф., Достовалов Н.Н. Метрологическое обеспечение теплотехнических измерений. Основы термометрии. – Новосибирск: СГУГиТ, 2020. – 51 с.

Martien D. et al. An Ultrasensitive Differential Capacitive Dilatometer, in IEEE Transactions on Magnetics, 2019, vol. 55, no. 2, pp. 1-4. doi: 10.1109/TMAG.2018.2866831.

Gu Y. et al. A temperature-modulated dilatometer by using a piezobender-based device. Review of Scientific Instruments, 2020, 91, 123901. DOI:10.48550/arXiv.2001.09450.

Pavese F. Manometric Thermometry. In book: Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook Edition: SecondChapter, CRC Press, Boca Raton, 2014, 75, Vol.1, pp.75-1. DOI:10.1201/b15474-83.

Nau M. Electrical Temperature Measurement with thermocouples and resistance thermometers. 2002, 163 р. ISBN: 3-935742-07-X.

Nau M. Electrical Temperature Measurement with thermocouples and resistance thermometers. Jumo, FAS, 2002. 161 рр.

Jha Ch. M. Thermal Sensors: Principles and Applications for Semiconductor Industries, Springer, 2015. 141 р.

Тумайкин Д., Тумайкин М. Прецизионный термометр для промышленного применения на основе термочувствительных кварцевых резонаторов // Компоненты и технологии, 2008, № 1. С. 72-73.

Xu J., Li X., Duan Jh. et al. High-precision low-power quartz tuning fork temperature sensor with optimized resonance excitation. Journal of Zhejiang University SCIENCE C. 2013, Vol. 14, 264–273 рр. https://doi.org/10.1631/jzus.C12MNT05.

Карачанов В., Карачанов Л., Ильин С. Методы тепловизионной термометрии гетерогенных систем. LAP Lambert Academic Publishing, 2012. – 296. ISBN 9783847329169

Jiang J., Ma G. Temperature Detection with Optical Methods, in Optical Sensing in Power Transformers, IEEE, 2021, pp.15-36, doi: 10.1002/9781119765325.ch2.

Ukiwe E.K., Adeshina S.A., Tsado, J. Techniques of infrared thermography for condition monitoring of electrical power equipment. Journal of Electrical Systems and Information Technol, 2023, Vol. 10, article 49. https://doi.org/10.1186/s43067-023-00115-z.

Bao Y., Bao Y., Wang Z. et al. A Machine Olfaction-Based Overheating Diagnosis Method for Electrical Equipment. IEEE Access, 2023, Vol. 11, р.р. 108804-108817 DOI:10.1109/ACCESS.2023.3320714.

Пушкарев М. Популярные контактные технологии термометрии // Компоненты и технологии, 2006, № 1. С. 140-146.

Бочкарев И.В.. Галбаев Ж.Т., Келебаев К.К. Диагностика теплового состояния электрических машин силового электрооборудования ТЭС // Известия КГТУ, 2017. – № 4 (44). – С. 64–72.

Albla A. A. H., Brkovic B. M., Ječmenica M. M., Laz-arevic Z. M. Online temperature monitoring of a grid connected induction motor. Engineering, 2017, p. 276-282.

Sabaghi M., Farahani H. F. Monitoring of induction motor temperature under unbalanced supplying by stator resistance estimation. Indian Journal of Science and Technology, 2012, Vol. 5, No 3, рр. 2354-2359. DOI:10.17485/ijst/2012/v5i3.6.

Lee J., Yoo J., Sul S.-K. Stator Resistance Estimation using DC Injection Robust to Inverter Nonlinearity in Induction Motors. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2020, pp.2425-2430. DOI:10.1109/ECCE44975.2020.9235816.32.

Yassin A., Elzalik M. Signal Injection Based Sensorless Online Monitoring of Induction Motor Temperature. 23rd International Middle East Power Systems Conference (MEPCON), 2022. DOI:10.1109/MEPCON55441.2022.10021694.

Брякин И.В., Бочкарев И.В., Багиев Х.Г., Келебаев К.К. Контроль температуры обмоток и защита от перегрева электрических машин переменного тока // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2019. – Т. 19, №1. – С.75–84. DOI: 10.14529/power190109.

Бочкарев И.В., Брякин И. В. Багиев Х.Г. Устройство для тепловой защиты электрической машины. Пат. Кыргызстана № 2189, опубл. 31.01.2020. Бюл. № 1.

Кобозев В. А. Электрические машины. Часть 2. Электрические машины переменного тока. – Ставрополь: Сервис школа, 2015. – 208 с.

Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование.–М.: Энергоатомиздат, 1985. – 438 с

Брякин И.В. Лыченко Н.М. Применение объектно-ориентированного подхода к проектированию информационно-измерительных систем//Доклады международной конференции «Проблемы управления и информационных технологий. – Бишкек: Илим, 2010 – С. 188 –192.

Брякин И.В., Лыченко Н.М. Методические рекомендации по применению аппаратного интерфейса PCI-1710HG для построения систем реального времени: научно-методическое пособие. Бишкек: изд. ИАИТ, 201762 с

Яблочников Е.И. Методологические основы построения АСТПП. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005. – 84 с.

PCI-1710 Series. User’s Manual. Advantach Co.Ltd. 110 pp.

PCLD-8710 Series. User’s Manual. Advantach Co.Ltd. 8 pp.

Левин Б.Р., Шварц В. Вероятностные модели и методы в системах связи и управления. – М.: Радио и связь, 1985. – 312 с.