ГОСТ IEC 60034-1-2014. Межгосударственный стандарт. Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики

8.6. Определение температуры обмотки

8.6.1 Выбор метода

Как правило, для измерения температуры изолированных обмоток машин следует применять метод сопротивления в соответствии с 8.5.1 (см. также 8.6.2.3.3).

Для машин переменного тока не менее 5000 кВт (кВ·А) в качестве предпочтительного метода измерения температур обмоток и стали статора следует применять метод заложенных термопреобразователей.

Для машин переменного тока мощностью менее 5000 кВт (кВ·А), но более 200 кВт (кВ·А) изготовитель может использовать по своему выбору либо метод сопротивления, либо метод заложенных термопреобразователей, если не согласовано иное.

Для машин переменного тока мощностью не более 200 кВт (кВ·А) изготовитель может использовать по своему выбору измерение температуры методом прямых измерений либо методом сопротивления с наложением, как описано в 8.6.2.1, если не оговорено иное (см. ниже).

В машинах номинальной мощностью не более 600 Вт (В·А), когда обмотки неоднородны или выполнение необходимых соединений связано с определенными трудностями, температуру допускается измерять посредством термометров. При этом пределы превышения температур должны соответствовать значениям, полученным при измерении методом сопротивления в соответствии с п. 1d таблицы 7.

Применение метода термометра допускается в следующих случаях:

- когда практически невозможно определить превышение температуры методом сопротивления, как, например, в случае катушек низкого сопротивления добавочных полюсов и компенсационных обмоток, а также, как правило, для других обмоток низкого сопротивления, особенно когда сопротивление контактов и соединений составляет значительную часть общего сопротивления;

- когда вращающиеся или неподвижные обмотки однослойные;

- при проведении контрольных испытаний на машинах крупносерийного производства.

Для статорных обмоток машин переменного тока с одним слоем секции в пазу применение метода заложенных термопреобразователей для проверки соответствия настоящему стандарту не допускается; в этом случае применяется метод сопротивления.

Примечание - Для контроля температуры указанных обмоток во время эксплуатации заложенный на дно паза термопреобразователь малопригоден, поскольку он дает главным образом температуру сердечника. Показания термопреобразователя, помещенного между катушкой и пазовым клином, будут значительно ближе к действительной температуре обмотки, поэтому для контроля в условиях эксплуатации такая установка термопреобразователей является более предпочтительной. Так как измеренная температура может быть низкой, соотношение между ней и температурой, измеренной методом сопротивления, должно быть определено тепловыми испытаниями.

Для других однослойных обмоток и для лобовых частей обмотки метод заложенных термопреобразователей также не применяется.

Для обмоток якорей с коллекторами и для обмоток возбуждения применимы методы сопротивления и термометра. Метод сопротивления является предпочтительным, однако для неподвижных обмоток возбуждения машин постоянного тока, имеющих более одного слоя, может быть применен метод заложенных термопреобразователей.

8.6.2 Определение температуры методом сопротивления

8.6.2.1 Измерение

Для измерения температуры применяют один из следующих методов:

- непосредственное измерение в начале и в конце испытания с помощью приборов соответствующего класса;

- измерение с помощью постоянного тока/напряжения обмоток постоянного тока при измерении протекающего тока и напряжения на выводах обмотки приборами соответствующего класса;

- измерение с помощью постоянного тока/напряжения обмоток переменного тока при питании обесточенных обмоток постоянным током.

8.6.2.2 Расчет превышения температуры

Превышение температуры может быть получено с помощью следующей формулы:

, (6)

где - температура в °C холодной обмотки в первый момент температурных измерений;

- температура в °C обмотки в конце температурных измерений;

- температура в °C хладагента в конце температурных измерений;

R₁ - сопротивление обмотки при температуре (холодной);

R₂ - сопротивление обмотки в конце температурных измерений;

k - величина, обратная температурному коэффициенту сопротивления при 0 °C материала проводника, например, для меди k = 235, для алюминия k = 225, если не оговорено иное.

На практике, как правило, удобнее пользоваться следующей формулой:

. (7)

8.6.2.3 Учет продолжительности процедуры измерений

8.6.2.3.1 Общие положения

Измерение температуры в конце испытания на нагрев прямыми измерениями методом сопротивления требует быстрого выполнения. Для этого необходимо тщательное их планирование и определение числа исполнителей.

8.6.2.3.2 Продолжительность процедуры измерений

Если первое измерение температуры проводится за интервал времени, представленный в таблице 5, результаты данного измерения признаются правомерными.

Таблица 5

Продолжительность измерения

Номинальная мощность (P_ном), кВт или кВА	Интервал времени после отключения питания, с
P_ном <= 50	30
50 < P_ном <= 200	90
200 < P_ном <= 5000	120
5000 < P_ном	По согласованию

8.6.2.3.3 Увеличение продолжительности измерения

Если не удается зарегистрировать результат измерения сопротивления за время, указанное в таблице 5, то оно должно быть выполнено как можно быстрее, но за время, не превышающее указанное в таблице 5 в два раза, а дополнительная регистрация должна быть осуществлена примерно за 1 мин., пока показания не стали заметно отличаться от максимальной величины. По данным измерениям строится график в функции времени и экстраполируется на требуемом в соответствии с таблицей 5 интервале для номинальной мощности машины. Рекомендуется использовать полулогарифмическую шкалу для оси температуры. Достигнутая таким образом температура является температурой при отключенном состоянии. Если адекватные измерения покажут увеличение температуры после отключения, необходимо использовать наивысшее значение температуры.

8.6.2.3.4 Однослойные обмотки в пазу

Для машин с однослойными обмотками в пазу прямые измерения методом сопротивления могут проводиться, если интервал времени после отключения до остановки не превышает указанного в таблице 5. Если же данный интервал превышает 90 °C, то по согласованию может применяться метод наложения.

8.6.3 Определение температуры методом заложенных термопреобразователей

8.6.3.1 Общие положения

Термопреобразователи должны быть надлежащим образом распределены по обмотке, и число их должно быть не менее 6.

Тщательно соблюдая меры безопасности, термопреобразователи следует размещать в точках, где предполагается наиболее высокая температура, таким образом, чтобы они были надежно защищены от контакта с первичной охлаждающей средой.

При определении температуры с помощью термопреобразователя оценку нагревания следует проводить по термопреобразователю, указывающему наибольшую температуру.

Примечание - Заложенные термопреобразователи и их электрические цепи могут повреждаться и давать ошибочную информацию. Поэтому, если один или более термопреобразователей дают явно неверные показания, после соответствующих проверок они должны быть исключены из рассмотрения при оценке нагрева.

8.6.3.2 Два и более слоя в пазу

Термопреобразователи должны быть помещены между изолированными слоями внутри паза в местах, где ожидается наиболее высокая температура.

8.6.3.3 Однослойная обмотка

Термопреобразователи должны быть помещены между пазовым клином и внешней частью изоляции обмотки в местах, где ожидается наиболее высокая температура. Чувствительная часть каждого датчика должна иметь тесный контакт с обмоткой и быть надежно защищена от хладагента (см. также 8.6.1).

8.6.3.4 Лобовые части обмоток

Термопреобразователи должны быть помещены между двумя сторонами смежных секций внутри наружного ряда лобовых частей обмоток в местах, где ожидается наиболее высокая температура. Термопреобразователь должен находиться в непосредственном соприкосновении с поверхностью секции и быть надежно защищен от воздействия охлаждающей среды (см. также 8.6.1).

8.6.4 Определение температуры методом термометра

Тщательно соблюдая меры безопасности, термометры следует разместить в точке или в точках, где предполагается наиболее высокая температура (например, на участках лобовых частей обмотки, близких к сердечнику), таким образом, чтобы они были надежно защищены от влияния первичной охлаждающей среды и имели хороший тепловой контакт с обмоткой или другой частью машины.

За температуру обмотки или другой части машины принимается наибольшее значение из показаний термометра.