При испытаниях машин малой мощности (до 1 кВт) в камерах ограниченного объема при измерении температуры окружающей среды чувствительный элемент измерителя температуры должен находиться в горизонтальной плоскости, проходящей через центр активной части машины и на таком расстоянии от корпуса машины и стенок камеры, где температурный коэффициент минимален.
При охлаждении электрической машины воздухом, подводимым по трубам, или воздухом по замкнутому циклу с внешними охладителями, за температуру охлаждающей среды следует принимать температуру воздуха в месте его входа в машину. Для этого следует поместить один измеритель температуры в центре входа воздуха или несколько измерителей, равномерно распределенных по поверхности входа; в последнем случае за температуру входящего воздуха принимается среднее арифметическое их показаний.
При охлаждении электрической машины воздухом или водородом по замкнутому циклу с встроенными газоохладителями за температуру охлаждающей среды следует принимать температуру газа при выходе из газоохладителей. При нескольких газоохладителях за температуру охлаждающей среды следует принимать среднюю из измеренных при выходе из каждого из них.
При замкнутом цикле вентиляции или при разомкнутом с охлаждением выходящего в окружающую среду воздуха охладителями температуру выходящего из машины нагретого газа следует измерять при входе в охладители.
При жидкостном охлаждении электрической машины, как косвенном, так и непосредственном, за температуру жидкой охлаждающей среды следует принимать ее температуру при входе в машину, а за температуру нагретой жидкости — ее температуру при выходе из машины.
При измерении температуры методом заложенных или встроенных термопреобразователей рекомендуется применять вторичные приборы, имеющие температурные шкалы. При измерениях холодные спаи термоэлектрических преобразователей следует помещать в термостатирующее устройство, обеспечивающее точность поддержания температуры в нем ±0,5°С в час.
Для измерения местной температуры во вращающихся частях машины допускается применять нестандартизованные термоэлектрические преобразователи, прошедшие метрологическую аттестацию в соответствии с ГОСТ 8.326—78. Для передачи измерительного сигнала от вращающихся деталей рекомендуется применять токосъемники с контактной парой щетка — кольцо. Допускается бесконтактная передача измерительных сигналов. Дополнительная погрешность при передаче измерительного сигнала от вращающихся деталей не должна превышать 2°С.
ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН НА НАГРЕВАНИЕ
Испытание электрической машины на нагревание следует проводить по возможности непосредственно в ее номинальном режиме, а при наличии нескольких номинальных режимов — в том из них, при котором превышение температуры частей машины являются заведомо наибольшими: если же такой режим неизвестен, то испытания должны быть проведены во всех номинальных режимах.
При невозможности осуществления номинального режима испытание на нагревание следует проводить в таком режиме или в нескольких режимах, по результатам которых можно с практически достаточной точностью предопределить результаты испытания в номинальном режиме.
При испытании электрической машины на нагревание надлежит измерять: все электрические величины, определяющие режим работы машины, — напряжение и ток якоря, их частоту в случае машин переменного тока, подводимую мощность в случае двигателя переменного тока или отдаваемую мощность в случае генератора переменного тока, ток возбуждения в случае машин, возбуждаемых по-с
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
тоянным током, и различные другие электрические величины в зависимости от рода машины;частоту вращения машин постоянного тока или скольжения асинхронных двигателей;
температуру частей машины по всем применяемым измерителям;
температуру и давление охлаждающих сред, в том числе окружающей среды в случае машин открытого исполнения;
чистоту водорода в случае машин с водородным охлаждением;
расход дистиллята в случае машин с водяным охлаждением;
всякие иные величины, могущие оказывать влияние на нагревание испытуемой машины, или измерение которых предусматривается в стандартах или технических условиях на конкретные виды электрических машин.
Испытание электрических машин на нагревание следует проводить при температуре охлаждающих сред, реально достижимой на месте испытания, однако, по возможности более близкой к установленной в стандартах или технических условиях на конкретные виды электрических машин. Температура газообразной охлаждающей среды должна быть не ниже 10°С, а температура жидкой охлаждающей среды, применяемой как для непосредственного, так и для косвенного охлаждения. — не ниже точки росы при данном давлении газообразной охлаждающей среды.
При нескольких видах охлаждающих сред разность их температуры на входе в машину должна быть не более 10°С.
Испытание на нагревание электрической машины в продолжительном номинальном режиме S1, а также в любом другом продолжительном режиме работы, в том числе в частичных режимах холостого хода или короткого замыкания, следует проводить при практически неизменных параметрах режима до практически установившейся температуры всех частей машины.
Отклонение параметров номинального режима S1 от установленных значений в течение опыта не должно быть более:
по току, % ±3,0
по напряжению, % ±2,0
по току возбуждения, % ± 1,5
по частоте вращения, % ± 1,0
по частоте тока, % ± 1,0
по температуре охлаждающей жидкости, °С . . . ±1,0
по температуре охлаждающего газа, °С ±1,0
по давлению газа, МПа ±0,01
по расходу охлаждающей жидкости, % ±10,0
Допускается для крупных машин при длительности опыта 3 ч и более установленные значения параметров режима с отклонениями не более указанных поддерживать не менее последних 2 ч опыта.
Испытание может быть начато как с практически холодного, так и с нагретого состояния машины. Для сокращения продолжительности испытания машину допускается перегрузить в начале испытания, насколько это допустимо из соображений ее механической и электрической прочности, а в случае коллекторных машин — если степень искрения не выше соответствующей номинальному режиму.
Отсчеты по всем видам измерений рекомендуется производить для нормально охлаждаемых машин через каждые 30 мин, а для полностью закрытых машин с охлаждением только через наружную поверхность и для крупных энергетических машин с косвенным воздушным охлаждением по замкнутому циклу — через 60 мин.
Испытание на нагревание электрической машины в кратковременном режиме S2 следует проводить с практически холодного состояния машины. Если продолжительность кратковременного режима менее 60 мин, то рекомендуется предварительно установить параметры нагрузки и элементы регулирования режима работы соответственно требуемым данным, после чего охладить машину до практически холодного состояния, с тем, чтобы в начале испытания не имела места потеря времени на установление режима.
Отсчеты по всем видам измерений рекомендуется производить при продолжительности режима 30 мин и менее — в начале и в конце испытания, а при большей продолжительности — в начале, в середине и в конце испытания, если только продолжительность не настолько велика, что в отношении отсчетов его следует приравнять к испытанию в продолжительном режиме.
Испытание на нагревание электрической машины в повторнократковременных пли перемежающихся режимах может быть начато как с практически холодного, так и с нагретого состояния машины. Для сокращения продолжительности испытания допускается в начале испытания работа машины в течение некоторого времени без перерыва нагрузки.
Продолжительность одного рабочего цикла в режимах S3 и S6 при отсутствии иных указаний следует принимать равной 10 мни, а в прочих режимах (S4, S5, S7 и S8) — в соответствии с номинальным числом рабочих циклов в час; при этом продолжительность включения (ПВ) или продолжительность нагрузки (ПН), а также коэффициент инерции для режимов S4, S5, S7 и S8 должны соответствовать номинальным значениям. Управление режимом испытания должно быть автоматизировано.
Отсчеты по измерительным приборам рекомендуется производить в концах рабочих периодов; испытание может быть закончено, когда температура всех частей машины, измеряемая в процессе испытания, достигнет практически повторяющихся значений. Окончательное измерение температуры, в том числе выполняемое после
о
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
тключения питания, следует производить по истечении половины последнего рабочего периода.Если электрическая машина имеет несколько номинальных повторнократковременных или перемежающихся режимов, то и испытание на нагревание следует проводить в каждом из них. Допускается проводить испытание на нагревание в продолжительном режиме S1 при эквивалентном токе нагрузки, равном среднеквадратическому значению тока. Для повторно-кратковременных режимов порядок определения влияния пауз на значение среднеквадратического тока устанавливается по согласованию между изготовителем и потребителем.
В машинах постоянного тока, работающих в повторно-кратковременных режимах, обмотка параллельного (или независимого) возбуждения во время пауз может оставаться включенной, если это предусмотрено в стандартах или технических условиях на конкретные виды машин постоянного тока.
Испытание электрических машин на нагревание может проводиться следующими методами:
непосредственной нагрузкой в номинальном или ином заданном режиме с применением схем возвратной работы или взаимной нагрузки, а на месте установки — также промышленной нагрузкой;
косвенным методом — путем проведения ряда испытаний на нагревание в режимах холостого хода и короткого замыкания с последующим расчетным предопределением превышения температуры различных частей машины на основании полученных результатов испытаний. Испытание синхронных машин допускается проводить в режиме синхронного компенсатора;
искусственной нагрузки, при которой испытуемая машина нагружается суммой потерь, по возможности соответствующей номинальному режиму, без отдачи энергии вовне.
Испытание электрических машин па нагревание непосредственной нагрузкой может проводиться для машин любого вида. Предпочтительным является испытание в продолжительном номинальном (пли эквивалентном) режиме S1.
Для электрических машин более крупных мощностей (например, более 10000 кВт (кВ-А) рекомендуется по возможности испытание па нагревание в нескольких режимах при напряжении, отличающемся от номинального в пределах не более ±5%, и коэффициенте мощности (для синхронных машин), близком к поминальному, от 0,6 номинальной мощности до максимально возможной по условиям испытания, в том числе п перегрузки сверх номинальной мощности в допустимых для данной машины пределах. По результатам этих испытаний должна быть построена зависимость превышения температуры данной части машины от параметров нагрузки, например, для обмоток — от квадрата тока в данной обмотке или от соответствующих потерь в ней. Превышения температуры, соответствующие номинальной нагрузке, следует определять интерполяцией по полученной кривой, а если нагрузка не могла быть доведена до номинальной, то ее экстраполяцией.
Для удобства экстраполяции рекомендуется выбирать значения нагрузки так, чтобы интервалы между квадратами токов нагрузки были примерно одинаковыми, например, 0,60; 0,75; 0,87 номинального тока.
Испытание на нагревание методом непосредственной нагрузки возможно для электрических машин всех видов. Для машин, возбуждаемых постоянным током, особенно для синхронных машин, испытание может проводиться в режиме как генератора, так и двигателя, независимо от того, для какого именно режима работы предназначается данная машина.
Испытание на нагревание трехфазных асинхронных двигателей допускается проводить при номинальном токе, дри этом полезная мощность может отличаться от номинальной мощности не более чем на 5%. Превышение температуры обмоток (Ай) °С при номинальной полезной мощности вычисляют по формуле
|
I I н
где 1Н—номинальный ток двигателя. А;
А—ток двигателя, измеренный при номинальной полезной мощности, А;
А0Н—превышение температуры обмотки при номинальном токе, °С.
Испытание электрических машин на нагревание косвенным методом может проводиться только для машин, возбуждаемых постоянным током,—машин постоянного тока н синхронных машин. Испытуемую машину следует вращать с номинальной частотой соответствующим приводным двигателем.
Для определения превышения температуры различных частей испытуемой машины при номинальном режиме следует проводить испытание па нагревание в следующих режимах:
а—короткое замыкание при номинальном токе якоря. Из испытания определяется превышение температуры обмотки якоря, обусловленное основными потерями и обмотке, добавочными потерями при нагрузке, механическими потерями и пониженными потерями; на возбуждение;
б—холостой ход при номинальном напряжении. Из испытания определяется превышение температуры обмотки якоря, обусловленное потерями в стали, механическими потерями и пониженными потерями на возбуждение;в
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
—холостой ход без возбуждения. Из испытания определяется превышение температуры обмотки якоря, обусловленное только механическими потерями;