Профессиональные справочные системы
для специалистов строительной отрасли


ГОСТ 27222-91
(СТ МЭК 279-69
СТ СЭВ 1107-78)

Группа Е69

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР


МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Измерение сопротивления обмоток машин переменного тока без отключения от сети

Rotating electrical machines.
Measurement of the winding resistance of an а.с. machine without switching-off network

     

ОКП 33 1000, 33 2000, 33 3000, 33 4000,
         33 5000, 33 7000, 33 8000

Дата введения 1992-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности и приборостроения СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 30.01.91 N 74

Настоящий стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта МЭК 279-69 "Машины электрические вращающиеся. Измерение сопротивления обмоток машин переменного тока без отключения от сети" и содержит дополнительные требования, отражающие потребности народного хозяйства

3. Срок проверки - 1995 год; периодичность проверки - 5 лет

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1107-78

5. ВЗАМЕН ГОСТ 27222-87

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта

ГОСТ 183-74

Вводная часть



Настоящий стандарт устанавливает метод измерения сопротивления обмоток при работе машины (необходимость в экстраполяции отпадает) и распространяется на низковольтные и высоковольтные машины любой мощности.

Измерительные схемы являются принципиальными и предназначены для экспериментального применения с целью опытных данных.

Значения температур, полученные с помощью указанного метода, во многих случаях могут быть на 5-25 °С выше полученных с помощью традиционных методов, поэтому их нельзя сравнивать с указанными в ГОСТ 183.

Результатом экспериментального применения данного метода должны быть новые значения допустимых превышений температур.

1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА


При приложении напряжения постоянного тока к обмоткам машины переменного тока, находящейся под нагрузкой, происходит наложение составляющих постоянного и переменного токов;

при прохождении через реактивное сопротивление составляющие постоянного и переменного токов могут быть разделены.

Измерение сопротивления обмотки при помощи постоянного тока допускается проводить как по схеме измерительного моста, так и по схеме вольтметра-амперметра. Выбор схемы зависит от мощности и напряжения машины, способа соединения ее обмоток, а также метода испытания на нагревание.

В стандарте приведены наиболее применяемые схемы, но возможны и различные их варианты.

В стандарте приведены схемы, применяемые для специальных машин (например, для высокочастотных генераторов).

Примечания:

1. Схемы вольтметра-амперметра в силу их простоты предпочтительны для высоковольтных машин, несмотря на то, что с помощью измерительного моста можно достигнуть большей точности.

2. Значение наложенного постоянного тока должно быть достаточно малым, а время его прохождения незначительным, чтобы исключить влияние измерительного тока на нагрев обмоток. В противном случае необходимо прибегать к дополнительным расчетам, либо вносить коррективы в результат эксперимента. При практических измерениях следует учесть, что в поправках нет необходимости, если наложенный постоянный ток не превышает 5% переменного тока нагрузки и если он течет не более 5 мин. При измерениях на высоковольтных машинах данный метод допускает работу с гораздо более низким постоянным током, даже ниже 1% тока нагрузки, а минимальное напряжение постоянного тока, измеряемого на зажимах обмотки и шунта, должно быть порядка 10 мВ.

3. Измерение сопротивления в холодном состоянии и под нагрузкой следует проводить по какой-либо одной схеме с применением тех же приборов.

2. СХЕМЫ ВОЛЬТМЕТРА-АМПЕРМЕТРА


Постоянный ток, поступающий, например, от аккумуляторной батареи, накладывается на переменный ток нагрузки, при этом измеряют следующие величины:

наложенный постоянный ток, проходящий через обмотку;

значение падения напряжения, вызванного наложенным постоянным током на выводных концах обмоток.

Названные схемы допускается применять при любом способе соединения обмоток (соединение в звезду с выведенной нейтралью или без нее, соединение в треугольник), но измерительная схема должна соответственно изменяться.

В качестве примеров на черт.1-3 приложения дано описание следующих схем:

принципиальной схемы измерения повышения температуры обмотки, соединенной в звезду с выведенной нейтралью (черт.1);

принципиальной схемы, которую следует применять при проведении опыта короткого замыкания на той же машине (черт.2);

принципиальной схемы, которую следует применять для обмотки, соединенной в звезду с изолированной нейтралью (черт.3), при этом схема легко трансформируется для измерения сопротивления обмотки , соединенной в треугольник.

Для указанной схемы рассчитывают по формуле

,

     
где - напряжение, измеренное миллиамперметром;


- ток, измеренный милливольтметром.

На черт.10 приложения приведена принципиальная схема с трансформаторами постоянного тока и напряжения, которую следует применять для испытания высоковольтных машин с обмоткой, соединенной в звезду с выведенной нейтралью.

Если обмотка соединена в звезду с выведенной нейтралью, то постоянный ток должен подводиться через нейтраль. Необходимо также обеспечить возвратную нейтральную точку, которой при испытании под нагрузкой может являться обмотка статора другой машины или параллельная обмотка испытываемой машины, если она имеет две параллельные ветви. Возвратной нейтральной точкой может быть нейтральная точка главного или вспомогательного трансформатора или катушка индуктивности, соединенная в зигзаг. При опыте короткого замыкания возвратной нейтральной точкой может быть точка соединения фазных выводов, замкнутых накоротко.

В случае обмотки с изолированной нейтралью постоянный ток должен подводиться между фазой и соответствующим выводом трехфазного индуктора. Так как на практике сопротивление сети гораздо ниже сопротивления испытуемой обмотки, то следует предотвратить попадание постоянного тока в сеть. Для этой цели между сетью и точками, где проводится постоянный ток, должны быть предусмотрены конденсаторы или сопротивления.

В схеме (см. черт.3) имеется сопротивление в каждой фазе, но будет достаточно сопротивления в испытываемой фазе. Значение этого сопротивления должно быть приблизительно равно сопротивлению обмотки.

Данные конденсаторы или сопротивления обычно замкнуты накоротко. Переключатели, которые замыкают их накоротко, размыкают только на время измерения.

2.1. Принцип измерения

Принцип, описанный ниже, применим для обмоток, соединенных в звезду с выведенной нейтралью (см. черт.1).

Постоянный ток измеряют на выводах шунта, подключенного к нейтрали; таким образом получают утроенное среднее значение токов, протекающих в каждой из трех фаз. Среднее значение напряжения постоянного тока в трех фазах обмотки берут по показаниям микроамперметра, подсоединенного между нейтралями обмотки, и трех одинаковых сопротивлений , соединенных в звезду на выводных концах обмотки. Для этой цели можно использовать первичные обмотки трансформаторов напряжения с высоким полным сопротивлением, что ограничивает циркуляцию переменного тока в измерительной цепи постоянного тока.

Если - эквивалентное сопротивление трех фаз испытываемой обмотки, - значение сопротивления каждого из сопротивлений, - сопротивление цепи микроамперметра, применяемого для измерения напряжения, то подведенный ток и ток микроамперметра находятся в соотношении

,

     
откуда искомое сопротивление рассчитывают по формуле

     
.


Так как измерение связано с повышением температуры, т.е. с некоторыми изменениями сопротивления, то нет необходимости измерять фактические значения в нерабочем и рабочем состояниях машины, допускается измерять пропорциональные им значения. Поэтому достаточно, чтобы измерительные приборы имели пропорциональные шкалы в диапазоне измерения, которые в одном случае пропорциональны напряжению постоянного тока на выводных концах испытываемой обмотки, а в другом - постоянному току, протекающему через эту обмотку.

2.2. Измерительная аппаратура

2.2.1. Шунты

По шунту, подключенному к нейтральной точке, протекает очень слабый переменный ток и это не создает никаких затруднений при его подборе и изготовлении. Напротив, в случае обмотки, соединенной в треугольник или звезду с изолированной нейтралью, переменный ток нагрузки проходит через шунт, который должен иметь такую конструкцию, чтобы на его сопротивление не оказывало влияние повышение температуры, которое является результатом протекания этого тока. Разъединитель, подключенный между выводными концами, позволяет включать его только на время измерения.

Фильтрующий трансформатор с коэффициентом трансформации, равным единице, присоединенный к выводам шунта, должен иметь более высокое сопротивление по сравнению с сопротивлением шунта для того, чтобы составляющая протекающего по нему постоянного тока не оказывала влияния на его магнитные свойства.

2.2.2. Микроамперметры и милливольтметры

Эти приборы должны быть класса точности 0,5 и выше, иметь линейную характеристику, а также должны снабжаться фильтрами, предотвращающими искажающее влияние переменного тока на измерения. Сопротивление цепи микроамперметра должно быть выше 10 .

Для того, чтобы уменьшить влияние отклонений , возникающих в результате повышения температуры дросселя, сопротивление должно быть не менее 100 .

Обычно применяют приборы со светящейся шкалой.

2.2.3. Трансформаторы напряжения, применяемые в измерительной цепи в качестве импедансов

Трансформаторы напряжения должны иметь, по возможности, равное реактивное сопротивление трех фаз для того, чтобы уменьшить составляющую переменного тока, которая попадает в измерительную цепь.

Если сопротивления фаз не равны, то их можно уравнять с помощью добавочных сопротивлений или заменить в формуле на расчетное значение эквивалентного сопротивления этих трех импедансов, соединенных параллельно.

Если значение больше , то делать поправку нет необходимости.

Чтобы снизить влияние повышения температуры на значение сопротивления трансформаторов, номинальное напряжение трансформаторов напряжения должно быть выше, чем у машины.

2.2.4. Вспомогательный трансформатор

В тех случаях, когда применяют вспомогательный трансформатор при отсутствии нейтральной точки в цепи питания, необходимо добиться того, чтобы постоянный ток не вызвал нежелательного повышения температуры прибора, смещения нейтральной точки или значительного измерения формы волны (особенно под действием 3-й гармоники).

Учитывая сказанное выше, предпочтение следует оказывать катушкам индуктивности, соединенным в зигзаг, сконструированным специально для этих испытаний.

2.2.5. Изоляция измерительной цепи

Несмотря на то, что у высоковольтной машины с выведенной нейтралью измерительная цепь тока имеет напряжение, близкое к нулю, могут возникнуть опасные напряжения при повреждении заземления фазы высокого напряжения, поэтому необходимо изолировать измерительные цепи от высокого напряжения машины, считывать показания приборов с безопасного расстояния и применять дистанционные переключатели.

2.2.6. Питание постоянным током

Допускается применять любой источник постоянного тока и стабильного напряжения, но при испытаниях высоковольтных машин, где источник питания должен быть изолирован, использование аккумуляторных батарей значительно облегчает осуществление этой изоляции.

Постоянный ток может регулироваться с помощью добавочного регулируемого сопротивления, которое служит также для ограничения переменного тока, особенно 3-й гармоники тока, проходящего между нейтральными точками, или с помощью включения большего или меньшего количества элементов батарей.