电机测温测置已成为大型高压电机的标准配置
电机运行状态对配套设备能否正常运转有非常大的影响,因而对于电机运行状态的监控系统也在不断的完善,特别是对于配套大型高低压电机、可靠度要求很高的出口电机,绕组温度、轴承温度的测量装置基本成为一种默认配置。除此以外,还有一些对运转精度要求高或电机异常振动可能会引发重大设备事故的特殊场合,电机的振动参数也必须纳入监测和控制范围。
电机绕组和轴承测温装置或温控保护系统中,比较常用的有PT100和PTC。本文主要对这两种温控保护系统中常用元件与大家作一个简单交流。
PT100温度传感器是一种测温元件,将测量对象的温度参数转换为可变送的电参数。当输出到专用数显仪表时,可实时显示被测对象温度;接入到相应温控保护系统时,异常温度会激活保护系统,触发供电回路断路器动作,切断电机电源,避免因电机局部故障引发恶性事故。PT100是如何将温度参数转换为电参数的?不了解的可能觉得非常神秘,经如下解释大家或许就不那么疑惑了:PT100热电阻主要由金属铂构成。金属铂热稳定性非常高,其电阻值与温度之间存在严格的一一对应关系。人们便利用它的这一特性,发明了PT100热电阻温度传感器,温度的采集范围可以在-200℃~+850℃之间,电机发热涉及到的温度范围完全可以通过PT100热电阻温度传感器测量。
PT100温度传感器广泛应用于工业设备过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成:传感器和信号转换器。传感器主要是指热电偶或热电阻;信号转换器由测量参数变送、信号处理和转换单元组成,根据客户需求,有些变送器会增加实时温度显示单元,功能强大的还具有现场总线功能,上传控制中心。
电机上应用PT100对电机的绕组和轴承温度进行监视保护的具体方法:为了保证电机全生命周期内监视的需求,通常在每一相绕组中埋置两套测温元件,即用一套备一套;轴承部分测温元件损坏时可以现场更换,故一套轴承只配备一个即可。因此,大型三相电机的测温一般按8点测温配置:绕组三点、轴承两点(两支点轴承各一点)在线,再备用三点绕组测温。
在实际应用案例中,PT100所获取的绕组温度为测量位置的局部温度,不能与电阻法测得的绕组平均温度简单比对。在电机的生产制造过程中,尽可能将测温元件埋置在绕组温度最高点位置,以保证测量数据的有效性和客观性。当测量过程中发现实测温度离散情况严重,特别温度异常高的测量点,应结合所有实测数据进行充分的分析和验证,避免绕组局部温度高导致的质量事故。对于电机中因为规避轴电流而采取具体绝缘措施的情况,PT100的选型应兼顾绝缘方面的要求。
电机应用PTC保护同样也是基于电阻温度特性实现的。PTC是一种非线性热敏电阻。其阻值在居里点以下的温度区域内,呈现较低阻值状态,随着温度升高阻值增大幅度较小。当温度超过居里点时,阻值随温度的升高快速上升到高阻值状态。具体方法是在被保护电机的绕组内埋设一个PTC电阻,检测电路测量到高阻状态时,判定为电机温度过高,输出保护信号供电机保护电路进入保护状态。许多不是要求很高电机上,绕组里只埋置PTC,也有一些应用场合需要在绕组内同时埋置PT100和PTC。
和PTC相比较,PT100是一种可以实时监控并按照要求设定的测控装置,相对智能一些;而PTC则是按照热敏电阻变化特性而对电机绕组极限温度状态进行控制。无论是PTC还是PT100,都是绕组局部位置的测量和反映,而如何提升测量点的有效性,需要我们在实践中不断总结和提炼。