水電廠(chǎng)電阻測溫的干擾源的應用研究

由此可得三線(xiàn)制接法可補償連接導線(xiàn)的電阻引起的測量誤差。

3)四線(xiàn)制

是熱電阻測溫理想的接線(xiàn)方式。

如圖3,通過(guò)導線(xiàn)L1、L2給熱電阻施加激勵電流I,測得電勢V3、V4.導線(xiàn)L3、L4接入高輸入阻抗電路，IL3=0,IL4=0,因此V4-V3等于熱電阻兩端電壓。

熱電阻的電阻值：

通過(guò)以上比較可知，四線(xiàn)制測量方式不受連接導線(xiàn)的電阻的影響。此種接線(xiàn)是最理想的接線(xiàn)方式，但由于布線(xiàn)工作量大，占用端子排位置多，一般現場(chǎng)很少用。建議將目前的兩線(xiàn)制均改為三線(xiàn)制或四線(xiàn)制。

(2)采用PT100測溫電阻

Pt100和Cu50是目前電廠(chǎng)最常用的測溫電阻，基本上99%的水電廠(chǎng)都在使用。Pt100是用鉑金材料作為敏感元件，Cu50是用銅做敏感元件。Cu50與Pt100的比較有幾個(gè)缺點(diǎn)：首先銅比鉑的阻值小，需要很長(cháng)的銅絲繞制成敏感元件，鉑則相對短一些，一般的越長(cháng)越細的材料可靠性越低。第二，鉑電阻是主流的測溫電阻，大的制造商、特別是德國廠(chǎng)家都以光刻濺射工藝生產(chǎn)Pt100芯片，非常成熟可靠。幾乎沒(méi)有廠(chǎng)家生產(chǎn)Cu芯片，這樣如果要用Cu50產(chǎn)品只有國內小廠(chǎng)自己繞制線(xiàn)圈來(lái)做敏感元件，可靠性大大降低。這也就是有些電廠(chǎng)使用的Cu50測溫電阻經(jīng)常壞的原因。

另外，鉑電阻芯片的品質(zhì)也是千差萬(wàn)別的，應該采用濺射光刻工藝制作的Pt100芯片，精度要求達到A級。這類(lèi)芯片的漂移很小，長(cháng)期穩定性高，而且抗沖擊和振動(dòng)。芯片引腳采用鉑鎳合金。因為芯片引腳最終要和導線(xiàn)或鎧裝絲的芯線(xiàn)焊接，焊接容易導致金屬材料發(fā)脆而斷開(kāi)，所以這也是個(gè)薄弱環(huán)節。芯片引腳采用鉑鎳合金可以保證焊接后引線(xiàn)的機械性能，避免導線(xiàn)在傳感器內斷開(kāi)。

(3)采用抗工頻干擾電源

工頻干擾是最常見(jiàn)的干擾。采用工頻干擾過(guò)濾器，將電源的工頻干擾過(guò)濾掉，從而得到穩定的電源，保證裝置的正?？煽窟\行。自今年上半年我們將所有SJ40C加裝了交流電源過(guò)濾器，SJ40C裝置運行的穩定性大大提高，跳變現象較之前有顯著(zhù)減少。

(4)增加濾波電容

電容具有隔直流通交流的作用，并可以有效去掉高頻電壓波峰。在端子排上增加濾波電容可有效去掉瞬間電壓干擾。由于定子測溫時(shí)刻處于強磁場(chǎng)中，測值跳變十分厲害，自從我們加裝濾波電容后，跳變現象得到明顯改善，但電容充放電需要時(shí)間，這會(huì )延長(cháng)溫度采集周期。

(5)采用軟件濾波

溫度信號值非常小，很容易受到干擾而導致測值漂移，因此必須對采樣信號進(jìn)行有效的濾波，才能避免信號誤采集。軟件濾波主要基于溫度不會(huì )突變的思想，它可以有效去掉脈沖干擾，熨平溫度變化。需要指出的是：軟件濾波雖然能夠有效濾波，但它是以犧牲刷新速度為代價(jià)的。目前主流的軟件濾波思想如下：

對于每個(gè)測溫點(diǎn)的采樣分成4個(gè)周期(也可以分成n個(gè)周期，n越大，溫度刷新周期越長(cháng))，每個(gè)周期內對該點(diǎn)連續采集4次，分別得到4個(gè)采樣值L1~L4,然后將改組采樣值去掉最大值和最小值后取平均，作為第一個(gè)采樣周期的測值M1;如此4個(gè)循環(huán)后得到4個(gè)采樣周期的測值M1~M4;在將4個(gè)采樣測值M1~M4去掉最大值和最小值后取平均，作為本次采樣的最終測值N.采樣處理過(guò)程如下圖所示：

在寫(xiě)禁止條件下，再進(jìn)行兩個(gè)掃描周期的采樣值之差的處理，結果如下：

(a)若|采樣值之差|=0.3度，置該點(diǎn)品質(zhì)好，不更新溫度測值。

(b)若0.3|采樣值之差|=0.5度，置該點(diǎn)品質(zhì)好，更新溫度測值。

(c)若0.5|采樣值之差|=5度，需連續三次，才置該點(diǎn)品質(zhì)好，更新溫度測值。

(d)若|采樣值之差|>5度，需連續三次，才置該點(diǎn)品質(zhì)壞，不更新溫度測值，退出溫度保護。

在寫(xiě)允許條件下，除斷線(xiàn)或短路，置測值非法和品質(zhì)壞外，其它情況直接更新溫度測值。

(6)提高安裝工藝

電纜在根部折斷現象幾乎在每個(gè)電廠(chǎng)都有，電纜長(cháng)期浸泡在流動(dòng)透平油中，如果不做特殊的處理，時(shí)間長(cháng)了導線(xiàn)就會(huì )在傳感器根部斷開(kāi)。一般在安裝瓦溫電阻時(shí)要求傳感器與瓦體剛性連接，最好是螺紋連接，瓦內的導線(xiàn)也要可靠固定，特別是根部導線(xiàn)要與傳感器固定在同一個(gè)剛體上。如果在安裝軸瓦測溫電阻時(shí)只是簡(jiǎn)單的放置在瓦孔內，或是用環(huán)氧樹(shù)脂灌封在孔里，這樣的安裝方式是不規范的安裝方式，不能有效地保護導線(xiàn)根部。在實(shí)際處理的缺陷中，電阻根部斷線(xiàn)的故障占了測溫電阻故障的一半左右，應該引起重視。另外，電纜外皮在高溫及腐蝕性的透平油環(huán)境中也會(huì )開(kāi)裂。

在電纜安裝布線(xiàn)過(guò)程中，要繞開(kāi)強磁場(chǎng)和電場(chǎng)，并實(shí)施可靠屏蔽。如果沒(méi)有對測溫電阻實(shí)施有效的屏蔽，使發(fā)電機的強電場(chǎng)和強磁場(chǎng)對測溫電阻干擾并把干擾信號導入測溫回路中，就會(huì )造成測溫不準。測溫電阻和整個(gè)測溫回路，導線(xiàn)多且長(cháng)，接線(xiàn)環(huán)節多，屏蔽要求在整個(gè)環(huán)節中都要有可靠的屏蔽，只要有一個(gè)環(huán)節出現問(wèn)題，屏蔽就會(huì )無(wú)效。

5.結語(yǔ)

電阻測溫的抗干擾研究是一項長(cháng)期任務(wù)，隨著(zhù)環(huán)境的變化，不同地方的干擾源不盡相同，這就要求我們根據實(shí)際情況選擇不同的抗干擾對策，從而提高測溫的準確性，保證溫度保護不誤動(dòng)、不拒動(dòng)，保障電廠(chǎng)的安全運行。