水電廠電阻測(cè)溫的干擾源的應(yīng)用研究

由此可得三線制接法可補(bǔ)償連接導(dǎo)線的電阻引起的測(cè)量誤差。

3)四線制

是熱電阻測(cè)溫理想的接線方式。

如圖3,通過導(dǎo)線L1、L2給熱電阻施加激勵(lì)電流I,測(cè)得電勢(shì)V3、V4.導(dǎo)線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：

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

(2)采用PT100測(cè)溫電阻

Pt100和Cu50是目前電廠最常用的測(cè)溫電阻，基本上99%的水電廠都在使用。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(zhǎng)的銅絲繞制成敏感元件，鉑則相對(duì)短一些，一般的越長(zhǎng)越細(xì)的材料可靠性越低。第二，鉑電阻是主流的測(cè)溫電阻，大的制造商、特別是德國(guó)廠家都以光刻濺射工藝生產(chǎn)Pt100芯片，非常成熟可靠。幾乎沒有廠家生產(chǎn)Cu芯片，這樣如果要用Cu50產(chǎn)品只有國(guó)內(nèi)小廠自己繞制線圈來做敏感元件，可靠性大大降低。這也就是有些電廠使用的Cu50測(cè)溫電阻經(jīng)常壞的原因。

另外，鉑電阻芯片的品質(zhì)也是千差萬別的，應(yīng)該采用濺射光刻工藝制作的Pt100芯片，精度要求達(dá)到A級(jí)。這類芯片的漂移很小，長(zhǎng)期穩(wěn)定性高，而且抗沖擊和振動(dòng)。芯片引腳采用鉑鎳合金。因?yàn)樾酒_最終要和導(dǎo)線或鎧裝絲的芯線焊接，焊接容易導(dǎo)致金屬材料發(fā)脆而斷開，所以這也是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。芯片引腳采用鉑鎳合金可以保證焊接后引線的機(jī)械性能，避免導(dǎo)線在傳感器內(nèi)斷開。

(3)采用抗工頻干擾電源

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

(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(cè)溫時(shí)刻處于強(qiáng)磁場(chǎng)中，測(cè)值跳變十分厲害，自從我們加裝濾波電容后，跳變現(xiàn)象得到明顯改善，但電容充放電需要時(shí)間，這會(huì)延長(zhǎng)溫度采集周期。

(5)采用軟件濾波

溫度信號(hào)值非常小，很容易受到干擾而導(dǎo)致測(cè)值漂移，因此必須對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行有效的濾波，才能避免信號(hào)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(duì)于每個(gè)測(cè)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(zhǎng))，每個(gè)周期內(nèi)對(duì)該點(diǎn)連續(xù)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(cè)值M1;如此4個(gè)循環(huán)后得到4個(gè)采樣周期的測(cè)值M1~M4;在將4個(gè)采樣測(cè)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(cè)值N.采樣處理過程如下圖所示：

在寫禁止條件下，再進(jìn)行兩個(gè)掃描周期的采樣值之差的處理，結(jié)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(cè)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(cè)值。

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

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

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

(6)提高安裝工藝

電纜在根部折斷現(xiàn)象幾乎在每個(gè)電廠都有，電纜長(zhǎng)期浸泡在流動(dòng)透平油中，如果不做特殊的處理，時(shí)間長(zhǎng)了導(dǎo)線就會(huì)在傳感器根部斷開。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(nèi)的導(dǎo)線也要可靠固定，特別是根部導(dǎo)線要與傳感器固定在同一個(gè)剛體上。如果在安裝軸瓦測(cè)溫電阻時(shí)只是簡(jiǎn)單的放置在瓦孔內(nèi)，或是用環(huán)氧樹脂灌封在孔里，這樣的安裝方式是不規(guī)范的安裝方式，不能有效地保護(hù)導(dǎo)線根部。在實(shí)際處理的缺陷中，電阻根部斷線的故障占了測(cè)溫電阻故障的一半左右，應(yīng)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)開裂。

在電纜安裝布線過程中，要繞開強(qiáng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)，并實(shí)施可靠屏蔽。如果沒有對(duì)測(cè)溫電阻實(shí)施有效的屏蔽，使發(fā)電機(jī)的強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)測(cè)溫電阻干擾并把干擾信號(hào)導(dǎo)入測(cè)溫回路中，就會(huì)造成測(cè)溫不準(zhǔn)。測(cè)溫電阻和整個(gè)測(cè)溫回路，導(dǎo)線多且長(zhǎng)，接線環(huán)節(jié)多，屏蔽要求在整個(gè)環(huán)節(jié)中都要有可靠的屏蔽，只要有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，屏蔽就會(huì)無效。

5.結(jié)語(yǔ)

電阻測(cè)溫的抗干擾研究是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)，隨著環(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(jù)實(shí)際情況選擇不同的抗干擾對(duì)策，從而提高測(cè)溫的準(zhǔn)確性，保證溫度保護(hù)不誤動(dòng)、不拒動(dòng)，保障電廠的安全運(yùn)行。