水電廠電阻測溫的干擾源的應(yīng)用研究

由此可得三線制接法可補償連接導(dǎo)線的電阻引起的測量誤差。

3)四線制

是熱電阻測溫理想的接線方式。

如圖3,通過導(dǎo)線L1、L2給熱電阻施加激勵電流I,測得電勢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測溫電阻

Pt100和Cu50是目前電廠最常用的測溫電阻，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的比較有幾個缺點：首先銅比鉑的阻值小，需要很長的銅絲繞制成敏感元件，鉑則相對短一些，一般的越長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，精度要求達到A級。這類芯片的漂移很小，長期穩(wěn)定性高，而且抗沖擊和振動。芯片引腳采用鉑鎳合金。因為芯片引腳最終要和導(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\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。由于定子測溫時刻處于強磁場中，測值跳變十分厲害，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間，這會延長溫度采集周期。

(5)采用軟件濾波

溫度信號值非常小，很容易受到干擾而導(dǎo)致測值漂移，因此必須對采樣信號進行有效的濾波，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的。目前主流的軟件濾波思想如下：

對于每個測溫點的采樣分成4個周期(也可以分成n個周期，n越大，溫度刷新周期越長)，每個周期內(nèi)對該點連續(xù)采集4次，分別得到4個采樣值L1~L4,然后將改組采樣值去掉最大值和最小值后取平均，作為第一個采樣周期的測值M1;如此4個循環(huán)后得到4個采樣周期的測值M1~M4;在將4個采樣測值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.采樣處理過程如下圖所示：

在寫禁止條件下，再進行兩個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，置該點品質(zhì)好，更新溫度測值。

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

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

在寫允許條件下，除斷線或短路，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(xiàn)象幾乎在每個電廠都有，電纜長期浸泡在流動透平油中，如果不做特殊的處理，時間長了導(dǎo)線就會在傳感器根部斷開。一般在安裝瓦溫電阻時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剛體上。如果在安裝軸瓦測溫電阻時只是簡單的放置在瓦孔內(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，不能有效地保護導(dǎo)線根部。在實際處理的缺陷中，電阻根部斷線的故障占了測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)境中也會開裂。

在電纜安裝布線過程中，要繞開強磁場和電場，并實施可靠屏蔽。如果沒有對測溫電阻實施有效的屏蔽，使發(fā)電機的強電場和強磁場對測溫電阻干擾并把干擾信號導(dǎo)入測溫回路中，就會造成測溫不準。測溫電阻和整個測溫回路，導(dǎo)線多且長，接線環(huán)節(jié)多，屏蔽要求在整個環(huán)節(jié)中都要有可靠的屏蔽，只要有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，屏蔽就會無效。

5.結(jié)語

電阻測溫的抗干擾研究是一項長期任務(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、不拒動，保障電廠的安全運行。