Pt100熱電阻接線方式的改進(jìn)

劉 睿

（國電漢川發(fā)電有限公司，湖北 漢川 432321）

Pt100熱電阻接線方式的改進(jìn)

劉 睿

（國電漢川發(fā)電有限公司，湖北 漢川 432321）

發(fā)電企業(yè)中廣泛使用熱電阻作為測(cè)溫元件，當(dāng)熱電阻采用常規(guī)三線制接線方式時(shí)，接線可能出現(xiàn)接觸不良、松動(dòng)或脫落的現(xiàn)象，造成溫度測(cè)量值波動(dòng)，甚至大幅偏離實(shí)際溫度值，引發(fā)機(jī)組其他設(shè)備或保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)此提出了一種熱電阻接線新方式，保證了熱電阻溫度測(cè)量的準(zhǔn)確值和可靠性。

溫度測(cè)量；熱電阻；接線方式；三線制

0 引言

在電力生產(chǎn)熱工控制領(lǐng)域中，溫度測(cè)量是不可或缺的一環(huán)。主汽溫、再熱汽溫、軸溫、瓦溫、缸溫等都在機(jī)組安全運(yùn)行狀態(tài)中扮演著重要的角色。這些溫度參數(shù)涉及聯(lián)鎖、保護(hù)，或作為監(jiān)視信號(hào)。每一個(gè)溫度信號(hào)的變化，都反應(yīng)了機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

溫度作為電廠熱工控制領(lǐng)域中不可或缺的重要參數(shù)，其測(cè)量的精度、溫變的幅度等相關(guān)參數(shù)質(zhì)量都時(shí)刻影響著設(shè)備的安全運(yùn)行。熱電阻作為主流測(cè)溫元件之一，被廣泛應(yīng)用，其接線方式分為兩線制、三線制和四線制3種，為保證各參數(shù)質(zhì)量要求，需要采用不同的接線方式。

1 熱電阻常規(guī)接線方式

熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器，它的測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定，其中鉑熱電阻是測(cè)量精度最高的。因熱電阻溫度測(cè)量值對(duì)電阻很敏感，為了消除測(cè)溫元件到機(jī)柜數(shù)據(jù)采集卡件之間的引線電阻給溫度測(cè)量值帶來的誤差，一般都會(huì)采用三線制接線方式或者四線制接線方式。目前電力系統(tǒng)內(nèi)熱電阻最為常見的接線方式為三線制接線方式，如圖1所示。

從圖1可見，Pt100測(cè)溫元件是從測(cè)量端引出3根線，其中2根從同一接點(diǎn)C引出，第3根從另一接點(diǎn)單獨(dú)引出。

圖1 Pt100熱電阻常規(guī)接線方式

2 熱電阻三線制接線方式存在問題

在熱電阻三線制接線方式中，該回路測(cè)量準(zhǔn)確的前提是建立在測(cè)溫元件絕對(duì)可靠的基礎(chǔ)上的。但在實(shí)際應(yīng)用的過程中，熱電阻經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，C處的焊接絲會(huì)有接觸不良的現(xiàn)象，出現(xiàn)某根溫度引線焊接口松動(dòng)，甚至脫落的現(xiàn)象。這就會(huì)導(dǎo)致該熱電阻接線方式在三線制和兩線制之間切換，而熱電阻兩線制接線無法消除中間引線的電阻對(duì)溫度測(cè)量值的影響。

Pt100熱電阻在溫度為0時(shí)阻值為100 Ω，在溫度為100 ℃時(shí)阻值為138.5 Ω，即平均1 Ω的阻值變化對(duì)應(yīng)將近2.6 ℃的溫度變化。在某電廠應(yīng)用熱電阻測(cè)量溫度值時(shí)，其中3根引線每根的電阻均為7-9 Ω。如果C處1根引線的焊接絲松動(dòng)，Pt100熱電阻將從三線制接線方式轉(zhuǎn)變?yōu)閮删€制接線方式，采集卡收集到的數(shù)據(jù)將會(huì)比就地實(shí)際溫度高出18-23.4 ℃。如果這種情況發(fā)生在冬季，外部環(huán)境溫度較低，對(duì)機(jī)組帶來的安全隱患還不明顯。但如果這種情況發(fā)生在夏季，外部環(huán)境溫度高，將近20 ℃的溫度躍升很可能帶來機(jī)組的異動(dòng)聯(lián)鎖，甚至保護(hù)停機(jī)，這對(duì)機(jī)組將是巨大的安全隱患。

3 技術(shù)改進(jìn)

改進(jìn)方法是將Pt100熱電阻自帶的2根引線接入同一個(gè)端子，并與相連的接線端并聯(lián)。Pt100熱電阻接線方式改進(jìn)后的端子盒接線如圖2所示，這樣即使C處焊接絲有一處脫落，仍然可以保證EF端電纜的電阻值不會(huì)影響到實(shí)際的溫度測(cè)量。

圖2 Pt100熱電阻接線方式改進(jìn)后的端子盒接線

試驗(yàn)結(jié)果顯示，在同一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，圖2中的接線方式跟圖1的實(shí)際溫度測(cè)量?jī)H僅高1-2 ℃。傳統(tǒng)接線方式和改良后的接線方式相比，溫度僅僅從29 ℃升高到31 ℃。這個(gè)溫度偏差可以在ATR（溫度采集卡）上用偏置修正處理掉。這是在溫度元件本身的引線不長(zhǎng)，阻值較小的情況下的一種處理方式，若熱電阻本身的引線阻值較大，則不能用此種接線方式進(jìn)行接線。

4 結(jié)束語

Pt100熱電阻采用三線制接線方式，在接線出現(xiàn)接觸不良、松動(dòng)或脫落等現(xiàn)象時(shí)，接線電阻會(huì)對(duì)測(cè)量值產(chǎn)生干擾。為避免電阻值的波動(dòng)影響實(shí)際溫度測(cè)量，對(duì)Pt100熱電阻三線制接線方式進(jìn)行了改進(jìn)。通過上述改進(jìn)，降低了機(jī)組運(yùn)行的安全隱患，可在保證溫度測(cè)量準(zhǔn)確度的同時(shí)，提高溫度測(cè)量的可靠性，從而提高機(jī)組運(yùn)行的安全性。

1 姜忠良.溫度的測(cè)量與控制［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

2 李吉林，汪開道，等.溫度計(jì)量［M］.北京：中國計(jì)量出版社，2005.

2015-12-20；

2016-04-12。

劉 睿（1989-），男，助理工程師，主要工作從事汽機(jī)側(cè)熱工控制及熱工控制自動(dòng)化工作，email：373185773@qq.com。