水电工程;热电阻;热效应热电阻是基于电阻的热效应停止温度丈量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化。只需丈量出感温热电阻的阻值变化,就能够丈量出温度,目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻的电阻值和温度普通能够用以下的近似关系式表示,即Rt=Rt0[1+(tt0)]。式中:Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t。式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体资料的构造的常数。相比拟而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差,非线性严重,测温范围只要50~300℃左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻普通适用于200~500℃范围内的温度丈量,其特性是丈量、稳定性好、性能牢靠,在程控中的应用普遍。测温电阻是水电厂zui重要的传感器,水电厂测温电阻运转状况直接影响发电机组能否可以平安运转。在水电行业中,测温电阻性能不稳定、牢靠性差是十分普遍的问题,由于性能不稳定招致温度信号误报不断搅扰着电厂的运转人员和检修维护人员。轴承温渡过高,将招致轴瓦烧毁;轴承油温过低,油的粘性太大,活动性差,不利于构成油膜,不利于循环散热,将使机组启动阻力增加,这反过来又会使轴承温度升高;变压器温渡过高会有炸裂的风险;定子温渡过高,会影响线圈绝缘,降低运用寿命等等。
严重时还可形成机组事故停机,这关于机组寿命及电网的平安都会形成不可估量的损失。因而,进步测温电阻的长期稳定性和牢靠性是十分紧迫的一项工作。
关于测温电阻来说,水电厂的运转环境是十分特殊的,这有别于其他的工业范畴,因而使得水电厂测温电阻普遍存在着一些问题。由于水电厂测温热电阻引线较长,普通各个轴承测点的热电阻的电缆走向是:热电阻引线→油槽壁端子→电缆→测温屏端子→测温二次元件,有些以至还在风洞壁再一次转接。因而线路电阻不可疏忽,线路电阻的存在将使温度丈量结果与测点的实践温度有很大的偏向,这关于请求越来越高的自动化控制方面有着不小的影响。例如关于Cu50的热电阻来说,电阻值相差1,温度相差就有34℃!
减少热电阻测温回路中的线阻,能够从测温电阻的制造和装置以及二次设备的设置等各个环节上下功夫。
(1)由于热电阻的运转时间长、运转环境恶劣,且电磁干扰的强度相当大。以推力瓦测温电阻为例,传感器及其导线长期浸泡在温度较高的透平油里,并时辰接受油流的冲击和机组的振动。因而我们能够定做测温电阻,对测温电阻有针对性地停止设计和制造。如采用高质量的Pt100芯片、采用特制的导线、测温电阻及其导线的一体化网状屏蔽、在导线与测温电阻的分离部位加维护安装等。
(2)目前热电阻的引线主要有三种方式二线制:在热电阻的两端各衔接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制,这种引线办法很简单,但由于衔接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长
度的要素有关,因而这种引线方式只适用于丈量精度较低的场所。三线制:在热电阻的根部的一端衔接一根引线,另一端衔接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套运用,能够较好的消弭引线电阻的影响,是工业过程控制中的zui常用的引线电阻。四线制:在热电阻的根部两端各衔接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再经过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完整消弭引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。
以20米电缆为例,导线的电阻为3欧姆,换算成温度值是就有将近10℃,这个误差是十分大的。三线制接线方式,同样是20米的导线,只要0.1欧姆被加到了系统里,产生0.4℃的误差,这个误差是能够承受的,这阐明导线电阻简直不会影响到丈量结果。假如用四线制丈量,则导线电阻的影响可完整不计。
由此看来,为了减少测温电阻回路的线阻问题,我们引荐用三线制的接线方式,传感器自身要做成三线制的,测温系统中各个环节都要用三线制的方式来接线,这样才干有效的保证丈量精度。这里特别强调,一定不要采用二线制的接线方式。
(3)假如热电阻的装置和制造都难以改良的话,那我们就只好经过在后端温度模块上的设置来对此停止补偿了。在停止补偿之前,我们首先要肯定线路电阻的大小,在现场用规范仪器对热电阻的线路电阻停止丈量。需求阐明的是,为了保证补偿值的准确,我们要在适宜的环境下停止:检定温度(20€?)℃,湿度为45%~75%,现场没有大的震动、磁场和腐蚀性气体。由于普通的厂房内设有空调,因而这个条件根本能够满足。取得丈量值后就能够对后端的温度模块停止设置来补偿线路电阻了。例如我厂目前运用的二次仪表是WP型智能数字测控仪,能够经过面板按键设定显现零点迁移Pb1和显现输入量程比例KK1的值来到达目的。
其中:KK1=预定量程€飨允玖砍虁自璌K1Pb1=预定量程下限显现量程下限€譑K1+原Pb1(KK1和Pb1的出厂设置为1和0)经过以上努力,我们能够很好的减少测温回路中的线阻值,大大进步温度丈量的度,从而进步水电厂的经济效益、社会效益和平安运转程度。