Pt100熱電阻接線方式的改進

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

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溫元件，當熱電阻采用常規(guī)三線制接線方式時，接線可能出現(xiàn)接觸不良、松動或脫落的現(xiàn)象，造成溫度測量值波動，甚至大幅偏離實際溫度值，引發(fā)機組其他設備或保護誤動作。對此提出了一種熱電阻接線新方式，保證了熱電阻溫度測量的準確值和可靠性。

溫度測量；熱電阻；接線方式；三線制

0 引言

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

溫度作為電廠熱工控制領域中不可或缺的重要參數(shù)，其測量的精度、溫變的幅度等相關參數(shù)質(zhì)量都時刻影響著設備的安全運行。熱電阻作為主流測溫元件之一，被廣泛應用，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器，它的測量精度高、性能穩(wěn)定，其中鉑熱電阻是測量精度最高的。因熱電阻溫度測量值對電阻很敏感，為了消除測溫元件到機柜數(shù)據(jù)采集卡件之間的引線電阻給溫度測量值帶來的誤差，一般都會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測溫元件是從測量端引出3根線，其中2根從同一接點C引出，第3根從另一接點單獨引出。

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，該回路測量準確的前提是建立在測溫元件絕對可靠的基礎上的。但在實際應用的過程中，熱電阻經(jīng)過一段時間的運行后，C處的焊接絲會有接觸不良的現(xiàn)象，出現(xiàn)某根溫度引線焊接口松動，甚至脫落的現(xiàn)象。這就會導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溫度測量值的影響。

Pt100熱電阻在溫度為0時阻值為100 Ω，在溫度為100 ℃時阻值為138.5 Ω，即平均1 Ω的阻值變化對應將近2.6 ℃的溫度變化。在某電廠應用熱電阻測量溫度值時，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，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)將會比就地實際溫度高出18-23.4 ℃。如果這種情況發(fā)生在冬季，外部環(huán)境溫度較低，對機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組的異動聯(lián)鎖，甚至保護停機，這對機組將是巨大的安全隱患。

3 技術改進

改進方法是將Pt100熱電阻自帶的2根引線接入同一個端子，并與相連的接線端并聯(lián)。Pt100熱電阻接線方式改進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影響到實際的溫度測量。

圖2 Pt100熱電阻接線方式改進后的端子盒接線

試驗結果顯示，在同一個溫度測點，圖2中的接線方式跟圖1的實際溫度測量僅僅高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，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行接線。

4 結束語

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

1 姜忠良.溫度的測量與控制［M］.北京：清華大學出版社，2005.

2 李吉林，汪開道，等.溫度計量［M］.北京：中國計量出版社，2005.

2015-12-20；

2016-04-12。

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