溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它可以通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，如電阻、電壓變化等特性。通過研究發(fā)現(xiàn)，金屬鉑(Pt)的電阻值隨溫度變化而變化，并且具有很好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。利用鉑的此種物理特性制成的傳感器稱為鉑電阻，通常使用的鉑電阻溫度傳感器0 ℃阻值為100 Ω，電阻變化率為0.3 851 Ω/℃。由于鉑電阻溫度傳感器精度高，穩(wěn)定性好，適用溫度范圍廣，是中低溫區(qū)(-200～650 ℃)最常用的一種溫度測量器，常被水輪發(fā)電機(jī)組用于測量各部軸承瓦溫、潤滑油溫和定子鐵芯、繞阻的溫度。
1 瓦溫測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
瓦溫測量系統(tǒng)吉林省撫松小山電站水輪發(fā)電機(jī)組測溫系統(tǒng)的測點分布在各導(dǎo)軸承瓦內(nèi)、油槽內(nèi)、定子鐵芯、繞組（層間和匝間），測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。各測點元件匯接在機(jī)坑外部的轉(zhuǎn)接端子處，然后接入機(jī)組溫度巡檢系統(tǒng)中，最終送入機(jī)組計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或以常規(guī)繼電器回路動作機(jī)組常規(guī)機(jī)械保護(hù)設(shè)備。為方便設(shè)備檢修、維護(hù)，各測點元件一般采用裝配式鉑電阻。
裝配式鉑電阻的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，Pt100元件與導(dǎo)線之間采用接線端子或常規(guī)航空插頭進(jìn)行裝配，可以將Pt100元件與導(dǎo)線分離，方便現(xiàn)場連接及維護(hù)。裝配式鉑電阻安裝方式靈活，適用范圍廣，成本較低。絕大部分工業(yè)測溫系統(tǒng)使用的產(chǎn)品均屬裝配式。裝配式鉑電阻的缺點是：連接環(huán)節(jié)較多，抗震性能較差。
2 瓦溫測量系統(tǒng)故障分析
小山電站水輪發(fā)電機(jī)組瓦溫測量系統(tǒng)的Pt100元件均位于機(jī)組各導(dǎo)軸承的瓦內(nèi)，采用的元件為裝配式鉑電阻，裝配接頭位于瓦外部，浸泡在水輪機(jī)油內(nèi)。機(jī)組在運行中，水輪機(jī)油受機(jī)組主軸帶動，產(chǎn)生較高的流速，對元件裝配接頭的沖刷力較大，且運行中的機(jī)組震動也較大。這些因素都將對裝配式鉑電阻元件的裝配接頭連接性能造成較大影響。
改造前后小山電站1#和2#水輪發(fā)電機(jī)組瓦溫測量系統(tǒng)故障統(tǒng)計對照表表（時間：1998年1月-2016年12月）
故障原因 1998.1-2007.12月累計損壞點數(shù) 2008.3-2016.12月累計損壞點數(shù) 損壞占比
鉑電阻元件損壞 45 12 改造前72.6% 改造后57.2%
引線因振動斷裂 12 2 改造前19.4% 改造后9.5%
PLC模塊故障 3 4 改造前4.8% 改造后19.0%
常規(guī)儀表測量故障 2 3 改造前3.2% 改造后14.3%
合計 62 21 100% 100%
瓦溫測量系統(tǒng)改造前Pt100元件損壞故障占故障總數(shù)的72.6 ％。因此，水輪發(fā)電機(jī)組瓦溫測量系統(tǒng)故障主要是由瓦溫測溫元件使用壽命不長造成的。
3 水輪發(fā)電機(jī)組瓦溫測量系統(tǒng)改進(jìn)方法
針對小山電站水輪發(fā)電機(jī)組瓦溫測量系統(tǒng)故障的主要原因，選擇昌暉儀表制造有限公司汽輪機(jī)軸瓦溫度測量專用鉑電阻來代替裝配式鉑電阻作為機(jī)組瓦溫測量系統(tǒng)的測量元件。汽輪機(jī)鉑電阻與普通裝配式鉑電阻相比，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，但響應(yīng)速度更快，抗震性耐油性能更好，測溫范圍0-200℃。汽輪機(jī)鉑電阻比裝配式鉑電阻減少了裝配連接頭，防止了油流和震動對元件的影響，提高了水輪發(fā)電機(jī)組瓦溫測量系統(tǒng)的可靠性。由于汽輪機(jī)鉑電阻是整體拉制實心結(jié)構(gòu)，進(jìn)口鉑絲元件與延長導(dǎo)線為一整體，因此在元件制造前就應(yīng)確定元件的安裝位置，從而確定延長導(dǎo)線的長度。同時，汽輪機(jī)鉑電阻在元件檢修、維護(hù)和更換時需要連同延長導(dǎo)線一同進(jìn)行，以盡量縮短延長導(dǎo)線長度為原則。設(shè)置中間端子箱，將延長導(dǎo)線引至軸承油盆外的端子箱，以減少延長導(dǎo)線的長度，既可方便檢修，又可提高設(shè)備的可靠性。
4 結(jié)束語
通過將裝配式鉑電阻傳感器更換為汽輪機(jī)鉑電阻，有效地避免了因水輪發(fā)電機(jī)組運行中油流、震動引起的瓦溫測量系統(tǒng)故障，大幅度提高了系統(tǒng)的可靠性。同時，在軸承油盆外最近處增設(shè)中間端子箱，方便了元件的檢修和維護(hù)。這種改進(jìn)兼顧了設(shè)備可靠性和方便檢修之間的關(guān)系，可供其他水輪發(fā)電機(jī)組瓦溫測量系統(tǒng)的設(shè)計和改進(jìn)借鑒。
文章作者：王允龍（松江河發(fā)電廠，吉林省撫松）
