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1. 引言
热电阻元件在发电厂保护系统中常用于汽轮机轴瓦金属温度高保护,轴承回油温度高保护,以及重要辅机的轴承温度高、电机线圈温度高、或液力耦合器工作油温高等保护。在新建电厂中,这部分元件有些属于设备厂家配供,保护逻辑常采用单点温度测量值达到定值即触发保护动作。由于现场设备振动情况、安装接线工艺、以及元件本身质量问题、以及人为等因素,易引起主要辅机温度保护误动,引机组重要辅机故障减负荷,甚至非计划停运,造成不必要的电量损失,严重影响机组的安全经济运行。针对上述问题,本文将着重讨论提高热电阻温度保护系统可靠性的措施
2. 热电阻温度测量回路常见故障分析
2.1热电阻测量回路
热电阻是利用金属导体电阻随温度而变化的原理制成的。在常见的温度测量系统中,热电阻元件与温度信号电缆,以及DCS热阻信号采集模块共同构成一个回路,如下图

2.2造成热电阻测量回路故障的原因分析:
1)现场设备长期振动引起接线松动,或热电阻元件老化,内部断路或接触不良,或安装位置磨损大,造成元件损坏。
2)温度信号电缆在敷设时绝缘损坏,造成回路接地。
3)热电阻信号采集模块内部断路。4)人员误碰,误拆保护元件接线造成测量回路断路。
可见在热电阻测量回路中任意一个环节发生断路,接触不良,或接地是回路故障的最直接原因。
2.3故障特征分析:
无论是温度测量回路断路,接触不良或回路接地,都会引起回路电阻值跳变,其中断路表现为电阻值瞬间变为无穷大,接触不良或接地表现为电阻值呈无规律跳变,其对应的温度测量值如下图

对照正常工况下温度曲线可以看出,热电阻温度测量回路在发生断路或接触不良以及接地等情况时,其变化过程具有以下特征::
a)DCS系统测得的温度值大幅度摆动,断路时测量回路电阻无穷大超过量程上限。
b)DCS系统测得的温度变化率异常:用T表示温度,t表示时间,那么热电阻温度测量回路在故障时的温度变化率dT/dt都较正常工况时大许多,其中断路表现为温度变化率趋近于正无穷,即:dT/dt→+∞
接触不良和接地常常表现为温度变化速率远大于正常工况下温度变化速率,且在一定时间内温度变化率的正负方向会频繁改变即
dT/dt(接触不良,接地)>>dT/dt(正常工况)
且在发生上下跳变的相邻两取样周期(第n-1周期和第n周期)内:
ABS((dT/dt)n- dT/dt)n-1)= ABS(dT/dt)n-1+ ABS(dT/dt)n [1] [2] [3] 下一页
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