温度是表征物体冷热程度的物理量，它可以通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，如电阻、电压变化等特性。通过研究发现，金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性。利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻，通常使用的铂电阻温度传感器0 ℃阻值为100 Ω，电阻变化率为0.3 851 Ω/℃。由于铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，适用温度范围广，是中低温区(-200～650 ℃)最常用的一种温度测量器，常被水轮发电机组用于测量各部轴承瓦温、润滑油温和定子铁芯、绕阻的温度。
1 瓦温测量系统结构
瓦温测量系统吉林省抚松小山电站水轮发电机组测温系统的测点分布在各导轴承瓦内、油槽内、定子铁芯、绕组（层间和匝间），测温系统结构如下图所示。各测点元件汇接在机坑外部的转接端子处，然后接入机组温度巡检系统中，最终送入机组计算机监控系统或以常规继电器回路动作机组常规机械保护设备。为方便设备检修、维护，各测点元件一般采用装配式铂电阻。
装配式铂电阻的优点是：结构简单，Pt100元件与导线之间采用接线端子或常规航空插头进行装配，可以将Pt100元件与导线分离，方便现场连接及维护。装配式铂电阻安装方式灵活，适用范围广，成本较低。绝大部分工业测温系统使用的产品均属装配式。装配式铂电阻的缺点是：连接环节较多，抗震性能较差。
2 瓦温测量系统故障分析
小山电站水轮发电机组瓦温测量系统的Pt100元件均位于机组各导轴承的瓦内，采用的元件为装配式铂电阻，装配接头位于瓦外部，浸泡在水轮机油内。机组在运行中，水轮机油受机组主轴带动，产生较高的流速，对元件装配接头的冲刷力较大，且运行中的机组震动也较大。这些因素都将对装配式铂电阻元件的装配接头连接性能造成较大影响。
改造前后小山电站1#和2#水轮发电机组瓦温测量系统故障统计对照表表（时间：1998年1月-2016年12月）
故障原因 1998.1-2007.12月累计损坏点数 2008.3-2016.12月累计损坏点数 损坏占比
铂电阻元件损坏 45 12 改造前72.6% 改造后57.2%
引线因振动断裂 12 2 改造前19.4% 改造后9.5%
PLC模块故障 3 4 改造前4.8% 改造后19.0%
常规仪表测量故障 2 3 改造前3.2% 改造后14.3%
合计 62 21 100% 100%
瓦温测量系统改造前Pt100元件损坏故障占故障总数的72.6 ％。因此，水轮发电机组瓦温测量系统故障主要是由瓦温测温元件使用寿命不长造成的。
3 水轮发电机组瓦温测量系统改进方法
针对小山电站水轮发电机组瓦温测量系统故障的主要原因，选择昌晖仪表制造有限公司汽轮机轴瓦温度测量专用铂电阻来代替装配式铂电阻作为机组瓦温测量系统的测量元件。汽轮机铂电阻与普通装配式铂电阻相比，其结构复杂，价格较高，但响应速度更快，抗震性耐油性能更好，测温范围0-200℃。汽轮机铂电阻比装配式铂电阻减少了装配连接头，防止了油流和震动对元件的影响，提高了水轮发电机组瓦温测量系统的可靠性。由于汽轮机铂电阻是整体拉制实心结构，进口铂丝元件与延长导线为一整体，因此在元件制造前就应确定元件的安装位置，从而确定延长导线的长度。同时，汽轮机铂电阻在元件检修、维护和更换时需要连同延长导线一同进行，以尽量缩短延长导线长度为原则。设置中间端子箱，将延长导线引至轴承油盆外的端子箱，以减少延长导线的长度，既可方便检修，又可提高设备的可靠性。
4 结束语
通过将装配式铂电阻传感器更换为汽轮机铂电阻，有效地避免了因水轮发电机组运行中油流、震动引起的瓦温测量系统故障，大幅度提高了系统的可靠性。同时，在轴承油盆外最近处增设中间端子箱，方便了元件的检修和维护。这种改进兼顾了设备可靠性和方便检修之间的关系，可供其他水轮发电机组瓦温测量系统的设计和改进借鉴。
文章作者：王允龙（松江河发电厂，吉林省抚松）
