主变冷却器系统铂热电阻温度传感器应用分析及故障对策探讨.docx
主变冷却器系统铂热电阻温度传感器应用分析及故障对策探讨
摘要：本文通过研究铂热电阻温度传感器（PT100）测温原理，统计分析某水电厂主变冷却器系统铂热电阻温度传感器运行数据及运行工况，总结提炼出铂热电阻温度传感器测量不准确的原因，针对存在的问题，提出相应对策。
ApplicationAnalysisandFaultCountermeasuresofPlatinumThermal
ResistanceTemperatureSensorinMainTransformerCoolerSystem
ZhouYaoWangXinleiZhuEnfeiZhangQianXueMishuai
YalongRiverHydropowerDevelopmentCompany.，LtdSichuanChengdu610051
Abstract：BystudyingtheprincipleoftemperaturemeasurementofPTthermistortemperaturesensor（PT100），theoperationdataandoperatingconditionsofPTthermistortemperaturesensor?ea63e643d5143668ab3b414c6c0957bfabc8e7cfdf8d1c586b05d17750c2b0a1;inmaintransformercoolersystemofahydropowerplantwereanalyzedstatistically，andthereasonsforinaccuratemeasurementofPTthermistortemperaturesensorweresummarizedandextracted.
Keywords：coolersystem；platinumthermistor；temperaturesensor
目前，随着电力系统的不断发展壮大，变压器作为输配电系统中重要的基础组成部分，其额定容量及在装规模也在不断发展扩大，进而保障变压器安全可靠运行是十分重要的。冷却器作为热交换器，是保障变压器正常运行的重要设备之一。［1］其测量的油温、水温等介质温度的可靠性直接影响着运维人员对冷却器运行状态及其冷却效果的判断。某水电厂主变冷却器系统采用强迫油循环水冷方式，每台单相变压器有4台冷却器成组运行，测温传感器采用PT100铂热电阻完成进油、出油温度及进水、出水温度测量，并送至现地测温柜进而上送中控室，供运行人员监盘使用。
1PT100物理特性
铂热电阻温度传感器利用的是金属铂（PT）对温度较为敏感的物理特性，其随着环境温度上升，电阻值也随之增大，整体呈正电阻系数，具备一定的近线性关系。利用这一特性制成的铂热电阻温度传感器测温区间大、测量较为精确、应用范围广，其阻值计算公式为：
Rt=R01+At+Bt2+Ct-100t3-200℃＜t＜0℃
Rt=R01+At+Bt20℃t＜850℃
其中，Rt为环境温度t℃时的电阻值，R0为环境温度0℃时的电阻值，A、B、C为常数，一般为：
A=3.9083×10-3，B=-5.775×10-7，C=-4.183×10-12。［2］
某电厂使用的PT100铂热电阻温度传感器即是在环境温度为0℃时，其测量电阻值约为100Ω，在100℃，测量电阻值约为138.5Ω。环境温度每升高1℃，其电阻值增加约0.385Ω，即电阻变化率约为0.385Ω/℃。根据电阻值与温度的一一对应关系，就可以实现通过测量电阻值达到测量温度的目的。
2PT100铂热电阻温度传感器测温原理
铂热电阻温度传感器与测温变送器之间的接线方式一般分为两线制、三线制及四线制。
2.1两线制接线方式
两线制接法是直接在铂热电阻两端引出接线至测温变送器中。但是由于测量现场与测温变送器一般有一定距离，有的甚至很远，由于铂热电阻在0℃时电阻值为100Ω，电阻值相对较小，此时造成引线电阻值不可忽略，而又由于铂热电阻变化率为0.385Ω/℃，灵敏度高，电阻值的细微变化就会造成温度的较大变化，此时引线电阻的存在就会造成测量温度的极度不准确，体现为测量温度值虚高。
2.2三线制接线方式
三线制接法即在铂热电阻一端接一根线，另一端接入两根线，一起将三根接线送至测温变送器中。
如图1所示，铂热电阻阻值Rt，三根引线电阻值为R。R1、R2、R3为温度变送器内部电阻，其利用不平衡电桥原理测量Rt值。将铂热电阻两端接入装置，与R1、R2形成不平衡桥，R3为可变电阻，调整电桥达到平衡。此时有下式：
R1R2=Rt+RR3+R
即：
Rt=R1×R3R2+R1×RR2-R
当R1=R2时，Rt=R3，即测得铂热电阻值，此时引线电阻的大小完全不影响阻值测量结果，但是前提为三根电阻阻