广东省英德市白石窑水电厂513000
摘要：针对广东省英德市白石窑水电厂2#机发电机定子测温电阻损坏的问题，通过科学的方法，结合实际，以最简便、最经济的方式，使定子绕组温度得到监测，提高了机组运行的安全性，在机组运行后得到了有力的证实，为其它类似机组提供经验和技术参考。
关键词：定子测温电阻；改造
■机组定子RTD温度点监视的重要性
定子的温度监测是掌握定子工作状态，保证水轮发电机组安全运行最重要的手段。测量定子铁心和绕组用的温度传感器是在机组安装时预埋进去的，一旦失效就无法更换。如果要想继续监控定子温度，就需在机组大修时，将定子吊出，把整个线棒拆卸下来，耗费大量的人力物力和时间。为此，找到一种行之有效的方法解决这个难题是必要的。这种方法是在发电机定子检修时，不拔线棒，以最简便、最经济的方式，使定子绕组温度得到监测，提高机组运行的安全性。
■白石窑电厂2#机组问题描述
白石窑电厂2#发电机定子RTD共有24个温度测点，其中有12个正常使用，这12个测点中的坏点将近占机组定子测温电阻的二分之一。由于现场条件所限，损坏的测温电阻难以更换，这就造成发电机定子很多测温点数据无法采集，影响运行人员对机组运行工况的判断，对机组的安全稳定运行带来极大的隐患。我们初步分析其损坏的原因：一是电阻探头尾部引线电缆过细；二是铂丝绕制的感温元件铂丝太小，十分容易断裂，在元件与引线的接头处容易形成虚焊，接触不良或焊点太脆，耐高温、抗振动性能差。因此在2#机组A修期间，将定子绕组RTD温度测点进行改造是非常有必要的。
■方案调研
经过咨询和调研，目前在福建省内周宁电厂、竹洲电厂、华安电厂、沙溪口电厂、水口电厂、白沙电厂等都做过类似的温度坏点补救改造。选用的定子RTD元件是由深圳某公司制造，这种测温产品在华电集团各水电站也大量应用，普遍反应使用后效果良好。
■定子RTD制造技术的发展现状
目前大型电机定子测温用温度传感器大部分采用的是基于铂丝绕制式感温元件制作而成的热电阻，该种产品采用直径0.03mm左右的铂丝绕制在绝缘骨架上封装在绝缘壳体中，铂丝与引线采用锡焊进行焊接。该结构传感器具有测温精度低、抗震性能差、热响应时间长（一般时间常数在30秒左右）等缺点。抗震性能差表现在发电机运行过程中产生比较大的振动，在长期振动过程中铂丝与绝缘骨架接触部位容易产生应力集中，最终造成铂丝断裂或匝间短路，使温度传感器失效。另外铂丝绕制式感温元件制作而成的热电阻后端引线一般都不带屏蔽，有带屏蔽的部位也是在热电阻引线后半米的位置才开始带屏蔽，这种结构在有些情况下会造成测温信号的失真。
鉴于以上原因，定子温度传感器选用薄膜铂电阻作为核心器件，薄膜铂电阻具有优良的机械性能（抗冲击振动能力）、长期稳定好、体积小、引脚铂镍合金易于焊接等特点。基于薄膜铂电阻而制成的定子测温用电机埋置式温度传感器，可以大幅度提高温度传感器使用寿命。
通过结构优化设计，将传感器感温元件靠近绕组测温表面，通过导热材料填充，大幅度提高热响应时间，热响应时间可以小于5秒。
制作允差为A级的温度传感器，提高现场的测量精度。
采用耐温等级为H级、具有较好的抗冲击、抗震、耐高电压、防电晕和防磁化的非金属材料作为绝缘壳体，提高传感器长期稳定性、可靠性并使传感器可以在180℃以下长期稳定可靠运行。
壳体内部采用封闭式悬浮结构，采用导热防震的胶水将铂电阻元件封装在壳体内部，实现传感器的高抗震性能。
采用一体化屏蔽结构，实现了温度传感器在大型电机交变磁场中消除电磁场对测温信号的干扰。
■定子RTD产品特点
●感温元件为德国进口A级芯片，采用溅射及光刻工艺，具有精度高、一致性、长期稳定性好的特点。
●导线的选择
为了彻底消除导线线阻及接触电阻的影响和增强电缆的抗拉强度，选用耐油、耐温特制屏蔽电缆，从定子RTD根部一直到发电机端子箱都选用该种电缆。电缆可做到耐油、耐温（长期运行在200℃左右无问题，最高可耐250℃的高温）、耐腐蚀、耐磨损、耐潮湿、阻燃、抗工频干扰。电缆具体规格：型号（TST307020），三芯，每芯7股紫铜镀银丝，每股铜丝直径0.20mm，每线截面积0.22mm²，电缆近似外径3.2mm。为保证测量的精度，每100米每根芯线电阻值差不超过0.02Ω。电缆结构如下图：
■验收
•所用的测温电阻质量合格，产品抗干扰性强，无断股和虚焊的现象。
•测温电缆自带屏蔽线，耐高温，中间无连接头。
•测温芯片抗干扰、抗振动性强，衰老时间在15年以上。
•测温探头要求耐高温，抗磁化。
•绝缘性能强，满足长时间在高温高压条件下不被击穿。2.5KV时绝缘电阻不低于2000MΩ，3KV时不低于2500MΩ。
•耐压力4MPa，引线纵向耐拉力200N。
•槽楔安装紧凑，无松动现象，满足安装设计要求。
•12个定子测温电阻安装后，其电阻值测得如下：
■效果
经一年多的运行使用，这次改造非常成功，虽然测得的定子温度与实际的温度相对比，会偏低3-7度，但可通过温度补偿消除偏差。实践证明，此方法简单，不用抽出线棒就可以达到修补定子测温点的效果，经济实惠，值得推广使用。
参考文献：
[1]机械工程师手册〔M〕.北京：机械工业出版社，2007
[2]GB/T8564-2003.水轮发电机组安装技术规范〔S〕.中国标准出版社出版，2004.
[3]水电站机电设计手册〔M〕﹒北京：水利电力出版社，1988.