吳鶴春，單文俊，劉福軍，郭忠波，韋玉華，胡勇，姜肇雨，謝峰

高可靠智能壓力開關(guān)研發(fā)及應(yīng)用

吳鶴春，單文俊，劉福軍，郭忠波，韋玉華，胡勇，姜肇雨，謝峰

（華能國際電力股份有限公司工程部，北京市 西城區(qū) 101102）

壓力開關(guān)是火電機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)中重要的一次信號(hào)元件，壓力開關(guān)測量的準(zhǔn)確性、可靠性及快速性直接決定了電廠保護(hù)系統(tǒng)能否正確、快速動(dòng)作。針對(duì)機(jī)械式壓力開關(guān)和壓力變送器作為保護(hù)元件存在的不足，依據(jù)保護(hù)、調(diào)節(jié)、監(jiān)視三分開控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)了微功耗、高可靠的兩線制智能數(shù)顯壓力開關(guān)，并對(duì)智能壓力開關(guān)進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)和試驗(yàn)測試。測試結(jié)果表明，該壓力開關(guān)有效地解決了傳統(tǒng)壓力開關(guān)存在的卡澀、偏移、不可監(jiān)控和預(yù)測的問題，具有微功耗、高可靠、高精度和免校驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，為電廠保護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供了根本有效的保證。

智能壓力開關(guān)；微功耗；高可靠；無漂移

0 引言

發(fā)電機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)的正確動(dòng)作對(duì)保證機(jī)組的安全運(yùn)行、避免重大生產(chǎn)事故的發(fā)生具有決定性的作用[1]。作為保護(hù)系統(tǒng)的測量元件，壓力開關(guān)的性能好壞直接決定了機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)能否及時(shí)、準(zhǔn)確動(dòng)作，對(duì)預(yù)防生產(chǎn)過程中設(shè)備的損壞、事故發(fā)生及擴(kuò)大化具有重要作用。盡管電廠在壓力開關(guān)設(shè)計(jì)選型時(shí)都做了最好的選擇，但由于機(jī)械式壓力開關(guān)的卡澀、定值漂移和不可監(jiān)視，機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)仍然存在拒動(dòng)和誤動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重威脅。

針對(duì)機(jī)械式壓力開關(guān)的卡澀、漂移、破損和變送器累計(jì)延時(shí)及測量誤差問題，本文提出一種新型的兩線制智能壓力開關(guān)，采用高可靠微功耗、智能化設(shè)計(jì)技術(shù)，使其不僅具有故障率低和無漂移性能，還把壓力值、保護(hù)動(dòng)作值、返回值等主要參數(shù)實(shí)時(shí)顯示出來，為日常維護(hù)的監(jiān)視、預(yù)測提供了可能。

1 現(xiàn)有壓力開關(guān)存在問題

1.1 機(jī)械式壓力開關(guān)問題分析

機(jī)械式壓力開關(guān)盡管是電廠保護(hù)最常見的一次信號(hào)元件，但主要也存在以下幾點(diǎn)問題：

1）卡澀。由于銹蝕、積塵、潤滑枯澀、松動(dòng)、振動(dòng)、溫度膨脹、偏心等原因引起可活動(dòng)部件卡澀，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。卡澀現(xiàn)象通常比較隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)。

2）定值漂移。進(jìn)口機(jī)械式壓力開關(guān)的精度一般為4%左右，較好的為2%左右。機(jī)械式壓力開關(guān)由于機(jī)械磨損、振動(dòng)引起螺絲松動(dòng)、彈簧彈性疲勞等問題，使設(shè)定值發(fā)生變化，從而導(dǎo)致定值的漂移。

3）觸點(diǎn)接觸不良。由于微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)的氧化，導(dǎo)致開關(guān)接觸不良；在大功率頻繁動(dòng)作的場合，由于電火花、拉弧導(dǎo)致觸點(diǎn)打毛，引發(fā)接觸不良，不能正確動(dòng)作。

4）狀態(tài)無法監(jiān)控。由于機(jī)械式壓力開關(guān)沒有顯示，無法判斷壓力開關(guān)是否正常工作。為了確保保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，工作人員需頻繁地對(duì)壓力開關(guān)進(jìn)行校驗(yàn)和嚴(yán)格的試驗(yàn)，盡管如此仍無法對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測和故障預(yù)測。

1.2 變送器作為保護(hù)元件存在的不足

由于機(jī)械式壓力開關(guān)的種種不足，很多 電廠試圖用變送器替代壓力開關(guān)，除了汽機(jī)保 護(hù)外，基本都改用變送器作為保護(hù)元件。雖然 這是一個(gè)有效的解決辦法[3]，但也存在一定安全隱患：

1）采用變送器作為保護(hù)元件時(shí)，變送器多次的A/D、D/A轉(zhuǎn)換引起的累積誤差和延時(shí)是不可忽視的。

2）保護(hù)的獨(dú)立性是電廠控制最基本的可靠性要求。保護(hù)、調(diào)節(jié)、監(jiān)視三者分開是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則。采用變送器作為保護(hù)元件不符合三分開的原則。當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)采用變送器信號(hào)的三取中方式實(shí)現(xiàn)，當(dāng)信號(hào)處理的控制器發(fā)生故障時(shí)，可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)、保護(hù)、監(jiān)視均失靈。

3）壓力開關(guān)和變送器的設(shè)計(jì)目的、功能不同。變送器一般掃描周期約700 ms，最快能達(dá)到 100ms，相比于機(jī)械式壓力開關(guān)，變送器滯后約3s，而保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求動(dòng)作時(shí)間最大不應(yīng)超過100ms。

4）變送器資源消耗大、功耗高。普通變送器功耗是4mA，比智能壓力開關(guān)的160 μA大33倍，特別是總線變送器采用了雙CPU結(jié)構(gòu)，為保證 通信速率，總線處理CPU的頻率很高，功耗達(dá)到28mA，這類變送器難以成為保護(hù)的取信元件。

2 兩線制智能壓力開關(guān)

2.1 兩線制智能壓力開關(guān)工作原理

兩線制智能壓力開關(guān)采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級(jí)微功耗壓力傳感器或熱電阻、熱電偶作為測量元件，微功耗高精度集成電路將測量結(jié)果進(jìn)行信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)MCU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、線性、溫度補(bǔ)償、設(shè)定、校準(zhǔn)等處理，通過D/A后輸出4~20 mA，同時(shí)輸出DO驅(qū)動(dòng)IGBT[4]控制開關(guān)狀態(tài)；單片機(jī)接受按鍵并輸出顯示，集成了數(shù)顯壓力開關(guān)變送器的新一代智能壓力開關(guān)，其原理如圖1所示。

圖1 兩線制智能壓力開關(guān)工作原理

兩線制智能壓力開關(guān)為徹底解決機(jī)械式壓力開關(guān)存在的問題提供了有效的解決辦法， 它把壓力值、保護(hù)動(dòng)作值、返回值等主要參數(shù) 進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，為日常監(jiān)視、維護(hù)、預(yù)測提供了可能。

2.2 兩線制智能壓力開關(guān)特點(diǎn)

壓力開關(guān)作為保護(hù)的一次取信元件，基本要求是可靠、準(zhǔn)確、快速。根據(jù)保護(hù)系統(tǒng)要求，壓力開關(guān)應(yīng)是干觸點(diǎn)[5]，不需外部供電或內(nèi)部電池。因此，兩線制智能數(shù)顯壓力開關(guān)是保護(hù)系統(tǒng)理想的一次取信元件，具有如下特點(diǎn)：

1）滿足了保護(hù)系統(tǒng)不供電的干觸點(diǎn)要求[6]。兩線制智能壓力開關(guān)利用DCS/PLC控制系統(tǒng)DI輸入通道的查詢信號(hào)電壓供電(LOOP POWER)，儀表整機(jī)工作電流(160mA)是以DCS/PLC的DI輸入回路的門檻電流為基準(zhǔn)的。當(dāng)工作電流超過光電隔離器門檻電流時(shí)，光電隔離器的二極管就會(huì)發(fā)光，三極管導(dǎo)通，信號(hào)觸發(fā)。所以，工作電流必須做到既要保證儀表能正常工作，還要確保DCS/PLC正確接收開關(guān)的閉合和斷開信號(hào)，其滿足保護(hù)系統(tǒng)的全部要求，實(shí)現(xiàn)了壓力開關(guān)的數(shù)字化和智能化。

2）智能壓力開關(guān)高可靠性容錯(cuò)設(shè)計(jì)。半導(dǎo)體器件工作時(shí)，因其自身電阻的存在，必然產(chǎn)生熱量，在溫度和電流的綜合作用下，器件內(nèi)溫度超過極限將導(dǎo)致失效[6]。理論與實(shí)踐均表明，160mA工作電流下的儀表元器件功耗極低，其故障率幾乎為0，微功耗從本質(zhì)上有效保證了兩線制壓力開關(guān)的可靠性。與此同時(shí)，智能壓力開關(guān)是針對(duì)火電廠現(xiàn)場最常見的惡劣環(huán)境，如極端溫度、強(qiáng)電、瞬間超壓等設(shè)計(jì)的，從而防止了各種常見故障的發(fā)生[7]。

溫度適應(yīng)范圍寬：智能壓力開關(guān)經(jīng)過-10~ 80℃溫度范圍的長時(shí)間測試，并順利通過青海地區(qū)-40℃的半年試用，確保了在惡劣環(huán)境下能正常工作。

防強(qiáng)電沖擊：為了防止強(qiáng)電沖擊，確保驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等交流負(fù)載，以交流峰值的3倍以上(1500V)作為設(shè)計(jì)電壓，而實(shí)際上大部分壓力開關(guān)查詢電壓僅為48V或24V，近30倍的設(shè)計(jì)余量保證了儀表在各種惡劣環(huán)境下的外部沖擊都不會(huì)引發(fā)故障，保障了智能壓力開關(guān)的安全可靠性。

防瞬間過壓：智能壓力開關(guān)傳感器均采用擴(kuò)散硅壓阻傳感器而非陶瓷傳感器，并盡可能比實(shí)際壓力范圍大一檔，在精度允許的情況下再適當(dāng)增加余量，抗瞬間沖擊。

3）高精度、高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

精度標(biāo)準(zhǔn)：一般儀表是以常溫下的誤差作為標(biāo)準(zhǔn)[8]，而兩線制智能壓力開關(guān)則是以-10~ 80℃溫度范圍內(nèi)的所有誤差不超過±0.5%作為標(biāo)準(zhǔn)。

無漂移：160mA工作電流下的儀表自身的發(fā)熱幾乎為0，沒有自熱引起的漂移，由于儀表嚴(yán)密的環(huán)境溫度補(bǔ)償，保證了儀表基本沒有漂移[9]。

生產(chǎn)工藝及測試嚴(yán)格：為了確保壓力開關(guān)的性能，生產(chǎn)工藝和測試是在不同溫度下進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和誤差計(jì)算，不同于一般儀表的抽檢和試驗(yàn)后測試方式。嚴(yán)格的測試工藝保證了壓力開關(guān)的精度和穩(wěn)定性，將最惡劣環(huán)境下的誤差作為測試結(jié)果，確保了在惡劣環(huán)境下的精度能達(dá)到保護(hù)的要求。

4）免校驗(yàn)、免維護(hù)。兩線制智能壓力開關(guān)具有零故障和不漂移的免維護(hù)基礎(chǔ)，利用常規(guī)的運(yùn)行巡檢，如無異常則完全不需定期校驗(yàn)。即便大修，就地加壓比對(duì)即可。經(jīng)過長時(shí)間安全運(yùn)行后，校驗(yàn)周期可以加長，甚至完全無需校驗(yàn)，大大降低日常的維護(hù)和檢修工作量，避免了頻繁拆裝帶來的人力浪費(fèi)以及諸如機(jī)械式壓力開關(guān)接線松動(dòng)或接觸不良、儀表管接頭泄漏等人為失誤引起的故障。

5）可監(jiān)控、可預(yù)測。兩線制智能壓力開關(guān)能通過數(shù)顯展示壓力開關(guān)的全部信息，為保護(hù)系統(tǒng)提供了可視、可查、可監(jiān)控、可預(yù)測的可能，為電廠保護(hù)可靠性的提高提供了根本性的保證。

6）抗振動(dòng)、抗干擾、防水。智能壓力開關(guān)采用分倉和相互制約結(jié)構(gòu)，通過螺絲和焊接雙重固定的電路板，有效地防止了電路板的相對(duì)位移，避免了松動(dòng)引起的脫落，保證了儀表的抗振能力。電路上除了普通的電容型濾波外，在輸入電路的80mH共模元件保證了微功耗電路抗干擾能 力[9-10]，根據(jù)GBT18268.1—2010[9]可知，智能壓力開關(guān)具有極高的抗干擾性。智能壓力開關(guān)采用了雙層密封結(jié)構(gòu)，保證了儀表的防水性[11]。

3 智能壓力開關(guān)的可靠性設(shè)計(jì)與測試

3.1 智能化測試系統(tǒng)

為了保證智能壓力開關(guān)的高可靠、高性能，保證產(chǎn)品質(zhì)量100%合格，設(shè)計(jì)了全面、嚴(yán)格的智能化測試系統(tǒng)，其測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖2所示，現(xiàn)場實(shí)測如圖3、4所示。將25只壓力開關(guān)組裝到試驗(yàn)安裝支架上，并用高壓軟管連接至壓力試驗(yàn)泵，壓力試驗(yàn)泵上裝有標(biāo)準(zhǔn)表。將25只 開關(guān)的輸出端子連接到DI輸入模塊，同時(shí)將變送器連接到AI輸入模塊，DI和AI輸入模塊由485接口連接到監(jiān)控主機(jī)，通過檢測程序?qū)χ悄荛_關(guān)的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。通過壓力泵加壓進(jìn)行壓力開關(guān)動(dòng)作試驗(yàn)和變送器4、8、12、16、20mA測試，并將結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫中(廠家內(nèi)部摸底 測試)。

圖2 測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

1—智能壓力開關(guān)測試安裝支架；2—開關(guān)量輸入端子；3—模擬量輸入端子；4—壓力軟管；5—壓力泵

3.2 系統(tǒng)測試流程

每只智能壓力開關(guān)的測試秉承反復(fù)測試、重復(fù)驗(yàn)證原則，主要流程如下：

1）首次整機(jī)精度測試。首次試驗(yàn)需完成零位量程的標(biāo)定，以零、中、滿3點(diǎn)進(jìn)行精度標(biāo)定，對(duì)4mA、12mA、20mA進(jìn)行設(shè)定，對(duì)開關(guān)動(dòng)作、返回值、常開/常閉進(jìn)行設(shè)定，并進(jìn)行常溫下的初步校驗(yàn)。

2）交流耐壓負(fù)載測試。以中間接觸器為負(fù)載，完成交流功能的開關(guān)試驗(yàn)，重復(fù)動(dòng)作3次無異常。

3）摸底與補(bǔ)償測試。先測試常溫下測量誤差，記錄到數(shù)據(jù)庫，并以此作為-10℃和80℃試驗(yàn)的參比值，在-10℃試驗(yàn)后對(duì)超差的進(jìn)行溫度修正，并進(jìn)行80℃的溫度試驗(yàn)，同樣對(duì)試驗(yàn)后的不合格產(chǎn)品進(jìn)行修正。摸底試驗(yàn)是在達(dá)到-10℃或80℃溫度值并穩(wěn)定15min后進(jìn)行測試，修正后再進(jìn)行新一輪的測試，經(jīng)檢查-10℃和80℃下均達(dá)到精度后，進(jìn)行下一步測試。

4）初步測試。以25℃為基準(zhǔn)，-10 ℃、60 ℃、80℃，每個(gè)溫度點(diǎn)2 h，每1 h測試一次，在每次測試中所有測試記錄的誤差均在±0.5%以內(nèi)時(shí)進(jìn)行下一步測試，否則退回到上一階段的摸底補(bǔ)償測試。

5）最終測試。以25℃為基準(zhǔn)，-10℃、60 ℃、80℃，每個(gè)溫度點(diǎn)4h，每2 h測試一次，連續(xù)2個(gè)輪回周期內(nèi)的所有測試記錄誤差均應(yīng)在±0.5%以內(nèi)，不合格者重新進(jìn)行補(bǔ)償和試驗(yàn)。

6）時(shí)漂測試。為了對(duì)產(chǎn)品的漂移進(jìn)行檢查，防止任何出廠包裝過程中引起的故障，也作為出廠長時(shí)間庫存后的質(zhì)量檢查，最后一次時(shí)漂測試具有一票否決的作用。

通過高低溫反復(fù)交替的苛刻測試環(huán)境，不良元器件將很快失效而被淘汰，充分暴露了元器件或工藝結(jié)構(gòu)的故障隱患，同時(shí)釋放了傳感器的安裝應(yīng)力和電子元器件的應(yīng)力[10]。測試系統(tǒng)以誤差小于±0.5%作為質(zhì)量檢驗(yàn)的硬性指標(biāo)，使質(zhì)保更加精準(zhǔn)、易于掌握和操作，利用精度的一票否決權(quán)保證質(zhì)量的真正在控和可控[11-12]。

3.3 可靠性分析

1）主要元器件可靠性分析。采用經(jīng)過嚴(yán)格篩選的專用器件組成的微功耗儀表系統(tǒng)完全區(qū)別于傳統(tǒng)微功耗儀表，具有超常的高可靠性。

2）平均無故障時(shí)間(mean time between failures，MTBF)試驗(yàn)分析。依據(jù)MTBF試驗(yàn)時(shí) 間的計(jì)算公式[12-15]：MTBF試驗(yàn)時(shí)間=MTBF目標(biāo)值′信心水準(zhǔn)/樣品臺(tái)數(shù)′加速因素，采用25只智能壓力開關(guān)在80℃溫度環(huán)境下連續(xù)運(yùn)行45 d，25只壓力開關(guān)無一發(fā)生故障。按照國際標(biāo)準(zhǔn)推算，本產(chǎn)品MTBF可達(dá)到34 a，詳見表1。

3）誤動(dòng)與拒動(dòng)的分析。如表2所示，除了IGBT擊穿外，不論發(fā)生哪類故障，測試期間智能壓力開關(guān)的誤動(dòng)率為0，故障引起的拒動(dòng)可能性得到有效的抑制。

表1 MTBF試驗(yàn)匯總(環(huán)境溫度80℃)

表2 故障可能性分析

4 智能壓力開關(guān)應(yīng)用

通過智能壓力開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)全方位的監(jiān)控，確保保護(hù)系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)，隨時(shí)預(yù)防事故的發(fā)生。智能壓力開關(guān)的應(yīng)用實(shí)例有：華能北京熱電燃機(jī)交流油泵、華能德州小機(jī)掛閘油壓、華能金陵和海門等離子系統(tǒng)、華能玉環(huán)爐膛壓力、國電寶慶磨煤機(jī)油壓、秦山核電站二期凝泵出口壓力低(見圖5)、兩江燃機(jī)電站真空、首鋼高爐氧化風(fēng)機(jī)入口濾網(wǎng)差壓、索普化工集團(tuán)聯(lián)鎖保護(hù)、華能丹東密封油濾網(wǎng)差壓等近百家電力、鋼鐵、化工企業(yè)[16-20]，性能穩(wěn)定可靠，應(yīng)用效果良好。

圖5 核電現(xiàn)場圖片

5 結(jié)論

通過分析機(jī)械式壓力開關(guān)存在的卡澀、漂移、無法監(jiān)控，以及變送器速度慢、AI通道價(jià)格昂貴、不滿足保護(hù)系統(tǒng)三分要求等不足，針對(duì)燃煤發(fā)電廠保護(hù)系統(tǒng)，開發(fā)了新型高可靠、高精度、微功耗的兩線式智能壓力開關(guān)，并設(shè)計(jì)和搭建了嚴(yán)格的測試系統(tǒng)。測試結(jié)果表明，兩線制智能數(shù)顯壓力開關(guān)在可靠性、快速性、可預(yù)測性方面較機(jī)械式壓力開關(guān)及變送器都得到大幅提升，系統(tǒng)測量精度誤差小于0.5%，平均無故障時(shí)間已達(dá)到40萬h，為保護(hù)系統(tǒng)的故障預(yù)測、動(dòng)作精準(zhǔn)、可靠運(yùn)行提供一套徹底的解決方案，為確保機(jī)組的保護(hù)系統(tǒng)的可靠性提供了有力的保證。

[1] 吳鶴春，劉玉杰，王小進(jìn)，等．新一代微功耗兩線制智能數(shù)顯壓力(差壓、溫度)開關(guān)變送器一體化儀表的研制與應(yīng)用[J]．儀器儀表用戶，2018，25(6)：31-36，10．

[2] 陳丹兒．無源MEMS壓力開關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]．廈門：廈門大學(xué)，2017．

[3] 吳君．平均故障間隔時(shí)間(MTBF)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⑴c應(yīng)用探討[J]．電子世界，2018(1)：24-25．

[4] 郭永生，王志堅(jiān)．大功率器件IGBT散熱分析[J]．山西電子技術(shù)，2010(3)：16-18．

[5] 中華人民共和國國家能源局．火力發(fā)電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定：DL/T 5428—2009 [S]．北京：中國電力出版社，2009．

[6] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)．火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程：DL/T 1091—2008[S]．北京：中國電力出版社，2008．

[7] 曹瓊．電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)[J]．電子測試，2016(5)：1，6．

[8] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局．壓力控制器檢定規(guī)程：JJG 544—2011[S]．北京：中國質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011．

[9] 何愛國．壓力開關(guān)在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)用中常見問題及解決方案[J]．消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2018，31(9)：90-92．

[10] 國家市場監(jiān)督管理總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)．測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用的電設(shè)備電磁兼容性要求第1部分：通用要求：GB/T18268.1—2010[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010．

[11] 國家市場監(jiān)督管理總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)．雷擊浪涌防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及測試：GBT17626.5/IEC 61000-4-5[S]．北京：中國質(zhì)檢出版社，2019．

[12] 國際電工委員會(huì)．防水防塵等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：IEC6052 9[S]．瑞士：國際電工出版社，2019．

[13] 顧青松．高可靠壓力開關(guān)檢測及控制電路技術(shù)應(yīng)用[J]．機(jī)電工程技術(shù)，2017(S2)：203-204．

[14] 莫布林．鍋爐爐膛壓力保護(hù)系統(tǒng)改造[J]．華電技術(shù)，2018，40(7)：29-31，78．

[15] 徐志玲，陳旺達(dá)，劉寶琦，等．壓力開關(guān)自動(dòng)校準(zhǔn)方法研究[J]．計(jì)量學(xué)報(bào)．2017，38(4)：435-438．

[16] 嚴(yán)薇，王燕雯，蔣俐瑩．.高可靠壓力開關(guān)檢測及控制電路技術(shù)應(yīng)用[J]．中國科技信息，2019(5)：40，42．

[17] 姜濤，趙悅涵，劉克成，等．汽輪機(jī)潤滑油壓力開 關(guān)動(dòng)作異常原因及處理方法[J]．機(jī)電設(shè)備，2019，36(1)：50-52．

[18] 李旭東，潘智勇，盧猛，等．某型壓力開關(guān)開啟壓力降低問題研究[J]．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018(6)：167，169．

[19] 徐志玲，陳旺達(dá)，劉寶琦，等．壓力開關(guān)自動(dòng)校準(zhǔn)方法研究[J]．計(jì)量學(xué)報(bào)，2017，38(4)：435-438．

[20] 胡永建．一種基于PID算法的氣壓控制技術(shù)[J].測控技術(shù)，2011，30(8)：60-63．

Design and Application of High Reliability Intelligent Pressure Switch

WU Hechun, SHAN Wenjun, LIU Fujun, GUO Zhongbo, WEI Yuhua, HU Yong, JIANG Zhaoyu, XIE Feng

(Engineering Department of Huaneng Power International Inc., Xicheng District，Beijing 101102,China)

Pressure switch is an important primary signal element in thermal power unit protection system. The accuracy, reliability and rapidity of the pressure switch measurement directly determine the correct and fast operation of the power plant protection system. Aiming at the shortcomings of mechanical pressure switch and pressure transmitters as protection elements, this paper designsed a two-wire intelligent digital display pressure switch with low power consumption and high reliability according to the design principles of protection, regulation and monitoring. The reliability design and test of the intelligent pressure switch was carried out. The test results show that the pressure switch can effectively solve the problems of jamming, offset, non-monitoring and non-prediction existing in the traditional pressure switch, and has obvious advantages of low power consumption, high reliability, high precision and calibration-free, which provides a fundamental and effective guarantee for the reliability of the power plant protection system.

intelligent pressure switch; low power consumption; high reliability; no drift

10.12096/j.2096-4528.pgt.19076

2019-05-10。

吳鶴春(1956)，男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡姀S熱工自動(dòng)化，whcbj@163.com。

吳鶴春

(責(zé)任編輯 楊陽)