变电站运行设备发热及监控方法

变电站运行设备发热及监控方法 变电站运行设备发热及监控方法 摘要：无人值班变电站已经成为电力设备开展的趋势，而电力设备发热引发的事故那么是这一开展方向中的技术难点。如何确保变电站在无人看管下的正常运行，防止电力负荷出现较大变化或是高温天气引发的设备过热而导致事故，都是日常变电站维护工作中需要考虑到的问题。文章对引发变电站运行设备发热的原因进行了分析，并提出了假设干有效措施以加强对变电站运行设备的监控。 关键词：变电站；运行设备；发热监控；红外测温；示温蜡片 中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-2374202118 1 变电站运行设备发热的原因 电力设备发热是变电站运行中的一大潜在威胁，如果不及时发现和处理，一旦发热严重时，极有可能导致设备连接点烧断，引发大面积停电、火灾等危害。通过分析变电站实际运行中遇到的各种情况，发现当电力负荷变化较大、运行方式突然改变和持续高温天气时，电力设备的闸刀触头及连接点都较容易出现发热等状况。 在电能转换为热能的过程中，运动着的电子与导体内的分子会发生摩擦和碰撞，而导体内的分子通过碰撞可以获得能量，使分子运动加快。而当电流流过金属导体时，导体会出现发热的现象，这也就是所谓的“热效应。由焦耳定律我们可以知道，在一定的通电时间t内，总的发热量为：Q=0.24I2Rt。即导体的发热情况与电流的平方比成正比，与其电阻成反比。同时由于电阻值跟导体的截面积成正比，因此导体的发热量与导体的截面积也成正比。除此之外，变电站运行设备所处的散热环境、导体的形状和电流持续时间的长短等也都会影响到设备的发热情况。据此，在实际生活中，变电站运行设备出现异常发热情况往往由以下原因 所致： 首先是自然因素，由于变电站运行设备多置于露天环境，其闸刀触头等位置经常受到风吹日晒、冰冻雪融等自然条件的侵蚀，在长期的运行过程中，接头位置很容易发生氧化和腐蚀而出现氧化膜，直接导致连接处接触电阻增大，从而出现接触不良。这种情况下，如果不及时进行处理，降低工作电流，接头氧化腐蚀会进一步加剧，促使接头电阻更大，局部温度骤升，最终的结果是设备连接点被烧断，引发事故。 其次是电流运行方式的突然变化，在单台主变电站运行的情况下，如果电流的运行方式发生改变，会导致电流增大。这时需要及时掌握发热情况，否那么会导致变电站运行设备在不正常的运行方式下发生严重的事故，出现大范围的停电，影响人们生活的正常进行。 2 变电站运行设备发热监控方法 为了防止变电站运行设备的电流连接点出现异常发热或者解除不良等状况，保证设备的健康运行，可以采取以下措施加强对设备的监控： 2.1 周期性的红外测温诊断 目前所用的红外测温诊断主要分为点红外测温和红外成像测温两种，但后者比前者的精确度更高，也较为方便，缺点是本钱相对较高。不同地区可以根据实际情况来选择具体的红外测温方法。 在红外测温中，需要注意如下问题： 2.1.1 确定测温周期 新投入的运行设备进行带负荷测试，即将设备置于将来可能承载的负荷下进行测试，然后纳入正常的测温周期内。一般正常的测温周期一年两次，第一次为年度检修，第二次是在高荷来临前进行测试，如夏季高温天气到来之前。如果发现设备有问题，还应在检修后补加一次测试。不过，如果遇到特殊情况，负荷增长，还应适当调整测试情况。 2.1.2 选择适宜的检测环境 红外测温尽量防止在恶劣天气下进行，一方面可以保证测试人员的人身平安，另一方面可以保证测试数据的正常水平，测试时温度一般应在0以上，湿度应保持在80以下。如果在户外进行红外检测，时间上应安排在日出之前、日落之后、阴天或晚上；如果检测在户内，应熄灭灯光进行。 2.1.3 做好记录 红外测温的情况应及时计入专门的工作卡内，对测温当天的负荷电流、温度和环境都应详细记录，以便于之后进行比拟分析。 2.2 示温蜡片监控法 为确保变电设备的健康运行，应加强对变电站运行设备的监控管理，严格按照监控工作流程进行巡视测温，为此可以采用示温蜡片粘贴法进行。 首先，在运行设备大电流回路的各个连接点粘贴示温蜡片，而室外电气设备的大电流回路连接点，也应根据实际情况粘贴示温蜡片；其次，应将示温蜡片的粘贴情况纳入设备验收工程，确保粘贴齐全，对于缺漏地方应及时补贴；最后，示温蜡片的粘贴应能准确直观反映连接点的温度，因此对于同一个变电所的同一级电压等级处应粘贴同一种颜色的示温蜡片，以方便观察和记录。对于开关柜内设备正常运行时不能观察到的连接点，也需要粘贴示温蜡片，可以利用停电的时机进行检查。 定期观察示温蜡片的变化情况，及时进行测温检查。在检查过程中，一旦发现柜内设备连接点的示温蜡片出现熔化或者脱落状况时，为了确保平安生产，必须及时翻开柜门进行测温，同时要做好相应的平安措施。 在异常天气如高温、严寒等条件下及电力负荷出现较大增长、电流运行方式发生突变等情况下，必须对相应的运行设备进行测温检测，尤其是大电流回路的连接点，应该进行针对性的重点检查。 在运用示温蜡片粘贴法的同时，还必须按照规定对运行设备进行定期的红外测温，检测设备的发热程度。在红外测温过程中，要严格按照规定的操作标准逐步进行并做好记录。在测温完成后，应将过往的检查、测温情况与近期的负荷进行比拟分析，及时排查问题和隐患。 2.3 发热诊断方法 在对运行设备进行测温检查后，对于所测得的温度，还应进行评估和诊断，判断其是否处于平安范围。可以采用以下两种诊断方法： 2.3.1 同类比拟法 这一方法主要分为以下几个步骤：首先，在同一电气回路中，如果三相电流对称和三相设备相同时，比拟三相电流致热型设备对应部位的温度上升值，从而判断设备是否正常，假设三相设备同时出现异常，可将其与同一回路的同一类设备进行比拟；其次，如果三相负荷电流出现不对称时，应该考虑负荷电流造成的影响；最后，对于型号标准相同的电压致热型设备，可以根据温度上升值的差异来判断设备是否正常。 2.3.2 设备外部热缺陷诊断 在对运行设备进行发热诊断时，不仅应该注意到内部电流等造成的影响，还应注意到变电站运行设备外部存在的热缺陷，可参照以下诊断表来进行判别： 不同的设备局部，检测诊断的对象也各不相同：对于输电线路和母线，重点是检测导线的线夹及连接处；对于穿墙的套管，主要检测其两端的引线接点和支撑的铁板；而对于一次设备接头，应该侧重检测其外部的引流接头和与其配套的接点线夹；至于隔离开关，主要检测其两端的顶帽接点、出现套管与导线的搭接处、由弹簧压接的触头和动静触头的连接处。 3 结语 笔者通过调查某变电所自2003年采用该监控方法以来，共测温785次，连续发现了220kV正母闸刀B相触头发热，35kVA主变10kV开关柜内B相空芯套管接头处发热等10多处严重发热点，并及时采取了有效的降温措施。随着人们生活电气化程度的提升，用电需求越累越大，电力运输超负荷的情况也成为常态。在这样的现实条件下，变电站运行设备的平安与否直接关系到人民群众的生活。因此，为了防止出现大面积、长时间的停电事故，保证电网的稳定运行，对变电站运行设备进行定期检查测温，分析设备过热的具体原因并采取有效的控制措施显得尤为重要。 参考文献 【1】 张月华变电站运行设备发热监控诊断方法的分析J中国新技术新产品，2021，21 【2】 孙福滨，刘刚变电站运行设备发热原因及监控方法J水利科技与经济，2007，8 【3】 郭培元电力系统自动控制新技术M北京：科学出版社，2001 ：文 森