500kV變電站運行設(shè)備的發(fā)熱與監(jiān)控方法

麻杰

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對生活的追求提高，安全便捷成為了當今社會發(fā)展的關(guān)鍵，自動化技術(shù)的簡便性和安全性被越來越多地應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，但是變電站在運行的過程中往往會出現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱的問題造成經(jīng)濟損失。文章結(jié)合供電站在運行過程中設(shè)備發(fā)熱的實際情況和原因進行分析，對有效預(yù)防設(shè)備發(fā)熱等問題的監(jiān)控做了研究。

關(guān)鍵詞：變電站;運行設(shè)備;設(shè)備發(fā)熱;監(jiān)控方法;電力系統(tǒng)

1 500kV變電站在運行中設(shè)備發(fā)熱的原因

在變電站運行的過程中電力設(shè)備發(fā)熱是常見的問題，刀閘、設(shè)備連接、環(huán)境因素都是引起變電站設(shè)備的發(fā)熱的原因。如果不能及時發(fā)現(xiàn)進行妥善的處理可能會導(dǎo)致大范圍停電、火災(zāi)等事故發(fā)生，不僅影響電力系統(tǒng)的正常運行，甚至?xí)乐赜绊懭嗣裆敭a(chǎn)的安全。因此準確分析變電站運行設(shè)備發(fā)熱的原因，進而有效預(yù)防變電站在運行中出現(xiàn)的故障，做到提前防患，及時處理，減少不必要的損失。變電站運行設(shè)備發(fā)熱的原因主要包括以下三個方面：

1.1 電流的運行方式對設(shè)備發(fā)熱的影響

“熱效應(yīng)”是導(dǎo)體發(fā)熱現(xiàn)象，導(dǎo)體通電后電能轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)體內(nèi)電流運動，分子和電子摩擦發(fā)生碰撞后得到大量的能量，分子運動急劇加快產(chǎn)生大量熱量。根據(jù)焦耳定律，電流的運行方式對電力系統(tǒng)中設(shè)備的發(fā)熱有著重要的影響。熱能會隨著電流的變大而增大，當電流變大時變電器就會出現(xiàn)局部發(fā)熱，如果不及時發(fā)現(xiàn)和妥善處理就會引起斷電甚至火災(zāi)等事故，影響居民的生活進而造成不可計量的損失。

1.2 環(huán)境因素引起的原因

變電站的設(shè)備一般處在自然環(huán)境中，通常大型設(shè)備是在露天中，一些設(shè)備原件就會暴露在空氣當中，有時會遭受到雷電風(fēng)雨侵蝕，長期下去變電站設(shè)備原件就會氧化和腐爛，產(chǎn)生高電阻。根據(jù)焦耳定律Q=i2rt，單位時間下電流一定，單位熱量的變化和電阻大小有關(guān)，電阻的大小與導(dǎo)體的跟截面積成正相關(guān)，可以推導(dǎo)出發(fā)熱量與導(dǎo)體的橫截面積成正比，所以這種暴露在外的零件會因環(huán)境因素產(chǎn)生氧化，電阻不斷增大，惡性循環(huán)下去運行設(shè)備溫度升高，高溫而燒斷引發(fā)安全問題。

1.3 其他原因造成變電器設(shè)備發(fā)熱

設(shè)備接頭發(fā)熱，設(shè)備的設(shè)計如果選取的零件不能夠滿足長期供電運行那么就會產(chǎn)生熱量，安裝時也要采取高技術(shù)來進行設(shè)備接頭的交接工作，避免因技術(shù)不當而造成的問題引起設(shè)備發(fā)熱，同時在工作人員對設(shè)備進行維修時，要采用符合規(guī)定的設(shè)備，不可以采用不合格的零件進行替換。

刀閘的選擇和應(yīng)用也是引起設(shè)備發(fā)熱的原因所在，如果工作人員對刀閘的選擇沒有嚴格的要求或者在安裝的過程中因技術(shù)人員的技術(shù)有疏漏也會造成運行設(shè)備發(fā)熱。

變壓器和在固定設(shè)備過程中采用的金屬環(huán)都會在變電站運行中形成渦流也會使變壓器發(fā)熱。

引起變電器運行中設(shè)備發(fā)熱的原因有很多，所以在選擇和安裝時要進行嚴格的規(guī)定。

2 變電站設(shè)備運行發(fā)熱的監(jiān)控方法

變電站運行中設(shè)備發(fā)熱不僅會影響電力系統(tǒng)的正常運行，嚴重的甚至?xí)＜暗饺嗣裆敭a(chǎn)的安全，所以我們要對變電設(shè)備進行有效的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)電路運輸過程中出現(xiàn)疏漏要及時修補，減少一切危害生命安全的情形發(fā)生，保障變電站設(shè)備的正常運行。下面介紹的是具體的監(jiān)控方法：

2.1 紅外測溫儀診斷

紅外測溫儀由光電探測義、光學(xué)系統(tǒng)、信號放大器及信號處理等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其接收到的紅外輻射能量，接著紅外能量聚集在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，該信號再經(jīng)科學(xué)系統(tǒng)的計算變?yōu)楸粶y目標的溫度值。

在應(yīng)用的過程中，應(yīng)該選在日出之前或者日落之后，避免外來光源的影響，暴雨和高溫等天氣都會影響到測量值的準確率，所以在天氣和時間的選擇上很重要。同時要在溫度、濕度適中的環(huán)境下進行測量，研究發(fā)現(xiàn)溫度在0℃以上，濕度在80%以下是合適的環(huán)境，極端的環(huán)境會影響準確率，干擾工作人員的工作。

測溫周期要確定，對新設(shè)備要進行負荷檢測，在常規(guī)工作載荷下進行正常溫度周期的檢測。最好一年檢測兩次，年檢時一次，高負荷來臨時一次，比如夏季高溫即將到來時候。檢測一旦出現(xiàn)問題應(yīng)該及時維修，運行一段時間后再進行復(fù)檢。對檢測的數(shù)據(jù)要進行記錄保存，錄入《大電流連接點檢查卡》以方便后期的比較分析。

2.2 示溫蠟片檢測法

示溫蠟片的粘貼，當示溫蠟片融化脫落或者掉落時表示溫度高于額定融化溫度。表明示溫蠟片粘貼處電路回路已經(jīng)過熱，要進行緊急處理。示溫蠟片的溫度規(guī)格有黃色、綠色、紅色、醬色、蘭色五種顏色分別表示60℃、70℃、80℃、90℃和100℃。

電氣設(shè)備大電流回路各個接點必須粘貼示溫蠟片，對暴露在室外的大電流回路連接點也要采取相同的方法粘貼示溫蠟片。示溫蠟片會將有關(guān)設(shè)備連接點的溫度直觀的顯現(xiàn)出來，對示溫蠟片的情況進行及時的記錄，當粘貼有不完整的地方要進行及時補貼，避免影響正常工作的進行。

工作人員觀察示溫蠟片的顏色變化從而進行測溫檢查，當柜內(nèi)設(shè)備接點示溫蠟片有融化或者脫落情況必須測量，但在進行開柜測溫時要匯報上級經(jīng)允許后方可用萬能鑰匙打開柜門，同時要注意安全做好防患措施。

出現(xiàn)極端天氣時，如高溫、降雪、電流運行方式發(fā)生改變時也要進行設(shè)備大電流回路的溫度檢測，最好進行多次測量以保證準確性。

在進行操作的過程中發(fā)現(xiàn)連接點的示溫蠟片融化要及時停止變電站設(shè)備的工作，及時檢查各個大電流回路的連接點的溫度，遇到問題馬上處理避免發(fā)生安全隱患。環(huán)境因素也會影響電流運行方式的變化。

通常情況下，紅外測溫法和示溫蠟片法同時進行檢測，在操作過程中嚴格規(guī)范操作的步驟，不可以出現(xiàn)錯誤影響到測試的準確度，同時對兩種方法測試的數(shù)據(jù)進行記錄和分析，出現(xiàn)問題及時解決，避免出現(xiàn)損失。

2.3 診斷方法

2.3.1 同類比較法。溫升值的不同是在相同型號和規(guī)格的電氣設(shè)備中對電流回路的診斷，判斷設(shè)備是否正常運行。

在相同的電流回路中當三相電流對稱和三相設(shè)備相同時，比較三相電流致熱型設(shè)備對應(yīng)部位的溫升值，判斷設(shè)備是否正常。如果三相設(shè)備同時出現(xiàn)異常可與同回路的同類設(shè)備比較。當三相負荷電流不對稱時，要考慮負荷電流的影響。

2.3.2 相對溫差判斷方法。真空斷路器、充油套管、高壓開關(guān)柜、隔離開關(guān)和SF6斷路器等設(shè)備當相對溫差大于等于20℃小于80℃時為一般缺陷，大于等于80℃小于95℃是嚴重缺陷，當相對溫度大于等于95℃時就是緊急缺陷。工作人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)的變化做出相應(yīng)措施，避免設(shè)備運行發(fā)熱引起財物的損失。

2.3.3 外部熱缺陷診斷。變電站設(shè)備運行發(fā)熱不僅是內(nèi)部損耗，還要注意外部存在的熱缺陷問題。

3 結(jié)語

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在人們的生活當中，500kV變電站是電力電網(wǎng)建設(shè)中重要的組成部分，也是電力運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，這就要求變電站安全性的提高。變電站設(shè)備工作時是否穩(wěn)定運行嚴重地影響著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和人們的生活及生命財產(chǎn)安全。變電站運行中設(shè)備發(fā)熱問題普遍存在，所以分析和處理設(shè)備發(fā)熱是當前社會在電網(wǎng)系統(tǒng)中一個重要的問題，在整理好的數(shù)據(jù)中工作人員可以分析變電器運行中設(shè)備發(fā)熱出現(xiàn)的特征，環(huán)境因素引起的改變，這樣減少了設(shè)備發(fā)熱引起的損失，節(jié)省了大量的人力和成本，檢測的數(shù)據(jù)形成一個完整的系統(tǒng)，提高了變電站工作人員的工作效率。我們要采用相關(guān)的技術(shù)手段對電力系統(tǒng)中存在的問題進行深入分析，并利用相應(yīng)的監(jiān)控方法對變電站進行監(jiān)控。本文找出變電站設(shè)備運行中發(fā)熱的原因，提出了一系列監(jiān)控設(shè)備發(fā)熱的方法，對變電站設(shè)備在工作中安全穩(wěn)定的運行和人民群眾生命安全有重要且深遠的意義。