探析变电站设备运行发热原因及其监控方法

【摘 要】目前在变电站运行中，电力设备发热引发的事故是无人值班变电站设备运行中的技术难点。本文通过对变电站运行设备发热原因进行了分析。同时主要就变电站运行设备发热监控诊断方法做了详细的阐述。

【关键词】变电站；设备运行；设备发热；监控方法

1 变电站运行设备发热的原因

在一些500KV变电站中，由于变电站电力设备发热问题造成的事故是变电站设备安全稳定运行的重要技术因素。因此，变电站运行设备的发热问题，要是不能及时发现处理，等到发热严重时，将很有可能造成设备连接点烧断，大范围停电、火灾等事故。准确的分析变电所运行设备发热的原因，则而能够有效的预防变电站运行过程中的出现的故障。变电站运行设备发热的原因主要包括以下几个方面：

1.1 分子的运动速度加快，引起的设备局部或整体发热

在电能转换为热能的过程中，变电站设备内部运动着的电子与导体内的分子会发生摩擦和碰撞，就在摩擦和碰撞过程中导体内的分子获得了大量的能量，造成分子运动速度急剧加快。由焦耳定律我们可以得到导体的发热量与电流的平方比成正比，与其电阻成反比（电阻值跟导体的截面积成正比），即导体的发热量与导体的截面积也成正比。从而这时产生的电能转化将为热量，造成设备局部或整体发热。

1.2 接头位置发生氧化和腐蚀，引起变电站运行设备发热

因为变电站运行设备大多在露天环境下工作，各个连接点（闸刀触头等位置）经常遭受到风吹雨打、冰冻雪融等自然条件的影响和侵蚀，长此以往，接头位置极易容易发生氧化和腐蚀现象产生氧化膜，造成连接处接触电阻增大，如果不能及时发现和处理，减小工作电流，接头的氧化程度将进一步恶化，造成变电站设备局部温度骤然上升，引起变电站运行设备发热。

1.3 单台主变运行模式之下，电流运行方式变化，引起的设备发热

在单台主变电站运行的方式下，若电流的运行方式突然发生变化，将会造成电流急剧增大，导致变电站运行设备处于在不正常的运行状态，直接引起变电站运行设备发热。

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，缺点是成本相对较高。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。

2.1.2 选择合适的检测环境

红外测温尽量避免在恶劣天气下进行，一方面可以保证测试人员的人身安全，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，湿度不能超过80%。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，以便于之后进行比较分析。

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项目，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，可以利用停电的机会进行检查。

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，为了确保安全生产，必须及时打开柜门进行测温， 同时要做好相应的安全措施。

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规范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较分析，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，判断其是否处于安全范围。可以采用以下两种诊断方法：

2.3.1 同类比较法

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，比较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，若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较；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，对于型号规范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：

不同的设备部分，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。

3 结语

因此，分析电力变电站运行设备发热的原因，提出一系列的技术和管理方法手段，避免因一些非正常原因而造成的变电所运行设备发热，引起事故。这不仅是电力系统稳定运行的关键，而且对缩短停电时间和范围，提高供电可靠性具有一定的深远意义。

参考文献：

[1]邓云辉.变电站运行设备发热及监控方法[J].中国高新技术企业，2012（18）.

[2]郭培元.电力系统自动控制新技术[M].北京：科学出版社，2001.