摘要：变电站是电力网的关键，内部设备运行状况直接影响着变电站功能的实现，然而在实际运行时，常会出现设备发热现象，需予以高度重视。本文首先从设计安装、运行过程、外部环境三方面分析了设备发热的原因，然后介绍了示温蜡片、红外线监测两种方法。
关键词：变电站；设备发热；红外监测
引言
作为电网系统的重要组成部分，变电站主要负责改变电压电流、分配电能等工作，直接关乎人们是否能正常安全地用电。现代电力事业不断进步，自动化、智能化的应用使得变电站工作效率大幅提升，比如远程监控技术，可利用电子监控设备，实时监测变电站运行情况，从而减少人工劳动量，甚至实现无人值班。与此同时，也出现了一些问题，变电设备发热便是其中之一，一旦温度过高，极易造成大面积停电，严重时还会引发火灾。所以，应准确地分析设备发热原因，并采取有效的监控方法，及时发现并控制发热现象。
1 变电站运行设备发热的原因分析
1.1设计安装不当
在设计阶段，由于出现技术、材质等方面的问题，设备整体性能有所欠缺，难以达到规定要求。特别是一些关键零件，功能和耐久性有限，在长期使用中极易发热。也有可能是设计人员出现错误，所设计的零件和设备与变电站电压值不相符。变电设备进入现场后，需开展质量检查，但工作人员经常忽视，以至于设备存在破损残缺，直接安装使用，必然会影响到寿命。安装过程中，没有严格遵守相关规定，技术工艺不熟悉，比如接头的接触面没有处理干净，螺丝没有拧紧，都可能会引起运行发热。有些设备则是安装不合理，存在有放置不够精确、接触不良等问题。另外，变电设备在运行中难免会出现故障，无法正常作业，需要维修检查。同设计和安装阶段一样，不规范操作也会带来一定的安全隐患。
1.2运行中的因素
经检查确定无误后，变电设备可投入使用，全国各地变电所的用途不一，电压值不同，运行状况有着很大差异，但如果出现发热现象，往往是相同原因所致。有些变电站直接输出电能，有些则是把电能转化成热能，在此过程中，根据其转化原理可发现，设备内部本来就高速运动的电子会和导体内部分子碰撞摩擦，从而获取更多力量，导致内部分子运动速度骤增。而电流通过导体所产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，Q=I2Rt。同时，电阻与导体截面积成正比，即热量与截面积成正比。在长期运行中，尤其是大负荷运行，电能转化的热量越多，越容易引起设备发热。此外，若变电所为单台主变，一旦电流出现异常增大，便会影响到变电设备的运行，致使其出现发热等现象。谐波或者设备自身漏磁导致涡流损耗增加，也极易引起设备发热。变电设备的主要组成部分为其内部分金属导体部分以及电解质绝缘材料，电解质在交流电不断变化的电场中会产生能量损耗，通常将该种损耗描述为介质损耗，计算公式为P=ωCtgδ（该式中P为电介质的有功功率，ω为交流电源的角频率，C为变电设备中的等值电容值，tgδ为缘介质损耗因数）
1.3外部环境导致
除了内部因素和人为原因，外部物理环境对变电站的作用亦不容忽视。比如，设备上蒙尘过多，或有其他杂质进入而没有及时清理，导致设备散热困难，随着温度升高，很可能会引发安全事故。在恶劣天气中，尤其是雷雨天，设备线路极易受到雷电影响，可能某段线路被雷电电流切断，也可能是设备绝缘被击穿，导致变电设备无法正常运行，表现出发热等现象。一般来说，变电设备直接与空气接触，金属与氧气发生化学反应，会被氧化腐蚀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆也可能周围环境较差，导致接头、闸刀等被腐蚀，随着氧化膜面积的扩大，连接处的接触电阻值会随之增加，进而造成接触不良。当接头电阻值超过一定值后，变压器的温度会明显升高，若不及时处理，必然影响正常供电，甚至会因此引发安全事故。
2 变电站运行设备发热的监控方法
2.1示温蜡片监测法
这是一种价格低廉、应用方便的传统做法，需要用到示温蜡片、胶水等材料。示温蜡片是一种用温度蜡做成的产品，具有额定的融化温度，当温度达到该值时，蜡片就会融化脱落，说明处于过热状态。使用时需要借助胶水把蜡片粘在设备上，其不足之处在于，时间一长，胶水可能会自行脱落，或者设备运行时的振动，也会致使蜡片脱落。从目前来看，示温蜡片在变电设备发热监控中还有着大量应用，但逐渐被一种新产品——变色示温片所取代，且趋势越来越明显。此新产品自身带胶，无需借助胶水就可直接粘贴，当温度超过设定值，示温片不再脱落，而是通过颜色的变化表明处于过热状态。一般都是从原始的白色，在温度影响下，会变为黑色。另外，该方法的工作量较大，因为设备大电流的各个连接点都应兼顾，且示温蜡片或变色示温片都要正确粘贴，并加强检查巡视。一旦发现脱落，或者颜色变化，应做进一步检查。但如果漏掉了某些连接点，则可能延误发现时间，甚至会导致设备已被烧坏。
2.2红外线监测法
随着现代科技的发展和进步，许多先进的技术开始应用到变电站，为实现实时监控，掌握变电站的运行状态，常会采用在线监测系统。比如，将温度计或温度传感器放于变电设备经常发热的部分，可以记录下温度的变化值，并将设备温度、环境温度等信息传输至监控中心，在屏幕上以波形、数值等形式显示出来。当温度超过预定值后，系统会自动发出报警，提醒监控人员，设备处于异常状态，进而可调度维修人员第一时间赶赴现场查看。
红外测温法也是现代一种常用的方法，利用红外线的特性，无需直接接触，便能监测到温度的变化。若设备导流部分的热态处于不正常状态的时候，应该实施准确地合理地测温，可基于下列这一公式来计算出其相对的温差值，即（T1-T2）（T1-T0）×100%，在该公式中，T1为发热点温度，T2表示正常相温度，T0为环境参照体温度。不过，红外监测有条件限制，环境温度尽量保持在0℃—80℃之间，且在恶劣天气下不适宜监测，因为雾霾、雷电等会影响其精确度。光线也很重要，室内监测一般需要关灯，室外则通常会选择夜晚。该方法具体又可分为电红外线和成像红外线两种测量方式，前者操作简单、价格低廉，但精确度相对较低，后者的精准性高但价格昂贵。所以，针对重要的设备，建议采用后者。
3 结束语
电力是现代社会不可或缺的资源，变电站在电网中的作用不言而喻，随着用电需求的提升，安全和稳定备受关注。而在实际运行中，受内外诸多因素影响，变电设备经常会出现发热现象，威胁到整体的正常运行。对此应及时分析原因，并采取相对应监控方法，提前做好准备，将损失降至最低。
参考文献：
[1] 席凯.变电站运行设备发热原因以及监控方法[J].工程技术，2016，42（11）：200
[2] 刘军.浅谈变电站运行设备发热及监控方法[J].经营管理者，2013，20（31）：371
[3] 牛犇.500kV变电站运行设备的发热与监控方法[J].中国高新技术企业，2017，3（7）：132
[4] 周广涛.变电站运行设备发热及监控方法[J].科技创业家，2014，16（4）：104-105
论文作者:霍晶
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/6
标签：设备论文; 变电站论文; 温度论文; 方法论文; 原因论文; 电流论文; 红外线论文; 《电力设备》2017年第23期论文;