变电站运行设备发热原因及监控方法论文_张伟

变电站运行设备发热原因及监控方法论文_张伟

(内蒙古电力集团有限责任公司阿拉善电业局 内蒙古 750300)

摘要:确保电力系统的安全性和稳定性是维持经济发展的重要基础,改善设备发热现象是目前提高电力系统平稳运行的重要原因。在日常的变电站维护工作中,影响设备发热的原因有很多,如果对设备发热现象不能做到及时监控和处理,就会对电力系统的稳定运行造成不可估量的损失。

关键词:变电站;运行设备;发热;

前 言:随着我国科学技术水平的不断发展,电力设备也愈发精进,无人看管值班式的变电站也已然成为时下大热。但是,其间存在的安全隐患也不容忽视,因变电站运行设备发热而导致的事故也是时有发生。因而,攻克这一技术问题刻不容缓。

一、变电站运行设备发热的原因

在实际的变电站运行过程中,经常出现因为运行设备发热而导致设备损坏和各种安全事故的发生,不仅严重危害了变电站的变电工作,也对全社会正常的生产生活进行产生了很大影响。变电设备由于种种原因在运行过程中产生过高热量时,如果没有得到及时的发现和有效解决,轻则会造成设备核心导体被烧坏,引起设备线路短路、停电等问题和故障,重则可能会导致设备燃烧起火甚至引起大面积的火灾发生,造成严重的经济或人员损失。因此,在解决运行设备发热问题前,先分析引起设备发热的原因是十分必要的,只有搞清楚问题所在,才能“对症下药”有效解决。在实际运行中,设备发热问题产生的具体原因有以下几点:

1.超负荷运行导致设备发热问题。根据物理学中焦耳定律公式热量=电流2*电阻可以看出,设备导体的发热量与设备的电流以及电阻都是成正比的关系,也就是说电流和电阻值越高则导体发热程度越高。每一种电气设备在制造出厂的时候都有根据设计和规定标准标定的额定电流值,设备在运行时,如果电流在额定值范围以内就不会出现发热或过热的情况,但如果设备运行的电流超过了额定值,则启动后或经过长时间运行后,设备必然会产生超高热量并随着运行的时间不断增加,直到超过设备的最高承受温度,设备就会发生上述的故障和问题。

2.设备接触点氧化腐蚀后产生发热问题。由于变电站的运行设备通常都是大型的、更换频率较低的设备,因此在长期运行使用后难免会出现氧化、腐蚀的现象,尤其是对于一些暴露在户外的设备,更是容易受到自然环境的影响而老化,因此随着时间的推进,设备的接触点形成氧化膜并增加,导致运行时其电阻随之增加,发热量也就不断增加,最终因温度过高导致接触点被烧坏,引起故障或事故。

3.接触点接触不良致使发热问题。在实际的变电站设备安装过程中,经常由于设计缺陷导致设备连接后接触点的接触面不足,或者在安装调试和日常维护过程中,并没有把接触点的完全紧固起来,加上外部环境和自身温度的变化导致接头容易松动移位,而这些都直接导致了接触点运行时的电阻超高,同样也必然会导致设备运行的温度上升,烧坏接触点。

二、变电站运行设备发热监控方法

1.接头发热监控,接头发热一般使用电力复合脂来有效预防,使用电力复合脂包裹线缆接头,能够将接头、设备和空气隔绝开,形成有效的保护膜,阻止空气中水蒸气渗入接头内,从而有效避免接头锈蚀或遭受其他物理损害。设备安装过程中,技术人员要处理好接头表面的清理工作,确保接头表面清洁平整,光滑度和电阻率符合技术标准规范要求。同时为了确保设备能够长期安全稳定运行,接头连接之前要检查接头和设备上是否存在油污、铁锈和其他污物,并使用钢丝刷祛除金属接头表面的氧化层,再使用酒精纱布反复擦拭干净,仔细涂抹导电膏,最后按照规范操作连接接头,并进行导电率和发热率测试。

2.示温蜡片粘贴检测和温度在线监测,示温蜡片粘贴法顾名思义,是在大电流设备连接点等发热量集中的位置粘贴示温蜡片,从而对设备发热量进行监测的一种方法。使用示温蜡片粘贴法监控变电站设备的发热量时,要注意选择颜色和运行设备电压等级一致的示温蜡片。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆变电站运行管理工作中,工作人员要定期观察并记录示温蜡片读数,观察示温蜡片情况,发现熔化和脱落情况,表明设备发热量超标,设备可能出现了故障,需要及时对设备进行进一步测温和检查,排除故障,避免故障事件进一步发展。温度在线监测则是指使用温度传感器等智能测温设备,实时监测变电站设备运行温度,例如常见的绕组温度计,就属于温度在线监测设备,发现设备温度超过正常值,会自动报警,通知工作人员第一时间到现场进行检查。

3.红外线温度测量技术,红外线测温技术有点红外测温技术和红外线成像测温法两种常见方法,其中红外线成像法测量精度更高,但是温度监控成本也更高,点红外测温技术操作比较方便,但是测量精度有限。红外线成像测温技术能够精确绘制变电站内设备红外成像图,并将成像图有效保存,便于后期分析与使用,但是红外成像测温技术也存在着一定的局限性,红外线不能穿透金属柜体,因此开关柜内设备温度不能使用红外线测温技术进行温度监控,需要对柜体温度进行进一步分析,才能够判断柜体内是否存在设备过热现象。

4.温度在线监控预警系统。智能电网建设步伐加快,无人值守变电站数量逐渐增多,无人值守变电站设备的发热监控工作需要借助智能化的自动设备温度在线监控预警系统进行监控,这项技术充分利用了先进的智能传感器,在设备有效距离内安装智能温度传感器,采集设备的运行温度相关数据,建立设备运行温度历史数据库,对设备温度变化规律进行分析,借此判断设备老化程度。智能传感器的感温监测系统能够对采集到的数据进行现场分析,再通过现场总线或者无线信号将分析结果传输给上位机,一般数据中心都设置有专门服务器用于对上传设备数据进行整合和专业分析,即便是无人值守变电站,温度变化数据也会自动采集分析,发现异常情况自动响应,告警并进行有效处理,切除故障设备,避免故障范围进一步扩大。

三、应对发热现象的措施

1.在监测设备发热的过程中最简单直接的办法就是安装感温监测仪器,通过网络连接实时上传数据就可以随时指导设备的温度,根据设备温度的高低判断发生事故的概率。发热的情况越严重,发生事故的频率就会越高。也可以通过相同功能的设备对温度进行监控,横向对比推测出其它的设备发热情况。

2.红外检测也是对设备发热监测方式的一种,在与外部环境温度的对比中判定设备的发热情况。另外也可以根据同一种方法对同种型号的设备进行横向对比判断,这样就很容易判断出设备的发热情况。对红外设备监控温度上升的方法,也可以根据专业的分析软件对数据进行分析判断发热温度。

3.在密闭的箱柜式设备里,除了红外线感温测试整个设备的温度外还可以根据设备的上下部位温差大小来测定温度的升高情况,以此来判断设备的发热情况。

随着人们生活水平逐渐提高的还有日渐增加的用电量,电气化时代的到来让人们的生活越来越离不开点的使用。因为电量使用的增加,导致用电量负荷的不断加大。

结束语:

变电站的正常运行是保障电力行业稳定发展的关键因素,如果对于变电站运行设备的发热情况不能既是监控和管理,就会造成设备短路或者失火等等情况的发生,这样情况发生的后果就会导致变电站不能正常运行。一旦变电站出现状况机会直接影响到电力运行中对居民的正常供电,致使人们的日常生活遭受打击。社会主义经济的进一步发展中最大的成果既是点的应用,保障电力的平稳供应和使用,是社会稳定的重要基础。变电站运行设备发热一直是困扰电力正常供应的主要因素,电力行业的安全、平稳运行都需要通过改善这种情况来完成。

参考文献:

[1]邓福林.变电站运行设备发热及监控方法.2016.

[2]高明山,赵大伟.对于变电站运行设备发热及监控方法的讨论.2015.

[3]周月华.慕兴华,张慧,等,变电站运行设备发热监控诊断方法的分析.2016.

论文作者:张伟

论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期

论文发表时间:2018/5/11

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