摘要：随着我国变电站自动化技术的不断发展和广泛应用,逐渐实现电力设备自动化运行。在这种形势之下，变电站作为电力系统中重要枢纽,主要承担着电压调整、电能分配、电流控制等重要任务。因此，怎样保证变电站设备的正常运行,有效的避免由于变电站运行设备发热而造成的相关事故,已成为电力部门目前所面临的重要问题。在电力电网的建设中，500kV变电站是其中的重要组成部分之一，面对变电站运行设备发热问题的出现，本文将对其产生原因与监控方法进行探讨。
关键词：500kV变电站；运行设备；发热与监控方法
1变电站运行设备发热原因的分析
在变电站运行的过程中电力设备的发热是经常会遇见的一个问题。导体发热的现象我们称之为“热效应”。指的是导体通电之后，电能会转化为热能，导体内的分子和电子就会发生摩擦碰撞，从而得到能量，加快分子的运动，导致导体发热。由焦耳定律Q=0.24I2Rt可知，在通电时间t一定时，导体的热能Q与电流的平方和电阻成正比，由于电阻与其横截面积也成正比，由此也可以推出发热量与导体的横截面积成正比。与此同时，对于变电站运行设备的发热情况会造成影响的包括设备所处的环境会影响散热情况、通电电流的时间与导体外形。变电站运行设备发热的原因主要包括以下几个方面：
（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。（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。（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 500kV变电站运行设备发热的监控方法
2.1示温蜡片监控法
一般来说，可以针对变电站运行设备中使用大电流的回路的各个连接点用示温蜡片进行粘贴，之后对暴露在室外的大电流回路连接点采用同样手法进行粘贴。并将所有的示温蜡片粘贴的状况进行及时的记录，保证相关设备得到了粘贴，对于缺漏或损坏的地方应该及时补粘。示温蜡片可以将相关设备连接点的温度直观的显现出来，在设计中，变电站内部同级别的设备采用规格、颜色相同的示温蜡片进行数据的记录、分析、观察。虽然有些处于开关柜内部的设备不能够直接观察到示温蜡片的变化，但是也要粘贴，方便停电、停机的检测。
在实际操作中，对示温蜡片变化信息的记录与分析需要在一定时间内完成。如果在进行检查的时候发现相关设备连接点的示温蜡片受热脱落或者融化，应该及时停止变电站设备的工作，立刻开柜检查温度，若有问题应立刻进行安全处理，避免安全隐患的发生。由于自然因素复杂多变，一旦出现异常的温度变化或者遭遇恶劣气候影响时，快速增涨的将是电力负荷指标，并引发电流的运行方式等因素产生相关变化，此时应该立即对变电站运行设备进行温度测控，重点应该放在大电流回路的连接点上。
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2.2红外测温诊断
利用红外测温诊断技术可以对变电站的运行设备的发热情况进行有效地监控。红外测温诊断可以及时发现、处理、预防重大事故的发生，具有远距离、不接触、不解体等特点。在红外测温的过程中必须注意以下问题：（1）为了保证设备在运行过程中的安全性，在设备投入运行之前都必须按进行负荷测试。将设备在将要承载的负荷状态下运行并测试，然后进行正常的测温。现在的测温周期为每周一次。如果发现设备的不正常运行，进行修复之后还应进行再一次测试。在高温大负荷的状况下。比如在夏季高温时期应该增加测试次数。（2）需要对相关的检测环境进行筛选。在应用红外测温诊断的过程中，不应该在温度波动较大或者较为极端的环境中进行，一般可以选择温度、湿度适中的环境，从而为工作人员提供安全可靠的工作环境，并使检测的准确性大幅度提升。经过研究发现，适宜温度应在0℃以上、湿度在80%以下，在整个户外检测中应该规避灯火，一般检测操作方便的安全时间为日出之前或日落之后。（3）对相关数据进行合理记录；数据记录是后续分析工作的重要依据，所以做好数据记录与处理，将测量得到的负荷电流等相关数据记录在工作仪器内进行合理保存，对后续分析工作十分重要。
2.3诊断的方法
2.3.1同类比较法
诊断方法一般为同类比较法：（1）如果相关设备的电气回路中三相设备与三相电电流相同，可以通过对设备温度的判断设备的状况；（2）如果所有的三相设备一起出现问题，可以在同一回路中对比同一类设备发生的变化；（3）若发现三相电负荷电流出现对称差异，应着眼分析负荷电流问题；（4）如果变电站设备出现异样，且存在同等型号的设备，则可以采用对比分析法，对同电压下温度的变化进行设备是否出现故障的分析。
2.3.2相对温差判断法
当运行的变电设备温度升高值大于10k的时候，如果SF6断路器、真空断路器、充油套管、高压开关柜、空气断路器、隔离开关、其他导流设备等设备相对温差≥20℃时为一般缺陷；≥80℃时为严重缺陷；≥95℃时为紧急缺陷。
2.4电气设备外部检测部分
电气设备外部检测的重点是其相关主要组成部件。若检测对象为隔离开关，则必须对导线搭接、绝缘子、触头、压接触头等进行详细的检测。若检测的对象是穿墙套管，则必须重点检测对引线与支撑铁板。若检测的对象是一次设备，则重点检测外部引流接头与接电线夹，相关数据见表1。
3结语
综上所述，500kV变电站是电力电网建设中不可或缺的重要组成部分，是电力输送的重要环节之一，与人们的生活生产紧密的联系在了一起。本文针对变电站运行设备发热问题的原因以及监控的方法进行了简要的研究。只有做好监控工作，及时地发现问题、解决问题，才能够提高变电站工作稳定性及可靠性，为社会的建设发展提供优质折电力资源。
参考文献
[1]吴燕.电力变电站运行设备发热原因及预防对策[J].科技展望,2015,(1).
[2]刘应胜,于洋重.500kV变电站电气一次部分及监控系统设计[J].广东科技,2012,(15).
作者简介
郑国玲（1986.8），女，山西太原人，山西大学电气工程及其自动化专业 本科 ，工程师，单位：国网山西省电力公司检修分公司，研究方向:500kV智能变电站设备运行维护及检修.
张锋（1974.2），男，山西太原人，武汉大学电气工程及其自动化专业 本科 ，工程师，单位：国网山西省电力公司检修分公司，研究方向:500kV智能变电站设备运行维护及检修。
论文作者:郑国玲, 张锋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签：变电站论文; 设备论文; 电流论文; 测温论文; 导体论文; 温度论文; 电力论文; 《电力设备》2017年第10期论文;