變電站設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱原因及其監(jiān)控方法分析

摘 要：隨著信息技術(shù)、通信技術(shù)和自動化控制技術(shù)在我國電力建設(shè)中的應(yīng)用，變電站正在向著智能化和自動化逐步邁進(jìn)。而在無人值班的變電站中，設(shè)備發(fā)熱是引發(fā)變電站故障的重要原因之一，也是目前變電站運(yùn)行監(jiān)控的技術(shù)難點(diǎn)。本文分析了變電站設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱原因，并提出了相應(yīng)的監(jiān)控方法。

關(guān)鍵詞：變電站；設(shè)備發(fā)熱；監(jiān)控方法

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0000-01

變電站是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，也是連接電力系統(tǒng)其他設(shè)施的重要樞紐，主要職能包括調(diào)整電壓、分配電能以及控制電流等。根據(jù)多年變電站設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況經(jīng)驗，變電站設(shè)備發(fā)熱異常與設(shè)備運(yùn)行方式、負(fù)載波動以及氣候條件等都有著密切的關(guān)系。

一、變電站設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱原因分析

變電站設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱的基本原理是電流的熱效應(yīng)。即導(dǎo)體通電時，電子沿導(dǎo)體流動時與導(dǎo)體分子發(fā)生碰撞和摩擦，從而將一部分能量傳遞到導(dǎo)體分子中，使導(dǎo)體分子的熱運(yùn)動更加劇烈，實(shí)現(xiàn)了電能向熱能的轉(zhuǎn)換。導(dǎo)體的發(fā)熱量可以通過焦耳定律求得：Q=0.24I2Rt。從公式中可以看出，導(dǎo)體的發(fā)熱量隨著通電電流、導(dǎo)體電阻以及通電時間增加而增加。而導(dǎo)體的電阻與其截面積、形狀以及物理性質(zhì)等有關(guān)，存在著較大的可變性。由于變電站設(shè)備的許多接頭等長期暴露在外，受到天氣的影響，可能會造成連接位置的風(fēng)化、腐蝕。某些特殊金屬還會發(fā)生氧化，并形成氧化膜。這些都可能導(dǎo)致變電站設(shè)備連接點(diǎn)處出現(xiàn)接觸不良，或造成導(dǎo)體電阻增大，從而使其發(fā)熱量遠(yuǎn)超正常水平。為了能及時發(fā)現(xiàn)變電站設(shè)備發(fā)熱異常情況，以采取相應(yīng)對策進(jìn)行恰當(dāng)處理，有必要對變電站設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱的具體原因進(jìn)行分析與探討。

（一）設(shè)備接頭發(fā)熱原因分析。設(shè)計不周密是導(dǎo)致設(shè)備接頭發(fā)熱的可能原因之一。由于對變電站的實(shí)際負(fù)載估計不足而選用了不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備在長期超負(fù)荷的條件下產(chǎn)生接頭過熱乃至燒斷等故障。施工不規(guī)范也是設(shè)備街頭發(fā)熱的可能原因。在電力設(shè)備施工中，由于設(shè)備接頭接觸面的處理沒能滿足施工技術(shù)要求，導(dǎo)致接頭接觸面存在毛刺、不平整以及緊定螺絲受力不均等現(xiàn)象，引起設(shè)備接頭發(fā)熱異常。設(shè)備檢修和維護(hù)未達(dá)到要求也可能引起設(shè)備接頭發(fā)熱異常。在設(shè)備檢修中，應(yīng)注意接頭處的接觸面是否正常貼合，是否存在毛刺、腐蝕以及氧化等情況，固定螺絲是否松動，并及時按照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行妥善處理。

（二）刀閘發(fā)熱原因分析。引起刀閘異常發(fā)熱的可能原因包括刀閘質(zhì)量低劣、安裝與檢修工藝不規(guī)范以及自然腐蝕等原因。由于刀閘質(zhì)量不良造成刀閘發(fā)熱異常的現(xiàn)象在老刀閘中并不少見。這些質(zhì)量低劣的刀閘在檢修調(diào)試時能夠正常使用，但在實(shí)際使用中，卻往往會出現(xiàn)異常發(fā)熱的現(xiàn)象。刀閘安裝和檢修工藝不合格也會造成刀閘異常發(fā)熱。有些刀閘在安裝和檢修時，動靜觸頭之間存在較大的位置誤差，降低了刀閘的通流性能，甚至出現(xiàn)接觸不良，從而導(dǎo)致刀閘異常發(fā)熱。自然腐蝕對于刀閘的影響也不可忽視。有些刀閘長期暴露在空氣中，受到雨水和空氣的腐蝕，使刀閘的一些部件產(chǎn)生銹蝕等現(xiàn)象，引起刀閘發(fā)熱異常。

（三）其他設(shè)備發(fā)熱原因分析。變壓器發(fā)熱的可能原因是由于自身漏磁通引起的渦流損耗，導(dǎo)致變壓器的一些部件或連接螺栓發(fā)熱。諧波也會對變壓器內(nèi)的繞組、電容、電抗等器件產(chǎn)生影響，引起發(fā)熱異常。固定單相電纜也會因為產(chǎn)生渦流而異常發(fā)熱。

二、變電站設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱的監(jiān)控方法

（一）示溫蠟片法。在變電站電氣設(shè)備上粘貼示溫蠟片是監(jiān)控設(shè)備溫度的常用措施。示溫蠟片法是在變電站大電流回路的各個電氣設(shè)備接點(diǎn)粘貼示溫蠟片，對于戶外設(shè)備接點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況沿大電流回路選擇性的粘貼示溫蠟片。在變電站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)和檢修規(guī)程中，將設(shè)備節(jié)點(diǎn)的示溫蠟片粘貼情況列為其中一項，以確保設(shè)備接點(diǎn)處的示溫蠟片始終齊全。為了便于檢測和觀察，同一電壓等級的設(shè)備應(yīng)粘貼同色示溫蠟片。采用示溫蠟片法進(jìn)行設(shè)備發(fā)熱監(jiān)控的同時，同樣必須按照相關(guān)規(guī)程對變電站設(shè)備進(jìn)行紅外線測溫，以確保示溫蠟片的準(zhǔn)確性。紅外線測溫的結(jié)果須詳細(xì)記錄，以便于進(jìn)行對比分析。遇到特殊情況，如雨雪、雷電、高溫等惡劣天氣，以及變電站負(fù)載過大時，需要有針對性地加強(qiáng)對于變電站設(shè)備的發(fā)熱監(jiān)控和檢查。對于出現(xiàn)異常發(fā)熱問題的設(shè)備，需要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)溫度超過標(biāo)準(zhǔn)，必須及時處理。

（二）定期紅外測溫診斷。目前常用的紅外測溫診斷技術(shù)有紅外成像測溫技術(shù)和點(diǎn)紅外測溫技術(shù)。其中紅外成像測溫技術(shù)具有更高的準(zhǔn)確性，也更方便操作，點(diǎn)紅外測溫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)則是成本相對低廉。紅外測溫診斷對于檢測環(huán)境有著較高的要求，一般溫度不得低于0℃，濕度不得高于80%，且要求天氣良好。雨雪以及雷電、霧霾等天氣對于紅外測溫診斷的準(zhǔn)確性有較大的影響，應(yīng)盡量避免。此外，紅外測溫診斷對于光線也有特殊要求。在室內(nèi)進(jìn)行檢測時，需要熄滅燈光；而對于室外電氣設(shè)備，一般要求的沒有陽光照射的條件下進(jìn)行，通常選擇在晚上或者陰天進(jìn)行檢測。在實(shí)際操作中，需將紅外測溫診斷的結(jié)果詳細(xì)完備的記錄在案，并記錄檢測時電氣設(shè)備的負(fù)載電流以及環(huán)境溫度，以利于進(jìn)行對比分析。紅外測溫診斷的周期應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)選擇。一般電氣設(shè)備應(yīng)保證2次/a的檢測頻率，檢測時間應(yīng)選在年檢之前。出現(xiàn)發(fā)熱異常的設(shè)備應(yīng)在檢修完成后增加一次紅外測溫診斷。剛投入運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)在在運(yùn)行一段時間后進(jìn)行一次紅外測溫，然后與其他設(shè)備一起進(jìn)入正常檢測周期。紅外測溫診斷的周期可根據(jù)負(fù)載情況、天氣變化等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

三、結(jié)束語

變電站的運(yùn)行安全與廣大人民的切身利益密切相關(guān)。隨著我國變電站向著智能化和自動化不斷發(fā)展，有關(guān)變電站設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控和管理就成為了當(dāng)前必須面對的難題。由于變電站設(shè)備的溫度相對其他參數(shù)較難監(jiān)測，而設(shè)備的異常發(fā)熱又是諸多設(shè)備故障的誘因，嚴(yán)重威脅到變電站整體的運(yùn)行安全。為了提高變電站運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，對于變電站設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱的原因及其監(jiān)控方法進(jìn)行分析和探討顯得極為重要。本文根據(jù)電氣設(shè)備發(fā)熱的基本原理，對引起變電站設(shè)備發(fā)熱異常的原因展開了研究，并提出了相應(yīng)的監(jiān)控方法，具有一定的實(shí)際意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅威巍.淺談電力變電站運(yùn)行中設(shè)備發(fā)熱的預(yù)防措施[J].民營科技，2012（04）.

[2]王冰.淺談變電站運(yùn)行環(huán)境中的安全檢測系統(tǒng)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（15）.

[3]張月華.變電站運(yùn)行設(shè)備發(fā)熱監(jiān)控診斷方法的分析[J].中國新技術(shù)新品，2012（20）：116.