500kV變電站運行設備的發熱與監控方法

摘要：隨著科學技術的快速發展，人們對生活的追求提高，安全便捷成為了當今社會發展的關鍵，自動化技術的簡便性和安全性被越來越多地應用在電力系統中，但是變電站在運行的過程中往往會出現設備發熱的問題造成經濟損失。文章結合供電站在運行過程中設備發熱的實際情況和原因進行分析，對有效預防設備發熱等問題的監控做了研究。

關鍵詞：變電站；運行設備；設備發熱；監控方法；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM764 文章編號：1009-2374（2017）07-0192-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.091

1 500kV變電站在運行中設備發熱的原因

在變電站運行的過程中電力設備發熱是常見的問題，刀閘、設備連接、環境因素都是引起變電站設備的發熱的原因。如果不能及時發現進行妥善的處理可能會導致大范圍停電、火災等事故發生，不僅影響電力系統的正常運行，甚至會嚴重影響人民生命財產的安全。因此準確分析變電站運行設備發熱的原因，進而有效預防變電站在運行中出現的故障，做到提前防患，及時處理，減少不必要的損失。變電站運行設備發熱的原因主要包括以下三個方面：

1.1 電流的運行方式對設備發熱的影響

“熱效應”是導體發熱現象，導體通電后電能轉化為熱能，導體內電流運動，分子和電子摩擦發生碰撞后得到大量的能量，分子運動急劇加快產生大量熱量。根據焦耳定律，電流的運行方式對電力系統中設備的發熱有著重要的影響。熱能會隨著電流的變大而增大，當電流變大時變電器就會出現局部發熱，如果不及時發現和妥善處理就會引起斷電甚至火災等事故，影響居民的生活進而造成不可計量的損失。

1.2 環境因素引起的原因

變電站的設備一般處在自然環境中，通常大型設備是在露天中，一些設備原件就會暴露在空氣當中，有時會遭受到雷電風雨侵蝕，長期下去變電站設備原件就會氧化和腐爛，產生高電阻。根據焦耳定律Q=i2rt，單位時間下電流一定，單位熱量的變化和電阻大小有關，電阻的大小與導體的跟截面積成正相關，可以推導出發熱量與導體的橫截面積成正比，所以這種暴露在外的零件會因環境因素產生氧化，電阻不斷增大，惡性循環下去運行設備溫度升高，高溫而燒斷引發安全問題。

1.3 其他原因造成變電器設備發熱

設備接頭發熱，設備的設計如果選取的零件不能夠滿足長期供電運行那么就會產生熱量，安裝時也要采取高技術來進行設備接頭的交接工作，避免因技術不當而造成的問題引起設備發熱，同時在工作人員對設備進行維修時，要采用符合規定的設備，不可以采用不合格的零件進行替換。

刀閘的選擇和應用也是引起設備發熱的原因所在，如果工作人員對刀閘的選擇沒有嚴格的要求或者在安裝的過程中因技術人員的技術有疏漏也會造成運行設備

發熱。

變壓器和在固定設備過程中采用的金屬環都會在變電站運行中形成渦流也會使變壓器發熱。

引起變電器運行中設備發熱的原因有很多，所以在選擇和安裝時要進行嚴格的規定。

2 變電站設備運行發熱的監控方法

變電站運行中設備發熱不僅會影響電力系統的正常運行，嚴重的甚至會危及到人民生命財產的安全，所以我們要對變電設備進行有效的監控，一旦發現電路運輸過程中出現疏漏要及時修補，減少一切危害生命安全的情形發生，保障變電站設備的正常運行。下面介紹的是具體的監控方法：

2.1 紅外測溫儀診斷

紅外測溫儀由光電探測義、光學系統、信號放大器及信號處理等部分組成。光學系統匯聚其接收到的紅外輻射能量，接著紅外能量聚集在光電探測器上并轉變為相應的電信號，該信號再經科學系統的計算變為被測目標的溫度值。

在應用的過程中，應該選在日出之前或者日落之后，避免外來光源的影響，暴雨和高溫等天氣都會影響到測量值的準確率，所以在天氣和時間的選擇上很重要。同時要在溫度、濕度適中的環境下進行測量，研究發現溫度在0℃以上，濕度在80%以下是合適的環境，極端的環境會影響準確率，干擾工作人員的工作。

測溫周期要確定，對新設備要進行負荷檢測，在常規工作載荷下進行正常溫度周期的檢測。最好一年檢測兩次，年檢時一次，高負荷來臨時一次，比如夏季高溫即將到來時候。檢測一旦出現問題應該及時維修，運行一段時間后再進行復檢。對檢測的數據要進行記錄保存，錄入《大電流連接點檢查卡》以方便后期的比較

分析。

2.2 示溫蠟片檢測法

示溫蠟片的粘貼，當示溫蠟片融化脫落或者掉落時表示溫度高于額定融化溫度。表明示溫蠟片粘貼處電路回路已經過熱，要進行緊急處理。示溫蠟片的溫度規格有黃色、綠色、紅色、醬色、蘭色五種顏色分別表示60℃、70℃、80℃、90℃和100℃。

電氣設備大電流回路各個接點必須粘貼示溫蠟片，對暴露在室外的大電流回路連接點也要采取相同的方法粘貼示溫蠟片。示溫蠟片會將有關設備連接點的溫度直觀的顯現出來，對示溫蠟片的情況進行及時的記錄，當粘貼有不完整的地方要進行及時補貼，避免影響正常工作的進行。

工作人員觀察示溫蠟片的顏色變化從而進行測溫檢查，當柜內設備接點示溫蠟片有融化或者脫落情況必須測量，但在進行開柜測溫時要匯報上級經允許后方可用萬能鑰匙打開柜門，同時要注意安全做好防患措施。

出現極端天氣時，如高溫、降雪、電流運行方式發生改變時也要進行設備大電流回路的溫度檢測，最好進行多次測量以保證準確性。

在進行操作的過程中發現連接點的示溫蠟片融化要及時停止變電站設備的工作，及時檢查各個大電流回路的連接點的溫度，遇到問題馬上處理避免發生安全隱患。環境因素也會影響電流運行方式的變化。

通常情況下，紅外測溫法和示溫蠟片法同時進行檢測，在操作過程中嚴格規范操作的步驟，不可以出現錯誤影響到測試的準確度，同時對兩種方法測試的數據進行記錄和分析，出現問題及時解決，避免出現損失。

2.3 診斷方法

2.3.1 同類比較法。溫升值的不同是在相同型號和規格的電氣設備中對電流回路的診斷，判斷設備是否正常運行。

在相同的電流回路中當三相電流對稱和三相設備相同時，比較三相電流致熱型設備對應部位的溫升值，判斷設備是否正常。如果三相設備同時出現異常可與同回路的同類設備比較。當三相負荷電流不對稱時，要考慮負荷電流的影響。

2.3.2 相對溫差判斷方法。真空斷路器、充油套管、高壓開關柜、隔離開關和SF6斷路器等設備當相對溫差大于等于20℃小于80℃時為一般缺陷，大于等于80℃小于95℃是嚴重缺陷，當相對溫度大于等于95℃時就是緊急缺陷。工作人員可以根據數據的變化做出相應措施，避免設備運行發熱引起財物的損失。

2.3.3 外部熱缺陷診斷。變電站設備運行發熱不僅是內部損耗，還要注意外部存在的熱缺陷問題。外部檢測重點在于相關零件的組成，如隔離開關應該主要檢測兩端頂帽接點、出線套管與導線搭接處、動靜觸頭連接處等。對于母線應該檢測導線線夾和導線的連接處、母線的橋伸縮節等。

在對電路設備的檢測中，還需要工作人員的監管，減少工作人員在工作過程中存在的疏漏，嚴格執行懲罰違規行為，提高工作人員的工作素質及安全意識，保證變電站設備的運行安全。

最終通過以上檢測方法將檢測的數據記錄并保存，以方便后期人員進行數據分析，形成報告，為以后的工作提供了方便，可以節省到處收集數據的時間。

3 結語

隨著經濟社會的快速發展，電力系統已經被廣泛地應用在人們的生活當中，500kV變電站是電力電網建設中重要的組成部分，也是電力運輸的重要環節，這就要求變電站安全性的提高。變電站設備工作時是否穩定運行嚴重地影響著電力系統的穩定和人們的生活及生命財產安全。變電站運行中設備發熱問題普遍存在，所以分析和處理設備發熱是當前社會在電網系統中一個重要的問題，在整理好的數據中工作人員可以分析變電器運行中設備發熱出現的特征，環境因素引起的改變，這樣減少了設備發熱引起的損失，節省了大量的人力和成本，檢測的數據形成一個完整的系統，提高了變電站工作人員的工作效率。我們要采用相關的技術手段對電力系統中存在的問題進行深入分析，并利用相應的監控方法對變電站進行監控。本文找出變電站設備運行中發熱的原因，提出了一系列監控設備發熱的方法，對變電站設備在工作中安全穩定的運行和人民群眾生命安全有重要且深遠的意義。

作者簡介：牛犇（1986-），男，河北衡水人，深圳供電局有限公司工程師，碩士，研究方向：變電站自動化。

（責任編輯：小 燕）