500kV变电站运行设备的发热与监控方法

麻杰

摘要：随着科学技术的快速发展，人们对生活的追求提高，安全便捷成为了当今社会发展的关键，自动化技术的简便性和安全性被越来越多地应用在电力系统中，但是变电站在运行的过程中往往会出现设备发热的问题造成经济损失。文章结合供电站在运行过程中设备发热的实际情况和原因進行分析，对有效预防设备发热等问题的监控做了研究。

关键词：变电站;运行设备;设备发热;监控方法;电力系統

1 500kV变电站在运行中设备发热的原因

在变电站运行的过程中电力设备发热是常见的问题，刀闸、设备连接、环境因素都是引起变电站设备的发热的原因。如果不能及时发现进行妥善的处理可能会导致大范围停电、火灾等事故发生，不仅影响电力系统的正常运行，甚至会严重影响人民生命财产的安全。因此准确分析变电站运行设备发热的原因，进而有效预防变电站在运行中出现的故障，做到提前防患，及时处理，减少不必要的损失。变电站运行设备发热的原因主要包括以下三个方面：

1.1 电流的运行方式对设备发热的影响

“热效应”是导体发热现象，导体通电后电能转化为热能，导体内电流运动，分子和电子摩擦发生碰撞后得到大量的能量，分子运动急剧加快产生大量热量。根据焦耳定律，电流的运行方式对电力系统中设备的发热有着重要的影响。热能会随着电流的变大而增大，当电流变大时变电器就会出现局部发热，如果不及时发现和妥善处理就会引起断电甚至火灾等事故，影响居民的生活进而造成不可计量的损失。

1.2 环境因素引起的原因

变电站的设备一般处在自然环境中，通常大型设备是在露天中，一些设备原件就会暴露在空气当中，有时会遭受到雷电风雨侵蚀，长期下去变电站设备原件就会氧化和腐烂，产生高电阻。根据焦耳定律Q=i2rt，单位时间下电流一定，单位热量的变化和电阻大小有关，电阻的大小与导体的跟截面积成正相关，可以推导出发热量与导体的横截面积成正比，所以这种暴露在外的零件会因环境因素产生氧化，电阻不断增大，恶性循环下去运行设备温度升高，高温而烧断引发安全问题。

1.3 其他原因造成变电器设备发热

设备接头发热，设备的设计如果选取的零件不能够满足长期供电运行那么就會产生热量，安装时也要采取高技术来进行设备接头的交接工作，避免因技术不当而造成的问题引起设备发热，同时在工作人员对设备进行维修时，要采用符合规定的设备，不可以采用不合格的零件进行替换。

刀闸的选择和应用也是引起设备发热的原因所在，如果工作人员对刀闸的选择没有严格的要求或者在安装的过程中因技术人员的技术有疏漏也会造成运行设备发热。

变压器和在固定设备过程中采用的金属环都会在变电站运行中形成涡流也会使变压器发热。

引起变电器运行中设备发热的原因有很多，所以在选择和安装时要进行严格的规定。

2 变电站设备运行发热的监控方法

变电站运行中设备发热不仅会影响电力系统的正常运行，严重的甚至会危及到人民生命财产的安全，所以我们要对变电设备进行有效的监控，一旦发现电路运输过程中出现疏漏要及时修补，减少一切危害生命安全的情形发生，保障变电站设备的正常运行。下面介绍的是具体的监控方法：

2.1 红外测温仪诊断

红外测温仪由光电探测义、光学系统、信号放大器及信号处理等部分组成。光学系统汇聚其接收到的红外辐射能量，接着红外能量聚集在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经科学系统的计算变为被测目标的温度值。

在应用的过程中，应该选在日出之前或者日落之后，避免外来光源的影响，暴雨和高温等天气都会影响到测量值的准确率，所以在天气和时间的选择上很重要。同时要在温度、湿度适中的环境下进行测量，研究发现温度在0℃以上，湿度在80%以下是合适的环境，极端的环境会影响准确率，干扰工作人员的工作。

测温周期要确定，对新设备要进行负荷检测，在常规工作载荷下进行正常温度周期的检测。最好一年检测两次，年检时一次，高负荷来临时一次，比如夏季高温即将到来时候。检测一旦出现问题应该及时维修，运行一段时间后再进行复检。对检测的数据要进行记录保存，录入《大电流连接点检查卡》以方便后期的比较分析。

2.2 示温蜡片检测法

示温蜡片的粘贴，当示温蜡片融化脱落或者掉落时表示温度高于额定融化温度。表明示温蜡片粘贴处电路回路已经过热，要进行紧急处理。示温蜡片的温度规格有黄色、绿色、红色、酱色、兰色五种颜色分别表示60℃、70℃、80℃、90℃和100℃。

电气设备大电流回路各个接点必须粘贴示温蜡片，对暴露在室外的大电流回路连接点也要采取相同的方法粘贴示温蜡片。示温蜡片会将有关设备连接点的温度直观的显现出来，对示温蜡片的情况进行及时的记录，当粘贴有不完整的地方要进行及时补贴，避免影响正常工作的进行。

工作人员观察示温蜡片的颜色变化从而进行测温检查，当柜内设备接点示温蜡片有融化或者脱落情况必须测量，但在进行开柜测温时要汇报上级经允许后方可用万能钥匙打开柜门，同时要注意安全做好防患措施。

出现极端天气时，如高温、降雪、电流运行方式发生改变时也要进行设备大电流回路的温度检测，最好进行多次测量以保证准确性。

在进行操作的过程中发现连接点的示温蜡片融化要及时停止变电站设备的工作，及时检查各个大电流回路的连接点的温度，遇到问题马上处理避免发生安全隐患。环境因素也会影响电流运行方式的变化。

通常情况下，红外测温法和示温蜡片法同时进行检测，在操作过程中严格规范操作的步骤，不可以出现错误影响到测试的准确度，同时对两种方法测试的数据进行记录和分析，出现问题及时解决，避免出现损失。

2.3 诊断方法

2.3.1 同类比较法。温升值的不同是在相同型号和规格的电气设备中对电流回路的诊断，判断设备是否正常运行。

在相同的电流回路中当三相电流对称和三相设备相同时，比较三相电流致热型设备对应部位的温升值，判断设备是否正常。如果三相设备同时出现异常可与同回路的同类设备比较。当三相负荷电流不对称时，要考虑负荷电流的影响。

2.3.2 相对温差判断方法。真空断路器、充油套管、高压开关柜、隔离开关和SF6断路器等设备当相对温差大于等于20℃小于80℃时为一般缺陷，大于等于80℃小于95℃是严重缺陷，当相对温度大于等于95℃时就是紧急缺陷。工作人员可以根据数据的变化做出相应措施，避免设备运行发热引起财物的损失。

2.3.3 外部热缺陷诊断。变电站设备运行发热不仅是内部损耗，还要注意外部存在的热缺陷问题。

3 结语

随着经济社会的快速发展，电力系统已经被广泛地应用在人们的生活当中，500kV变电站是电力电网建设中重要的组成部分，也是电力运输的重要环节，这就要求变电站安全性的提高。变电站设备工作时是否稳定运行严重地影响着电力系统的稳定和人们的生活及生命财产安全。变电站运行中设备发热问题普遍存在，所以分析和处理设备发热是当前社会在电网系统中一个重要的问题，在整理好的数据中工作人员可以分析变电器运行中设备发热出现的特征，环境因素引起的改變，这样减少了设备发热引起的损失，节省了大量的人力和成本，检测的数据形成一个完整的系统，提高了变电站工作人员的工作效率。我们要采用相关的技术手段对电力系统中存在的问题进行深入分析，并利用相应的监控方法對变电站进行监控。本文找出变电站设备运行中发热的原因，提出了一系列监控设备发热的方法，对变电站设备在工作中安全稳定的运行和人民群众生命安全有重要且深远的意义。