電力變電站運行設備發(fā)熱原因及預防對策

閆洪波

摘要：電能在我們的社會生產(chǎn)、生活和工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的重要作用。近年來，隨著社會的可持續(xù)發(fā)展，對電力的需求也在逐年增加。為了適應當前的電力發(fā)展需求，變電站應致力于提高電力技術水平，有效應對電力設備發(fā)燙、發(fā)熱的問題，提升變電站運行效力。從實際情況出發(fā)，變電站在運行過程中一旦在電力形成、傳輸過程中出現(xiàn)紕漏，將會對電力生產(chǎn)單位、生產(chǎn)耗電企業(yè)、個體用電家庭造成十分嚴重的影響。因此，加強對電力技術的深入探索和研究，保證變電站設備穩(wěn)定、可靠、安全及持續(xù)供電具有重要的意義。

關鍵詞： 電力變電站;運行設備;發(fā)熱原因;預防對策

引言

隨著電網(wǎng)基礎設施項目、生產(chǎn)維護和技術改造任務的增加，電網(wǎng)安全運行方式的壓力越來越大。當電網(wǎng)處于特殊運行方式時，運行風險增大，如不能及時控制，極易發(fā)生大面積停電事故。

1? 設備發(fā)熱原理、部位及處理方法

變電站設備大多由導體組成。當負載電流通過時，根據(jù)焦耳-楞次定律，部分電能以熱損失的形式消耗。在實際運行中，導電回路的某些連接件、接頭或觸頭因連接不良，造成接觸電阻增大，由此產(chǎn)生更多的電阻損耗發(fā)熱功率和更高的溫升，從而造成局部過熱。由電壓效應引起發(fā)熱的設備為電壓致熱型設備，發(fā)生部位主要為高壓套管、避雷器本體、絕緣子、電壓互感器、倒置式流變頭部等，這些設備發(fā)熱部位可能會存在溫升不明顯現(xiàn)象，判別依據(jù)為較正常部位溫度偏高超過3？K為危急缺陷。由電流效應引起發(fā)熱的設備為電流致熱型設備，發(fā)生部位主要為變電站電氣設備與金屬部件的連接處，以及金屬部件與金屬部件的連接處，具體部位有隔離開關轉頭與刀口、斷路器動靜觸頭與中間觸頭、電流互感器內(nèi)連接、套管柱頭、電容器熔絲與熔絲座等，這些設備部位發(fā)熱點的溫度和溫升變化明顯。大多數(shù)情況下，變電站電氣設備的發(fā)熱主要是由電阻損耗引起的電流效應發(fā)熱。

2電力變電站運行設備發(fā)熱原因

2.1 防護材料選用不當

目前一般采用常規(guī)的凡士林、導電膏或電復合脂作為防護材料。凡士林可以減少接觸面之間的摩擦，但凡士林不含導電介質(zhì)，不能有效降低接觸面的接觸電阻，減少發(fā)熱，而且滴點很低，在高溫環(huán)境中容易液化。導電膏在一定程度上可降低接觸電阻，但是導電膏中的金屬導電介質(zhì)，暴露在空氣之中很容易發(fā)生氧化，時間一長就會使導電膏氧化變硬，在電連接部位形成氧化膜，而且這種氧化膜非常難以消除，成為新的發(fā)熱隱患。 尤其是市場上導電膏的種類五花八門，質(zhì)量參差不齊，質(zhì)量差的導電膏更容易導致電連接發(fā)熱。

2.2輸變電設備運行環(huán)境差

室外輸變電設備的電氣連接部分經(jīng)常在雨雪冰凍、日曬等惡劣的大氣環(huán)境中運行。而一些室外輸變電設備附近都有電鍍廠、棉絮廠等污染企業(yè)，部分輸變電設備甚至處于高溫、高濕、高鹽霧的濕熱海洋性氣候環(huán)境下，在電連接部位會產(chǎn)生氧化臟污和電化學腐蝕，容易導致發(fā)熱。

3電力變電站運行設備發(fā)熱原因及預防對策

3.1使用可靠的防護材料

新型電力復合脂一般選用皂基作為稠化劑，通過加入炭黑提高脂的滴點和電導率，具有優(yōu)異的抗鹽霧性能、耐腐蝕性能、抗磨性能。輸變電設備電連接部位因為加工工藝原因，從細微結構來看，表面是凹凸不平的，實際有效接觸面只占整個接觸面的一小部分，金屬表面的氧化膜使有效接觸面積更小。 將電力復合脂涂覆于電連接部位，使其填充到電接觸面的縫隙中，可以降低結合面粗糙結構，增大實際接觸面積。電力復合脂中細微的導電粒子在連接預緊時有一定的去膜作用，有效打破接觸面上的金屬氧化層，減少接觸電阻，減少接觸點發(fā)熱。 同時，涂覆電力復合脂后可起到密封阻隔作用，可以有效防止腐蝕性物質(zhì)、雨水腐蝕和電偶腐蝕，根據(jù)隧道效應等理論，在電接觸面涂覆電力復合脂后能增強導電性能，減少電阻損耗，提高連接處的導電性，降低電連接部位溫升。

3.2設備監(jiān)控

在監(jiān)測電力設備發(fā)熱的過程中，筆者通常采用兩種方法：紅外檢測和無線測溫裝置，幫助運維人員及時發(fā)現(xiàn)發(fā)熱設備，探析發(fā)熱原因，并采取有效措施阻止發(fā)熱現(xiàn)象持續(xù)。近幾年來，最常用的監(jiān)測方法是紅外監(jiān)測法，通過運維人員定期手持紅外測溫儀巡檢，此方法簡單、靈活，能夠掌握發(fā)熱設備的溫度變化情況。紅外檢測法又可以進一步細分為測溫和成像兩種不同的檢測方法。一般情況下，紅外成像監(jiān)測技術的精確度更高，所獲得的結果更加準確，為技術人員的工作提供便利。紅外測溫法則主要對設備溫度進行測量，兩者具有各自的監(jiān)測優(yōu)勢。因此，根據(jù)監(jiān)測要求通常采用成像與測溫相結合的方式，并嚴格按照檢測標準，加強對電力系統(tǒng)的管理核查，及時掌握設備運行狀況，做好監(jiān)測記錄，進而有效避免設備發(fā)熱情況發(fā)生。同時，常用的監(jiān)控方法還有無線測溫裝置，其主要由無線溫度傳感器、測溫通信終端、監(jiān)控工作站三部分組成，三者共同作用、彼此聯(lián)動，能夠保證實時采集到的設備溫度數(shù)據(jù)準確匯集到監(jiān)控工作站。除此之外，通過設置不同設備的運行溫度標準，能夠確保在異常情況發(fā)生時直接報警，提醒運維人員進行處理，有效避免溫度過高的情況發(fā)生，并保障電力設備的運行安全。使用此方法的關鍵是在設備合適的位置安裝測溫裝置。從節(jié)約投資的角度考慮，一般將其安裝在紅外檢測無法測試到溫度的密閉設備關鍵接點位置（如開關柜斷路器上下觸頭、柜內(nèi)電纜接頭部位）。通過紅外檢測法和無線測溫裝置法兩種方法相結合，可以掌握變電站運行設備的溫度變化情況，對設備運行狀況進行有效監(jiān)督。

3.3設備的高效率維護

在電網(wǎng)變電站系統(tǒng)的整個運維過程中，需要定期檢查電網(wǎng)系統(tǒng)中各種設備的工作狀態(tài)，并根據(jù)實際情況進行針對性的維護和保養(yǎng)，一旦相關設備出現(xiàn)了故障問題，就需要馬上采用針對性的處理手段。這樣才可以避免電網(wǎng)系統(tǒng)在運行的過程中，因設備方面的故障問題，導致整個線路出現(xiàn)癱瘓。例如，在晶體管的檢修過程中，往往需要全面的排查故障問題，壁管進行檢測處理的過程中，需要逐點進行排查，從而保證能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并處理。進行維護的過程中，為了保障工作的順利進展，可以基于當下實際的設備情況，制定設備的養(yǎng)護制度，這樣在工作人員開展維護工作時，才能基于相關制度對設備進行針對性檢測與評估，及時發(fā)現(xiàn)一些潛在的問題，進行針對性的處理。在設備的維護過程中，要保障每個重要的機械設備，都有專門的工作人員進行負責。同時，為了保障養(yǎng)護工作的開展，可以制定出一個長效的管理制度，能夠定期地對設備進行詳細的評估與檢測，特別是在長時間運行之后，及時地對設備狀態(tài)和運行質(zhì)量進行評估。同時，日常檢測以及維護的過程中，需要進行詳細的記錄，確保在日后的工作中，可以進行定期的總結分析。一旦出現(xiàn)問題，利用記錄的相關數(shù)據(jù)進行分析，掌握故障發(fā)生的一些規(guī)律，基于實際出現(xiàn)的情況，制定出針對性較強的解決措施，從而極大地提升相關設備的維護工作效率。

結束語

許多電力設備故障往往表現(xiàn)為設備相關部件溫度或熱狀態(tài)的變化。變電站運維工作需要了解變電站內(nèi)設備發(fā)熱缺陷的實際位置、發(fā)熱的嚴重程度以及發(fā)熱缺陷的發(fā)展情況，有些發(fā)熱在早期并不明顯，但在較高的環(huán)境溫度和設備重載、滿載的條件下會很快發(fā)展為嚴重及以上缺陷。因此，需要做好早期測溫記錄工作，保證電網(wǎng)安全運行

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