變電站一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題及方法研究

寧波送變電建設(shè)有限公司 徐鐘波 沈啟豪

國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司寧波供電公司 徐子昂 王泓學(xué) 潘文鵬

對(duì)電力系統(tǒng)來(lái)講，其具有明顯的復(fù)雜性和系統(tǒng)性。變電站是該系統(tǒng)中的重要構(gòu)成部分之一，變電站能夠?yàn)橄到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。為了使變電站的功能得到充分發(fā)揮，要使相關(guān)的一次設(shè)備處于健康狀態(tài)。但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮。為了使變電站能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)揮作用，需要對(duì)一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題妥善解決。本文對(duì)一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題所產(chǎn)生的原因和相對(duì)應(yīng)的解決方法全面闡述。

直接生產(chǎn)和輸配電能的設(shè)備叫做一次設(shè)備。通常情況下一次設(shè)備的構(gòu)成部分相對(duì)較多，不單包含變壓器和斷路器，還包括相應(yīng)的隔離開關(guān)和自動(dòng)開關(guān)等。對(duì)一次設(shè)備中的變壓器來(lái)講，其作用主要是對(duì)電壓進(jìn)行有效變換，以此來(lái)為功率傳輸提供便利性。在升壓變壓器的基礎(chǔ)上電壓會(huì)明顯升高，這樣可使線路損耗得到一定的降低，還可使送電經(jīng)濟(jì)性明顯提升，從而使遠(yuǎn)距離送電的目的得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)降壓變壓器的作用，使高電壓能夠向各級(jí)使用電壓不斷轉(zhuǎn)化，以此來(lái)使用戶的需求得到滿足。

1 變電站一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題的產(chǎn)生原因

1.1 設(shè)備自身原因

1.1.1 系統(tǒng)負(fù)荷方面原因

由于電氣技術(shù)處于持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)，使得系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)也隨之不斷升高。但在更新升級(jí)設(shè)備時(shí)并未更改原有參數(shù)，導(dǎo)致原有參數(shù)和更新運(yùn)行狀況間失配現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí)還會(huì)使相對(duì)較大的系統(tǒng)負(fù)荷得以產(chǎn)生，從而使一次設(shè)備中發(fā)生過(guò)熱問(wèn)題。

1.1.2 金屬導(dǎo)電方面問(wèn)題

變電站中的變壓器使用的35kV或6kV鏟式接線端子以銅線為主，銅線的一端與平面以及引線線夾相連，其另一端與抱箍狀和變壓器導(dǎo)電桿進(jìn)行相連[1]。由于銅制接線端子發(fā)生開裂的幾率相對(duì)較高，特別是加工過(guò)程中出現(xiàn)細(xì)小裂縫時(shí)會(huì)使熱脹冷縮問(wèn)題出現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中。另外，當(dāng)銅鋁直接相連問(wèn)題出現(xiàn)在變電站中時(shí)，當(dāng)空氣潮濕度相對(duì)較大時(shí)就會(huì)使兩者間產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，使電腐蝕得以出現(xiàn)、接觸電阻顯著增大，從而使過(guò)熱問(wèn)題產(chǎn)生。此外，變電站中所使用的銅鋁過(guò)渡線夾采用的方式以上下面搭接或左右對(duì)接為主，這樣當(dāng)接觸面出現(xiàn)開裂時(shí)會(huì)使過(guò)熱現(xiàn)象出現(xiàn)在銅鋁過(guò)渡夾之中。

1.1.3 變電站一次設(shè)備老化問(wèn)題

變電站一次設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中時(shí)自身會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，當(dāng)熱量處于允許范圍內(nèi)不良影響就不會(huì)出現(xiàn)在一次設(shè)備中。但當(dāng)設(shè)備的老化現(xiàn)象十分嚴(yán)重時(shí)就會(huì)明顯降低設(shè)備的散熱能力，從而使設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題有效形成。不僅會(huì)使設(shè)備受到嚴(yán)重的損壞，還可為電力故障的出現(xiàn)提供基礎(chǔ)條件[2]。變電站一次設(shè)備產(chǎn)生過(guò)熱問(wèn)題的主要原因之一為設(shè)備老化。當(dāng)變電站資金相對(duì)短缺或檢修人員工作缺乏責(zé)任心時(shí)，都無(wú)法對(duì)設(shè)備老化問(wèn)題有效發(fā)現(xiàn)和解決。為使這種現(xiàn)象能夠得到有效改變，需對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的檢修或更換。

1.1.4 其他方面

當(dāng)一次設(shè)備中的電壓互感器鐵芯存在質(zhì)量相對(duì)較差、接觸不良等問(wèn)題時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱問(wèn)題得以出現(xiàn)。另外，高壓設(shè)備絕緣層出現(xiàn)受潮或老化現(xiàn)象時(shí)就會(huì)使溫度不斷升高，從而使一次設(shè)備出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題。此外，當(dāng)高壓電纜頭的分叉處密封性相對(duì)不足或缺油時(shí)，會(huì)使電纜頭接頭發(fā)生受潮或老化的概率明顯增加，從而使一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題出現(xiàn)概率也隨之提升[3]。

1.2 人為操作原因

1.2.1 檢驗(yàn)工作方面原因

在測(cè)試變電站一次設(shè)備時(shí)，由于檢測(cè)的全面性相對(duì)欠缺，這樣就無(wú)法對(duì)細(xì)小問(wèn)題有效發(fā)現(xiàn)，從而使過(guò)熱問(wèn)題出現(xiàn)在設(shè)備中。如：如設(shè)備所使用的金屬導(dǎo)體導(dǎo)電性能及設(shè)備接頭接觸性能都與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不相符、但在檢測(cè)過(guò)程中并未發(fā)現(xiàn)，從而使相關(guān)的過(guò)熱問(wèn)題不斷涌現(xiàn)。

1.2.2 操作人員技術(shù)方面

部分操作人員由于相關(guān)技術(shù)水平有限，在實(shí)際安裝過(guò)程中的熟練性相對(duì)不足，使操作不當(dāng)問(wèn)題發(fā)生的概率明顯增大，從而使一定的安全隱患存在于設(shè)備的正常運(yùn)行之中。如：在擰緊螺栓過(guò)程中，如用力過(guò)大使得一定的裂縫產(chǎn)生，就會(huì)增加設(shè)備出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題的幾率。

1.2.3 定期檢查方面

在一次設(shè)備安裝完成之后，如重點(diǎn)位置未進(jìn)行定期的檢查工作，這樣就會(huì)使故障出現(xiàn)的概率明顯增大。如：未在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上檢測(cè)設(shè)備的接頭和導(dǎo)線，這樣就會(huì)使安全隱患發(fā)生幾率顯著增加。另外，在對(duì)故障位置進(jìn)行全面維修時(shí)違規(guī)操作的問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮。不僅會(huì)嚴(yán)重威脅維修人員的生命安全，也會(huì)明顯損害設(shè)備的其他部位。同時(shí)，全面檢測(cè)設(shè)備接頭溫度時(shí)，發(fā)現(xiàn)溫度明顯高于80℃時(shí)就立刻將設(shè)備進(jìn)行斷電處理，這樣會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的正常供電[4]。在實(shí)際操作過(guò)程中，當(dāng)局部接頭溫度最大值控制在80℃之內(nèi)時(shí)、且未一直處在負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)中，就不會(huì)使嚴(yán)重的安全問(wèn)題得以出現(xiàn)，也無(wú)需實(shí)施斷電操作。

測(cè)溫儀使用方面問(wèn)題。在對(duì)變點(diǎn)站一次設(shè)備開展相應(yīng)的溫度檢測(cè)時(shí)，需對(duì)相關(guān)的測(cè)溫儀器有效應(yīng)用。但在實(shí)際測(cè)溫工作中測(cè)溫儀器的使用明顯缺乏合理性。測(cè)溫儀屬于精密儀器范疇，在未對(duì)使用說(shuō)明書詳細(xì)閱讀的前提下就對(duì)測(cè)溫儀進(jìn)行操作，會(huì)使操作失誤現(xiàn)象明顯增多，使測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)結(jié)果缺乏精準(zhǔn)性。當(dāng)測(cè)溫儀的選擇缺乏合理性時(shí)也會(huì)使溫度儀器的結(jié)果缺乏精準(zhǔn)性，使測(cè)量溫度明顯高于實(shí)際溫度值，從而嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

2 變電站一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題的解決方法

2.1 改善使用設(shè)計(jì)，完善生產(chǎn)工藝

為使變電站一次設(shè)備的使用效率得到明顯提升，并使過(guò)熱問(wèn)題的出現(xiàn)概率顯著降低，就要對(duì)設(shè)備的使用設(shè)計(jì)加強(qiáng)重視。從設(shè)計(jì)初級(jí)的角度來(lái)講需對(duì)以下方面加強(qiáng)重視：

合理化預(yù)測(cè)未來(lái)的負(fù)荷增長(zhǎng)。設(shè)計(jì)的一次設(shè)備不僅能使當(dāng)前負(fù)荷得到有效滿足，還可使未來(lái)幾年負(fù)荷增長(zhǎng)情況有所滿足；設(shè)計(jì)人員需和設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行及時(shí)有效的溝通，并使應(yīng)用的金屬材料和相關(guān)要求保持一致性。這時(shí)需在相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)得到嚴(yán)格遵守的前提下，使電氣設(shè)備材料和變電站導(dǎo)體能對(duì)設(shè)計(jì)要求有效滿足；在設(shè)計(jì)變電站導(dǎo)體時(shí)，由于不同金屬材料在熱量承受能力方面存在一定的差異性，因此需對(duì)一次設(shè)備的實(shí)際狀況進(jìn)行全面測(cè)量；當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷明顯高于相關(guān)的設(shè)計(jì)限值時(shí)，需重新設(shè)計(jì)改造變電站的一次設(shè)備，以此來(lái)使超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)所引起的設(shè)備過(guò)熱現(xiàn)象得到有效避免，從而為變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)保障。

圖1 變電站一次設(shè)備

2.2 開展相應(yīng)的維護(hù)檢修工作

2.2.1 制定相關(guān)制度

在對(duì)維護(hù)檢修工作全面開展時(shí)，需使人員的分工和管理工作有效完成。同時(shí)在變電站一次設(shè)備運(yùn)行安全指標(biāo)的前提下來(lái)科學(xué)有效的劃分管理內(nèi)容及管理職責(zé)，以此來(lái)使變電站一次設(shè)備管理制度有效形成。這樣不僅可使工作人員在落實(shí)維護(hù)工作時(shí)有據(jù)可查，還可使管理效益的最大化呈現(xiàn)有效完成。另外在變電站一次設(shè)備管理的基礎(chǔ)上對(duì)專業(yè)檢修及維護(hù)機(jī)制有效制定，特別是母線以及220kV線路等設(shè)備[5]。此外需細(xì)化各項(xiàng)維護(hù)檢修工作。如處理接線板發(fā)熱狀況時(shí)，需在銼刀的輔助下有效銼平接頭的接觸面，從而使毛刺等情況有效杜絕，以此來(lái)為巡檢人員高質(zhì)量完成巡檢任務(wù)提供保障，從而使過(guò)熱現(xiàn)象的可能性得到最大程度的降低，進(jìn)而使變電站一次設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量得到顯著提高。

2.2.2 培訓(xùn)考核

對(duì)維護(hù)人員的知識(shí)和技能方面的培訓(xùn)工作有效完成，培訓(xùn)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)以變電站日常運(yùn)維工作為主。這樣不僅可使維護(hù)人員的技能得到全面提升，還可在相關(guān)規(guī)定要求得到全面遵守的前提下，使各項(xiàng)工作任務(wù)得到全面完成。此外運(yùn)維人員要對(duì)各類設(shè)備的發(fā)熱缺陷等級(jí)、應(yīng)對(duì)措施等方面內(nèi)容全面掌握，這樣可使問(wèn)題產(chǎn)生的原因得到有效控制，從而使一次設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.3 開展巡檢

日常維護(hù)檢修工作不單要對(duì)機(jī)器人等溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全面應(yīng)用，還需人工完成定期檢查。同時(shí)全面分析變電站一次設(shè)備運(yùn)行情況，并完成定期巡檢設(shè)備的工作。在相關(guān)檢測(cè)裝置的輔助下來(lái)對(duì)過(guò)熱導(dǎo)致的設(shè)備故障問(wèn)題全面規(guī)避。如，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)全面檢查時(shí)，運(yùn)行人員可對(duì)紅外測(cè)量?jī)x全面應(yīng)用，在該設(shè)備的基礎(chǔ)上完成區(qū)域設(shè)備以及線路等測(cè)溫工作，以此來(lái)使設(shè)備管控力度得到全面加強(qiáng)。

2.3 強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)

為使一次設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管得到不斷加強(qiáng)，需對(duì)相關(guān)的檢測(cè)儀器有效應(yīng)用：首先，測(cè)溫儀具有非常高的精密程度，這對(duì)相關(guān)操作人員也提出較高的要求。操作人員在對(duì)相關(guān)儀器有效應(yīng)用時(shí)，需對(duì)應(yīng)用流程和方法全面掌握，并在規(guī)范化要求的基礎(chǔ)上來(lái)完成相應(yīng)操作。當(dāng)操作人員對(duì)測(cè)溫儀的操作規(guī)程缺乏熟悉度，具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工作人員要對(duì)操作人員提供指導(dǎo)和幫助，從而使操作錯(cuò)誤的出現(xiàn)概率明顯降低。因此相關(guān)單位要對(duì)操作人員技能培訓(xùn)工作加強(qiáng)重視。從相關(guān)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)中可知15m是測(cè)溫儀的有效距離。另外在對(duì)測(cè)溫儀器設(shè)備種類選擇的過(guò)程中，可在變電站實(shí)際需求或狀況全面考量；其次，需將紅外熱成像儀設(shè)備安裝到變電站之中，該儀器能夠發(fā)揮檢修和測(cè)驗(yàn)的功能，尤其是夏季用電高峰期，可為供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障。

2.4 完善技術(shù)手段，提高維修標(biāo)準(zhǔn)

為使一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題得到妥善解決，相關(guān)工作人員對(duì)設(shè)備完成定期檢修，同時(shí)對(duì)設(shè)備材料進(jìn)行合理化選擇，并在全新測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)上測(cè)試設(shè)備的接觸點(diǎn)電阻，從而使設(shè)備線路接觸面的電阻保持在正常狀態(tài)，進(jìn)而使電阻過(guò)大引發(fā)的設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題得到有效防止。在對(duì)變電站電氣設(shè)備有效測(cè)試時(shí)，需對(duì)回路電阻測(cè)試儀構(gòu)建的雙臂電橋工作有效應(yīng)用。這樣能對(duì)設(shè)備真實(shí)狀況及時(shí)全面的掌握，使相關(guān)問(wèn)題得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，從而使設(shè)備過(guò)熱發(fā)生概率明顯降低[6]。

在對(duì)該過(guò)程全面開展時(shí)，不單要對(duì)設(shè)備測(cè)試加強(qiáng)重視程度，還要對(duì)相關(guān)工作人員維修和保養(yǎng)設(shè)備的能力全面加強(qiáng)。設(shè)備的維修和保養(yǎng)能對(duì)設(shè)備使用時(shí)間產(chǎn)生直接影響。當(dāng)一次設(shè)備持續(xù)處于運(yùn)行的狀態(tài)中時(shí)，設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)相對(duì)嚴(yán)重的磨損。同時(shí)設(shè)備上灰塵較多時(shí)也會(huì)使設(shè)備的老化程度明顯加快，從而使設(shè)備的使用周期得到明顯縮短。

因此，對(duì)以此設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)是維護(hù)設(shè)備處于正常運(yùn)行的必要措施之一。當(dāng)對(duì)相關(guān)維修技術(shù)全面提升時(shí)，不僅可使設(shè)備使用壽命得到延長(zhǎng)，還可使變電站供電系統(tǒng)的工作效率顯著提升。此外工作人員要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的檢查和保養(yǎng)，對(duì)設(shè)備中存在的鐵銹及時(shí)全面的清理，以此來(lái)使鐵銹原因引發(fā)的電阻過(guò)大現(xiàn)象得到杜絕，進(jìn)而使設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題得到妥善解決。

綜上，當(dāng)設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，不僅會(huì)對(duì)相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生一定的損害，使一次設(shè)備的使用壽命得到明顯的縮短，還會(huì)對(duì)相關(guān)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。為了使設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題得到妥善解決，要對(duì)過(guò)熱問(wèn)題所產(chǎn)生的原因全面分析。同時(shí)在此基礎(chǔ)上，來(lái)對(duì)針對(duì)性的解決對(duì)策有效制定和實(shí)施，以此來(lái)使一次設(shè)備能夠保持在安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。因此，需要將一次設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題的產(chǎn)生原因當(dāng)成重點(diǎn)來(lái)深入研究，從而使過(guò)熱問(wèn)題得到妥善解決，進(jìn)而為變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)保障。