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变电设备发热问题浅析

时间:2017-10-12 11:34来源:未知 作者:360论文网 点击:

  变电设备发热问题浅析

  曹宁

  (广西电网公司钦州供电局 广西钦州 535000)

  摘要:电力系统中设备发热对设备危害较大,严重影响了电网的稳定运行和安全可靠的电力供应。本文对变电设备发热的原因进行了分析,介绍了缸外成像仪对设备发热的判断方法,提出了变电设备发热的控制措施。

  关键词:设备 发热 控制措施

  随着经济的快速发展,供电负荷持续增长,电力对社会生产生活的影响与日俱增,因此安全可靠的电力供应显得尤为重要。近年来,变电站设备发热问题呈上升趋势,严重影响了设备的健康运行,给安全可靠的电力供应带来了挑战。因此,查找变电设备发热原因、及早发现设备发热缺陷并采取相应的控制措施具有重要意义。

  1电气设备发热原因

  1.1电阻损耗

  电力系统金属导体均有相应的电阻,当导电回路中通过电流时,按焦耳一楞次定律必然有一部分电能以热损耗的形式消耗在电阻上,其发热功率为:P= Kf I2R。式中:P为发热功率(w);Kf为附加损耗系数,I为通过的负荷电流(A),R为载流导体的直流电阻(Q);

  在同一负荷电流下,导体的发热功率因电阻的增大而增加。导致设备电阻增大的主要有以下几种情况。

  (1)导电回路中的各连接件、接头或触头等部位暴露在大气中,大多受日晒、风吹、雨淋的影响,极易受灰尘、水蒸气、工业废气等腐蚀,在连接件的接触表面形成氧化膜,或者因热胀冷缩以及受大风等外力作用使接触面压力减小导致导体连接部位接触不良,接触电阻增大。

  (2)设备的设计制造环节未严格按照规程要求考虑适当的裕度,造成设备容量不够、构件金具不配套、连接件的接触面积不够,导致接触电阻增大。

  (3)设备安装及检修的工艺质量未得到保证,动静触头连杆不在同一轴线上、接头或触头接触不良、固定螺栓受力不均、未涂抹导电膏或接触面上的氧化层未处理干净打磨平整等。

  1.2铁磁损耗

  使用铁磁材料制成的电气设备,在交变磁场作用下,会产生铁磁损耗。这种损耗是因铁芯的磁滞、涡流现象产生的电能损耗,其引起的发热称为电磁效应引起的发热。这种发热在变压器和电抗器等设备上较为多见。

  1.3介质损耗

  金属导电材料和电介质绝缘材料是电气设备不可或缺的两个组成部分。电介质在交变电场的作用下产生能量损耗,即介质损耗,其功率损耗为:P=∞Ctg 6。式中:P为电介质的有功功率(W),∞为交变电源的角频率;.c为介质的等值电容值(F);tg 6为绝缘介质损耗因数或介质损耗角正切值。

  介质损耗与其承受的电压的平方成正比,与导体通过的电流无关,只要设备有电压,就会产生介质损耗。当绝缘介质绝缘性能下降时,会导致介质损耗增大,设备温度升高。引起绝缘介质损耗增大的主要原因如下。

  (1)绝缘材料质量不符合标准要求,绝缘老化。设备长期运行由于表面污秽、高温、高压、受潮或氧化作用而导致绝缘性能下降、老化。例如变压器线圈匝间绝缘损坏,引起线圈过热。

  (2)电介质在交变电场作用下由于电导引起损耗。例如变压器在运行过程中,因受热受潮,固体纤维脱落及油本身的化学分解产生很多杂质,这些杂质使油的电导率增加,从而引起介质损耗。

  2设备发热的诊断

  目前我们经常使用的电气设备发热缺陷诊断方法有:在设备内部装设测温装置,在线监测温度,在容易发热的部位贴示温蜡片来定性判断温度变化;在设备停电后测量电阻值判断是否存在接触不良的现象;使用红外测温仪或红外成像仪对运行设备进行较精确的测量等。因近年来红外成像仪的应用越来越普及,这里着重介绍使用红外成像仪对电气设备发热的判断方法。

  2.1表面温度法

  根据测得的设备表面温度,对照有关规定进行判断。判断时应结合温度超标程度、环境气候条件、负荷大小和设备的重要性等因素综合考虑。

  2.2同类比较法

  在同一电气回路中,当三相电流或三相电压对称时,比较设备对应部位的温升值,可判断设备是否正常。不同回路的同种设备进行比较时应考虑负荷电流及工作电压的影响。

  2.3档案分析法

  建立设备的数据档案,对同一设备在不同时期的检测数据进行对比分析,查找设备致热参数的变化趋势,判断设备是否正常。

  2.4图像特征法

  主要适用于电压致热型设备。根据同类设备的正常状态和异常状态的热图像,判断设备是否正常。应尽量排除各种干扰因素对图像的影响,必要时结合高压、油化试验的结果综合判断。

  2.5相对温差法

  主要适用于电流致热型设备,特别是对小负荷电流致热型设备,采用该方法可降低小负荷缺陷的漏判率。

  3变电设备发热的控制措施

  3.1针对运行设备的控制措施

  (1)加强红外测温,及早发现发热缺陷。每次测温均应填写测温报告,详细记录负荷电流、环境温度和设备温度。除了对温度值进行三相比较外,还应进行历史对比,一旦发现温度有上升趋势应进行跟踪测温并安排特殊巡视。

  (2)检修人员根据测温情况制定检修计划,严格按规程和作业指导书开展设备发热缺陷的检修工作,保证检修工艺。

  (3)运行人员精心操作,操作完毕认真检查操作质量,减少因操作不当导致触头接触不良而发热的情况。

  (4)对频繁发生发热缺陷的旧设备,根据其综合设备评级情况,制定相应的技改计划,对该类设备进行更换,确保设备健康运行。

  (5)对邻近工业区及沿海变电站的一次设备的瓷套喷涂RTV防污闪涂料,预防闪络,提高设备的外绝缘水平。

  (6)对难以开展红外测温的封闭式高压开关柜安装在线测温装置,有利于准确测温和及时发现设备发热缺陷。

  3.2针对新建、改扩建变电站设备的控制措施

  (1)招标采购时选用优质设备,考虑适当的裕度,构件选型合适,线夹金具配套。

  (2)对施工单位进行筛选,在成本允许范围内,选择资质较高的施工单位,有助于提高施工工艺,减少设备隐患。

  (3)设备投运前严把验收关。验收时明确分工,落实责任人,各专业按照验收卡逐步逐项验收。检修人员检查隔离开关的同期性、水平同位及支柱垂直情况,全面检查连接件的密合情况、螺栓紧固情况,跟踪重要的试验并审查相关的试验报告,督促施工单位及时消缺,争取零缺陷投运。

  3.3针对电网的控制措施

  加大电网建设力度,加快主网架工程、农网改造、市区配网建设,缓解网区负荷增长压力,减少因部分线路过负荷导致设备过热的情况,同时减少因无法停电导致设备带缺陷运行的情况。

  4结语

  变电设备发热缺陷在变电站所有缺陷中占了很大一部分,利用红外检测技术可以及早发现设备发热缺陷,便于检修计划的制定和缺陷的及时处理,避免了许多设备事故。同时,通过设计、制造、施工、运行维护和电网规划等环节的跟踪控制,可以有效减少变电设备发热问题,保障电网安全可靠供电。

  参考文献

  [1]行业标准.DL/T 664-2008,带电设备红外诊断应用规范[S].

  [2]姚春球.普通高等学校十五规划教材发电厂电气部分[M].北京:中国电力出版社,2004.

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