刍议变电设备发热缺陷的管理

 经济发展带来的直接影响是人们的各种基本需求不断升,无论人们在生活以及生产中都对电力需求出更好求,随着时间的推移各供电设备的负荷持续增长,由此造成一些供电安全隐患,其中比较常见的就是变电设备的发热问题。为营造出安全供电环境,保障人们正常的用电需求,需分析变电设备发热的具体原因,针对存在的发热问题采取相应的措施,在根本上解决变电设备发热问题。 
  1 电力设备发热原因分析 
  1.1 电阻损耗 
  众所周知,金属都存在一定电阻,从微观角度来看就是电子在运行过程中与金属导线内部的阻抗因子相碰撞导致电能损失。电子碰撞自然会产生一个电能转化为热能的过程,因此从宏观角度来看就是导体发热,这种状况若存在明显异常并转嫁到变电设备上就是变电设备出现发热的不良状况。宏观上一般将该现象描述为焦耳定律,即电能通过电阻导体时部分电能转化为热能,发热功率可用公式P= KtI2R(该式中P未功率,Kt为附加损耗系数,I为通过导体的电流负荷,R为电流通过部分导体的电阻值)。一般来说在相同电流值的作用下导体的发热功率和电阻成正相关,即电阻越大其发热功率越大,单位时间散发的热量就越多。电阻损耗是变电设备中最常见的发热状况,其最主原因是变电设备内部道题阻值变大,变电设备的阻值变大通常有以下几种状况 
  (1)变电设备中回路连接件以及接头部分等关键部位长期暴露在空气中,长期受到风吹日晒,其表面会积攒大量的灰尘和水蒸气等杂志,并由于自然腐蚀以及工业腐蚀等原因导致其表面形成一层致密的氧化膜,或者由于受到外界风力等因素的影响导致接触不良等都会使得导体连接部分阻止不断变大,其发热功率随之增大。 
  (2)变电设备在设计过程中未按照相关求考虑到合适的裕度,由此造成设备的容量低于实际值,此外设备构件不配套等会造成连接部分接触面积不够大,电阻值高于设计预期,接触电阻导致发热功率变大。 
  (3)设备安装过程中未按照标准操作进行导致变电设备的实际性能达不到求,另外检修过程中重视程度不够,常出现动静接头连杆不处于统一轴线上,由此造成出头接触不良。 
  1.2 铁磁损耗 
  当前变电设备中都会使用电磁设备作为电动组成部分,电磁设备通电后会产生较强的磁场,这种磁场强度会随着电流的花花始终处于变动中,磁场变动会产生铁磁损耗,造成这种损耗的原因是铁芯的磁滞、涡流现象,这种能量损耗和电阻损耗一样通过导体发热散发出去,因此外在表现就是变电设备的发热现象,多发为变压器以及电抗器等部分。 
  1.3 介质损耗 
  变电设备的主组成部分为其内部分金属道题部分以及电解质绝缘材料,电解质在交流电不断变化的电场中会产生能量损耗,通常将该种损耗描述为介质损耗,计算公式为P=ωCtgδ(该式中P为电介质的有功功率,ω为交流电源的角频率,C为变电设备中的等值电容值,tgδ为缘介质损耗因数)。一般而言介质损耗和设备承受的实际电压平方成正相关,与通过导体的电流值无特殊关系,因此只设备有电压存在,无论是否有电流通过都会产生介质损耗,因此当变电设备发生机械性故障或者使用时间较长后便会出现介质损耗增强,外在表现为变电设备发热。 
  2 变电设备发热的诊断 
  变电设备的重性不言而喻,因此必须针对其存在的发热现象进行诊断并分析解决。目前使用最为普遍的判断原理为表面温度判断法,表面温度法主指通过测量变电设备表面温度是否发生变化,对照设备正常运行情况温度进行判断,判断时需结合当地的气候条件以及正常室内温度,综合个方面因素考核设备是否出现发热问题。 
  当前我国常用的变电设备发热诊断常用方式主有在设备内部安装温度量测装置,并通过连线将实测值反映在设备外部供变电设备管理人员参考;在变电设备容易发热部分贴附温蜡片判断温度的变化;将变电设备断电后通过相关检测设备判断设备内部组成部件电阻是否发生变化;使用高科技红外设备对变电设备进行内部扫描成像判断设备内部是否发生发热故障。 
  3 变电设备发热的控制措施 
  3.1 变电设备设备的控制措施 
  3.1.1 红外测温装置的有效运用 
  一些运行中的变电设备在进行发热诊断时具有一定难度,测量人员难以通过一般物理测量设备对变电设备的实际温度进行测量,因此常用红外测温装置进行测量。红外测温设备对设备进行扫描后记录下设备的实际温度,每次测量完成后都将相关数据保存下来,记录下每次测量时对应的变电设备承受的电流、电压值,周期性绘制温度曲线,并在温度曲线上绘制一条正常温度曲线以作对比,针对出现异常的曲线部分进行跟踪,并重点巡视可能存在异常的部分。 
  3.1.2 定期进行设备的运行测试 
  变电设备管理人员需定期对运行中设备进行性能测试,制定详细的检修计划,严格按照检测流程以及标准作业指导书展开。及时记录每次检修过程中存在的问题,不放过任何细节,保证运行设备检修工艺的科学性和有效性。对于运行过程中设备的操作需制定标准,标准化作业手法,避免操作失误导致设备发生故障。 
  3.1.3 频发故障设备的运行管理 
  针对运行过程中发热故障频发的设备进行单独诊断,深入探究导致其发热的原因,制定出针对性解决方针,综合发热故障的常发状况对频发发热故障的设备进行等级评定,在原有基础上对设备进行有效改造,一些无法根治发热问题的变电设备需及时更换,保证变电过程中的安全性,将不确定因素降到最低。 
  3.1.4 降低环境因素对变电设备的影响 
  一些变电设备长期处于相对恶劣的环境中,其受到的影响大于一般环境,因此必须对其进行一些防护。例如对于处于沿海地区或重工业污染区的变电设备应该对其进行外涂防污闪材料,降低环境对设备造成的影响,高设备的绝缘水平。 
  3.2 新建、改扩建变电站设备的控制措施 
  招标过程中综合各方面因素优先选择设备优良且具有适当裕度的厂家,另外一些基本的设施等都需综合考量。选择施工单位时需进行综合对比,将成本控制在合理范围内,尽量选择具有一定口碑且资历较老的单位,降低施工中设备隐患因素的影响。设备在投运前需严格把关,由相关工程师以及检修人员对设备进行逐项验收,确保设备各项性能指标都达到预期标准。 
  4 结束语 
  变电设备发热给我国人民的生活用电以及工业用电造成了难以估量的影响,为保证人们正常的生活和生产必须针对变电设备发热原因进行有效分析,针对性给出解决方针并妥善落实,通过合理的规划和操作,保障人们正常的生活水平和安全用电。 
  参考文献 
  1曹宁.变电设备发热问题浅析J.动力与电气工程,211(5. 
  2李化.浅析变电设备的各种发热故障J.电工电气,213(7). 
  作者简介 
  樊宇璐(1983-),男,工程师,主从事生产设备管理部门电力设备运维管理工作。