【工学论文】电气设备在变电运行中的监控及异常诊断

 【摘要】为了保证电气设备在变电运行中保持平稳的运行状态，应该提早做好准备，采取措施防止电气设备在变电运行中大电流回路接点出现问题，比如闸刀触头的发热或者接触不良等问题，确保电气设备在变电运行中情况受控。本文对分析并研究了电气设备发热情况，并阐述电气设备在变电运行中的监控及异常诊断。

【关键词】电气设备；变电运行；监控与诊断

1 关于电气设备发热的分析

电气设备间和母线间的衔接的地方叫做连接点。据多年诊断发现，电气设备在变电运行中连接点过热的问题已经是个常有的问题了,但随着人们生活水平的不断提高，家家户户都安置了不少大负荷大功率的电气设备，当然对供电可靠性也提出了更高的要求,这也是电气设备缺陷管理中一个逐渐关键而棘手的问题,因此我们需要提高警惕，了解问题所在,并将问题彻底解决。下面列出集中电气设备在变电运行中会发热的原因。

1.1 电气设备发热源。

电气设备在变电运行中时常受电流和电压的影响,引起电阻和介质损耗发热以及铁损致热等现象，从而让电气设备出现故障。

1.2 电气设备热故障。

电气设备出现的热故障可分为内外部两种故障，外部故障最显著的例子就是接触不良,这是因为电气设备都安置于室外环境，其裸露在大气中的接头因种种原因导致接触不良常最终可引发过热故障。

1.3 电气设备的内部故障。

电气设备的内部故障特指绝缘介质劣化和电气回路故障。依据热学理论对电气设备内部结构进行仔细研究，对其运行的状态做好完整记录,依据导电回路、绝缘油和气体这些因素，对传导、对流结果作出判断，从电气设备展示的温度分布热像图中诊断其内部故障。

依据焦耳定律的指导，总发热量公式为Q=0．2412Rt，导体的发热状况与电流、电阻、横截面积有着极其密切的关系，与其电流的平方、电阻、横截面积都成正比，同时也与其他因素相关，比如电流持续时间、环境等。因为变电运行设备安置在露天环境下，由于受风吹日晒等天气原因的影响，电气设备在变电运行中闸刀触头会被侵蚀从而易发生氧化反应，使得电阻值增大，导致接触不良。所以应该尽量采取减小工作电流的方法，使其接头电阻减小。所以一定要注意电气设备的电流以免过大，不然会导致极其严重的后果，发生巨大事故，像大规模的停电，不仅给社会造成损失而且会影响人民的正常生活。

2 监控措施

为了确保电气设备在变电运行中保持正常水平，防止电气设备接点发热或者接触不良等不良情况，应采取的措施如下：

2.1 示温蜡片法

在电气设备在变电运行中，工作人员需按规定的工作流程进行巡视测温，进行发热监控，并且在其大电流回路各个接点上整整齐齐的粘贴示温蜡片，不可少贴。示温蜡片可以检测接点温度，以便监控巡视和观察。根据示温蜡片的变化情况专业人员可以及时的对电气设备进行测温检查。为防止开关柜蜡片熔化或脱落，应该用万能钥匙打开柜门测温，具体情况报于站长，要先经过批准后才能动手实施，做到安全、严格的监护与诊断。当然在粘贴示温蜡片的同时，我们还必须要做一件事--必须按规定用红外线测温仪对在变电运行中的电气设备进行设备发热程度的检测。测温前也要认真检查测温仪的距离，设置好精确有效的辐射值后做好记录工作。当电气设备在变电运行中运行方式发生变化、外界环境不佳时时，对电气设备的电流进行测温检查。如果温度过高，应即刻采取有效措施进行处理。根据电气设备设备的接线情况，将不同间隔的数据填写在《大电流连接点检查卡》上，对所有数据和状况进行正确分析，做到有效监控防患于未然。

2.2 定期对电气设备进行红外测温诊断

为了保证电气设备在变电运行中正常运行，应该使用红外测温诊断方法对其进行准确诊断，目前，红外测温诊断有两种方法：点红外测温方法和红外成像测温方法，相比而言，红外成像测温优点更多，其精确度、方便性比点红外测温方法，但是成本很高，用的还是少些。

红外测温要在温度大于零摄氏度，湿度小于百分之八十，以及干燥无风的天气环境下下进行，户外检测也应避免阳光曝晒的时候，多在阴凉的时候进行。把详细情况数据记在《大电流连接点检查卡》上，并认真将当时电气设备的负荷电流和当时环境温度记录在案，以便不时之需。若再发现问题，应该在检修后再次对电气设备进行测试，确保万无一失。2008年龙首一级水电站一组发电机组就是因为某个开关连接由于发热烧而造成停运的后果，给国家带来巨大损失。在使用热像仪检测后，发现了电气设备存在的缺陷,为以后有效避免因故障二导致的停运做出很大贡献,这也给检修的专业人员提供了宝贵的诊断分析的依据。

3 诊断方法

电气设备在变电运行中的故障现象多种多样，正是由于故障所示的现象是诊断电气设备的关键所在，是诊断最基本的依据，所以在对电气设备进行诊断时务必要先"察言观色"，要对故障现象加以仔细的观察和分析，找出出现故障最主要的的原因。下面是诊断的方法。

3.1 表面温度法

首先测量在变电运行中的电气设备的表面温度，在依据所测得的表面温度,判断电气设备的出现故障的原因，找出其缺陷性质。当然，此项检测需依附相关的规定,只要测得的电气设备表面温度超过了标准值,就能结合电气设备的超温程度、负荷率大小来进行公正的判断。

3.2 同类比较法

在同一电气设备的回路中，当电流和设备对称相同时，比较设备对应的温升值，若电气设备发生异常现象，则需进行严格比较找出不同所在，对于有着规范的型号、相同的电压的电气设备时，应该依据温升值的不同变化来判断电气设备在变电运行中是否正常运行。

3.3 电气设备外部检测部分

检测隔离开关两端顶帽的接点触头、出线套管、导线搭接处等触点。特别是穿墙套管，不仅要测量两端的接点还需要检测其支撑铁板。一次设备接头的检测重点在于引流接头和接点线夹。

3.4 历史分析法

查找同一台电气设备在不同时期记录的定期检测数据，工作人员可以对比出该电气设备致热参数变化的范围、趋势和变化速率,通过仔细分析判断设备是否正常。

3.5 系统诊断法

利用电气设备故障诊断系统来诊断电器设备的故障，通过电气设备发出的高次谐波，对运行中的设备进行实时故障诊断，在保证设备稳定、安全、长期、高效、优质运行方面发挥了重要作用。A-TEC不断地为更多的企业提供更佳的设备预测与维护等全系统解决方案。

4 监控成效

自从2010年以来，某变电站通过以上一系列方法对电气设备进行诊断、分析、记录，一共测温 1 037处，进过不断的监控和一场诊断，发现大大小小的发热点32处。在检测超温的同时并及时立即采取了降温措施，从而确保了电气设备在变电运行中稳定的运行，防止大规模停电现象的产生，保证了居民用电安全可靠，保证了国家电网的稳定。

5 结束语

电气设备在变电运行中有着各种各样的故障，多半是由发热引起的。电气发热的形式也五花八门。但是，若我们认真对待发热现象，熟识发热原因和故障状态，我们就能更好的掌握方法去应对，采取有效的措施防患于未然也能避免许多电气设备事故。在电气设备监控和诊断过程中，红外检测技术占有很大地位，好好掌握这门技术对于开展电气设备的分析与状态检修都有很大的帮助。

【参考文献】

[1] 丁书文．变电站综合自动化原理及应用[M]．北京：中国电力出版社，2003.1997,(12).

[2] 郭培元．电力系统自动控制新技术[M]．北京：科学出版社，2001.