变电站设备运行及故障诊断中红外线热像仪的运用

电力科技2015.11︱207︱变电站设备运行及故障诊断中红外线热像仪的运用变电站设备运行及故障诊断中红外线热像仪的运用变电站设备运行及故障诊断中红外线热像仪的运用变电站设备运行及故障诊断中红外线热像仪的运用潘恒亮（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东佛山528000）【摘要】在电力系统中，变电站处于上下衔接的主要位置，它的好坏决定着电网是否能够正常的运行，因此，电力企业都加强对监测设备与变电站监控的建设投资力度，其中红外线热像仪就是变电站设备中的主要存在。本文主要研究了红外热像仪的工作优势及原理，同时又对它在变电站中的应用进行了深入的探讨。【关键词】安全检查；变电站；电力设备；红外线热像仪；红外线检测1引言随着我国经济的发展，城市化的进程逐渐增快，变电站的数量也随着我国城市电网的建设与改造而不断增加，为了使电网的建设与城市统筹规划相配合协调，减少变电站建筑的面积、尽量降低变电站占用城市土地，很多区域都应用无人值班的自动化的变电站，以用来替换之前人工进行操作的变电站。众所周知，电力的生产、传送及分配是整体连续的过程，无论其中哪一环节发生问题，其都会影响整个电力系统正常的运行，更甚至严重时可能危及广大人民群众财产生命的安全。变电站在电网系统中处于一个过渡的位置，是保障电网稳定运行及安全的重要手因此，全国各地区的电力公司，都加强了对变电站的监控及其故障的分析设备的建设力度，逐渐使得对电力设备控制由之前的预防式转为现如今的预知式，这不仅提高了设备运行的有效性及安全性，同时还降低了对电网建设成本，使各电力公司的经济效益得到增加，还保证了广大人民群众财产生命的安全。2红外线热像仪的原理和优势2.1红外线诊断技术红外线热像仪在变电站众多故障分析及监控等设备中无疑是最重要的一种。众所周知，无论什么物体只要自身带有一定的温度，它便会通过一定的电磁波形式向周围的环境辐射能量，该能量值与物体的热力学温度的四次幂形成正比。而一旦利用这种原理进行制作的热像仪都是属于非接触式的测量。红外线测温技术就是从红外线探测技术所发展起来的，它通过整理、搜集红外辐射相关情况，再对设备温度进行显示与换算，最终以温度高低的情况对电站设备是否还处于正常工作的状态进行判断与分析。2.2红外线热像仪的优势红外线热像仪主要有以下几个有点：（1）具有定性测量与定量测量这两种测量的模式，高精度的热像仪可能还可以分辨出极其细微的温度差别，并同时能够将热图像的实时情况显示到屏幕上面，不仅为热图像数据库的建立提供了技术支持，同时也实现了图像分析、储存及采集的一体化。（2）能够更加有效检测出设备的表面温度，在变电站设备不受干扰的情况下可对其系统内部的热损耗性质及位置进行判断分析。（3）在短时间内，红外线热成像仪的检测设备可以对一定数量的设备进行全面的、准确的检测，及时的发现各种设备在运行的过程中各方面出的问题，更甚至能够对于这些问题的具体性质、位置及严重程度，作出科学有效的判断。（4）大多红外线热成像仪及其附属的设备都属于非接触式的设备，能够远距离进行操作，很大程度的保证工作人员的人身安全。3红外线热成像仪在变电站设备运行和故障分析方面的应用3.1变电站设备巡视和故障判断运行工作者对变电站设备进行巡视是日常工作中重要内容之一，而应用红外线热像仪对变电站的设备进行巡视很大程度的提高了运行人员发现问题的能力，有效确保了供电的持续性、稳定性及安全性。以广西电网公司梧州供电局配备的红外线热像仪为例，在日常的巡检中，红外线热成像仪对于整体设备的发热情况能进行有效检查，还可以清楚的显示变电站设备的温度，如果不同位置间而同一设备出现了较大差距的温度差，那么该仪器此时便会及时进行报警，提醒工作者的注意，以便于对其进行更加全面有效的确认及分析。案例一：电容器出线套管的设备线夹严重发热时的红外图像案例二：六氟化硫电流互感器设备线夹发热案例三：0.4kV配电屏柜馈线空开接线端子发热案例一、案例二和案例三可根据带电设备红外线的诊断技术再应用导则的相对温差判断法进行计算，即可得出缺陷严重的程度。电流致热型的设备，一旦发现设备导流部分的热态出现异常，应马上按照导则规定的方法进行准确的测温，被测物测出的最高温度ｔ↓[ｍ]，周围环境温度θ与稳定运行温度ｔ↓[ｗ]后就可代入公式计算出相对的温差值，再代入公式ｇ＝｛(ｔ↓[ｍ]－ｔ↓[ｗ])／(ｔ↓[ｗ]－θ)｝*100%算出ｇ值。3.2红外线远程监控系统在实际的日常工作中，各级电力企业与电网调度中心都配置了不同的红外线远程监控系统，这项措施实现了变电站进行智能化管理的目的。长期实践的结果表明，作为日常巡查工作补充与发展的相关系统，其所含的功能已日渐完善，满足了变电站进行智能化管理的要求，并完美的完成了远程监控的任务。相信在未来，随着各地区电力企业该系统应用的不断加大，其外部与内部存在的缺陷也将日趋明显，甚至是暴露出来。部分相关关研究人员其研究的结果表明，红外线远程监控系统可以与图像监控系统、多媒体监控系统SCA3DA系统、能量管理系统与数据采集系统相结合使用，但较之目的一些前情况而言，它还处于与传统遥感的功能相结合，所能提供的也只有变电站可见光的影像。变电站设备热力学的状态直接可反映着其设备的运行状况，而无疑红外线的远程监控系统中远程测温功能可有效的为其提供更可行的、合理的、科学的安全保障。（下转第227页）电力科技2015.11︱227︱变电站二次系统设计中的注意事项探讨变电站二次系统设计中的注意事项探讨变电站二次系统设计中的注意事项探讨变电站二次系统设计中的注意事项探讨朱国栋（国网盐城供电公司，江苏盐城224000）【摘要】随着我国经济的发展和社会的进步，人们对用电的稳定和安全提出了更高的要求，变电站二次系统是变电站自动控制保护的重要组成部分，变电站二次系统的设计对保证电网运行的安全性和稳定性有着至关重要的作用，基于此，本文对变电站二次系统设计中的注意事项做了简要的探讨。【关键词】变电站；二次系统设计；注意事项我国电网是随着经济的发展而实现不断发展的，人们对电网运行质量的要求越来越高，变电站二次系统设计是电网设计中的关键环节，其中有着许多需要注意的事项和容易忽视的细节，本文对这些事项和细节做了简要的探讨。1直流系统设计注意事项1.1系统接线在变电站二次系统设计的过程中，为了适应变电设备的变化，考虑到安全、可靠、高效等因素，应该加强对新型设备的使用，许多传统变电站中的直流系统的接线方式为1组阀控蓄电池搭配2台充电机，以当前的技术角度来看，这种接线方式并不合理，我们应当对变电站二次系统接线的方式进行合理的优化改进。在进行系统接线设计时可以采用2台充电机和2组防酸蓄电池组合，这样的搭配就组成了2个小型的直流系统，这2个小型的直流系统在运行的过程中互不干扰[1]，即使其中一个直流系统受到损坏，另一个直流系统也能够承担整个系统的运行工作，避免因故障导致整个直流系统的瘫痪。1.2蓄电池选用当前直流系统中蓄电池主要选择类型有2V和12V两种，2V蓄电池和12V蓄电池的优缺点如下表所示：2V、12V蓄电池优缺点对照表蓄电池类型优点缺点2V蓄电池电池寿命长，可靠性高、可短接造价高、维护量大、占地面积大12V蓄电池维护、更换方便，造价低、占地小电池寿命短、不能短接通过对上表的分析，我们可以得到，2V蓄电池在损坏1-2节时，可以将其短接，这种短接的方式并不会对系统的电压造成很大的影响，12V蓄电池并不能短接，所以一旦出现故障就需要整体的进行更换，综上所述，两种不同的蓄电池类型都有着自身的优点和缺点，综合分析来看，110kV变电站主要使用2组12V、100AH的蓄电池，而330kV或者以上的变电站主要使用2组2V、容量大于300AH的蓄电池。1.3蓄电池放电蓄电池的对保证变电站的安全工作至关重要，要在日常的检查过程中对蓄电池进行充放电，只有这样才能保证蓄电池的功能，所以在进行变电站二次系统设计的过程中应当设计一个蓄电池的放电回路，在设计蓄电池放电回路的过程中可以采用模块设计的方式，这样一来，在进行蓄电池检查维护的时候，就可以使被检查的蓄电池退出运行状态，而不会对整个系统的运行造成影响，之后就可以顺利的对其进行核对性充放电。随着网络化、智能化的发展，智能放电系统逐渐被人们开发利用，即可以根据蓄电池的参数进行参数设置，在需要放电的时候，智能放电系统就能够根据蓄电池参数的不同合理的选择放电方式，实现蓄电池的合理放电。2非有效接地系统消谐措施设计注意事项2.1消弧线圈的使用系统中的消谐器能够对谐振起到一定的抵抗作用，消谐器智能一定程度上抑制谐振，却不能阻止谐振的发生，这就给消谐器的使用带来了一定的局限性，除此之外，消谐器对互感器的一致性要求比较高，如果互感器的一致性较低，则会产生零序电压。基于以上，我们在变电站二次系统的设计中可以选用消弧线圈来减小谐振，消弧线圈能够有效的抑制TV铁芯的饱和，相较于消谐器，其减小谐振的效果更加明显。2.2TV的选择谐振的发生和谐振的强度与TV本身的性质息息相关，不同厂家生产的TV，其抗谐振的能力是不尽相同的，这主要是由TV本身的参数所决定的，励磁性能好的TV，其抗谐振的能力就强。所以在进行变电站二次系统设计的过程中，合理的选择TV至关重要，为了更好的抵抗谐振，我们在选择TV的时候，可以将TV的励磁性作为主要的参考依据，在研究TV的励磁性时，其励磁特性的一致性和量值是主要的衡量标准，因此要尽量选择励磁特性一致性较高的TV。3主变保护设计3.1主变差动保护动作差动保护动作条件不充分的主要原因是电流互感器的安装位置不合理导致差动保护范围不包含断路器。根据相关要求，差动保护电流必须来自于开关与母线刀闸之间的电流互感器，所以在变电站二次系统主变保护的设计中，应当充分注意电流互感器的安装位置，保证其安装位置的合理性，根据一般情况来看，主变低压侧应当装设四组电流互感器，其中两组电流互感器作为差动保护装置与第一套后备保护装置，其具体的安装位置应位于开关与母线刀闸之间，另外两组电流互感器作为测量计量和第二套后备保护装置，其安装位置应位于开关与主变侧刀闸之间[2]。3.2电流后备保护设计电流后备保护设计是主变保护设计中的重要环节，其对降低事故发生几率，防止事故扩大有着重要的作用，按照相关反措要求，电流后备保护应在各侧复合电压组成的或门之后开放，即有一侧的复合电压继电器发生动作就应当开放电流后备保护。当前，有些厂家的电流后备保护装置只考虑了高压侧的复合电压，这样就使得保护并不完全，一旦发生事故很可能引起事故范围的扩大。因此，在进行电流后备保护的设计过程中，应当保证各侧复合电压能够经过硬压板或者软压板投退，此外，如果条件允许可以多设计一个后备保护形成双后备保护，对于一些事故频发的低压侧，尤其应当设置双后备保护，以此来应对可能出现的故障情况。4结论综上所述，变电站二次系统设计的过程中需要注意的问题较多，除了文中所讲到的注意事项，还有考虑其他的一些影响因素，因此，进行变电站二次系统设计时应全面把握设计中需要注意的事项，从而实现整个系统运行的安全性、可靠性。参考文献：[1]刘芳,吕朋伟.智能变电站二次系统设计方法分析[J].电子技术与软件工程,2014(20).[2]黄塘保.变电站电气二次系统设计研究[J].湖南农机,2012(07).作者简介：朱国栋（1987-），男，汉族，江苏盐城人，助工，硕士毕业生，2013年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业，现供职国网盐城供电公司，研究方向:变电站二次系统设计。（上接第207页）4结束语在当前，对于以上的三种情况，我们已经有了监控系统与红外线设备，同时还具备定时进行检测的功能，且进行数据传输也更加的及时、准确，这些都在说明我国的电力事业正处于一个飞速发展的阶段，变电运行工作人员应合力利用业余时间，多多学习相方面的知识技术，并在长期的实践中不断的分析、探索及总结，可以更好地将理论与实际工作相结合，以便更好的确保电网稳定及安全，做出自己力所能及的贡献。参考文献：[1]李晓刚,付冬梅.红外热像检测与诊断技术[M].北京:中国电力出版社,