电力变电站运行中设备发热的原因及预防措施浅析

 电力变电站运行中设备发热的原因及预防措施浅析

褚楚 赵越 张伟

北方联合电力有限责任公司新能源分公司  内蒙古呼和浩特市014000

摘要：电力变电站运行中设备发热是影响其安全稳定运行的重要因素之一。本文主要分析了设备发热的原因，包括电气因素、机械因素和环境因素，并提出了相应的预防措施。通过对具体案例的分析，总结出有效的解决方案，以期提高变电站的运行效率和安全性。

关键词：电力变电站；设备发热；原因分析；预防措施；安全运行；

引言：

电力变电站作为电力系统的重要组成部分，其运行的安全性和稳定性直接关系到电力供应的可靠性。变电站设备发热问题不仅影响电力系统的运行效率，还可能引发连锁反应，如加速设备老化、缩短使用寿命、增加维护成本等。设备过热可能导致保护装置误动作，影响系统的稳定运行。随着电力需求的不断增长，变电站负荷逐年增加，对设备散热性能提出更高要求。尽管科技进步提高了电力设备的设计和制造水平，但设备发热问题依然存在，且表现出更加复杂的特点。不同设备类型、运行环境和负荷条件下，发热原因和表现形式各异，必须结合具体情况进行全面系统的分析，找出主要影响因素并采取针对性措施。通过理论研究与实际应用结合，可以有效提高变电站的运行可靠性，减少设备故障率，为电力系统的安全稳定运行提供保障。

一、设备发热的原因分析

1.1 电气因素

电气因素是设备发热的主要原因之一，主要包括过负荷运行、电气接触不良和短路故障。在过负荷运行的情况下，设备承受的电流超过其设计值，导致发热量增加。而电气接触不良则是由于连接部位的松动或接触面氧化等问题，导致电阻增加，引起局部发热。此外，短路故障会导致电流瞬间大幅度增加，造成设备内部电流密度急剧上升，从而引起严重的发热现象。这些电气因素不仅会导致设备效率降低，还可能引发更严重的安全事故。

1.2 机械因素

机械因素主要包括设备老化、安装不当和冷却系统故障等。设备在长期运行过程中会出现部件磨损、老化等现象，导致散热性能下降，发热情况加剧。安装不当则可能导致设备之间的接触不良或力学应力集中，引起额外的热量积聚。此外，冷却系统故障也是一个重要因素，冷却介质的循环不畅或冷却装置的损坏，会使设备无法有效散热，导致温度上升。机械因素引起的设备发热往往是渐进性的，需要在日常维护中加以重视。

1.3 环境因素

环境因素主要包括温度、湿度和污染等对设备发热的影响。高温环境会直接导致设备温度升高，增加散热难度；高湿度则可能引起绝缘材料的性能下降，增加漏电和短路的风险，从而导致设备发热。环境污染如粉尘和化学污染物的沉积，会影响设备的散热表面和电气接触点，导致散热不良和接触电阻增大。环境因素的影响往往是综合性的，需要通过多方面的措施进行控制和改善，以保障设备的正常运行。

二、预防措施

2.1 加强设备维护和检修

定期对设备进行维护和检修，以保证其处于良好运行状态。通过定期的检查和维护，可以及时发现并解决设备运行中的各种问题，如接触不良、部件老化等，防止因小问题积累而导致的严重发热现象。检修过程中应特别注意检查电气连接点、冷却系统以及易损件，确保这些关键部位的正常运行。此外，记录每次检修的详细情况，以便进行趋势分析和预防性维护，提高设备的可靠性和使用寿命。在实际操作中，可以引入先进的检修技术和工具，如红外热成像技术，通过对设备运行温度的实时监控，迅速识别发热部位，并进行针对性的维护。加强人员培训，提高维护人员的专业水平和责任心，也是保证设备长久稳定运行的关键。

2.2 提高设备的技术水平

采用先进的设备和技术，提高设备的运行效率和可靠性。随着科技的进步，新型材料和先进技术在电力设备中的应用越来越广泛。例如，高效散热材料的使用可以显著提高设备的散热性能，智能监测系统可以实时监控设备的运行状态，及时发现异常情况并采取相应措施。此外，优化设计和制造工艺，采用模块化和标准化设计，可以减少设备运行中的发热风险，提高设备的整体性能和稳定性。对于新安装的设备，应进行严格的技术评估和试运行，确保其性能符合预期。通过引入大数据分析和人工智能技术，可以对设备的运行数据进行深入分析，预测潜在问题，提高预防和应对能力，从而大幅降低设备故障率。

2.3 改善运行环境

通过优化变电站的环境条件，减少环境因素对设备的影响。为确保设备在良好的环境条件下运行，可以采取以下措施：控制变电站内的温湿度，安装空调或除湿设备，保持环境干燥清洁；定期清理设备周围的粉尘和污染物，防止其影响设备的散热和电气接触；优化变电站的通风系统，确保空气流通，及时带走设备运行过程中产生的热量。此外，应建立完善的环境监测和应急预案，及时应对环境变化对设备运行的影响。现代变电站的设计应充分考虑环境因素，选择合适的建筑材料和布局，减少外部环境对设备的影响。同时，应积极推广绿色环保技术，通过植被覆盖和生态工程，改善变电站的微环境，进一步减少环境对设备的不利影响。

三、案例分析

3.1 变电站主变压器发热分析

某变电站在夏季高负荷运行时，主变压器出现明显的发热现象。经过详细检查和数据分析，发现主变压器温度在高负荷时达到了95℃，远超正常运行温度范围。主要原因是冷却系统故障，导致变压器油循环不畅，散热效果大幅下降。正常情况下，变压器油温应保持在70℃以下，但故障发生时，油温持续上升，无法有效散热。

为了解决这一问题，首先对冷却系统进行了全面检修和清洗。发现冷却管路中存在大量污垢和沉积物，严重影响油的流动性。经过彻底清洗，确保油路畅通，散热效果得到了初步改善。随后，增加了辅助冷却装置，提升冷却效率。新增的风冷装置通过增强空气流动，进一步降低了变压器的运行温度。最后，对变压器进行了负荷调整，尤其在高温季节，严格控制负荷不超限，避免超负荷运行导致的过热问题。经过这些措施的实施，变压器的运行温度降至75℃以下，发热现象明显减轻，运行状态恢复正常。

3.2 变电站开关柜发热分析

同一变电站的开关柜在运行过程中也出现了局部发热现象，特别是在负荷高峰期，开关柜内的某些部位温度一度超过80℃。经过详细检测，发现发热的主要原因是开关柜内部电气接触不良。具体表现为接触点氧化和松动，导致接触电阻增加，局部电流密度过高，产生大量热量。

为了解决这一问题，首先对开关柜的所有电气接触点进行了清理和抛光处理，清除氧化层，确保接触面光洁。检测数据显示，清理后接触电阻明显降低，局部温度有所下降。其次，更换了部分老化的接触件，特别是那些经过长期使用已经出现明显磨损的部位，并进行了重新紧固，确保接触稳定。最后，增加了接触点的防护措施，防止环境因素再次导致氧化和松动。具体措施包括在接触点表面涂覆防氧化剂，并在关键部位增加防护罩，避免灰尘和湿气侵入。通过这些措施，开关柜的局部温度恢复到正常范围内，发热问题得到彻底解决，运行稳定性大幅提高。

3.3 综合发热问题的解决方案效果评估

在实施以上措施后，对变电站设备的运行状况进行了持续监测。数据显示，主变压器和开关柜的温度均维持在正常范围内，无明显异常。特别是在高负荷运行期间，变压器的温度稳定在70℃左右，开关柜的最高温度不超过60℃。这些数据表明，冷却系统的维护和改进、接触点的清理和更换、防护措施的增强，均有效解决了设备发热问题，提升了变电站的整体运行效率和安全性。

参考文献：

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