基于红外测温的电力设备故障预测判据的研究

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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基于红外测温的电力设备故障预测判据的研究

冯维明

(国网山西省电力公司电力调度控制中心山西太原030001)

摘要:本文基于变电站现场通用的红外测温方法来研究电力设备故障预测判据,介绍了设备热故障的分类,分析了设备故障和发热之间的关系,使用设备故障发热的诊断方法之一的档案分析法分析了温度特征点变化规律,结合变电站现场运行经验总结出了可以作为设备发热故障预测依据的温度与负荷变化关系曲线。

关键词:红外测温;设备发热;故障预测

当前,变电站现场设备巡视方法主要是利用红外成像仪进行测温,大部分设备故障和缺陷也是通过红外测温发现的,经过多年的运行经验总结发现,设备的故障与设备的运行温度之间存在着一定的联系,可以说设备故障大多数情况下是可以通过其表面温度来表征出来的,本文正是基于这样的思考,分析了电力设备故障与设备运行温度之间的关系,通过研究设备故障与表面温度以及负荷的关系进而来确定设备故障预测判据,为变电运行判断设备故障工作提供一定的参考依据。

1、电力设备故障和发热之间的关系

1.1设备故障的分类

变电站现场的电力设备热故障可以分为两类,即外部故障和内部故障,

1.2设备故障和发热之间的关系

故障发热设备从发热原理上可以分为两大类,即电流致热设备和电压致热设备。电流致热设备就是指由于电流作用而引起发热的设备。电压致热设备就是指由于电压作用引起发热的设备。

在运行实际过程中,通过深层分析设备在正常运行状态下的发热规律以及设备表面温度场的分布和温度变化状况,以此为根据并结合设备内部结构及传导热能的途径,从而来进一步分析各种设备缺陷以及故障状态下的热场及温升,就能相对较准确地对设备有无内部或外部故障进行诊断[1]。

1.3设备故障发热的诊断方法和判断依据

1)表面温度判断法

根据现场测得的电力设备表面温度值,同时对照国标GB763的有关规定来确定设备故障和缺陷的性质。

2)相对温差判断法

这里所谓的“相对温差”是指设备运行状况相同或者基本相同的两个对应测试点之间的温差与其中的较热点的温升值之间比值的百份数,此方法所需判据亦通过多年的运行经验得到了相应的温差判据,并在实际运行中得到了广泛应用。

3)档案分析法

分析同一设备的在不同时期的检测数据(如温升值、相对温差和热图谱等),从而找出被测设备致热参数在该时期内的变化和变化速率,并通过分析来判断设备运行是否正常[2][3]。

3特征点温度变化分析

下面就设备温度随负荷变化的两种情况做出分析。

1)设备温度变化不受环境影响

该情况在研究过程中主要取的监测设备为某35kV变电站某35kV间隔隔离开关B相刀闸口,在红外测温巡视中发现,该刀闸口的温度达到了42.5℃,相对A相刀闸口的11℃和B相刀闸口的6℃,相间温差高于32℃,根据相对温差判断法,其符合特征点要求,确认其为温度特征点。通过对其定点定时红外检测数据分析后,可以得到设备温度与负荷对应的关系表如表1所示以及该监测点某日中午12时至23时的温度随负荷变化的趋势图,如图1所示。