浅谈红外测温在风电场设备检修维护的实际应用

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浅谈红外测温在风电场设备检修维护的实际应用

李亮

甘肃中电瓜州风力发电有限公司

甘肃省酒泉市736100

摘要:随着生产力的快速发展,电网建设的科技含量日益提升,新技术、新装置得到了广泛应用,客户也对供电可靠性和优质服务提出了更高的要求,传统周期性检修的固定模式已经难以满足需求,寻求风电场设备检修的新方法是发展的必然。红外测温技术作为先进的检测手段,对于风电场设备运行过程中的过热状态能够及时进行检测,进而对风电场设备的早期故障作出预测,为设备的状态评价提供有效依据,因此在风电场设备状态检修中得到广泛应用,本文对此进行探讨。

关键词:红外测温;风电场设备;诊断方法

引言

而红外测温技术作为一种先进的检测手段,具有远距离、不接触、不取样、不解体,又具有准确、快速、直观等特点,能在运行中有效的监测和诊断风电场设备的过热缺陷,对风电场设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测,为设备的状态评价提供有效依据,是实现设备状态检修的有效手段之一。

1红外测温技术的优势

和传统的周期性检修相比,利用红外测温技术对电力设备进行状态检修具有以下几方面的优势:(1)红外测温技术依靠自身发射的红外线进行检测,无需其他设备,因此不会对其他电力设备造成任何影响,即能实现无损检测;(2)红外测温是对电力设备运行时由于异常而造成的过高温度引起的红外辐射进行检测,因此检测过程不接触、不停电、不解体,能确保操作的安全性;(3)红外测温技术使用范围广,效益投资比高;(4)通过相关软件,能够对设备红外图像的有关参数进行分析计算,进而判断出电力设备的故障属性、部位及严重程度等。

2诊断方法

2.1表面温度判断法

主要根据测得的设备表面温度值,对照有关规定,结合环境气候条件、负荷大小进行分析判断,来确定设备的热缺陷。主要使用于电流致热型和电磁效应引起的发热设备。这种方法能比较直观地判断出设备的故障,条件是设备的温升较高,所判断出的故障一般都要及时处理。

2.2热谱图分析法

主要适用于温升比较小的电压致热设备,根据同类设备热谱图的差异来判断设备是否正常。

2.3同类比较法

同类比较法主要是针对同一电气回路,若满足三相电流对称、三相设备相同的条件,则可对电路中电流致热型设备对应部位的温度值进行测量比较,根据结果能够判断出设备是否出现异常情况。若三相设备在相同时间内同时表现出温度异常,此时可和同类设备进行比较;若三相负荷电流不对称,必须要进一步考虑负荷电流产生的作用。通常情况下,若同类温差超过规定允许值的30%,就可判断风电场设备出现重大异常。

2.4警戒温升法

利用红外测温技术,进行输电线路设备运行温度检测时,采用警戒温升法,来诊断输电线路高温区域,能够确保诊断的准确性。在具体应用的过程中,运检人员需要准确的评估,合理的设置预警参数。因为输电线路设备实际运行时,电流大小是存在差异的,为了能够准确的判断设备运行状态,运检人员需要做好导线接头检查,若被检测位置的温度没有超过预设温度,则能够证明输电线路设备处于正常运行状态。值得注意的是,因为负荷电流或者输电线路材料等引发的异常发热情况下,设备也会受到临近效应的影响,所以警戒温升法不适用于此状况。

2.5相对温差诊断法

风电场设备在运行中存在工况差异,而为了能够应对设备运行工况不同引起的故障问题,使用的红外测温技术主要是相对温差诊断法。比如风电场设备处在气候温度较低的环境中运行,设备出现故障时的表面温度有可能并没有达到设定的标准值,然而从以往的经验中看出,由于外部环境气温的影响,风电场设备在此种状况下可能已经出现故障或者说存在故障隐患,如果外部的环境温度有所升高,设备出现故障的概率增大,系统运行就会受到影响。同类型的风电场设备在运行工况相同的条件下,使用相对温差诊断法,与风电场设备正常运行状态进行比较,对检测设备的温度差异进行计算,当差异超过35%时,说明诊断的设备存在隐患,需要持续进行跟踪,以便及时检修设备。

3红外测温检修

3.1试验验证情况

该绝缘子绝缘电阻值实测值3.5MΩ,B、C相对应绝缘子绝缘电阻实测值均为8GΩ,A相绝缘电阻严重偏低,绝缘性能劣化。

有研究指出,劣化的绝缘子可以通过各种检测手段进行诊断,其中绝缘电阻法和红外测温法各有优势,在有些情况下可以相互印证。该绝缘子绝缘电阻大幅度降低,在交流电场作用下,介质损耗增加,导致绝缘子异常发热,同时造成连接该绝缘子的固定扁铁对地放电,若缺陷继续发展,可能会造成设备接地故障。

3.2缺陷分析

3.2.1红外测温过程

电网公司某220KV变电站,在2018年3月进行的一次例行红外预试中,发现10kV#9电容器组A相A3电容器存在过热现象,测试结果显示:#9电容器组A相母排过热,发热点最高温度62.3℃,当时环境温度25℃,湿度65%,发热点相对于电容器室内环境温升37.3℃,未达《DLT664-2016带电设备红外诊断应用规范》规定50℃的温升极限要求。之后试验人员对#9电容器及其保险丝与母排连接处部位进行了特定红外成像,发现#9电容器组A3电容器与母排连接处温度过热。为进一步分析,研究人员将红外图谱加载至红外分析软降中。

3.2.2缺陷处理

经检修人员检查后,发现10kV#9电容器组A3电容器保险丝与母排连接螺丝存在严重的磨损现象,加之母排在长期运行条件下其表面与空气反应而形成一层氧化膜,造成运行时A3电容器保险丝与母排连接不良电阻过大发热。对此,检修人员更换了A3电容器保险丝与打磨了A相母排相关位置。

4注意事项

4.1测温环境

a)光线对测量结果有较大影响,要消除太阳光以及灯光的影响,所以现在测温时间一般选择在夜间熄灯巡视期间。b)雷、雨、雾、雪及大风的天气里也不适宜进行测温。c)不同环境温度时(尤其是冬天和夏天)测温结果会有很大的不同,因此在同一时间段里应尽量选择气温较恒定的日子进行测温。

4.2测温人员

不同的测温人员红外基础知识和仪器的使用等掌握程度不同将影响检测结果。而每个人的测温习惯不一样,所选取的设备部位以及测量距离都有所不同,在电气设备运行状态管理中,经常需要把同组设备相同部位在不同时期检测的结果进行比较,以便掌握设备运行状况及故障隐患的发展变化情况。所以,检测时应尽可能保障位置固定、高度相同、和摄像角度一样,这样才可保证不同时期的检测结果具有可比性,应尽量安排固定人员测量固定的设备。

4.3检测周期

红外测温的周期包括周期普测和特巡点测两类。周期普测是指有计划、有组织和全面性的红外检测。特巡点测是对普查中分离出的异常部位编制计划,开展监测,直到隐患消除后验测合格,以及设备大修前后的对比检测和新设备投运后的初测。对一些设备的检测时间也可根据实际情况进行。

结语

综上所述,红外测温技术在风电场设备状态检修中投入应用后,不仅能预防一些不易或者很难发现的设备缺陷,同时还能建立设备在线监测机制,促进风电场设备由传统的定期检修逐步过渡到状态检修。同时,电力部门要重视和加强对红外测温设备的投入和检修人员的培训,确保检修人员能掌握红外测温原理及其影响因素,推动红外测温技术在风电场设备检修中的规范化应用。

参考文献

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