红外热像仪毕业论文

变电运行中的隐患问题与解决方法探讨论文

论文摘要：对变电运行隐患及其预控的概念进行了阐述，针对变电运行作业危险点及隐患问题提出了强化危险点预防、加强人员安全教育培训和将红外热像仪等新技术融入变电运行等有效的解决方法和预防措施。

论文关键词：变电运行；隐患；解决方法

随着我国经济建设步伐的不断加快，作为电网安全前沿的变电运行安全管理工作越来越得到企业、社会和研究人员的关注。变电运行的一大特点是设备多、危险点或隐患出现的几率大，而且隐蔽性强，变电运行作业中任何不规范的工作程序都会影响电力的正常运行甚至整个电网的安全和重大人身事故的发生。所以，如何寻找设备运行状况的危险点、对潜在的安全隐患问题进行分析和探讨、制订严谨的、科学的安全防护措施已成为电力系统变电运行亟待研究和解决的热点问题。

一、变电运行隐患及其预控的概念

变电运行中潜在的可能发生安全事故的场所、元器件、作业工具和操作等均称为安全隐患。

安全隐患分为三个方面。

一是作业场所未按照环境与职业健康安全要求进行设置，高温、噪音、气味等危害的作业环境会直接或间接地对作业人员的身体健康造成危害而诱发职业病。

二是作业现场的机器设备防护不到位，如缺乏危险标识、机械链轮不设安全罩等，会对人体直接造成伤害。

三是安全管理不到位，操作人员安全意识淡漠，违反安全作业条例所形成的安全隐患。

危险点隐患的预控就是在作业前采用技术手段，找出作业危险点，对其进行科学的分析和评估，制订严谨的、切实可行的控制方案、采取积极有效的预防方法。它既是将事故隐患消除在萌芽状态或将安全隐患带来的风险和损失降至最低，也是确保电网正常运行的有效途径。

二、变电运行管理中的危险点与隐患分析

1.变压器

（1）操作危险点及隐患。变压器的操作是变电运行操作中最常见的、典型的操作之一，它的内容包括向变压器充电、带负荷、切断空载变压器等。通常情况下，操作变压器时，在切合空载变压器的过程中，存在操作过电压情况的出现而影响或危及变压器的绝缘的现象以及变压器的空载电压升高而导致变压器绝缘遭受损坏的危险和隐患。

（2）防范措施。变压器的操作应谨慎小心，避免因疏忽而产生难以挽回的后果。变压器采用中性点接地方式是为了避免产生操作过电压。

变压器中性点接地倒闸应遵循的`原则：

1）当数台变压器运行时并列于不同的母线，为防止由于母联开关跳开发生母线不接地现象，要求每一条母线应有1台以上变压器中性点直接接地。

2）当变压器低压侧配有电源时，要求变压器的中性点必须直接接地，以防止当高压侧开关跳闸时变压器成为中性点绝缘系统而产生安全隐患。

3）应采用投入电抗器、降低送端电压和改变有载调压变压器分接头等方法，避免变压器空载电压的升高。

2.母线倒闸

（1）操作的危险点。母线是变电运行设备的汇合场所，其特点是连接元件多、操作工作量大。在母线的送电、停电以及母线上的设备在两条母线之间的倒换过程会产生危险点和隐患，应严格按照操作要求进行操作。

母线操作潜在的危险点有以下几点：

1）带负荷拉刀闸事故。

2）对继电保护或自动装置切换不正确而引起的误动。

3）在向空载母线充电时，电感式电压互感器与开关断口电容之间所形成的串联谐振。

（2）防范措施。

1）当备用母线存在故障时，为防止事故扩大可由母联开关将其切除。

2）在母线倒闸过程中，应将母联开关的操作电源拉开，避免操作过程中母联开关误跳闸，造成带负荷拉刀闸安全事故的发生。

3）在进行将一条母线上的所有元器件全部倒换至另一母线上时，应根据操作机构的位置和操作人员的习惯，正确使用以下两种倒换次序：一种是将某一元件的刀闸合于一母线，而拉开另一母线刀闸；另一种是将全部元器件均合于一母线之后，再拉开另一母线的所有刀闸。

4）当设备倒换使得母线上的电压互感器停电，因注意不可使继电保护及自动装置因失去电压而发生误动作而向不带电母线反充电，从而引起电压回路熔断器熔断、继电保护误动等情况的出现。

5）由于设备倒换至另一母线或母线上的电压互感器停电，继电保护及自动装置的电压回路需要转换由另一电压互感器给电时，应注意勿使继电保护及自动装置因失去电压而误动作。避免电压回路接触不良以及通过电压互感器二次向不带电母线反充电的现象。

6）母线操作时应根据母差保护运行规程对母差进行保护。母差保护应贯穿于倒母线操作过程中，母线装有自动重合闸，操作中应根据需要对重合闸方式作相应改变。

3.直流回路操作时的危险点及防范

直流回路操作是变电运行操作人员常见的操作项目。直流回路操作方法不正确，致使某些保护及自动装置误动作等危险和隐患。

（1）取下直流控制熔断器时，为防止产生寄生回路，避免保护装置的误动作，应严格按照先取正极、后取负极的操作顺序；装上直流控制熔断器时，应严格执行先装负极，后装正极的操作。在进行装、取熔断器时，判断正确后应果断和迅速，避免反复地接通、断开的操作方式，在取下和再装上之间应有不小于5s的时间间隔。   （2）运行中需要停用直流电源时，应采取先停用保护出口连接片，再停用直流回路的正确顺序；恢复时采用相反的操作顺序。

（3）断路器停电操作中，应在确认拉开开关做好了安全措施之后取下。

（4）在断路器送电操作中，断路器的控制熔断器应在拆除安全措施之前装上。这是因为在装上控制熔断器后，可以检查保护装置和控制回路工作状态是否完好。

4.环形网络的并解列操作危险点及其防范

环形网络的并解列即合环、解环操作，是电力系统变电运行中由一种方式向另一种方式转变的常见操作。环网的并解列操作中，除应满足线路和变压器自身操作的一般要求，还应正确预计每一步骤的潮流分布、对各元件允许范围进行安全控制，确保环网并解列操作后电力系统的安全运行。

环网的并解列操作应满足以下条件：

（1）初次合环，或在可能引起线路相位变化的检修之后进行合环操作时，为保证相位一致，必须随时进行相位测定。

（2）应对电压差进行调整和控制，保证最大允许电压差不超过20%；特殊情况下，应将环网并列最大电压差控制在30%以内。

（3）合环后应保证线路各元件不过载、对各结点电压进行控制和监测，使之不超出规定值。

（4）继电保护系统应满足和适应环网的方式。

（5）解环操作时，应综合考虑解环对潮流电压、负荷转移以及自动装置继电保护的变化等。

以上这些潜在的危险点构成变电运行的隐患，若不能得到及时有效的预控，将会导致安全事故的发生。

三、变电运行作业危险点及隐患预防措施

变电运行日常工作中，应在建立规章制度执行危险点控制的同时，强化危险点预防工作。

1.提高危险点预防意识

变电运行作业中，应结合现场实际，强化安全理念，不断提高操作人员的安全意识，实现创新管理。将操作人员心理状态、变化因素等纳入危险点预防工作范围内。

2.实行人性化管理

“人性化”的安全管理是众望所归，它是企业实现长治久安的关键，是刚性约束与柔性管理的润滑剂。合理运用人性化管理，可增强操作人员工作的责任心和荣誉感，激发工作人员爱岗敬业精神。

3.强化员工执行标准化操作的力度

通过严格执行操作票、流程卡工作制度等标准化作业模式规避操作危险点和杜绝隐患的有力保证。

4.加强人员危险性教育和培训工作

要使员工切实感受现实存在的危险。开展实用性技术培训是提高人员整体素质、防止人员误操作、对危险点有效预防和控制的重要手段。此外，还应建立有效的激励机制，提高员工的学习力。

5.将红外热像仪等新技术融入变电运行

红外热像仪可对变电运行的高、低压电气设备实时进行远距离的、非接触式的诊断。与传统的停电预防性检测相比较，红外热像仪更能对设备的缺陷进行有效地、真实的检查。由于红外测温仅仅是对物体发出的红外线进行接收而不对设备外加任何红外源，所以对运行中的设备不会损害和影响正常的电力生产、运行的连续性。

四、结论

综上所述，安全生产是电力企业常抓不懈、永恒不变的主题，是电力系统工作的中心。明确隐患的概念和构成是实现危险点的预控、确保变电运行的首要环节。只有对安全隐患进行全员、全过程、全方位的控制和预防，才能保证变电运行工作的正常运行，在给社会带来稳定的同时为企业创造效益。

近几年来，中国高度重视节能工作，在国家“十一五”规划中明确提出“单位GDP能源消耗降低20%”要求。国家发改委能源研究所研究提出，减少能源需求三种措施，其中节能需要减少60%。随着中国工业化进程的加快,机动车数量的快速增长,石油化工工业对整个国民经济的支撑作用日益凸现,对石油化工设备的安全性能和节源降耗提出了越来越高的要求,同时也为对其提供检测与维护设备的制造商带来了机遇和挑战。红外热像仪器(以下简称热像仪)是集先进的光电子技术、红外探测器技术和红外图像处理技术于一身的高科技产品，具有测温速度快、灵敏度高、测温范围广、形象直观、非接触等优点，是目前化工行业检测领域较为先进有效的手段之一。一. 红外热像仪测温特点红外热像仪与传统的检测工具相比较，具有自己鲜明的特点： 红外热像仪可以对运动的物体进行测温，而普通测温仪表很难做到这一点。 可以借助显微镜头对直径为几微米或更小的目标进行测温。 可以快速进行设备的热诊断。 灵敏度高，根据其型号的不同，可以分辨℃或者更小的温差。 不会对所测量的温度场产生干扰。这是比直接接触测温的仪器如热电偶的优越之处。 测温范围大。根据型号的不同，一般热像仪均可测量0℃～2000℃范围的温度。 使用安全。由于测量的非接触性，使得热像仪使用起来非常安全。二．红外热像仪的选择要点 1. 探测器分辨率： 一般建议选择160*120，如果要求比较高可以选择320*240以上分辨率的，但是价格就会高很多。2. 品牌：红外热像仪是一种昂贵的仪器，建议选择全球知名品牌。目前美国RNO,美国FLIR,美国FLUKE是全球三的红外热像仪品牌。其中RNO是全球第一大品牌，RNO 的PC160这款红外热像仪具有非常高的性价比，是全球销量冠军，值得看看。3. 帧频： 一般建议选择30HZ以上的，低于10HZ的尽量不要选择，无法适应大部分环境。4. 测温范围： 建议选择两个测温范围的，比如-20-120，0-600的。5. 测温方式： 尽量选择可自动捕获 移动测温点和测温区域的机型。固定中心点测温的机型，在使用的时候很难找到最高温度区和温度点，就违法诊断出问题。由于其独特的性能，它在军事、工业、医学以及科研等许多方面发挥着巨大的作用。而且现代热像仪的结构正逐渐趋于小型化和智能化，性能在不断提高，使用也更加灵活方便，因此红外热像技术的应用范围不断扩大，其应用水平也不断提高。三. 热像仪在化工行业节能中的主要应用在化工行业中，红外诊断技术通常用于以下几个方面。如果要在这些领域很好的应用，需要选择合适的红外热像仪，最好能够满足上面说的5个条件。RNO的PC160就能很好的满足这方面的需求，价格也不高，不到4万元。笔者在使用的时候，曾经使用过FLIR 的I系列以及FLUKE的TI系列，都无法很好的胜任这些工作。下图就是这两款热像仪，在性能上，RNO PC160专业很多。而FLIR I系列比较业余。1. 管道检测无论在石油还是化工企业，通常会使用管道输送蒸汽、原料、产品等，通常管道内会包裹保温隔热层，通过红外热像仪可以方便地查看管道的保温隔热层有无损坏、是否有泄漏。考虑到温度范围，建议选择可变温区的红外热像仪，如RNO 的PC160，最高温度应该达到600度左右。为了检测方便，最好能自动跟踪最高温，以及移动点及移动区域测温等。红外热像仪对管道进行温度检测一般有以下应用：①管道积炭堵塞，由于积炭部位和其他部位热容量不同导致温差，这些温差传递到管线外壳，就可以使用红外热像仪在管道外部拍摄到故障。②管道内壁受磨损或者腐蚀导致减薄，其温度会比正常部位温度偏高，从而可以检测出故障。③管道由于局部温度波动较大，导致材料热疲劳造成裂纹、泄漏，故障处会渗漏管道内介质，如果管道内介质为低温介质(如氨气)或者高温介质时，管道渗漏介质与管道外壁就有温差，可使用红外热像仪拍摄到故障。④管道保温脱落，其脱落处温度偏高，可在热像图中清晰显示(如图1所示)。热像仪还可检测出管道温度，作为保温是否达到规定效果的判断依据。图1红外热像仪用于管道保温检测2连接法兰大量使用管道的情况下，自然存在很多的连接法兰。法兰的密封容易发生问题，导致管道输送的蒸汽、原料、产品等在管道法兰连接处有泄漏(如图2所示)。利用热像仪可以很直观、很简便、非常安全地发现泄漏处，而不是依靠听、看、闻、摸等非常不安全的检测方式。3锅炉(或加热炉)锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质(中间载热体)加热到一定参数的设备。从能源利用的角度,锅炉是一种能源转换设备。在锅炉中,一次能源(燃料)的化学储藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物(烟气和灰渣)所载有的热能,通过传热过程将热量传递给中间载热体(例如水和蒸汽),依靠它将热量输送到用热设备中去。利用热像仪可以对锅炉与加热炉热损失评估，主要评估点有：●排烟热损失；●气体不完全燃烧热损失；●固体不完全燃烧热损失；●散热损失。评估产生的效益主要有：●改善炉子燃烧节能技术，包括：高效燃烧器、燃烧控制技术、燃料添加剂及燃料磁化技术。主要是使炉子燃烧过程更完全、充分；●加强保温节能技术，主要是采用新型高效保温材料，提高炉体保温效果，减少散热损失；●减少排烟，提高节能，指采用热管加热炉、热管换热器等节能技术。图3红外热像仪用于加热炉的检测4供电效率供电系统是化工工业的基础，确保供电系统的稳定、安全是化工工业安全生产的先决条件。利用红外热像仪快速定位问题所在，从而降低维护工作量和减少过维护都是节能。五. 应用案例：RNO PC160在蒸汽管道节能监测 方面的应用我厂(石油一厂)在进行此方案前，试用了FLIR，FLUKE以及RNO的不少机型，在试用过程中FLIR低端I系列和FLUKE的TI系列在温度范围，帧频以及高温捕捉方面都无法满足要求，要达到这些功能，这两个品牌都需要选择320*240以上的中高端机型，售价都超过10万元，在实际近距离使用中，这样的高分辨没有用处，而160*120分辨率都是低端无法满足要求的机型。最后选中的RNO PC160，不到4万元，完全能满足我厂的需求。1测试对象的自然状况以石油一厂电站至催化裂化装置中压蒸汽管道为例。管径：273mm×10mm；管道总长：800m；入口温度：440℃；出口温度：390℃；蒸汽压力：入口，出口；蒸汽流量：28t/h。2改造前后测试结果 1997年2月，对该中压蒸汽管道进行了红外测试，获得管道外壁表面温度场热像图数十幅。运用红外分析软件，计算出表面平均温度为℃，环境温度为3℃，计算出平均热流密度为。国家标准允许值在230W/m2以下，表明超标情况严重。同年7月，对该管道改造后的保温情况进行了测 试，得出管道表面平均温度为℃，环境温度为32℃，计算出平均热流密度为，符合国家标准。3保温改造效果的评估管道改造前，平均热流密度为，按年平均气温折算平均热流密度为，管道全程总散热损失为。管道改造后，平均热流密度为，按年平均气温折算的平均热流密度为140W/m2，管道全程总散热损失为。改造后减少的散热损失为，按年工作期320天计算，年节约热量为，折合成人民币，可看出一年节约的能源即可收回管道改造投资。总结 红外热像检测技术在上述项目开展中发挥了其优越性，它属于高新技术范畴，在石化工业检测方面具有广阔的应用前景，由于它所具有独特的优点，能补充传统检测手段的不足。但是还有很多工作需要在今后的实践中进一步改进和提高，使得红外热像技术在石化检测中的应用更加广泛和科学。RNO PC160这款机型非常适合石化部门使用，性价比很高。在这次改造中，我厂购买的10台RNO PC160发挥了非常大的作用。不久的将来，人们评价一个工程 的节能效果，判断其是否符合节能要求，将不再受到检测周期长、被测部位随机性大的限制，轻松操作，就能迅速和全面地判断整个化工企业内所有建筑墙体或屋面的热工缺陷情况，从而做出准确论断，指导化工节能工作顺利开展。