關(guān)于油浸式變壓器變壓法真空-干燥設(shè)備分析

鄧從躍

（中山凱旋真空科技股份有限公司，廣東 中山 528478）

目前，隨著現(xiàn)代電力行業(yè)的不斷發(fā)展，變壓器作為一種常見(jiàn)的電力設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)以及社會(huì)生活中都有廣泛應(yīng)用，既節(jié)省了人力物力，還大大提高了工作效率。變壓器的正常運(yùn)行對(duì)于供電的穩(wěn)定性具有直接影響，同時(shí)關(guān)系到人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全。油浸式變壓器油紙絕緣對(duì)水分具有較高的親和度，水分對(duì)于油浸式變壓器的絕緣性能具有直接影響，若絕緣系統(tǒng)中水分含量過(guò)高很可能加速絕緣材料的老化，并對(duì)設(shè)備的絕緣性能造成較大的影響，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題。因此，需要重視變壓器的干燥處理。文章主要針對(duì)油浸式變壓器變壓法真空干燥設(shè)備展開(kāi)分析。

1 油浸式變壓器干燥工藝現(xiàn)狀

變壓器干燥工藝主要是去除絕緣材料中的多余水分，而多余水分主要是以吸附的方式附著在絕緣材料中，從理論上分析，水分在附著過(guò)程中獲得足夠的能力就能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵夥肿?，然后通過(guò)材料間隙向周圍擴(kuò)散，從而脫離附著部位。

針對(duì)油浸式變壓器的絕緣干燥處理，主要是根據(jù)變壓器絕緣受潮程度以及現(xiàn)場(chǎng)狀況采取不同的干燥方法，例如熱油循環(huán)、真空干燥、零序、短路、熱風(fēng)、熱損等方法。熱油循環(huán)主要是利用導(dǎo)熱油將熱量帶到加熱設(shè)備上的一種循環(huán)模式。但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，零序、短路、熱風(fēng)、熱損等方法存在較多的問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中的使用價(jià)值不高。目前主要是采用熱油循環(huán)以及真空干燥的方法，其中真空干燥表現(xiàn)出了較好的應(yīng)用效果。因此下文主要針對(duì)變壓法真空干燥技術(shù)展開(kāi)探討。

2 變壓法真空干燥技術(shù)

油浸式變壓器中的水分主要附著在絕緣材料的內(nèi)部和表面，因此干燥處理過(guò)程可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)：表面干燥、內(nèi)部干燥以及深層干燥。一般來(lái)說(shuō)，油浸式變壓器水分蒸發(fā)速度與周圍介質(zhì)中的水蒸氣壓強(qiáng)有直接相關(guān)性。傳統(tǒng)真空干燥方法是在接近地表大氣壓的環(huán)境中進(jìn)行的，采用空氣作為介質(zhì)，首先需要將變壓器加熱至100℃以上，然后進(jìn)行真空處理，多數(shù)企業(yè)在使用傳統(tǒng)真空干燥技術(shù)時(shí)實(shí)際加熱度數(shù)為105℃。多數(shù)研究證實(shí)，傳統(tǒng)真空干燥技術(shù)存在導(dǎo)熱效率不高的問(wèn)題，由于傳熱速度較慢導(dǎo)致花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，且干燥效果不夠理想。加熱不勻使得內(nèi)部溫度達(dá)不到理想度數(shù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)深層干燥，加上大容量、電壓高的油浸式變壓器的絕緣層通常較厚，若采用傳統(tǒng)真空干燥技術(shù)，在預(yù)熱環(huán)節(jié)中就需要消耗100小時(shí)，處理效率低。但是該方法也有一定的優(yōu)點(diǎn)，主要集中在操作簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的優(yōu)勢(shì)。但是總體來(lái)看，傳統(tǒng)真空干燥技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值不高，效率較低。因此目前許多企業(yè)針對(duì)傳統(tǒng)真空干燥技術(shù)進(jìn)行改革與優(yōu)化。

變壓法真空干燥技術(shù)是近些年來(lái)油浸式變壓器真空干燥中常用的一種方法，在實(shí)際處理中表現(xiàn)出了較好的應(yīng)用效果。在變壓器干燥過(guò)程中，材料表面水分直接蒸發(fā)的同時(shí)，內(nèi)部水分也正在進(jìn)行擴(kuò)散蒸發(fā)。絕緣材料內(nèi)部水蒸氣分壓壓強(qiáng)與介質(zhì)水蒸氣分壓壓強(qiáng)的差值越大，水分蒸發(fā)速度也就越快。因此，需要提高絕緣材料的溫度，從而提高材料內(nèi)部的水分壓，同時(shí)采用真空的方式來(lái)降低介質(zhì)中的水蒸氣分壓強(qiáng)。加熱以及真空處理是真空干燥中的重點(diǎn)，如何處理兩者之間的平衡是真空干燥技術(shù)的核心環(huán)節(jié)。變壓法真空干燥技術(shù)主要是利用變壓的方法來(lái)控制干燥過(guò)程中的壓強(qiáng)變化，從而解決預(yù)熱與真空處理之間的重讀，從而獲得較好的干燥效果。

變壓法真空干燥工藝主要分為四個(gè)環(huán)節(jié)：預(yù)熱、變壓脫水、終干以及終點(diǎn)判斷。

（1）預(yù)熱：加熱升溫是預(yù)熱環(huán)節(jié)的主要任務(wù)，該方法主要是先通過(guò)低真空處理，利用罐內(nèi)空氣以及蒸發(fā)出的水蒸氣通過(guò)對(duì)流以及傳導(dǎo)的方式將熱量從加熱器傳送到變壓器內(nèi)部，從而讓內(nèi)部環(huán)境快速升溫。預(yù)熱過(guò)程中可以通過(guò)循環(huán)充氣將蒸發(fā)出的水蒸氣排出，并借助攪拌效應(yīng)確保罐內(nèi)加熱均勻。當(dāng)罐內(nèi)中的空氣、繞組以及鐵心溫度達(dá)到預(yù)定參數(shù)時(shí)，即可進(jìn)行下一環(huán)節(jié)。

（2）變壓脫水：在此過(guò)程中，需要充分利用絕緣材料蒸發(fā)出的水蒸氣以及對(duì)流效應(yīng)，補(bǔ)充由于汽化造成的熱量損失，同時(shí)及時(shí)將材料中蒸發(fā)的水蒸氣排出。在經(jīng)過(guò)逐級(jí)抽真空處理之后，絕緣材料中殘存的水分相對(duì)來(lái)說(shuō)已經(jīng)較少，汽化熱輻射即可完成材料內(nèi)部干燥以及深層干燥所需的要求。當(dāng)罐內(nèi)壓力、溫度等參數(shù)達(dá)到變壓法真空干燥技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值之后即可進(jìn)行終干處理。

（3）終干：連續(xù)抽真空能夠讓罐內(nèi)壓強(qiáng)不斷下降，從而進(jìn)一步增加絕緣材料內(nèi)外空間的水蒸氣分壓壓強(qiáng)的差異，從而不斷排出絕緣內(nèi)部殘存的水分，直到罐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到終干。

（4）終點(diǎn)判斷：罐內(nèi)真空達(dá)到終干之后，進(jìn)行各監(jiān)控點(diǎn)溫度、泄漏率的檢查，若達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)后，即可進(jìn)行終點(diǎn)判斷，確定油浸式變壓器干燥處理是否合格。圖1為真空干燥流程圖。

圖1 真空干燥流程圖

變壓法真空干燥的優(yōu)勢(shì)如下。

（1）變壓法真空干燥技術(shù)利用汽化熱效應(yīng)提高了干燥處理效率，并且利用壓強(qiáng)變化，提高了預(yù)熱與真空處理之間的有效性，突破了傳統(tǒng)真空干燥技術(shù)的限制，并且可以采用簡(jiǎn)單的設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)傳熱效率的提升，從而縮短干燥處理的時(shí)間，并且能夠減少能耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）終點(diǎn)判斷采用了在線自動(dòng)判斷技術(shù)，主要是利用了PLC設(shè)備以及在線監(jiān)測(cè)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)在線測(cè)量、計(jì)算以及判斷，具有較高的可靠性，減少了人工工作量。

（3）自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率，加上PLC設(shè)備本身具有的控制與保護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)控制，從而提高了系統(tǒng)的現(xiàn)代化水平。

（4）該技術(shù)具有較高的安全性與環(huán)保性，運(yùn)行費(fèi)用低，能夠滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)油浸式變壓器絕緣干燥工藝的要求。該技術(shù)適用于中小型變壓器廠，具有投資小、效率高的優(yōu)勢(shì)，能夠縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油浸式變壓器作為現(xiàn)代電力網(wǎng)絡(luò)中的重要設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行的安全性對(duì)于供電網(wǎng)絡(luò)具有直接影響。絕緣干燥處理關(guān)系著油浸式變壓器的整體使用性能，因此需要重視油浸式變壓器絕緣干燥處理工藝的改進(jìn)。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，真空干燥工藝在油浸式變壓器絕緣干燥處理中具有較好的應(yīng)用效果，尤其是變壓法真空干燥技術(shù)，該技術(shù)具有干燥處理效率高、能耗低且干燥效果好的優(yōu)勢(shì)，能夠避免線圈烤焦、鐵心生銹的問(wèn)題，能夠提高變壓器廠的生產(chǎn)效率，值得在油浸式變壓器實(shí)際生產(chǎn)中推廣使用。