關于油浸式變壓器變壓法真空-干燥設備分析

鄧從躍

（中山凱旋真空科技股份有限公司，廣東 中山 528478）

目前，隨著現代電力行業的不斷發展，變壓器作為一種常見的電力設備在工業生產以及社會生活中都有廣泛應用，既節省了人力物力，還大大提高了工作效率。變壓器的正常運行對于供電的穩定性具有直接影響，同時關系到人們的生命及財產安全。油浸式變壓器油紙絕緣對水分具有較高的親和度，水分對于油浸式變壓器的絕緣性能具有直接影響，若絕緣系統中水分含量過高很可能加速絕緣材料的老化，并對設備的絕緣性能造成較大的影響，導致設備運行過程中出現各種問題。因此，需要重視變壓器的干燥處理。文章主要針對油浸式變壓器變壓法真空干燥設備展開分析。

1 油浸式變壓器干燥工藝現狀

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，水分在附著過程中獲得足夠的能力就能夠轉變為水蒸氣分子，然后通過材料間隙向周圍擴散，從而脫離附著部位。

針對油浸式變壓器的絕緣干燥處理，主要是根據變壓器絕緣受潮程度以及現場狀況采取不同的干燥方法，例如熱油循環、真空干燥、零序、短路、熱風、熱損等方法。熱油循環主要是利用導熱油將熱量帶到加熱設備上的一種循環模式。但是在實際應用中發現，零序、短路、熱風、熱損等方法存在較多的問題，在實際應用中的使用價值不高。目前主要是采用熱油循環以及真空干燥的方法，其中真空干燥表現出了較好的應用效果。因此下文主要針對變壓法真空干燥技術展開探討。

2 變壓法真空干燥技術

油浸式變壓器中的水分主要附著在絕緣材料的內部和表面，因此干燥處理過程可以分為三個環節：表面干燥、內部干燥以及深層干燥。一般來說，油浸式變壓器水分蒸發速度與周圍介質中的水蒸氣壓強有直接相關性。傳統真空干燥方法是在接近地表大氣壓的環境中進行的，采用空氣作為介質，首先需要將變壓器加熱至100℃以上，然后進行真空處理，多數企業在使用傳統真空干燥技術時實際加熱度數為105℃。多數研究證實，傳統真空干燥技術存在導熱效率不高的問題，由于傳熱速度較慢導致花費時間較長，且干燥效果不夠理想。加熱不勻使得內部溫度達不到理想度數，無法實現深層干燥，加上大容量、電壓高的油浸式變壓器的絕緣層通常較厚，若采用傳統真空干燥技術，在預熱環節中就需要消耗100小時，處理效率低。但是該方法也有一定的優點，主要集中在操作簡單且經濟實惠的優勢。但是總體來看，傳統真空干燥技術的應用價值不高，效率較低。因此目前許多企業針對傳統真空干燥技術進行改革與優化。

變壓法真空干燥技術是近些年來油浸式變壓器真空干燥中常用的一種方法，在實際處理中表現出了較好的應用效果。在變壓器干燥過程中，材料表面水分直接蒸發的同時，內部水分也正在進行擴散蒸發。絕緣材料內部水蒸氣分壓壓強與介質水蒸氣分壓壓強的差值越大，水分蒸發速度也就越快。因此，需要提高絕緣材料的溫度，從而提高材料內部的水分壓，同時采用真空的方式來降低介質中的水蒸氣分壓強。加熱以及真空處理是真空干燥中的重點，如何處理兩者之間的平衡是真空干燥技術的核心環節。變壓法真空干燥技術主要是利用變壓的方法來控制干燥過程中的壓強變化，從而解決預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環節：預熱、變壓脫水、終干以及終點判斷。

（1）預熱：加熱升溫是預熱環節的主要任務，該方法主要是先通過低真空處理，利用罐內空氣以及蒸發出的水蒸氣通過對流以及傳導的方式將熱量從加熱器傳送到變壓器內部，從而讓內部環境快速升溫。預熱過程中可以通過循環充氣將蒸發出的水蒸氣排出，并借助攪拌效應確保罐內加熱均勻。當罐內中的空氣、繞組以及鐵心溫度達到預定參數時，即可進行下一環節。

（2）變壓脫水：在此過程中，需要充分利用絕緣材料蒸發出的水蒸氣以及對流效應，補充由于汽化造成的熱量損失，同時及時將材料中蒸發的水蒸氣排出。在經過逐級抽真空處理之后，絕緣材料中殘存的水分相對來說已經較少，汽化熱輻射即可完成材料內部干燥以及深層干燥所需的要求。當罐內壓力、溫度等參數達到變壓法真空干燥技術的標準數值之后即可進行終干處理。

（3）終干：連續抽真空能夠讓罐內壓強不斷下降，從而進一步增加絕緣材料內外空間的水蒸氣分壓壓強的差異，從而不斷排出絕緣內部殘存的水分，直到罐內壓強達到終干。

（4）終點判斷：罐內真空達到終干之后，進行各監控點溫度、泄漏率的檢查，若達到標準參數后，即可進行終點判斷，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勢如下。

（1）變壓法真空干燥技術利用汽化熱效應提高了干燥處理效率，并且利用壓強變化，提高了預熱與真空處理之間的有效性，突破了傳統真空干燥技術的限制，并且可以采用簡單的設備就能夠實現傳熱效率的提升，從而縮短干燥處理的時間，并且能夠減少能耗，提高企業的經濟效益。

（2）終點判斷采用了在線自動判斷技術，主要是利用了PLC設備以及在線監測裝置，能夠實現連續在線測量、計算以及判斷，具有較高的可靠性，減少了人工工作量。

（3）自動化技術的應用提高了系統的運行效率，加上PLC設備本身具有的控制與保護功能，能夠實現全自動控制，從而提高了系統的現代化水平。

（4）該技術具有較高的安全性與環保性，運行費用低，能夠滿足現代社會對油浸式變壓器絕緣干燥工藝的要求。該技術適用于中小型變壓器廠，具有投資小、效率高的優勢，能夠縮短產品的生產周期，提高企業的經濟效益。

3 結語

綜上所述，油浸式變壓器作為現代電力網絡中的重要設備，設備運行的安全性對于供電網絡具有直接影響。絕緣干燥處理關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。在實際工作中發現，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用效果，尤其是變壓法真空干燥技術，該技術具有干燥處理效率高、能耗低且干燥效果好的優勢，能夠避免線圈烤焦、鐵心生銹的問題，能夠提高變壓器廠的生產效率，值得在油浸式變壓器實際生產中推廣使用。