大型變壓器真空注油工藝的改進分析及相關設備的研制

吳 洽

(中山凱旋真空科技股份有限公司，廣東 中山 528478)

0 引 言

大型變壓器在實際應用中十分廣泛。大型油浸式變壓器在裝配完成后需進行正確的接線，然后規定工藝和注油步驟實施真空注油，從而控制整個施工工藝，并保證變壓器的安全。在實施真空注油時需要選擇合適的控制工藝，注油高度最低應浸過絕緣壓板，保證儲油柜內的油量達到標準油位高度，以保證后期變壓器能夠穩定工作。

1 真空注油工藝的現狀

在大型變壓器真空注油工藝中，存在整個注油過程沒有結束前就停止抽真空的現象，這樣往往會造成真空注油工作工藝不能正常實施。如果抽真空過程不完善，會導致整個注油過程不完全是在真空狀態下進行注油的。在與空氣接觸的情況下，變壓器油會發生氧化，不僅加速了變壓器的老化，也會造成變壓器的絕緣效果下降，影響變壓器的正常工作，甚至給大型變壓器以后的安全工作留下事故隱患。造成注油還沒有完成就停止抽真空的主要原因有以下兩個方面。

1.1 變壓器自身的原因

因為變壓器所配組件之間的密封情況造成不能進行抽真空操作，影響變壓器真空注油工藝流程的實施。特別是大型變壓器的儲油柜、氣體繼電器等易損設備器件，影響抽真空操作。

1.2 操作問題

因為在大型變壓器中沒有油位觀察裝置，抽真空注油時無法得知注油時油位的確切高度，從而給整個施工工藝帶來影響。如果注油過高，停機不及時，變壓器油會滲入到其他部件，造成變壓器設備的損壞。

2 真空注油工藝的改進

2.1 初步設計改進

由于傳統的抽真空、注油過程中存在不足，需要對大型變壓器的注油工藝進行改進，以達到變壓器真空注油過程中的全真空處理[1]，保證在注油過程中不需要中間停機與補油操作。

(1)大型變壓器的所有組件與配件都采用耐真空材料，特別是儲油柜、氣體繼電器和散熱器都易損的器件，需要滿足這個要求。

(2)在采用真空材料后，結合相應的技術要求，可以采用如圖1所示的連接方式對變壓器進行連接。這樣既將真空泵管路(抽真空管路)通過閥門將各個管路、閥門等有機連接在一起，然后將濾油機管路(注油管路)連接至變壓器下部，使下部V5成為變壓器的注(放)油閥，方便操作。打開閥門V1、V2、V5，啟動真空泵，對變壓器進行抽真空，并設置相應的抽真空時間，打開V6和濾油機，在真空狀態下實施注油操作。對儲油柜進行注油至標準油位，關閉V5、V6閥門，停止注油，保證整個變壓器內不會存在空氣[2]。

圖1 大型變壓器真空注油連接

(3)管理連接完成后，需要相應的工藝操作，如與傳統的注油工藝相比，它簡化了注油的使用工藝，節省了注油的操作時間。此外，由于將真空壓力表移到了變壓器的底端，也便于工作人員進行查看。

2.2 二次改進

在對真空注油設備進行新的改裝后，簡化了注油的工藝操作。由于工藝比較繁瑣，實際上并沒有提高工作效率[3]，注油工作人員對這種操作工藝流程也不是十分熟悉。結合當前的實際情況，對變壓器的管路連接進行了二次改進，具體連接如圖2所示。

圖2 大型變壓器真空注油二次連接

調整后，打開閥門V1、V2、V3、V4時，可啟動真空泵對變壓器進行抽真空處理，一定時間后，保證達到一定的真空度，然后打開閥門VS、V6及濾油機，對變壓器實施注油操作[4]。在變壓器真空狀態下進行注油操作，邊注油邊觀察注油計，在油位滿足要求時，關閉V3、V4閥門，切斷變壓器與外界聯系，然后拆除二通S2及其所連接的油位顯示裝置。通過二次改進，進一步提升了變壓器的注油效率，且工藝更加簡便。

3 相關設備的研制

在對大型變壓器真空注油工藝進行改進時，首要解決可抽真空儲油柜設備的設計。為了提高儲油罐的使用效果，可以將膠囊式儲油柜改為可抽真空儲油柜。按照圖3進行相應的設置與連接，能夠有效解決相應注油中出現的問題。

圖3 儲油柜設計

圖2中，設計的注油管路在進行真空注油時不需要停機或者常壓補油。但是，要提高注油效率，可以采用多個管路進行抽真空操作。只需在圖2的管路中，從V7的閥門中接一個管路至B點，使其與V3管路一起對變壓器本體進行抽真空操作。這樣不僅可以提高抽真空的效率，還可以降低工作的復雜性，也可使用變壓器其他部位的管接頭[5]完成相應的操作。如果在B點出現不定數量的管接頭連接，可以靈活使用多種連接管路如二通、四通管路等。這時可以設計如圖4所示的章魚結構的連接管來處理管路連接，以提高抽真空效率，降低打開閥門的次數。使用時，可以先打開真空泵管路的閥門，依次按照相應的順序打開連接，按照工藝流程要求，打開其他管接頭上的閥門進行抽真空操作。在該管路上沒接連接的管路，可以靈活打開章魚結構的連接管。

圖4 章魚結構的連接管

為保證變壓器油不會吸入真空泵，設計過程中需要保證圖2中的BC或AC段增加兩端帶閥門的真空過渡罐，從而對真空泵進行緩沖。如果過渡罐中出現變壓器油時，表明變壓器中的油位已經超過閥門的高度，這時需要先關閉過渡真空罐，處理變壓器中油位高度，然后關閉罐體上前部閥門和所連接變壓器本體上的閥門，阻止真空罐中吸入變壓器油。采用真空過渡罐處理方式，主要結構是可耐受真空的罐體。為保證密封的效果，在各個連接處都添加了墊圈，將罐蓋和密封墊圈整體構成一個密閉的空間，保證注油過程中不會出現任何問題。另一端，有一磁翻板式油位計，重點是對罐體內的油位進行檢測，同時保證罐體的可抽真空。

使用時，將各管路連接完畢后，需要認真檢查整個設備是否安全，并檢查各個連接管路，控制正管路的閥門。除放油閥外，其余兩閥門為開啟狀態。在具體的注油過程中，需要進行整體控制，按照施工工藝實施。當變壓器油位超過抽真空管路的接口高度時，可以不通過測油計進行觀察，即使變壓器油進入真空過渡罐后，也不會進入到真空泵內，能夠有效防止變壓器油流入真空泵，完成整個變壓器的注油過程。

4 結 論

采用改進工藝設備后的真空注油工藝與配套工藝后，各個管路之間的連接更加合理。將真空壓力表設置在儲油柜的下部，增加了油位的顯示裝置，方便觀測注油的油位，實現了整個注油工藝流程的全真空處理，有效解決了傳統注油過程中混入空氣的問題。注油過程中，真空泵不需要中間停機，真正解決了真空常壓補油不足的問題。