真空注油設備的研究和改進

張燕雄

（中山凱旋真空科技股份有限公司，廣東 中山 528478）

隨著我國各行各業的飛速發展，高壓設備或儀器在各領域中也得到了廣泛應用，為了保證設備的穩定性，對于生產質量的要求越來越高，常規的電力設備已無法滿足生產質量的要求。而隨著我國高電壓在生產中的應用，真空注油設備的作用也越發重要，越發明顯。目前我國大部分使用的真空注油設備仍舊是傳統的油浸式變壓器真空注油設備，但是由于傳統的油浸式變壓器設備的真空度過低，容易造成絕緣性能下降，應用在高壓變壓器上效果不佳。同時，陳舊的真空注油設備會對油質造成影響，導致油質老化，影響高壓變壓器的性能。但是有研究指出，對真空注油設備的線路進行相應的調整，能夠提高設備的真空度，并且改變真空注油設備的整體工作效率。由此可以看出，想要契合時代發展，保證高壓變壓器在作業中能夠快速的生產出合格的產品，真空注油設備的改進已經是勢在必行。

1 真空注油工藝的改進

1.1 真空注油工藝現狀

對于電壓等級不高的變壓器產品可通過利用變壓器外殼直接對變壓器進行抽真空，在真空度達到后，利用油箱頂部的油口緩慢的注入變壓器油。但對高電壓等級變壓器來說因殼體受成本及變壓器工時的散熱要求的限制無法做的太厚，不能承受高壓變壓器注油工藝要求的較高真空度，無法滿足高等級變壓器對注油工藝的真空度要求，而這些要求恰恰與變壓器耐壓等級和產品質量息息相關。同時因為使用變壓器油箱頂部的油口單孔抽真空與注油，真空管與注油管混合時，很容易出現將變壓器油吸入真空系統的問題。隨著對變壓器容量和使用變壓器電壓等級要求的不斷提高，注油工藝要求也不斷的提高，這種常規的注油方式已經無法滿足高等級變壓器的工藝要求。

1.2 初步改進

因為傳統油浸式變壓器的真空注油設備主要存在的問題就是變壓器無法在注油過程中一直承受高真空環境。因此，要對設備進行改進，需要從設備的真空環境入手，制定改進的方法，保證真空注油設備進行運作時能夠保持真空環境，從而減少不良情況的發生。因此在改進的過程中可以從這幾方面進行改進。

（1）制作一個真空容器作為真空室，將變壓器整體通過輸送滾筒或平車放真空室內，變壓器與真空室敞口。

（2）利用一套抽真空泵組為真空室進行抽真空，在對真空室抽真空的同時也對變壓器進行抽真空處理，在真空環境下變壓器內部的空氣及水分被真空泵抽除。

（3）在真空室的頂部放置一個儲油罐體，罐內存儲經濾油機處理后的合格變壓器油，同時可利用真空室的機組對儲油罐進行抽真空，使變壓器油在真空下存儲，不易變質的同時可使變壓器進行簡單脫水、脫氣處理提高品質。

（4）利用真空泵組對真空室進行抽真空，在真空室內的變壓器達到真空注油工藝要求時，通過真空室頂部與儲油罐聯接的注油管路及自動閥門注入變壓器內，通過設置在真空管路上流量計進行計量，實現定量注油。本次研究中發現，對真空注油設備進行一次改進之后，因為使用了真空室進行抽真空，變壓器內外均處于真空環境下，有效的解決了變壓器外殼無法耐受高真空的問題。但此方案也存在一些問題。因為儲油罐安裝在頂部，通過變壓器油自身重力向真空室內的變壓器注油，注油速度無法控制的問題，在儲油罐內變壓器油油量的逐漸減少，注油的速度會由快變慢。在儲油罐滿油狀態下，注油速度過快不利于變壓器內部線圈間細小縫隙的氣泡滲出，使變壓器油無法有效的滲入變壓器內部，一定程度上影響了產品的質量。在儲油罐液位較低的時候因為液位的減少重力不足，變壓器油流經計量的流量計時因阻力過大導致注油緩慢，導致生產效率變低。并且因為增加了真空室和真空室頂部的儲油罐，造成設備整體偏高。對設備的安裝位置條件要求較高，不利于設備的推廣。設備作業過程中的注油效率并沒有得到明顯的改進，因此，應該針對注油效率進行二次改進。

1.3 二次改進

傳統的油浸式變壓器的真空注油設備在進行初次改進之后，效果有了一定的提高，但存在一定的問題，依舊還不能滿足企業的生產需求。因此，需要進行二次改進，改進方向以提高設備的運作效率為主，同時對設備進行整體優化使之更加緊湊及便于安裝。在改進的時候主要改進注油的效率、方便安裝、節省空間。將設備的儲油罐從頂移至地面，增加輸油泵，同時在輸油泵出口增加回油旁通管路，在輸油管路及回油旁通管路上增加手動閥門，實現手動調節注油流速。通過輸油泵將儲油罐內的變壓器油輸送至真空室頂部，對變壓器進行注油。同時可在真空室頂部設置多路真空注油口，可實現依次向多個變壓器注油，提高生產效率。同時儲油罐從真空室頂移至地面安裝，可與設備的真空泵組實現模塊化拼裝，有效節省了占地面積及設備總體高度，對設備的安裝調試都可以極大的提高效率。如圖1。

圖1 改進后的真空注油連接示意圖

在進行二次改進之后，進行作業之后發現，二次改進后，傳統的油浸式變壓器的真空注油設備在操作上比較簡單，也能夠達到一定程度的運作效率，相較于改進之前以及初次改進，效果相對顯著，但是想要一直進步，還是需要不斷的改進創新。

2 相關設備的研制

本次研究中的真空注油設備為傳統的油浸式變壓器的真空注油設備。從研究中可以發現，設備在改進之前都有著操作復雜，運作效率不高的缺點。在進行改進之后，這幾項缺點有一定程度的改善，但是并沒有徹底的改善，如果不抓緊時間研究新型設備，仍舊會被時代拋棄。因此，在改進之后科學界們還是應該在原有設備的基礎上進行創新，將設備設計的相對緊湊，能夠減少輔助設備的使用，提高真空注油設備的運作效率。針對于傳統真空注油設備，應該在提高注油設備的使用效率的同時，可對多臺變壓器同時進行注油。同時，還應該添加監視器的相關設備，能夠方便操作人員隨時查看操作，能夠迅速應對異常操作。

3 結語

綜上所述，變壓器可以傳輸電能和改變電壓等級，是電力系統中的重要設備之一。變壓器油主要為變壓器提供絕緣和散熱的作用，而高壓變壓器要進行注油，必然要使用注油設備。本次研究可以發現，常規的真空注油設備都存在著很多工藝上的缺點，并不適用于不斷發展創新的高壓變壓器，在進行改進后，能夠提高運作能力，但是改進范圍還很大，可以繼續改進升級。