變壓器新型呼吸器的研制與應用分析

王森

摘要：變壓器運維一體化是將傳統變壓器與變壓器檢修進行融合，實現變壓器的專業檢修、相關工作安全控制生產維護，及人力資源管理的優化和整合。主變硅膠更換業務是變壓器運維一體化的重要環節，可以有效的提高運維效率。在更換主變硅膠過程中，存在呼吸器種類繁多，更換流程復雜，拆裝時間長等問題，不僅增加呼吸器內的濕度，而且縮短硅膠使用壽命，以及絕緣油的絕緣效果。因此，改進變壓器呼吸器的結構，從免拆卸的方法，縮短硅膠更換時間，是變壓器運維一體化亟待解決的問題。本文以此為背景，深入分析呼吸器的結構和使用現狀，提出一種安全、有效、簡便的新型呼吸器，為變壓器運維一體化提供理論基礎。

關鍵詞：變壓器;運維一體化;結構;安全;穩定

變壓器呼吸器又名變壓器吸濕器，是由變色硅膠等吸濕材料填充的玻璃容器。當變壓器受熱膨脹時，呼吸器可以吸收油枕膠囊中的多余空氣;當變壓器油溫降低收縮時，呼吸器可以吸收并過濾外部空氣，將外部空氣引入油枕膠囊中[1]。因此，呼吸器具有維持變壓器內部壓強穩定，過濾外部空氣的作用，避免變壓器受潮，或絕緣強度下降。由于呼吸器一直處于室外，受外部環境影響比較明顯，經常出現硅膠潮解和變色的問題。維修人員需要定期對呼吸器內的硅膠進行更換，不僅增加變壓器的維修工作量，而且影響變壓器的安全和穩定運行。因此，對變壓器呼吸器進行重新設置，延長其使用壽命，簡化其更換流程，對于變壓器運維一體化的有效進行，具有十分重要的意義。

1.新型變壓器呼吸器器的研制

1.1現有呼吸器存在的問題

參考《變壓器運維規程》、《變電站現場運行規程》，以及變壓器呼吸器實際調查情況，提出變壓器呼吸器的改進技術，改進目的是縮短更換時間，消除外部因素對設備影響的隱患。呼吸器主要存在2方面問題：

1.1.1更換時間較長

依據《變壓器運維規程》指導，需要將呼吸器從設備上拆下來，更換完成新硅膠以后，方可裝回使用。但是，估計去裝與主體散步，操作空間狹小，周圍有4個螺絲固定，致使呼吸器拆卸時間較長。長時間的拆卸操作，導致大量的潮濕空氣進入，影響內部設備的穩定。同時，呼吸器種類繁多，固定方式和安裝方式不同，進一步增加了呼吸器的拆卸時間。

1.1.2呼吸器更換不及時

硅膠裝入呼吸容器以后，按照電網公司檢修規定，變色部分超過2/3，則被視為變壓器狀態異常，需要進行呼吸器的及時更換[2]。然而，由于更換對人工要求較高，容易出現更換不及時的問題，影響變壓器狀態的維護。另外，由于呼吸器安裝過程中，導致潮濕空氣進入，使得新安裝的呼吸器容易變色，進一步增加呼吸器的失效頻率。

2.新型呼吸器裝置的改進方案

通過對運維人員進行調查和變壓器實際情況的統計，對變壓器進行改造和設計，在呼吸器中增加智能烘干裝置，通過對硅膠的加熱，實現呼吸器硅膠可以重復利用。通過設計圖紙進行呼吸器結構優化，以及相關材料的選擇，重新編制呼吸器維護指導書，解決了呼吸器現場維護難的問題。

2.1改造呼吸器的結構

本文設計的實用新型主要用于游艇式變壓器，解決硅膠更換難的問題。為實現上述目的，對呼吸器進行以下技術設定。油浸式變壓器的新型呼吸器，主要包括：上蓋、穿心螺桿、玻璃筒、下蓋、大小油杯，以及加熱器（2個相同的呼吸器）等。上蓋部分為法蘭，通過4螺桿實現變壓器與呼吸器的連接。玻璃筒處于上下蓋之間，并設定2個墊圈。上蓋下蓋之間各為一孔，用于固定上下蓋。大小油杯位于上下蓋旁邊，且設有第一導管以及第二導管，第一導管用于連通變壓器油枕。加熱器包括加熱轉軸以及螺旋導熱面，加熱轉軸可轉動地設置于所述呼吸筒內，螺旋導熱面沿加熱轉軸的軸向呈螺旋狀設置于加熱轉軸上，螺旋導熱面設有通氣孔。過濾器與第二導管連接，過濾器內設有過濾劑，具體內容如圖所示（增加主要內容：1、）。

由圖1可知，新型呼吸器設置兩個結構相同的呼吸筒110，與連接管包括主管151以及與主管連接。分管152與主管151的連接口處內設有換向閥160，實現對呼吸器內吸濕硅膠的烘干。當工作的呼吸筒硅膠變色部分超過2/3時，通過160為雙向球閥門進行切換，并啟動控制開關140，對硅膠變色的呼吸筒進行加熱。這樣不僅可以通過設置呼吸筒實現輪流工作，而且保證變壓器在工作狀態下，對硅膠吸濕劑進行烘干處理，大大提高了呼吸筒的使用生命，避免頻繁更換吸濕劑而導致的反復拆裝，以及因拆卸呼吸筒而導致的人力時間成本增加的問題。

2.2編制標準化操作指導書

依據改進呼吸器的裝置和結構，發現新型呼吸器免拆卸，使用壽命預計5-8年。呼吸器內的硅膠受潮，僅需調整換向閥160，讓另一個備用呼吸器工作。同時，啟動控制開關140，對受潮的呼吸器硅膠進行加熱，且內部設有濕度測量表，烘干受潮的硅膠后，自動停止加熱，整個操作過程不到1分鐘。當硅膠吸濕劑無法進行反復使用時，需要對整個設備進行更換，其標準化操作指導書，具體內容如表1所示：

安裝完成后，要對呼吸屏的運行狀況進行測試，并記錄相關數據，以實現其運行狀態良好。通過實際測試，新型變壓器呼吸器更換前后運行狀態比較結果，如下表所示：

通過上表可知，在總耗時方面，新呼吸器比傳統呼吸器只需切換換向閥160，讓另一個備用呼吸器工作，同時啟動控制開關140加熱受潮的呼吸器硅膠，并觀察硅膠瓶的加熱狀態，直至完成。整個操作過程約為7.8分鐘，是傳統更換的20%時間。另外，新型呼吸器的更換頻率約舊呼吸器的20倍以上，整體優于舊呼吸器。

3.結束語

新型呼吸器采用智能加熱和一主一備工作方式，不僅實現迅速切換，而且省時、省力。同時，雙筒工作可以實現呼吸筒的切換，在加熱烘干硅膠時，不影響主變壓器的正常工作。另外，對呼吸器內的硅膠進行反復加熱烘干，以此降低硅膠的潮濕率。因此，新型呼吸器不僅可以反復利用，而且提高了拆卸的便捷性，增強了變壓器運行的安全性。通過反復性的加熱，呼吸器可以進行較長時間的使用，在保證變壓器整體安全，內部絕緣性的基礎上，大幅提高變壓器運維的效率。

參考文獻

[1]裴斌，趙連政.變壓器調壓器呼吸器漏油的異常分析[J].農村電氣化，2013，（7）：21-22.

[2]周智剛，王 慶，修學增.變壓器呼吸器暢通測試裝置的研制與應用[J].變壓器，2014，（9）：35-37.

[3]中華人民共和國能源部.DL/T572-2010電力變壓器運行規程[S].北京：中國電力出版社，2010：17-19.