變壓器真空干燥方法分析

1、變壓器真空干燥方法分析 本文以變壓器干燥為例，簡(jiǎn)要描述了在變壓器真空干燥過(guò)程中的方法，并進(jìn)一步闡述了“循環(huán)壓力法”對(duì)變壓器開(kāi)展真空干燥處理的原理、所需的設(shè)備及真空干燥真正結(jié)束的判斷依據(jù)和判斷方法。“循環(huán)壓力法”真空干燥工藝能使變壓器干燥時(shí)間縮短三分之一左右，提高了絕緣強(qiáng)度合格率，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省了能源。 油式變壓器或干式變壓器的鐵芯和線圈必須要經(jīng)過(guò)干燥才能去掉其中的水分和氣體，否則是無(wú)法使用的，真空干燥的目的便是將變壓器的鐵芯及線圈開(kāi)展充分的干燥，在裝配后才能很有效的提高產(chǎn)品的電氣性能。 現(xiàn)有的變壓器真空干燥工藝要經(jīng)歷加熱、低真空、高真空、降溫、注油或澆注這幾個(gè)階段。用測(cè)量真空度是否到

2、達(dá)工藝要求和規(guī)定一定的時(shí)間來(lái)決定每一階段是否結(jié)束，是否可以進(jìn)入下一個(gè)階段。它的缺點(diǎn)是進(jìn)入注油或澆注階段前，變壓器鐵芯中的水份是否已充分逸出是沒(méi)法真正判斷的。在一定的溫度下，工藝所要求的真空度和時(shí)間已到達(dá)，但水分子的蒸發(fā)和凝結(jié)已到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡，變壓器鐵芯中的水分也許未能完全排出，就進(jìn)入下一階段，這將影響變壓器的電氣性能。另一種情況是工藝時(shí)間雖沒(méi)有到，但變壓器鐵芯中的水分已充分逸出仍在繼續(xù)抽真空，浪費(fèi)大量的能源。因此，我們要用一種新工藝來(lái)判斷真空干燥是否真正結(jié)束而可以進(jìn)入下一階段。以便提高變壓器的電氣性能，節(jié)省能源。 “循環(huán)壓力法”真空干燥工藝能彌補(bǔ)以上缺陷。它把低真空、高真空合二為一，在此階段通過(guò)

3、向真空罐內(nèi)充干燥空氣來(lái)改變罐內(nèi)真空度，以便變壓器中的水分能充分逸出。通過(guò)鐵芯和線圈的溫度和真空度來(lái)確定一個(gè)結(jié)束點(diǎn)來(lái)判斷真空干燥是否真正結(jié)束而進(jìn)入注油階段。 1 、“循環(huán)壓力法”真空干燥的原理 傳統(tǒng)真空干燥原理：傳統(tǒng)的變壓器真空干燥是通過(guò)給真空罐內(nèi)的變壓器加熱，增加變壓器鐵芯中所含水分子的動(dòng)能（WKT 2/2），使其變成水蒸汽從絕緣材料中蒸發(fā)出來(lái)，增加了變壓器鐵芯中的水蒸汽的分壓。再對(duì)真空罐抽真空，降低變壓器周?chē)臻g的壓力，這樣變壓器鐵芯和周?chē)臻g就形成了一個(gè)壓力差P，從而使水蒸汽從變壓器鐵芯中擴(kuò)散、遷移到周?chē)臻g由真空泵抽走，到達(dá)排除變壓器鐵芯中水分和氣體的作用，傳統(tǒng)方法要到達(dá)最好的干燥效果，

4、一是提高溫度，使變壓器鐵芯中的水分能獲得足夠的動(dòng)能變成水蒸汽，但溫度過(guò)高，絕緣材料會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，損壞其絕緣性能。二是提高真空度，以增加P 抽除變壓器鐵芯中的水分和氣體；真空度較高，水蒸汽的飽和蒸汽壓降低，水分子容易變成蒸汽逸出。但真空度也不能無(wú)限制的提高，它受真空泵的極限真空度的限制，再有真空度過(guò)高，氣體分子的熱傳導(dǎo)降低，絕緣材料中的水分子不能獲得足夠的能量而蒸發(fā)，反而會(huì)影響變壓器鐵芯中的水分蒸發(fā)的速度。最后在一定的溫度和真空度下，水分的蒸發(fā)和凝聚到達(dá)一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，變壓器鐵芯中的水分子不能徹底排出，影響變壓器的電氣性能。三是延長(zhǎng)干燥時(shí)間，浪費(fèi)了大量的能源。 “循環(huán)壓力法”真空干燥是在傳統(tǒng)的變

5、壓器真空干燥原理的根底上揚(yáng)長(zhǎng)避短。在真空干燥控制的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)抽到一定的真空度時(shí)，絕緣材料中水分的蒸發(fā)和凝結(jié)到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，由于真空罐內(nèi)氣體分子的熱傳導(dǎo)降低，絕緣材料的毛細(xì)孔中的水分不能獲得足夠的能量變成水蒸汽。這時(shí)通過(guò)一個(gè)放氣閥向罐內(nèi)放入一定量的干燥空氣，以提高真空罐內(nèi)氣體分子的熱傳導(dǎo)，絕緣材料從表層到深層傳遞能量，使其毛細(xì)孔中的水分能獲得足夠的能量變成水蒸汽逸出被真空泵抽走。當(dāng)又抽到一定的真空度時(shí)，再向罐內(nèi)充一定干燥空氣。這樣反復(fù)幾次，大大的提高了變壓器鐵芯中的水分子蒸發(fā)的速度，到達(dá)徹底排除變壓器鐵芯中的水分和氣體的作用。再通過(guò)鐵芯和線圈的溫度和真空度來(lái)確定一個(gè)結(jié)束點(diǎn)來(lái)判斷真空干燥是否真

6、正結(jié)束而進(jìn)入注油階段。 2、“循環(huán)壓力法”真空干燥設(shè)備 實(shí)現(xiàn)“循環(huán)壓力法”真空干燥工藝的設(shè)備組成部分。 2.1、真空罐的加熱系統(tǒng)：真空罐內(nèi)底部?jī)蓚?cè)及后面為四組加熱排管，排管內(nèi)在加熱時(shí)為循環(huán)導(dǎo)熱油，通過(guò)熱輻射的方式對(duì)變壓器開(kāi)展加熱。在底部加熱管上方為變壓器拖動(dòng)小車(chē)，小車(chē)為變壓器提供足夠的支撐，并使變壓器能更方便的移出整個(gè)真空罐，在罐外另配有一套小車(chē)牽引系統(tǒng)，方便小車(chē)在平時(shí)工作中拖動(dòng)。由實(shí)驗(yàn)可知：通過(guò)把鉑電阻溫度探頭放在罐內(nèi)、罐壁，可以控制罐體內(nèi)部的溫度以便于在外部開(kāi)展調(diào)控，以免發(fā)生溫度過(guò)高現(xiàn)象影響產(chǎn)品性能，另附有兩個(gè)測(cè)溫電阻懸空放置在裝有變壓器的條件下，將電阻分別放于變壓器的鐵心和線圈上并將所有

7、電阻通過(guò)真空電極板連接在控制柜中的測(cè)溫儀表上，可以很直觀的通過(guò)控制儀表上的數(shù)值判斷此時(shí)罐內(nèi)變壓器所處的狀態(tài)，溫差可控制在2以內(nèi)。 2.2、真空機(jī)組采用德國(guó)萊寶機(jī)械真空泵（SV300）加二級(jí)羅茨泵(JZ300)，但主閥采用高真空氣動(dòng)擋板閥，并檢查罐門(mén)、視鏡窗等處的密封性能，使真空罐的總漏率控制在20 PaL/s。 2.3、采用德國(guó)萊寶公司的TM21 型真空計(jì)，抗污染的TR216 規(guī)管，并連接到控制柜上，將其中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)以便隨時(shí)查看或打印備份，其控制分為人工控制和自動(dòng)控制兩種操作方式。 2.4、在羅茨泵前安裝冷卻效果好的冷凝器，當(dāng)變壓器鐵芯中的水分蒸發(fā)為蒸汽被真空泵抽走后，經(jīng)過(guò)冷凝器被冷卻成水放出真空系統(tǒng)，增加一個(gè)小的儲(chǔ)水罐，隔一定的時(shí)間將冷凝水放出。防止水蒸汽乳化泵油，提高真空泵的抽氣能力，延長(zhǎng)真空泵的使用壽命。設(shè)備的流程圖如圖1。 5、結(jié)論 “循環(huán)壓力法”真空干燥工藝是可行的，