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揭秘:變壓器干燥處理過(guò)程及原理

發(fā)布時(shí)間:2011-09-22

中心議題:
  • 探討變壓器干燥處理的方法
  • 討論影響變壓器干燥效果的主要因素
解決方案:
  • 感應(yīng)加熱法
  • 真空干燥法
  • 氣相真空干燥法

1 變壓器干燥處理的意義

變壓器干燥的目的是除去變壓器絕緣材料中的水分,增加其絕緣電阻,提高其閃絡(luò)電壓。電壓在3kV以上的變壓器都必須進(jìn)行干燥處理。變壓器器身主要由鐵心和線圈以及絕緣材料裝配組成,裝配好之后,在加入變壓器油之前,一定要經(jīng)過(guò)干燥處理工藝,以去除絕緣材料中的水分和氣體,使其含水量控制在產(chǎn)品質(zhì)量要求的限度之內(nèi),以保證變壓器有足夠的絕緣強(qiáng)度和運(yùn)行壽命。對(duì)高壓變壓器,要求其絕緣材料的含水量在0.5%以內(nèi)。

2 變壓器絕緣干燥標(biāo)準(zhǔn)及干燥處理


(1)干燥標(biāo)準(zhǔn):

①變壓器絕緣油內(nèi)不含水分。油的擊穿電壓不低于出廠數(shù)據(jù)的75%;

②絕緣電阻不低于出廠數(shù)據(jù)的70%;

③介質(zhì)損失角正切不大于出廠數(shù)據(jù)的130%。

(2)變壓器遇到下列情況應(yīng)進(jìn)行干燥處理:

①檢修中更換繞組或絕緣;

②在修理或安裝器身時(shí),器身在空氣中暴露的時(shí)間超過(guò)相應(yīng)的規(guī)定時(shí)間;

③經(jīng)絕緣電阻和吸收比測(cè)量變壓器繞組受潮。

3 變壓器干燥處理常用的方法

(1)感應(yīng)加熱法。是將器身放在原來(lái)的油箱中,油箱外纏繞線圈通過(guò)電流,利用箱皮的渦流發(fā)熱來(lái)干燥的。此時(shí)箱壁溫度不超過(guò)115℃~120℃,器身溫度應(yīng)不超過(guò)90℃~95℃。為了纏繞線圈的方便,盡可能使線圈的匝數(shù)少些或電流小一些,一般電流選150A,導(dǎo)線可用35~50mm2。油箱壁上可墊石棉條多根,導(dǎo)線繞在石棉條板上。感應(yīng)加熱需要的電力,根據(jù)變壓器的類(lèi)型及干燥條件決定。

(2)熱風(fēng)干燥法。將變壓器放在干燥室中,通入熱風(fēng)進(jìn)行干燥。干燥室可依據(jù)變壓器器身大小用壁板搭合,壁板內(nèi)滿鋪石棉板或其它浸漬過(guò)防火溶液的帆布或石棉麻布。干燥室應(yīng)盡可能小,壁板與變壓器之間的間距不應(yīng)大于200mm。可用電爐、蒸汽蛇形管來(lái)加熱。

采用電爐時(shí)消耗的電力按下式計(jì)算:每min通過(guò)干燥室熱風(fēng)量Q,按干燥室容積q來(lái)選擇,一般用Q=15qm3來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

P≈0.07γQ(t2-t1) 式中P-所需電爐電力,kW  γ-空氣定壓比熱(均為0.31)  t2,t1-進(jìn)口熱風(fēng)溫度與周?chē)鷼鉁?,?br />
干燥時(shí)進(jìn)口熱風(fēng)溫度應(yīng)逐漸上升,最高溫度不應(yīng)超過(guò)95℃,在熱風(fēng)進(jìn)口處應(yīng)裝過(guò)濾器或裝金屬柵網(wǎng)以消滅火星、灰塵。熱風(fēng)不應(yīng)直接吹向器身,從器身下面均勻地吹向各部,使潮氣通過(guò)箱中通風(fēng)孔放出。

(3)真空干燥法。這種干燥方法,是以空氣為載熱介質(zhì),在大氣壓力下,將變壓器器身或繞組逐步預(yù)熱到105℃左右,才開(kāi)始抽真空進(jìn)行處理。由于熱傳遞較慢,內(nèi)外加熱不均勻(內(nèi)冷外熱),高電壓大容量的變壓器由于具有較厚的絕緣層,往往預(yù)熱需要100h以上,生產(chǎn)周期很長(zhǎng),而且干燥得不徹底,很難滿足變壓器對(duì)絕緣的要求。但設(shè)備簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便。

(4)氣相真空干燥法。這種干燥方法是用一種特殊的煤油蒸氣作為載熱體,導(dǎo)入真空罐的煤油蒸氣在變壓器器身上冷凝并釋放出大量熱能,從而對(duì)被干燥器身進(jìn)行加熱。由于煤油蒸氣熱能大(煤油氣化熱為306×103j/kg),故使變壓器器身干燥加熱更徹底,更均勻,效率很高,并且對(duì)絕緣材料的損傷度也很小。但由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,造價(jià)較高,目前只限于在110kV及以上的大型變壓器器身干燥處理中應(yīng)用。
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4 變壓器干燥處理后應(yīng)符合的要求

(1)不管采用哪種方式加熱干燥變壓器,在無(wú)油時(shí),變壓器的器身溫度不得超過(guò)95℃,在帶油干燥時(shí)油溫不得高于80℃,以避免油質(zhì)老化。如果帶油干燥不能提高絕緣電阻時(shí),應(yīng)把油全部放出,無(wú)油干燥

(2)采用帶油干燥法應(yīng)每4h測(cè)量一次絕緣電阻和油的擊穿電壓。當(dāng)油擊穿電壓呈穩(wěn)定的狀態(tài),絕緣電阻值也連續(xù)6h保持穩(wěn)定,即可停止干燥。

5 變壓器干燥過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)干燥室如不抽真空,則在箱蓋上應(yīng)開(kāi)通氣孔或利用油門(mén)孔等使潮氣放出。

(2)采用帶油加熱時(shí),應(yīng)在油箱外裝設(shè)保溫層,保溫層可用石棉布、玻璃布等絕緣材料,不得使用易燃材料,并應(yīng)采取相應(yīng)的防火措施。

(3)為提高繞組的干燥質(zhì)量,有兩大因素必須認(rèn)真考慮:一是控制干燥溫度;二是提高設(shè)備的真空度。對(duì)第一點(diǎn),一般的干燥設(shè)備都能夠滿足工藝要求,對(duì)第二點(diǎn),則受諸多因素的影響,必須統(tǒng)籌考慮,合理安排,以取得良好的干燥效果。

(4)干燥時(shí)抽真空的過(guò)程中,在開(kāi)始烘燥的低溫階段,不宜抽真空或在低真空情況下烘燥,否則不利于鐵心溫度的升高和潮氣的排除,當(dāng)溫度升至70~80℃時(shí)開(kāi)始提高真空度。烘燥進(jìn)行1~2h時(shí),油箱內(nèi)水蒸汽較多,熱輻射能力提高,內(nèi)部溫度趨于均勻,水分也逐漸減小,熱輻射能力又降低。

(5)干燥后鑒定絕緣的方法和該測(cè)試的變壓器技術(shù)指標(biāo)。變壓器經(jīng)過(guò)干燥后,對(duì)它的絕緣性能需作一次全面鑒定,以檢查其干燥效果。鑒定的項(xiàng)目,除套管外,其余均與吊心大修時(shí)試驗(yàn)項(xiàng)目相同。

6 影響變壓器干燥效果的主要因素

(1)要有足夠的熱能。一臺(tái)大型變壓器有數(shù)百公斤到數(shù)噸的絕緣體,含有大量的水分,因此在干燥過(guò)程中需要相當(dāng)多的熱能。

(2)絕緣材料內(nèi)部與周?chē)橘|(zhì)的水蒸汽分壓差值越大,絕緣材料中的水分蒸發(fā)、擴(kuò)散、遷移的也越快。降低絕緣周?chē)橘|(zhì)水蒸汽的分壓和提高絕緣材料的溫度,可以增大差值。

(3)絕緣材料的擴(kuò)散系數(shù)取決于絕緣材料的含水量、溫度及周?chē)諝鈮毫Α?br />
(4)干燥進(jìn)程的時(shí)間要短,干燥時(shí)間主要取決于最終所要求達(dá)到的含水量指標(biāo)。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,變壓器絕緣材料的干燥處理就是把材料中的水分轉(zhuǎn)移到周?chē)橘|(zhì)中去的過(guò)程,為了提高絕緣材料的干燥速度,人們從提高器身干燥溫度和油箱內(nèi)真空度著手,采取了許多干燥方法,來(lái)處理干燥過(guò)程中遇到的許多實(shí)際問(wèn)題。各種干燥處理方法都有各自的應(yīng)用場(chǎng)合及優(yōu)缺點(diǎn),應(yīng)因地制宜地進(jìn)行。隨著變壓器生產(chǎn)的發(fā)展,相信將有更多、更先進(jìn)的干燥設(shè)備和干燥方法,用于提高變壓器的干燥質(zhì)量。
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