浅谈变压器与真空干燥

浅谈变压器与真空干燥

摘要:真空变压法干燥炉的优良特点达到了变压器干燥的目的,干燥方法原理简单操作方便,设备多样化。传统真空干燥方式和喷油干燥式相结合,有效地为变压器的真空干燥奠定了基础。

关键词:真空干燥;水分蒸发;加热-蒸发;干燥

中图分类号:TM41 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)24-0007-02

真空变压法干燥设备采用了罐内对流换热、传导换热和低压辐射三种换热方式,同时对线圈及器身进行加热,增加了变压加热及降压蒸发两个重要的工艺过程,由于吸收了国外煤油气干燥设备的特点,结合变压器干燥过程中水分蒸发的物理过程,而设计了独具特色的真空系统。

1真空变压法干燥炉具有的特点

本设备具有极高的真空度,冷态下可达到100 Pa。本设备采用了可靠的温度调节控制方式,经实践证明,最终器身温度可达到110 ℃±5 ℃。

在冷凝器中均有大量的冷凝水放出,有效的避免了干燥过程中水分对真空泵内的污染。

由于采用了限流变压方式,而使在加热过程中由器身中蒸发出来的水蒸气,部分由真空系统中泄漏泵抽走,且不污染真空泵本身。

在加热过程中,根据器身温度不同而多次采用限流变压方式将真空罐压力降至一定的数值,从而为器身绝缘内水分的蒸发创造最合适的条件,加快了水分蒸发速度,而使干燥工艺中的最关键过程“加热—蒸发”过程处于一个合理的状态。由于器身在干燥过程中始终处于负压加热—蒸发的状态,因而与传统老式干燥设备相比,降低了绝缘本身在高温、高湿、高氧环境中所受的损坏,有效的防止了铁心生锈现象的产生。

本设备采用PLC可编程控制器自动控制系统,可以自动测量。

2真空干燥的目的及原理

2.1目的

(1)绝缘纸板的质量介数与网络电压的关系要求质量分数在1 %以下,在不同温度下,网络电压都较高,其变化也小。水的质量增大时,网络电压降的很快。

(2)在变压器器身上,除了铁心和导线外几乎全是绝缘材料。例如,线圈的匝间绝缘、撑条垫块端绝缘、静电板、铁轭绝缘、引线绝缘以及引线支架等,全是由

纤维质地绝缘材料构成的,在器身装配过程中,绝缘材料还会进一步受潮或浸湿。材料中的水分子,不仅使绝缘材料膨胀,影响几何尺寸,更重要的是,绝缘材料内的含水量,严重地影响着介质的电气强度、介质损耗加油的含量。

2.2原理

加热干燥处理是为了把存在于绝缘材料微毛细孔中的水分变成蒸气分子,并扩散、迁移,从而使绝缘材料干燥。然而,绝缘材料中水分的蒸发、扩散、迁移,主要取决于绝缘材料内部与外围空间的水蒸气分压差△P。绝缘材料中的水蒸气分压越高,周围空间压力越低,则△P越大,绝缘材料中的水分蒸发、扩散、迁移也越快。所以,关键在于如何增大△P,办法是:降低绝缘材料周围空间的压力,即对干燥罐抽真空。真空度越高,周围空间压力越小。给绝缘材料加热,提高绝缘材料的温度。

3真空干燥处理方式

3.1传统真空干燥方式

这种干燥方式,是以空气为载热介质,在大气压下,将变压器器身或绕组逐步预热到105 ℃左右,再开始抽真空,继续处理。这种干燥方法,预热是在大气压下进行的。因此,干燥温度不能太高,一般在105 ℃左右。由于热传递较慢,内外加热不均匀(内冷外热)。高电压大容量变压器由于具有较厚的绝缘层,往往预热需要10多个小时,生产周期很长,而且干燥的不彻底,很难满足变压器对绝缘的要求。这种处理方式的优点是设备简单、操作简便,因此被多数变压器厂所采用。它的干燥周期为100 %。

3.2喷油干燥式

此种干燥方式是在真空下对变压器器身喷以热的变压器油来加热器身,由于加热过程是在真空下进行的,所以加热温度可比传统干燥加热温度稍高,同时由于热油被喷到器身的各个部位,可沿器身流下,加大了受热面积,因此加热也比传统方式均匀,干燥时间相对较短。但因为喷油是在绝缘材料中的水分尚未蒸发前进行的,而绝缘材料浸入变压器油后,其扩散系数较无油材料降低甚多,又影响水分的蒸发,因此干燥时间也相当长。

4真空干燥常用的主要设备

4.1真空罐

真空罐是真空干燥处理的主要设备,分为立式和卧式两种。对大容量高电压要求真空浸油的变压器多使用立式的。立式真空罐的特点:①一般罐体较大,便于大型变压器干燥处理;②罐体大部分坐落在地下,减少了吊高,便于大型变压器出入炉;③用灌盖自重和压差压紧密封条,密封性能较好,也便于制造;④适合于真空浸油的变压器器身处理;⑤立式真空罐性能指标真空度较高,真空浸油。

4.2真空泵

旋片式真空泵是一种容积泵,主要由定子、旋片、转子组成。它借助于旋片在泵腔中的连续运转将气体吸入并压缩,最后由排气口排出。

4.3油泵

齿轮式油泵主要部件由泵体和两个互相配合转动的主动和从动齿轮组成。叶片式油泵主要具有椭圆形内表面的定子,装有许多叶片的转子及转子两侧的配油盘组成。

5加热真空干燥工艺

加热真空干燥工艺是靠真空罐内的蒸气加热器,利用空气的对流并利用热传导和辐射来加热器身,利用传导而使器身内部温度上升。抽真空过程中,由于抽真空的水分蒸发快,绝缘内部的温度大幅度下降,靠辐射来补充热量不能维持较高的温度。抽真空的初期绝缘内部温度可能下降到50 ℃左右,以后也很难达到110 ℃,尽管在较高温度下,靠较高的真空度水分也能蒸发,但干燥时间很长。因此,加热真空干燥的方法,适用于电压在60 kV及以下,容量10 000 kV A及以下各种油浸变压器的器身真空干燥处理。

参考文献

1 变压器制造技术丛书编审委员会编.变压器处理工艺.北京:机械工业出版社,1998.4

2 真空变压法干燥设备使用说明书.沈阳友邦真空设备有限公司

V oltage Transformer and Vacuum are Dry

Wang Shuli

Abstract:The vacuum varied voltage the fine characteristic of the dry stove of law achieved the dry purpose of the voltage transformer, the dry method principle is simple and easy to operate, the diversification of the equipment. The dry way of the traditional vacuum and gushing out the dry type of oil to combine together is dry for the vacuum of the voltage transformer effectively have established the foundation.

Key words:the vacuum is dry; the moisture is evaporated; heating-evaporation; dry