煤油氣相干燥設(shè)備在變壓器器身干燥中的應用研究

引言：煤油氣相干燥設(shè)備是當前應用比較廣泛的設(shè)備，它主要是在生產(chǎn)高電壓容量電力變壓器產(chǎn)品中而應用的一種設(shè)備。這種設(shè)備應用起來非常實用，也有很多高效的特點。本文針對其應用性進行了全面的研究，在文章中詮釋了煤油氣相干燥設(shè)備在變壓器器身中的具體應用，筆者以自己對煤油氣相干燥設(shè)備的了解闡述了其設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，結(jié)合自身多年的工作經(jīng)歷講解設(shè)備的優(yōu)點與實用性，同時進一步指出了其設(shè)備在生產(chǎn)使用過程中常見的缺點。

為了更好的了解煤油氣相干燥設(shè)備在變壓器器身干燥中的重要作用，我們就要對其設(shè)備有一個全面的認知與分析。煤油氣相干燥設(shè)備是當前應用比較廣泛的設(shè)備，它主要是在生產(chǎn)高電壓或者大容量電力變壓器產(chǎn)品慣用的一種設(shè)備，目前，在我國國內(nèi)專用煤油氣相干燥設(shè)備也已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)化了。

一、對煤油氣相干燥設(shè)備的參數(shù)技術(shù)的了解與認知

當前我們國家的很多企業(yè)都已經(jīng)引進了煤油氣相干燥設(shè)備，可以說為我國的很多企業(yè)做了無可取代的貢獻。一臺設(shè)計良好、制造工藝完美的變壓器，如果干燥處理不好，將直接影響變壓器運行的安全性和可靠性。讓我們通過一組曲線來說明絕緣材料的含水量對介質(zhì)電氣性能的影響：

從變壓器的結(jié)構(gòu)我們知道，變壓器的器身除了鐵芯、導線外，幾乎全是絕緣材料。例如：線圈的匝絕緣、墊塊、端絕緣、紙板筒、角環(huán)等基本上都是由纖維質(zhì)的絕緣材料構(gòu)成。這些纖維質(zhì)的絕緣材料通常含有6-8%的水分，在器身裝配過程中，絕緣材料還會進一步受潮或浸濕。絕緣材料的含水量嚴重影響介質(zhì)的電氣強度，影響變壓器的可靠性和使用壽命。

纖維絕緣材料的含水率一般為是6～8%，干燥后要達到的標準平均含水率為0.5--0.1%，這樣排除的水量按5.5%計算，一臺絕緣重量為10噸的變壓器干燥過程中要排除550公斤的水。 實踐中處理一爐產(chǎn)品排出200--300公斤水是很正常的。大產(chǎn)品一爐最多的出水曾經(jīng)達到過1000公斤。由此可見，使用氣相干燥設(shè)備對變壓器產(chǎn)品質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。

氣相干燥設(shè)備運行的最高溫度為130攝氏度左右，在設(shè)備中還存在冷態(tài)極限真空度以及最終工作真空度，其中冷態(tài)極限真空度的范圍為≤5帕，而最終工作真空度為≤10帕。這其中整體的泄漏點非常小，冷態(tài)是〈500Pa·L/s，在技術(shù)參數(shù)中要求設(shè)備具有蒸餾的能力。這種功能可以促進設(shè)備適用于正常產(chǎn)品以及有油產(chǎn)品的設(shè)備干燥。設(shè)備中的罐體具有一定的規(guī)格，一般適用于110千伏變壓器器身干燥的設(shè)備規(guī)格是長、寬、高處于8500mm、4500mm、4500mm的范圍中。在設(shè)備的罐門開起以及關(guān)閉中可以適當?shù)牟捎靡簤候?qū)動設(shè)備。對于平車進出罐基本上是采用設(shè)備中的電動牽引機構(gòu)進行的。

罐口是液壓泵驅(qū)動的軌道橋和罐門地溝蓋板，在設(shè)備中的平車臺面是又花紋的鋼板而形成，同時伴有透氣孔，這樣透氣性非常良好。在罐口的密封上采用氟橡膠的密封膠圈。同時罐體采用的是蒸汽排管加熱系統(tǒng)，這樣就能自動的控制溫度，罐內(nèi)各處的溫度差距基本上是小于5攝氏度，配置還有大約10只主要的溫度測量的探頭，分別測量設(shè)備器身以及罐內(nèi)空間的主要溫度。在罐體外壁還安裝了麥氏真空計真空測量接口，并配一件麥氏真空計，這樣更好的對其進行計算與測量。罐體外還配置了大約8個測量絕緣電阻，在設(shè)備中的真空罐壁里面的蒸發(fā)器上安裝兩個觀察窗口，同時還要給予一些照明系統(tǒng)，這樣不僅利于觀察還能更好的對里面的應急情況進行處理。在設(shè)備的真空罐里面可以巧妙的結(jié)合過濾器進行接觸真空。根據(jù)調(diào)查看到過濾器的主要精度是10μm左右。真空罐口主要安排在廠房內(nèi)，上方主要安裝用來排煙的主要裝置，這些裝置通向室外，確保了煙霧的外流。罐體外部主要是外用硅酸鹽棉進行保溫，外層還采用了彩色鋼板進行裝置，外部溫度不會超過環(huán)境溫度15攝氏度之上，其中管路系統(tǒng)的泄漏點也非常低，大約<100Pa·L/s。其中手動、氣動蝶閥，真空管件及耐油密封件等關(guān)鍵零部件要求性能可靠，不泄漏，操作方便。

該設(shè)備主要采用工業(yè)自動控制計算裝置，具有半自動化的人工手動裝置，這樣在運行過程中顯示器能更好的記錄整個內(nèi)容，操作人員的操作上節(jié)省了時間與人力。只需要輸入相關(guān)的初始參數(shù)以及安全設(shè)置等相關(guān)所需的內(nèi)容，該設(shè)備還具有多種報警裝置，確保發(fā)生任何事件的安全性。

二、煤油氣相干燥設(shè)備的優(yōu)點

2.1高效的加熱速度以及溫度

煤油氣相干燥設(shè)備具有一個非常典型的優(yōu)點就是與傳統(tǒng)的變壓干燥方法相比較，煤油氣相干燥的加熱速度非常快，溫度提升效率高。因為對變壓器的加熱是在無氧的狀態(tài)下進行的，所以加熱溫度可以達到125～130℃，而不引起絕緣的老化。雖然加熱溫度僅提高了十幾度，但絕緣內(nèi)的水蒸汽分壓卻提高了2倍。所以對排除水分是十分有利的。如果加熱過高就會使很多介質(zhì)損耗，最后能得到的溫度就是115攝氏度左右，有助于變壓器產(chǎn)品的高效處理。

2.2均勻的加熱效果

熱風循環(huán)加熱時，必須給載熱介質(zhì)以循環(huán)通路產(chǎn)品的一些死角

空間難以加熱。而汽相干燥是具有相變的換熱，對于死角空間進去的是汽相，冷凝放熱后，出來的是液相，不需要十分暢通的循環(huán)通路便可將這些死角空間均勻地加熱。因此絕緣的表面溫度分布比較均勻。另一方面，凝結(jié)成液體的煤油，可以攜帶著熱量進入絕緣材料內(nèi)部，使得絕緣材料的深層溫度分布也比較均勻。而溫度分布的均勻性，對干燥處理效果也是致關(guān)重要的。同時又能在加熱完了后，使煤油很容易蒸發(fā)而不影響高真空階段水分的擴散。

2.3干燥速率高

對于煤油氣相干燥設(shè)備的一個主要的優(yōu)點就是其干燥速率非常高，變壓法真空干燥采用的是空氣作為加熱的主要媒體，在干燥的過程中，如果過高的溫度就會促進絕緣件的老化，而變壓器的絕緣材質(zhì)主要是良好的A級絕緣材料。在空氣環(huán)境中，就要做到全面的考慮，充分考慮絕緣的老化因素，一般是出于110攝氏度以下的溫度范圍值。而煤油氣相干燥設(shè)備在加熱的過程中將真空的氣相干燥罐抽到較高的真空度，約700 Pa在加熱過程中，真空干燥罐中的殘余氣體和泄漏氣體由泵連續(xù)抽出。因此，器身的加熱溫度可以提高到130℃。所以煤油氣相干燥的干燥速率遠高于變壓法真空干燥罐。

2.4設(shè)備干燥后的器身的清潔

當前，很多企業(yè)選擇煤油氣相干燥設(shè)備，其原因之一在于干燥后的器身的清潔。在干燥過程中，煤油蒸汽與變壓器器身進行了交換產(chǎn)生熱量，這個過程結(jié)束以后沒有蒸汽冷凝后就會隨著液體流到設(shè)備的器身之外，這樣器身中所帶有的灰塵以及纖維等很多雜質(zhì)都被沖刷了下來，這樣在干燥處理以后器身或修理品就特別的清潔。

2.5 高效的自動化效率

對于煤油氣相干燥成套設(shè)備來講，其使用上，工藝較為復雜，設(shè)備的主要元件數(shù)量非常多，設(shè)備中的其他部件都有互鎖關(guān)系，這樣就會促進其自動化產(chǎn)生高效的效率。在操作的時候操作工使用計算機人機對話系統(tǒng)，這樣還能更好的將設(shè)備運行過程中的數(shù)據(jù)更好的進行保存。為工藝人員對產(chǎn)品干燥的工藝參數(shù)的修改提供了可靠的、及時的依據(jù)。

2.6具有超強的產(chǎn)品處理能力

在煤油氣相干燥設(shè)備中罐內(nèi)可以容納很多臺比較大的容量的產(chǎn)品。在產(chǎn)品訂貨量不斷增加的形式下，該設(shè)備也能很好的保證變壓器產(chǎn)品的按時交貨，不會耽誤時間。這樣超強的產(chǎn)品處理能力非常受大家的歡迎與企業(yè)的熱愛。

三、在設(shè)備使用過程中常見的缺點

3.1設(shè)備中的排煙問題

在煤油氣相干燥設(shè)備的作業(yè)過程中尤其是在蒸餾的處理時候，會產(chǎn)生很多的煙霧，雖然安裝了排煙的風罩但是要全部的排出還是需要很長的時間。由于干燥罐與廠房直通，有煤油氣味，操作工不得不戴口罩工作，所以給生產(chǎn)帶來一定影響。這樣的問題是設(shè)備使用中不可忽視的問題，在這里建議一些企業(yè)在確立該項目的時候可以做出全面的考慮。將那些罐體設(shè)置在廠房的外面，也可以對排煙設(shè)備進行綜合的改進。筆者認為也可以在罐頂加設(shè)一個排煙的管道，一旦蒸餾處理完事以后，就以第一時間打開閥門，進行排煙過程，這樣就能降低煙氣產(chǎn)生的影響。

3.2平車供電電纜的軋斷

設(shè)備在平車進出器身過程中，供電電纜非常容易軋斷。因為平車電源在平車的導軌外面，這樣平車電動機控制箱體的位置處于在導軌中央的時候，其電纜會經(jīng)過操作過程中的不斷的摩擦，在運行的過程中，操作工人一旦不注意就會將電纜弄斷。在這里建議可以讓平車電源中的插座設(shè)在平車導軌的中央位置，這樣電纜就能運用卷筒的形式進行收放，這種操作方式適當?shù)臏p輕了操作工帶來的負擔，也可以保證電纜的完整性。

3.3耗能高

煤油氣相干燥設(shè)備還有一個缺點就是耗能高，在這里耗能主要表現(xiàn)在兩個方面，一個就是用電量，另一個就是蒸汽量，所以在設(shè)計過程中還需要綜合考慮各方面因素，不斷降低煤油氣相干燥設(shè)備在運行中的能源損耗。

四、總結(jié)

總體來看，煤油氣相干燥設(shè)備具有很大的優(yōu)點，同時從煤油氣相干燥設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)上也可以看出其設(shè)備的使用效率以及帶來的實際利潤。雖然在某種程度上還需要不斷的改進，但是總體帶來的益處之大，深受變壓器企業(yè)認可。

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（作者單位：天威保變（合肥）變壓器有限公司設(shè)備能源部）