淺談大型變壓器的真空變壓干燥

摘 要：水分對大型變壓器的正常工作影響非常大，當變壓器受潮后需要對其進行干燥處理，傳統的干燥方法極易造成絕緣表層毛細胞的萎縮現象，進而減少了絕緣層深部的水分蒸發，導致干燥并不徹底。真空變壓干燥工藝具有干燥程度高、干燥時間短、干燥成本低等優點，在對大型變壓器的干燥過程中具有良好的效果。本文詳細介紹了大型變壓器的真空變壓干燥原理、干燥工藝過程以及干燥工藝特點，促進了真空變壓干燥工藝在大型變壓器干燥中的應用，從而推動了大型變壓器真空變壓干燥技術的長遠發展。

關鍵字：大型變壓器；真空變壓；干燥

1 前言

隨著我國科學技術水平的不斷提高，電力在人們生活和工作中的應用越來越廣泛，人們進行各項活動都離不開電力。在發電廠中產生的電能，要經過變壓器才能輸送到最終的電用戶，但是變壓器由于密封不良或者外界環境的不良影響，造成水分進入到變壓器中，導致變壓器不能正常的進行工作。近年來對于變壓器干燥處理的研究較多，其中以真空變壓方法的干燥處理效果較好。真空變壓干燥技術與我國變壓器干燥的實際情況相適應，其具有干燥效果優良、設備穩定性好、干燥效率高等特點，在變壓器干燥的實際應用中能獲得良好的經濟效益。

2 變壓器真空變壓干燥原理分析

在采用真空變壓方法干燥變壓器的過程中，變壓器中絕緣材料表面上的水分受熱后直接蒸發除去，但是在變壓器內部材料中的水分需要進行擴散蒸發。當絕緣材料內部水蒸氣分壓強與變壓器周圍水蒸氣分壓強之間的差距越大，絕緣材料內部水分蒸發和擴散的速度也就越快。因此，關鍵在于提高絕緣材料的溫度，隨著材料溫度的升高，材料內部水蒸氣的分壓強也逐漸升高。同時，還要采取措施降低變壓器周圍水蒸氣的分壓強，通過抽真空就能降低周圍介質的水分壓。因此，在變壓器的干燥過程中，需要平衡加熱與抽真空，即采取變壓的方式，進而實現干燥過程中對壓強的有效控制。

3 真空變壓干燥工藝

真空變壓干燥工藝在實際的變壓器干燥過程中，主要分為以下四步：

3.1 預熱階段

該階段的主要工作是對變壓器進行加熱升溫。充分利用真空泵的氣鎮效應提高干燥罐的真空度，同時，通過加熱器加熱罐內空氣和水分，通過空氣和水蒸氣的對流及熱傳導將熱量傳遞給變壓器，從而快速的提高繞組及鐵心的溫度。而且，在預熱階段通過循環空氣流動，不僅可將已經變為水蒸氣的水分除去，還可通過空氣的流動提高干燥罐內的溫度均勻性。

3.2 變壓脫水階段

在該階段通過利用絕緣材料中揮發出的水蒸氣和空氣的對流傳熱，將熱量傳遞給變壓器，從而補償變壓器由于脫水汽化而損失的熱量，而且由于空氣的循環可以將揮發出的水蒸氣帶出變壓器外，從而除去水蒸氣。因此，在變壓脫水的過程中，既除去了變壓器中的水蒸氣，又通過熱量的傳遞維持了變壓器的溫度。

3.3 終干階段

變壓器經過了變壓脫水階段后，其中的絕緣材料含水量已經大大的降低，所殘存的水量微乎其微，除去這部分剩余水所需要的熱量通過輻射的熱量就能滿足。在該階段，繼續對真空罐進行抽真空，不斷提高真空罐內的真空度，從而降低真空管內的壓強，進一步增大絕緣材料內外的水蒸氣分壓強之間的差值。隨著分壓差值的不斷增大，絕緣層中剩余的水分會逐漸地被抽出，直至真空管內的壓強達到終干壓強。

3.4 干燥終點判斷階段

在該階段，當真空罐內的真空度達到了終干壓強，并且各個溫度檢測點的溫度均符合要求后，就可以認為干燥過程達到了干燥終點，然后對變壓器的干燥程度進行檢查，確認干燥度是否符合要求。當符合要求后，就完成了變壓器的干燥；若干燥度不符合要求，則繼續對變壓器進行干燥處理，直至干燥度符合要求。

4 真空變壓干燥技術特點

變壓器的真空變壓干燥技術的特點主要如下：

（1）該技術與以往干燥技術不同的是，依靠干燥過程中脫出的水蒸氣作為傳熱的介質。該技術充分的利用了水蒸氣的汽化熱提高了加熱變壓器的效率，同時在干燥過程中通過對真空罐的抽真空處理，正確處理了變壓器的加熱與真空罐抽真空之間的關系。由于該技術打破了傳統干燥技術的限制，從而在干燥變壓器的過程中具有高效的熱傳導、節約能源、干燥時間短、加熱均勻等優點。

（2）在真空變壓干燥的過程中，通過判斷干燥終點來控制整個干燥過程，實現了在線自動判斷變壓器的干燥終點。在不增加任何資金投入和專用測量設備的前提下，保證了變壓器具有較高的干燥質量。通過充分利用可編程控制器、真空罐真空度以及溫度測量系統等，可以實現計算與測量過程的自動化控制，不僅可以減輕工人的檢測勞動量，還能確保測量結果具有較高的精度。

（3）干燥設備運行較為可靠。真空變壓干燥技術中所采用的干燥設備主要有：真空干燥罐、儲水罐、羅茨泵、冷凝器、加熱器等。所使用設備的技術都是非常成熟的，具有安全環保、節約能源、系統效率高等優點，在運行過程中對周圍環境的要求不高，同時設備的運行成本也較低，與當前變壓器干燥的要求相符合。

（4）自動化程度高。干燥過程中采用的電控系統是由德國生產制造的、可以進行編程操作的控制器進行智能控制的，能夠對整個干燥過程進行完美的控制和保護，具有非常高的自動化程度。同時，干燥設備的控制方式可以在自動操作和手動操作之間切換，當智能系統出現故障時，可以采用手動進行控制。而且，智能系統還會隨著干燥條件的變化而自動調整干燥的參數，從而保證了干燥的質量和整個干燥時間。

5 結論

總而言之，采用真空變壓干燥方法對大型的變壓器進行干燥，與傳統的恒壓干燥和熱風循環干燥相比具有非常明顯的優勢。在干燥產品質量的提升、干燥周期的縮短、能源利用效率的提高上具有非常好的效果，因此，企業應該工藝充分的利用到實際的干燥工作中，進而獲得良好的經濟效益。在實際的變壓器干燥過程中，應對干燥的要求進行充分考慮，然后再將真空變壓干燥工藝應用到變壓器的干燥過程中。本文對真空變壓干燥工藝的原理進行了相近的分析研究，并對其整個干燥工藝進行了比較全面的闡述，然后對該工藝的特點進行了細致的分析，對于促進真空變壓干燥工藝在大型變壓器干燥中的應用起到了一定的推動作用。

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作者簡介

吳銀紅（1986-），男，湖南長沙人，本科，畢業于長沙學院，助理工程師。