关于油浸式变压器变压法真空-干燥设备分析

邓从跃

（中山凯旋真空科技股份有限公司，广东 中山 528478）

目前，随着现代电力行业的不断发展，变压器作为一种常见的电力设备在工业生产以及社会生活中都有广泛应用，既节省了人力物力，还大大提高了工作效率。变压器的正常运行对于供电的稳定性具有直接影响，同时关系到人们的生命及财产安全。油浸式变压器油纸绝缘对水分具有较高的亲和度，水分对于油浸式变压器的绝缘性能具有直接影响，若绝缘系统中水分含量过高很可能加速绝缘材料的老化，并对设备的绝缘性能造成较大的影响，导致设备运行过程中出现各种问题。因此，需要重视变压器的干燥处理。文章主要针对油浸式变压器变压法真空干燥设备展开分析。

1 油浸式变压器干燥工艺现状

变压器干燥工艺主要是去除绝缘材料中的多余水分，而多余水分主要是以吸附的方式附着在绝缘材料中，从理论上分析，水分在附着过程中获得足够的能力就能够转变为水蒸气分子，然后通过材料间隙向周围扩散，从而脱离附着部位。

针对油浸式变压器的绝缘干燥处理，主要是根据变压器绝缘受潮程度以及现场状况采取不同的干燥方法，例如热油循环、真空干燥、零序、短路、热风、热损等方法。热油循环主要是利用导热油将热量带到加热设备上的一种循环模式。但是在实际应用中发现，零序、短路、热风、热损等方法存在较多的问题，在实际应用中的使用价值不高。目前主要是采用热油循环以及真空干燥的方法，其中真空干燥表现出了较好的应用效果。因此下文主要针对变压法真空干燥技术展开探讨。

2 变压法真空干燥技术

油浸式变压器中的水分主要附着在绝缘材料的内部和表面，因此干燥处理过程可以分为三个环节：表面干燥、内部干燥以及深层干燥。一般来说，油浸式变压器水分蒸发速度与周围介质中的水蒸气压强有直接相关性。传统真空干燥方法是在接近地表大气压的环境中进行的，采用空气作为介质，首先需要将变压器加热至100℃以上，然后进行真空处理，多数企业在使用传统真空干燥技术时实际加热度数为105℃。多数研究证实，传统真空干燥技术存在导热效率不高的问题，由于传热速度较慢导致花费时间较长，且干燥效果不够理想。加热不匀使得内部温度达不到理想度数，无法实现深层干燥，加上大容量、电压高的油浸式变压器的绝缘层通常较厚，若采用传统真空干燥技术，在预热环节中就需要消耗100小时，处理效率低。但是该方法也有一定的优点，主要集中在操作简单且经济实惠的优势。但是总体来看，传统真空干燥技术的应用价值不高，效率较低。因此目前许多企业针对传统真空干燥技术进行改革与优化。

变压法真空干燥技术是近些年来油浸式变压器真空干燥中常用的一种方法，在实际处理中表现出了较好的应用效果。在变压器干燥过程中，材料表面水分直接蒸发的同时，内部水分也正在进行扩散蒸发。绝缘材料内部水蒸气分压压强与介质水蒸气分压压强的差值越大，水分蒸发速度也就越快。因此，需要提高绝缘材料的温度，从而提高材料内部的水分压，同时采用真空的方式来降低介质中的水蒸气分压强。加热以及真空处理是真空干燥中的重点，如何处理两者之间的平衡是真空干燥技术的核心环节。变压法真空干燥技术主要是利用变压的方法来控制干燥过程中的压强变化，从而解决预热与真空处理之间的重读，从而获得较好的干燥效果。

变压法真空干燥工艺主要分为四个环节：预热、变压脱水、终干以及终点判断。

（1）预热：加热升温是预热环节的主要任务，该方法主要是先通过低真空处理，利用罐内空气以及蒸发出的水蒸气通过对流以及传导的方式将热量从加热器传送到变压器内部，从而让内部环境快速升温。预热过程中可以通过循环充气将蒸发出的水蒸气排出，并借助搅拌效应确保罐内加热均匀。当罐内中的空气、绕组以及铁心温度达到预定参数时，即可进行下一环节。

（2）变压脱水：在此过程中，需要充分利用绝缘材料蒸发出的水蒸气以及对流效应，补充由于汽化造成的热量损失，同时及时将材料中蒸发的水蒸气排出。在经过逐级抽真空处理之后，绝缘材料中残存的水分相对来说已经较少，汽化热辐射即可完成材料内部干燥以及深层干燥所需的要求。当罐内压力、温度等参数达到变压法真空干燥技术的标准数值之后即可进行终干处理。

（3）终干：连续抽真空能够让罐内压强不断下降，从而进一步增加绝缘材料内外空间的水蒸气分压压强的差异，从而不断排出绝缘内部残存的水分，直到罐内压强达到终干。

（4）终点判断：罐内真空达到终干之后，进行各监控点温度、泄漏率的检查，若达到标准参数后，即可进行终点判断，确定油浸式变压器干燥处理是否合格。图1为真空干燥流程图。

图1 真空干燥流程图

变压法真空干燥的优势如下。

（1）变压法真空干燥技术利用汽化热效应提高了干燥处理效率，并且利用压强变化，提高了预热与真空处理之间的有效性，突破了传统真空干燥技术的限制，并且可以采用简单的设备就能够实现传热效率的提升，从而缩短干燥处理的时间，并且能够减少能耗，提高企业的经济效益。

（2）终点判断采用了在线自动判断技术，主要是利用了PLC设备以及在线监测装置，能够实现连续在线测量、计算以及判断，具有较高的可靠性，减少了人工工作量。

（3）自动化技术的应用提高了系统的运行效率，加上PLC设备本身具有的控制与保护功能，能够实现全自动控制，从而提高了系统的现代化水平。

（4）该技术具有较高的安全性与环保性，运行费用低，能够满足现代社会对油浸式变压器绝缘干燥工艺的要求。该技术适用于中小型变压器厂，具有投资小、效率高的优势，能够缩短产品的生产周期，提高企业的经济效益。

3 结语

综上所述，油浸式变压器作为现代电力网络中的重要设备，设备运行的安全性对于供电网络具有直接影响。绝缘干燥处理关系着油浸式变压器的整体使用性能，因此需要重视油浸式变压器绝缘干燥处理工艺的改进。在实际工作中发现，真空干燥工艺在油浸式变压器绝缘干燥处理中具有较好的应用效果，尤其是变压法真空干燥技术，该技术具有干燥处理效率高、能耗低且干燥效果好的优势，能够避免线圈烤焦、铁心生锈的问题，能够提高变压器厂的生产效率，值得在油浸式变压器实际生产中推广使用。