变压法在大型电力变压器干燥过程中的应用

王松沛

摘 要：对于大型电力变压器来讲水分是影响其运行寿命的一个重要因素，所以要想在变压器运行的过程中避免水分对使用寿命的影响，就应当对变压器中的水分进行干燥。变压法是现在大型电力变压器在进行干燥时所常采用的一种干燥方式，其在使用中因采用了真空系统的设计、执行器的设计以及人机界面的设计而较传统干燥方式来讲具有经济实惠与干燥效果更加稳定的优势。本文主要就变压法在大型电力变压器干燥过程中的应用进行分析，希望能够为大型电力变压器的干燥提供帮助。

关键词：变压法；大型电力变压器；干燥；应用

在以往大型电力变压器的干燥过程中通常采用传统的干燥模式，这种干燥方式往往会造成变压器周围的绝缘层毛细管萎缩，影响水分的蒸发。为此，应当在水分干燥过程中采用新的干燥方式，以提升干燥速率。变压法作为一种新式的干燥方式，其对变压器进行干燥的过程可以分为四个阶段：产品预热阶段、变压升温阶段、主干脱水阶段和最终干燥阶段。通过以上四个阶段的执行，变压器内的水分基本上就能够得到清除，最终保证了变压器内部的干燥。

1 变压法干燥系统器的设计

1）理想的变压法系统模型。从图1中我们可以清晰的看出整个变压法在对变压器进行干燥的四个阶段。（1）产品预热阶段：此阶段罐内处于低真空状态，干燥罐内的温度逐渐上升，而且罐内的真空度处于4万帕～8万帕之间。之所以让气压处于这一个范围之内，是因为这一个范围内的压强可以使水蒸气处于一个不饱和的状态，避免了水蒸气的凝聚。（2）变压升温过度阶段：此阶段可以看作是一个温度与气压值的过渡阶段，在这一个阶段中罐内的温度继续上升，真空度由第一阶段结束的8万帕逐步降到6万帕、4万帕、2万帕，直至最终的1万帕左右。（3）主干脱水燥阶段：此阶段可以看作是变压器主干脱水阶段。在此过程中通过控制抽真主阀门，待器温度和真空度达到预定后关闭阀门；停止抽空时间到后，再次抽真空；再关主阀……如此往复循环。通过将空气进行抽空而使得一部分水蒸气能够被抽离变压器，同时在变压器中的水蒸气被抽离之后，工作人员可以关闭主阀门，这样就可以使罐内的温度降低，而整体的气压值却得到提升，这样就可以将绝缘层中残留的水分进行剥离。（4）最终干燥阶段：此阶段中，真空度较第三阶段出现了较为明显的下降，这样做的主要目的就是将变压器中残留的水分进行进一步的干燥，避免变压器因为干燥不足出现水分残留的情况。同时在此阶段中，需要依据变压器的不同电压值进行不同真空度的控制，避免因为真空度与电压值的不匹配影响干燥的效果[1]。

2）真空系统的设计。在变压法使用中起到重要作用的就是真空系统，这一个系统主要是由各种大小阀片以及螺旋泵组成，其在变压法运转时主要的作用就是对罐内的真空度进行控制，保证罐内真空度能够与变压器的压力值相匹配。在干燥罐内真空系统的设计中一般会加设总气动挡板阀，而加设总气动挡板阀，最主要的目的就是保证工作人员可以自如的对罐内的真空度进行控制。

3）执行器的设计。可编程控制器作为使用变压法对变压器进行干燥的过程中一个主要工具，对于整个干燥过程的效果有着重要的影响。可编程变压器的设计主要包括数字量的输入输出以及模拟量的输入输出。也正是可编程变压器在作用发挥的过程中能够控制数字量与模拟量的输入与输出，才使得干燥罐在干燥时能够自由的对开关阀门进行控制，保证了干燥罐内的压力值，提升了干燥效果。

4）人机界面的设计。人机界面是一款亚控组态软件，其主要的作用就是进行变压器干燥中相关数据的记录以及干燥曲线的绘制。并且这种人机界面也与一般网站的登陆界面一样，只有输入正确的登陆账号和登陆密码后，才能够实现登陆，否则就无法登陆。管理人员在使用管理账号顺利的登陆到人机界面后就能够查询工作记录、历史曲线以及相关的干燥数据，这样能够有效加强对变压器干燥的管理[2]。

2 系统设计和调试的难点分析及其解决方案

1）真空检测。在真空的环境中，任何传感器设备在使用时都不能够准确有效的进行数据测试即使传感器能够测量出相应数值，那这一个测量值也与实际值有较大的误差。所以在进行真空测定的过程中，工作人员应当积极的探寻解决方法，确保传感器数据的测定能够在允许误差之内。通过数据人员的分析，在大气压值降低到4万帕左右时，整体的测量数据值呈现一种指数形式的变化，因此可以在得到这种指数变化形式的数据后采用滤波手段，对真空环境对测量数值的影响进行消除，最终实现稳定数据图形的绘制，以保证能够为干燥过程提供有效的数据支持。

2）PID参数的整定。在预热过程中，干燥罐内的温度主要是通过PID进行控制，但是由于干燥罐内的空气压力值不断的发生变化，这样也就使得PID参数在进行预测时出现误差，如果工作人员不能够对这种参数误差进行控制，就可能会导致PID在进行罐内温度控制时出现真空度与所需温度值不符的情况。对于这种PID参数整定困难的情况，工作人员可以在干燥中使用西门子可编程控制器对真空环境下的数据值进行测量，然后形成相对应的真空度数据图形进行传输，这样就能够使得PID在进行温度调整时获得较为准确的参数值，有效提升了干燥的效果。

3）终点判断。在最终干燥阶段，干燥的终点判断方法极为重要。传统工艺终点判断往往是根据经验，在真空度达到某个值后，延长一段时间T即可结束。由于产品型号多，再加上外在因素的影响，容易造成产品干燥不彻底、延长抽空时间T不好确定等问题。对于这种情况，可以采取“压升率[3]测试”来解决，主要原理是在终干阶段设备自动对有产品时真空罐内水蒸气分压上升率进行多次测量，然后取平均值与空载时真空罐内水蒸气分压上升率进行比较，做出判断，以确定干燥程度。

3 运行结果的分析

通过对使用变压法对大型电力变压器进行干燥时所整理的各种数据来看，这种变压干燥法较以往的传统干燥方式有着较大的优势，能够有效提升变压器的干燥效率。而且变压法在加设了真空系统设计、可编程控制器设计以及人机界面设计后，整体的数据测量以及变压器的干燥效果更是得到了明显的提升。同时在使用了PID温度控制法与真空检测法之后，结合压升率测试终点判断法，干燥过程几乎全部都实现了信息化，建设了人为误差的出现，保证了干燥过程的規范性[4]。

4 结语

变压法的使用可以说是大型电力变压器干燥中的一大进步，其既能够保证数据测量的完整性，又能够提升干燥效果，对于变压器的干燥有着显著意义。为此，相关工作人员需要在使用变压法对变压器进行干燥时及时的发现问题并进行问题的解决，最终实现预期干燥效果。

参考文献

[1]蒋亮.作业成本法在凯特变压器制造企业的应用研究[D].湖南大学，2018.

[2]唐治平.电力变压器绕组变形特性仿真分析与匝间短路故障诊断[D].湖南大学，2018.

[3]高金梅.真空电阻炉主要册数的测定及检验.哈尔滨松江电炉厂有限责任公司，2010.

[4]秦超.油浸式电力变压器预防局部放电的工艺控制研究[D].华北电力大学，2018.