变压器新型呼吸器的研制与应用分析

王森

摘要：变压器运维一体化是将传统变压器与变压器检修进行融合，实现变压器的专业检修、相关工作安全控制生产维护，及人力资源管理的优化和整合。主变硅胶更换业务是变压器运维一体化的重要环节，可以有效的提高运维效率。在更换主变硅胶过程中，存在呼吸器种类繁多，更换流程复杂，拆装时间长等问题，不仅增加呼吸器内的湿度，而且缩短硅胶使用寿命，以及绝缘油的绝缘效果。因此，改进变压器呼吸器的结构，从免拆卸的方法，缩短硅胶更换时间，是变压器运维一体化亟待解决的问题。本文以此为背景，深入分析呼吸器的结构和使用现状，提出一种安全、有效、简便的新型呼吸器，为变压器运维一体化提供理论基础。

关键词：变压器;运维一体化;结构;安全;稳定

变压器呼吸器又名变压器吸湿器，是由变色硅胶等吸湿材料填充的玻璃容器。当变压器受热膨胀时，呼吸器可以吸收油枕胶囊中的多余空气;当变压器油温降低收缩时，呼吸器可以吸收并过滤外部空气，将外部空气引入油枕胶囊中[1]。因此，呼吸器具有维持变压器内部压强稳定，过滤外部空气的作用，避免变压器受潮，或绝缘强度下降。由于呼吸器一直处于室外，受外部环境影响比较明显，经常出现硅胶潮解和变色的问题。维修人员需要定期对呼吸器内的硅胶进行更换，不仅增加变压器的维修工作量，而且影响变压器的安全和稳定运行。因此，对变压器呼吸器进行重新设置，延长其使用寿命，简化其更换流程，对于变压器运维一体化的有效进行，具有十分重要的意义。

1.新型变压器呼吸器器的研制

1.1现有呼吸器存在的问题

参考《变压器运维规程》、《变电站现场运行规程》，以及变压器呼吸器实际调查情况，提出变压器呼吸器的改进技术，改进目的是缩短更换时间，消除外部因素对设备影响的隐患。呼吸器主要存在2方面问题：

1.1.1更换时间较长

依据《变压器运维规程》指导，需要将呼吸器从设备上拆下来，更换完成新硅胶以后，方可装回使用。但是，估计去装与主体散步，操作空间狭小，周围有4个螺丝固定，致使呼吸器拆卸时间较长。长时间的拆卸操作，导致大量的潮湿空气进入，影响内部设备的稳定。同时，呼吸器种类繁多，固定方式和安装方式不同，进一步增加了呼吸器的拆卸时间。

1.1.2呼吸器更换不及时

硅胶装入呼吸容器以后，按照电网公司检修规定，变色部分超过2/3，则被视为变压器状态异常，需要进行呼吸器的及时更换[2]。然而，由于更换对人工要求较高，容易出现更换不及时的问题，影响变压器状态的维护。另外，由于呼吸器安装过程中，导致潮湿空气进入，使得新安装的呼吸器容易变色，进一步增加呼吸器的失效频率。

2.新型呼吸器装置的改进方案

通过对运维人员进行调查和变压器实际情况的统计，对变压器进行改造和设计，在呼吸器中增加智能烘干装置，通过对硅胶的加热，实现呼吸器硅胶可以重复利用。通过设计图纸进行呼吸器结构优化，以及相关材料的选择，重新编制呼吸器维护指导书，解决了呼吸器现场维护难的问题。

2.1改造呼吸器的结构

本文设计的实用新型主要用于游艇式变压器，解决硅胶更换难的问题。为实现上述目的，对呼吸器进行以下技术设定。油浸式变压器的新型呼吸器，主要包括：上盖、穿心螺杆、玻璃筒、下盖、大小油杯，以及加热器（2个相同的呼吸器）等。上盖部分为法兰，通过4螺杆实现变压器与呼吸器的连接。玻璃筒处于上下盖之间，并设定2个垫圈。上盖下盖之间各为一孔，用于固定上下盖。大小油杯位于上下盖旁边，且设有第一导管以及第二导管，第一导管用于连通变压器油枕。加热器包括加热转轴以及螺旋导热面，加热转轴可转动地设置于所述呼吸筒内，螺旋导热面沿加热转轴的轴向呈螺旋状设置于加热转轴上，螺旋导热面设有通气孔。过滤器与第二导管连接，过滤器内设有过滤剂，具体内容如图所示（增加主要内容：1、）。

由图1可知，新型呼吸器设置两个结构相同的呼吸筒110，与连接管包括主管151以及与主管连接。分管152与主管151的连接口处内设有换向阀160，实现对呼吸器内吸湿硅胶的烘干。当工作的呼吸筒硅胶变色部分超过2/3时，通过160为双向球阀门进行切换，并启动控制开关140，对硅胶变色的呼吸筒进行加热。这样不仅可以通过设置呼吸筒实现轮流工作，而且保证变压器在工作状态下，对硅胶吸湿剂进行烘干处理，大大提高了呼吸筒的使用生命，避免频繁更换吸湿剂而导致的反复拆装，以及因拆卸呼吸筒而导致的人力时间成本增加的问题。

2.2编制标准化操作指导书

依据改进呼吸器的装置和结构，发现新型呼吸器免拆卸，使用寿命预计5-8年。呼吸器内的硅胶受潮，仅需调整换向阀160，让另一个备用呼吸器工作。同时，启动控制开关140，对受潮的呼吸器硅胶进行加热，且内部设有湿度测量表，烘干受潮的硅胶后，自动停止加热，整个操作过程不到1分钟。当硅胶吸湿剂无法进行反复使用时，需要对整个设备进行更换，其标准化操作指导书，具体内容如表1所示：

安装完成后，要对呼吸屏的运行状况进行测试，并记录相关数据，以实现其运行状态良好。通过实际测试，新型变压器呼吸器更换前后运行状态比较结果，如下表所示：

通过上表可知，在总耗时方面，新呼吸器比传统呼吸器只需切换换向阀160，让另一个备用呼吸器工作，同时启动控制开关140加热受潮的呼吸器硅胶，并观察硅胶瓶的加热状态，直至完成。整个操作过程约为7.8分钟，是传统更换的20%时间。另外，新型呼吸器的更换频率约旧呼吸器的20倍以上，整体优于旧呼吸器。

3.结束语

新型呼吸器采用智能加热和一主一备工作方式，不仅实现迅速切换，而且省时、省力。同时，双筒工作可以实现呼吸筒的切换，在加热烘干硅胶时，不影响主变压器的正常工作。另外，对呼吸器内的硅胶进行反复加热烘干，以此降低硅胶的潮湿率。因此，新型呼吸器不仅可以反复利用，而且提高了拆卸的便捷性，增强了变压器运行的安全性。通过反复性的加热，呼吸器可以进行较长时间的使用，在保证变压器整体安全，内部绝缘性的基础上，大幅提高变压器运维的效率。

参考文献

[1]裴斌，赵连政.变压器调压器呼吸器漏油的异常分析[J].农村电氣化，2013，（7）：21-22.

[2]周智刚，王 庆，修学增.变压器呼吸器畅通测试装置的研制与应用[J].变压器，2014，（9）：35-37.

[3]中华人民共和国能源部.DL/T572-2010电力变压器运行规程[S].北京：中国电力出版社，2010：17-19.