700kW气相干燥设备在高海拔地区的应用及常见问题分析

郭瑞杰

摘要：本文主要讨论了煤油气相干燥设备在高海拔地区中的应用，一台750kV电抗器的良好干燥结果证明了该设备在高海拔地区具有较好的应用效果;分析了该设备使用过程中的一些常见故障。

关键词：高海拔、煤油气相干燥、故障分析

1.引言

变压器绝缘干燥处理是其制造过程中非常重要的工序，干燥工艺的好坏直接影响到产品的性能和使用寿命。变压器的电气强度、介质损耗在很大程度上依赖于绝缘材料的绝缘强度，而绝缘材料的绝缘强度与材料中水分的多少有很大关系，当绝缘件中的水分大于1%时，就会加快绝缘件的老化速度，甚至造成产品试验不合格。减少水分的主要途径就是干燥处理，目前干燥处理最有效的方法是煤油气相真空干燥法【1】。

青海西宁检修基地是青海-河南±800千伏特高压直流输电工程的配套工程，西宁检修基地位于青海省西宁市南川工业园内，海拔最高2493.82m，最低2484.26m，最大高差9.56m。极端最高气温33.5℃，极端最低气温–26.6℃。为了满足青海省海南换流站7台800kV换流变的现场组装要求，该检修基地配备了700kW气相干燥设备，此次工程是第一次在高海拔地区进行现场组装高端换流变，同时，700kW气相干燥设备也是同类型设备在高海拔地区的首次使用。

2.煤油气相干燥法简介

煤油气相干燥设备广泛的应用于110kV以上电压等级产品干燥处理中。与传统的干燥设备相比，煤油气相干燥设备具有加热速度快、加热均匀、干燥后器身清洁、加热温度高、器身干燥率高、设备自动化程度高等特点【2】。

气相干燥设备工作原理：真空状态下溶剂在密闭的系统中进行加热蒸发，高温的溶剂蒸汽在真空罐内遇到温度较低的产品而冷凝下来，放出冷凝潜热，利用冷凝潜热对产品进行加热，产品的温度不断升高，冷凝下来的溶剂被收集到收集罐，通过溶剂系统重新送回真空罐，再次被加热蒸发，这样在反复循环的过程中，产品不断被加热，温度不断升高，同时，在真空状态下产品中的水份不断地被蒸发成水蒸汽，通过中间降压阶段被抽离罐内，进行冷凝、分离、计量，就这样产品中的水份不断被抽出，达到彻底干燥的目的。

3.700kW气相干燥设备应用实例

2019年元月该设备已应用于750kV电抗器解体大修中，西宁750kV变电站宁郭II线B相电抗器乙炔含量超标，青海省电力公司将该设备运往西宁检修基地进行解体大修，大修完毕应用本套装置对其进行了现场真空煤油气相干燥处理，并对处理后的电抗器状态进行了试验。试验结果显示经过干燥处理后的电抗器介质损耗、含水量、绝缘电阻均满足现场运行要求。接下来该套设备将应用于青海省海南换流站7台800kV换流变现场组装中。

4.700kW气相干燥设备常见故障分析

煤油气相干燥设备具有十分复杂的生产系统，主要包括真空干燥罐、真空系统、溶剂系统、溶剂蒸汽冷凝系统、 加热系统、 液压系统、冷却水系统、气动系统、通风系统、电控系统等。如此复杂的结构组成在运行过程中经常会出现一些故障，下面对其运行过程中常见的故障及排除方法进行介绍。

4.1液压泵不能启动

液压系统主要包括液压站、液压缸、液压管道等。液压站设有电磁溢流阀、液控单向阀、节流阀、二位五通电磁阀。液压系统与罐门电源同时通断。工艺处理过程中，罐门电源没有送上、液压泵电机保护开关跳闸、线路松脱或接触不良、液压泵损坏等均可能造成液压泵不能正常启动。

可以通过送上罐门电源、合上液压泵电机保护开关、维修人员排除故障、更换液压泵等措施将故障有效解除。

4.2罐门不能启闭

罐门不能启闭主要存在以下原因：罐门没有松开到位 、翻板没有上翻到位 、罐门电机保护开关跳闸、线路松脱或接触不良、罐门电机损坏、罐门减速器损坏。可采取以下措施消除故障：松开罐门、将翻板上翻到位、合上罐门电机保护开关、维修人员排除故障、更换罐门电机、更换或维修。

4.3不能完成抽空

抽真空涉及系统运行的整个过程，不能完成抽空将严重影响系统的运行，增加设备干燥的时间，影响设备出水率，因此对系统不能完成抽空的原因进行分析很有必要。下面是设备不能完成抽空的成因分析及应对措施，可能成因：真空机组电机保护开关跳开、罐门没关紧、泵油乳化、密封圈损坏、老化或安装不好。采取措施：合上电机保护开关、关好罐门、更换泵油、更换密封圈或重新安装。

4.4加热系统不能加热

加热阶段的主要任务是给器身加热并抽除器身上过多的水分。若加热阶段系统不能加热，将影响加热效率和出水率，因此必须保证加热阶段的顺利进行。在系统运行过程中，加热阶段经常会出现以下几种故障：加热器超温后，系统自动切断加热、测温传感器（Pt100）失灵、温控仪没有控制电压输出、气压不足造成温度控制调节阀不能正常工作、线路松脱或接触不良。针对每一种故障可以采取如下措施：检查超温原因，检查温度设定值是否偏高、测量Pt100阻值是否合温度相对应、用代替法判断温控仪损坏还是输出模块损坏、检查并恢复压缩空气、维修人员排除故障。

4.5阀门开不到位、关不到位

气相系统阀门均为气动阀门，系统运行过程中保证各阀门的正确动作是系统稳定运行的关键。系统运行过程中若出现阀门开不到位或关不到位的情况，将对系统造成严重影响，特别是加热阶段若罐内温度超过设定温度，罐内压力又比较大的情况下，气动阀门不能正常动作甚至可能引起爆炸，因此，找到系统阀门开、关不到位的原因及解决方法至关重要。

阀门开、关不到位的原因如下：气压不足、压缩空气管路漏气、二位五通电磁阀失灵 、阀门卡死、线路松脱或接触不良。

相应解决措施：检查气压是否正常、检查压缩空气是否漏气 、切除控制信号后，按下电磁阀的测试按钮，判断电磁线圈问题还是阀体问题，必要时更换损坏器件、给阀门直接通气，看其是否动作、维修人员排除故障。

4.6操作過程中停水、水温过高

煤油气相干燥设备运行过程中需要大量的水，冷却水不正常 ，将会影响煤油蒸汽的收集效率 ，影响真空泵组的使用寿命，加速真空管路密封器件会老化 。当水温超过28 ℃ ， 系统发出水温超高报警 。 当连续出现水温超高报警15 分钟 ， 正在自动 （ 或半自动 ）运行的系统自动有序停机。因此，系统运行过程中保证水量、水压及控制水温至关重要。

因青海地区冬季严寒，水系统除了会出现以上情况外，还会出现水管路被冻住而影响设备正常运行的情况，因此，在冬季保证煤油蒸汽液化系统冷却水流动性非常关键。为了避免冬季系统因被冻住而带来的停机，在冬季系统停运时要及时排净系统内的水分，同时提高水管路周围环境温度，特别是收集罐底部要做好保温措施以防冻坏管路。

5.总结

700kW气相干燥设备首次在高海拔地区使用，在750kV电抗器干燥过程中取得了较好的效果，对即将开展的800kV换流变的组装提供了技术支撑，也对以后青海地区高电压等级变压器的现场解体检修具有借鉴意义，为以后同类型设备在高海拔地区的应用具有重要借鉴意义。对该设备的故障分析，为操作过程中出现的异常问题的解决提供了依据，提高了解决现场问题的效率。

参考文献：

【1】阮势伟，煤油气相真空干燥法原理及工艺改进，工艺与技术。.2013.09.059

【2】罗镇江，试论变压器器身干燥中煤油气相干燥设备的应用，技术应用与研究，2018·09

【3】冯立伟，煤油气相干燥设备在变压器器身干燥中的应用，工艺与设备，2018.01