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变压器干燥处理原理及注意问题

变压器干燥处理原理及注意问题
  变压器干燥的目的是除去变压器绝缘材料中的水分,增加其绝缘电阻,提高其闪络电压。电压在3kV以上的变压器都必须进行干燥处理。
  变压器器身主要由铁心和线圈以及绝缘材料装配组成,装配好之后,在加入变压器油之前,一定要经过干燥处理工艺,以去除绝缘材料中的水分和气体,使其含水量控制在产品质量要求的限度之内,以保证变压器有足够的绝缘强度和运行寿命。对高压变压器,要求其绝缘材料的含水量在0.5%以内。
  2 变压器绝缘干燥标准及干燥处理
  (1)干燥标准:
  ①变压器绝缘油内不含水分。油的击穿电压不低于出厂数据的75%;
  ②绝缘电阻不低于出厂数据的70%;
  ③介质损失角正切不大于出厂数据的130%。
  (2)变压器遇到下列情况应进行干燥处理:
  ①检修中更换绕组或绝缘;
  ②在修理或安装器身时,器身在空气中暴露的时间超过相应的规定时间;
  ③经绝缘电阻和吸收比测量变压器绕组受潮。
  3 变压器干燥处理常用的方法
  (1)感应加热法。是将器身放在原来的油箱中,油箱外缠绕线圈通过电流,利用箱皮的涡流发热来干燥的。此时箱壁温度不超过115℃~120℃,器身温度应不超过90℃~95℃。为了缠绕线圈的方便,尽可能使线圈的匝数少些或电流小一些,一般电流选150A,导线可用35~50mm2。油箱壁上可垫石棉条多根,导线绕在石棉条板上。感应加热需要的电力,根据变压器的类型及干燥条件决定。
  (2)热风干燥法。将变压器放在干燥室中,通入热风进行干燥。干燥室可依据变压器器身大小用壁板搭合,壁板内满铺石棉板或其它浸渍过防火溶液的帆布或石棉麻布。干燥室应尽可能小,壁板与变压器之间的间距不应大于200mm。可用电炉、蒸汽蛇形管来加热。
  采用电炉时消耗的电力按下式计算:每min通过干燥室热风量Q,按干燥室容积q来选择,一般用Q=15qm3来进行计算。
  P≈0.07γQ(t2-t1) 式中P-所需电炉电力,kW γ-空气定压比热(均为0.31) t2,t1-进口热风温度与周围气温,℃
  干燥时进口热风温度应逐渐上升,最高温度不应超过95℃,在热风进口处应装过滤器或装金属栅网以消灭火星、灰尘。热风不应直接吹向器身,从器身下面均匀地吹向各部,使潮气通过箱中通风孔放出。
  (3)真空干燥法。这种干燥方法,是以空气为载热介质,在大气压力下,将变压器器身或绕组逐步预热到105℃左右,才开始抽真空进行处理。由于热传递较慢,内外加热不均匀(内冷外热),高电压大容量的变压器由于具有较厚的绝缘层,往往预热需要100h以上,生产周期很长,而且干燥得不彻底,很难满足变压器对绝缘的要求。但设备简单,操作简便。
  (4)气相真空干燥法。这种干燥方法是用一种特殊的煤油蒸气作为载热体,导入真空罐的煤油蒸气在变压器器身上冷凝并释放出大量热能,从而对被干燥器身进行加热。由于煤油蒸气热能大(煤油气化热为306×103j/kg),故使变压器器身干燥加热更彻底,更均匀,效率很高,并且对绝缘材料的损伤度也很小。但由于结构较复杂,造价较高,目前只限于在110kV及以上的大型变压器器身干燥处理中应用。
  4 变压器干燥处理后应符合的要求
  (1)不管采用哪种方式加热干燥变压器,在无油时,变压器的器身温度不得超过95℃,在带油干燥时油温不得高于80℃,以避免油质老化。如果带油干燥不能提高绝缘电阻时,应把油全部放出,无油干燥。
  (2)采用带油干燥法应每4h测量一次绝缘电阻和油的击穿电压。当油击穿电压呈稳定的状态,绝缘电阻值也连续6h保持稳定,即可停止干燥。
  5 变压器干燥过程中应注意的问题
  (1)干燥室如不抽真空,则在箱盖上应开通气孔或利用油门孔等使潮气放出。
  (2)采用带油加热时,应在油箱外装设保温层,保温层可用石棉布、玻璃布等绝缘材料,不得使用易燃材料,并应采取相应的防火措施。
  (3)为提高绕组的干燥质量,有两大因素必须认真考虑:一是控制干燥温度;二是提高设备的真空度。对第一点,一般的干燥设备都能够满足工艺要求,对第二点,则受诸多因素的影响,必须统筹考虑,合理安排,以取得良好的干燥效果。
  (4)干燥时抽真空的过程中,在开始烘燥的低温阶段,不宜抽真空或在低真空情况下烘燥,否则不利于铁心温度的升高和潮气的排除,当温度升至70~80℃时开始提高真空度。烘燥进行1~2h时,油箱内水蒸汽较多,热辐射能力提高,内部温度趋于均匀,水分也逐渐减小,热辐射能力又降低。
  (5)干燥后鉴定绝缘的方法和该测试的变压器技术指标。变压器经过干燥后,对它的绝缘性能需作一次全面鉴定,以检查其干燥效果。鉴定的项目,除套管外,其余均与吊心大修时试验项目相同。
  6 影响变压器干燥效果的主要因素
  (1)要有足够的热能。一台大型变压器有数百公斤到数吨的绝缘体,含有大量的水分,因此在干燥过程中需要相当多的热能。
  (2)绝缘材料内部与周围介质的水蒸汽分压差值越大,绝缘材料中的水分蒸发、扩散、迁移的也越快。降低绝缘周围介质水蒸汽的分压和提高绝缘材料的温度,可以增大差值。
  (3)绝缘材料的扩散系数取决于绝缘材料的含水量、温度及周围空气压力。
  (4)干燥进程的时间要短,干燥时间主要取决于最终所要求达到的含水量指标。
 
 

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