变压器干燥技巧：加热排潮，利用油箱真空干燥

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：变压器的干燥方法有很多，但其基本特征都是一致的，一是加热升温；二是排潮。在现场如没有真空罐，则可利用变压器油箱进行真空干燥。

变压器的干燥方法有很多，但其基本特征都是一致的，一是加热升温；二是排潮。加热升温的方法有热风真空干燥法、气相真空干燥法、零序电流干燥法、热风干燥法等。而排潮方法有抽真空排潮法和不抽真空排潮方法等。以上各种方法，可根据具体条件加以选择。

1.热风真空干燥法干燥变压器

热风真空干燥法是目前常用的方法，是将105～130℃的干燥热空气送入真空罐，用来加热器身，使器身内部均匀受热，并提高温度，以达到蒸发水分的目的。

对于大容量变压器，加热和抽真空需反复交替进行。如先用热风加热40h，抽真空10～15h；再加热10～20h，抽真空10～15h，如此反复进行，所反复的次数决定于电压等级，电压等级越高，反复次数越多。这是由于电压越高变压器绝缘件越多，引线包扎厚，因此油道间隙更小的缘故。

当内部温度升高到一定程度时，水分大量蒸发，油隙中的湿度较大，继续通热风难以进入器身内部，绝缘体温度就会显著下降，热风循环加热效果很小。在此情况下抽真空，降低气压，绝缘件和油隙间的水分得到了较快地蒸发，就可使绝缘体的水汽浓度下降；达到一定程度时，再次进行热风加热，就可保持变压器内部的温度下降不会太大，且下降后又较快得到恢复，因而得到较好的干燥效果。

真空管路系统连接示意图如图3-3所示。由于真空罐的真空度要求较高（10～133Pa），真空管路中应选配二级真空泵。这样既可达到真空要求，又可缩短抽真空时间。一般前级泵宜选取H—9滑阀式真空泵，后级泵宜选取ZJ—1200机械增压泵。为保证整个真空管路系统的密封性，选配各种规格的高真空阀门（GI、GIQ型）。在抽真空时，为防止潮湿气体进入真空泵凝结成水，特配制冷凝器，泵前泵后配制水油分离器。

为保证送入罐中的热空气为干净空气，泵前配备空气过滤器。

2.气相真空干燥法干燥变压器

气相真空干燥法是近30年来国外发展起来的新技术，已在国内得到广泛的应用，被认为是超高压大容量变压器最合理的干燥方法。

该干燥法是采用气化点高于水的气化点的有机溶剂作介质，一般是用某种型号的煤油，煤油蒸气通入真空罐内，当与变压器身接触时，凝结成液体，释放出大量的汽化热来加热器身。其工作流程如下：

图3-3　热风真空干燥时真空管路系统连接示意图

（1）准备阶段。将煤油加热蒸发，把真空罐抽真空。

（2）加热阶段。把合乎要求的煤油蒸气送进真空罐，对器身加热，使器身温度不断升高，绝缘内水分不断被蒸发抽走，达到一定要求后，停止送煤油蒸气，罐内温度靠罐的加热管来维持。加热的时间已为整个干燥时间的一半，其优点是变压器加热更透彻。而且在加热过程结束后，湿度的百分比更小。因此，整个干燥时间能缩短约10％～15％。

（3）低真空阶段。对真空罐抽真空，把遗留在器身上的煤油变为蒸气抽走，提高罐内的真空度。

（4）高真空阶段。进一步提高罐内真空度，使绝缘内的水分和煤油进一步蒸发，从而完成器身彻底干燥的目的。

气相干燥装置的原理图如图3-4所示。

图3-4　气相干燥装置的原理图

1—蒸发器；2—冷凝器；3—收集器；4—真空罐；5—高真空装置；6—排气泵；7—冷凝物泵（输送泵）；8—储油罐；9—蒸汽输入阀；10—回流阀；11—冷凝物阀；12—真空阀；13—通气阀；14—注油阀；15—回流阀；16—蒸气旁通阀；17—紧急换向阀；18—紧急出油阀

应当指出，若长期抽真空，但发现真空度仍低，这主要是抽气系统不良造成的。泵油过多或过少、泵油太脏、机械泵内零件磨损等都是使真空度提不高的原因。另外，真空系统和罐内密封不严也能产生这种现象。

在现场如没有真空罐，则可利用变压器油箱进行真空干燥。如果油箱的强度不够，就不能采用真空干燥法，通常60kV及以上电压等级的变压器，其油箱强度可以承受住真空下的机械强度。

3.油箱涡流加热法干燥变压器

油箱涡流加热法是在油箱外表加石棉等绝热保温层；再绕上导线通以交流电而加热的方法，如图3-5所示。由于交流电的感应作用，使箱壁产生涡流而发热，从而可使箱内空间的温度升高到90～110℃，达到干燥的温度。通常电流为150 A左右，导线截面为40 mm2左右，电压为400 V或200 V，缠绕的匝数不宜过多，所组成的磁化绕组应备有调整的匝数。

图3-5　油箱涡流加热法

1—真空箱体；2—缘热保温材料；3—密封衬垫；4—涡流加热用的导线；5—辅助加热器；6—带有蛇形管的冷凝器；7—凝结水箱；8—真空度指示表；9—真空泵；10—温度计；11—摇测绝缘用的瓷套管；12—真空注油阀；13—放气阀；14—放水截止阀；15—放水阀

4.零序电流加热法干燥变压器

零序电流加热法是把变压器自身一侧的三相绕组依次串联或并联起来，通入电压为220 V或400 V的单相交流电，而其余绕组开路的加热方法，如图3-6所示。这样，三相铁芯的磁通是同向的零序磁通，在三柱心式铁芯中（只适用于这种铁芯）无回路而经油箱闭合。油箱因涡流发热使保温的箱内空间温度升高，而铁芯中也因涡流而发热，通电的绕组也产生热量，均起加热作用。

5.零序短路干燥法干燥变压器

三相绕组变压器可以采用零序短路干燥法。如Y，y，d连接的变压器，可在中压加零序电压400 V，其零序电流均为30％In，其接线如图3-7所示。这种方法使热量集中在器身上，温升较快，油箱发热量小，不需保温，所需功率也小。

图3-6　零序电流加热法

图3-7　零序短路干燥法

6.直流辅助干燥法干燥变压器

直流辅助干燥法是为了弥补现场涡流干燥法速度慢、绕组内外温差大、干燥效果差的缺点。该方法主要是算出等值电阻R，电流I取变压器额定相电流的1/3～1/4，则所加直流电压U＝IR。

采用以上这些方法时油箱底部温度有时较低，箱底常需辅助加热。

除此之外，小型变压器可以在烘房（100℃）内不抽真空进行干燥。

7.带电热油循环法干燥变压器

前述几种干燥方法是在变压器停止运行时进行的，既影响供电，又需外来热源，很不经济。为补救此缺点，可采用带电热油循环法。

带电热油循环干燥法的流程如图3-8所示。油从变压器下部经滤油机过渡后，由脱气罐顶部进罐中，经静置、脱气、抽真空后从罐底部放出，然后由加压泵打入变压器中。脱气罐使油扩容静置，气泡溢出，再加以抽真空，使油中氧分下降，防止油质劣化。罐内装有两袋硅胶，以便吸附水分。罐内有并联装置的电阻丝，可作为辅助调温，但温度的调整主要是利用散热器或冷却器投运的台数来控制的。油温要低于极限温度（A级绝缘不超过105℃）。开始温度不宜过高，以防绝缘电阻降得太低而出现意外。当绝缘电阻上升稳定后干燥就结束了，此时介质损耗因数和吸收比也应在允许范围内。

图3-8　带电热油循环干燥的流程示意图

8.涡流加热、热风真空干燥法干燥变压器

为了提高干燥速度、提高器身温度和油箱内真空度，大型变压器可以采用涡流加热、热风真空干燥法，如图3-9所示。

图3-9　涡流加热、热风真空干燥示意图

用油箱干燥时，油箱的机械强度会限制真空度的提高，因此在抽真空过程中，必须随时监测油箱变形情况，要求油箱局部最大凹陷尺寸不得超过箱壁厚度的2倍。

油柱保护是按照变压器油箱的真空度的要求换算成油柱的高度进行保护。电接点真空保护可采用带电接点真空表进行保护，当真空度达到允许的极限值时，能发出报警信号，比较可靠。

在干燥变压器过程中，绕组绝缘电阻是先下降后上升的。如在90～100℃范围内，绝缘电阻12h保持不变，吸收比或极化指数大于1.3；在规定的最高真空度下，绕组温度稳定在额定值下无凝结水，油的工频耐压不低于40kV，则可判定变压器干燥完毕。

变压器干燥技巧：加热排潮，利用油箱真空干燥

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