高壓干燥空氣在500 kV大型主變安裝與檢修過程中防器身受潮的應用

吳昌垣

（江西省火電建設公司，南昌市，330001）

0 引言

在500 kV大型變壓器安裝與檢修過程中，防止變壓器器身受潮是一項重要工作[1-7]。防變壓器器身受潮主要從2個方面來考慮：（1）在變壓器安裝與檢修時，盡可能地縮短鐵心和線圈露空的時間，這可以通過合理組織施工過程來保證；（2）從技術層面出發(fā)，通過對變壓器的結(jié)構部件的特點進行分析，研究施工過程，對施工方案進行優(yōu)化。本文主要論述第2方面。

1 變壓器抽真空時的真空盲區(qū)

近年來，隨著現(xiàn)代金屬波紋密封式儲油柜和排油注氮裝置的推廣應用，500 kV大型主變油回路有了較大變化，典型的現(xiàn)代大型變壓器系統(tǒng)圖如圖1所示。

在500 kV大型主變安裝與檢修過程中，本體抽真空達到66.7 Pa。由于儲油柜、排油注氮裝置和散熱器不能承受這么高的真空值，與之相連接的管路都不能參與抽真空，因此，抽真空防潮存在的盲區(qū)包括：（1）斷流閥與儲油柜之間的區(qū)域；（2）排油注氮裝置的排油管路和注氮管路區(qū)域；（3）散熱器及其油管路區(qū)域。因為存在這些真空處理的盲區(qū)，致使注油時油與大氣沒有真正隔離，其不良影響包括：（1）增大注油后的熱油循環(huán)時間與成本；（2）不可避免地對變壓器的絕緣帶來一定的影響。

2 干空氣干燥法的原理與數(shù)學模型

2.1 干空氣干燥原理

露點低于-40℃的流動干空氣進入管道（容器）后會被水蒸氣飽和成飽和空氣，這樣一部分水分被帶出管道，不斷地輸入干空氣并檢測管道出口的空氣露點，直到它低于預定的值，使管道處于干燥狀態(tài)，這種利用干空氣帶走管道（容器）內(nèi)殘留水分達到干燥目的的方法稱為干空氣干燥法。

2.2 干空氣干燥法數(shù)學模型

2.2.1 蒸汽分壓

空氣中水蒸氣含量越多，則空氣的水蒸氣分壓p越大。在標準大氣壓下，純水的飽和蒸汽壓僅與溫度有關，不同溫度下純水的飽和蒸汽壓p可由Antoine公式計算

式中：p為純水的飽和蒸汽分壓，Pa；T為溫度，K；A、B、C為Antoine常數(shù)，可查數(shù)據(jù)表。

2.2.2 露點

在壓力和絕對濕度不變的情況下，使不飽和的濕空氣冷卻達到飽和狀態(tài)時的溫度，稱為該濕空氣的露點。露點越高，濕空氣中水蒸氣分壓越大，飽和蒸氣壓越大，對應的含水量越大。工程上常用露點來衡量含水量的多少?？諝獾穆饵c對應其含水量，可通過露點來計算飽和空氣的含水量H，或查表后即可知含水量。單位體積飽和空氣中的水蒸氣的質(zhì)量，稱為飽和空氣的含水量，也稱為濕度。

2.2.3 干燥結(jié)束的標準

目前，采用露點儀可方便、準確、快捷地測出露點，查表后即可知含水量。從安全運行、凈化變壓器附件的容器的含水量、干燥成本等多個角度進行論證分析，并通過現(xiàn)場試驗，最終確定：干燥變壓器附件時，干燥空氣出口處的空氣露點不高于-35℃時，可認為干燥結(jié)束。

3 高壓干燥空氣的應用

在大型主變安裝和檢修過程中，應用高壓干燥空氣處理變壓器油管路和附件的清潔度（包括雜質(zhì)、潮氣和水分等），同時可以確保變壓器身不受潮。

3.1 排油和注氮管路

（1）排油管和注氮管安裝完畢后，采用高壓干燥空氣進行吹掃，清除管內(nèi)雜物，吹掃合格后填寫“管道吹掃記錄表”。

（2）排油管道吹掃完畢后，采用變壓器油在排油連接閥與消防柜排油閥之間進行油壓強度試驗，試驗壓力不小于0.15 MPa，穩(wěn)壓24 h應無泄漏。

（3）注氮管道吹掃完畢后，采用變壓器油在注氮隔離閥與消防柜的油氣隔離裝置之間進行油壓強度試驗，試驗壓力不小于0.5 MPa，穩(wěn)壓24 h應無泄漏。

（4）油壓強度試驗合格后，填寫“管道試壓記錄表”。

（5）吹掃、試壓完畢后，及時拆除所有臨時封板和試驗管道，并及時接入排油連接閥和注氮隔離閥。然后在管道內(nèi)充露點低于-40℃的干燥空氣，對管道進行低壓吹掃，直到管道出口處的空氣露點低于-35℃后，對管道進行密封和保養(yǎng)。等到變壓器本體真空注油充滿本體時，對管道進行排氣注油。

3.2 冷卻器

（1）吹掃與試壓：冷卻器在安裝前充露點低于-40℃的干燥空氣進行吹掃，按照制造廠規(guī)定的壓力值用氣壓進行密封試驗，并需要符合以下要求：強迫油循環(huán)風冷卻器、散熱器，持續(xù)30 min應無滲漏；強迫油循環(huán)水冷卻器，持續(xù)1 h應無滲漏，水、油系統(tǒng)應分別檢查滲漏；其他型式的冷卻器、散熱器持續(xù)1 h應無滲漏。

（2）干燥冷卻器管道：充露點低于-40℃的干燥空氣，對管道進行低壓吹掃，直到管道出口處的空氣露點低于-35℃后，對管道進行密封和保養(yǎng)。

（3）冷卻器安裝時，放掉冷卻器內(nèi)的干燥空氣，立即用合格的變壓器油沖洗干凈，并將殘油排凈。然后擰緊放油放氣閥蓋，拆除冷卻器及油箱本體密封法蘭，清潔并干燥連接面，更換新的密封墊，再將冷卻器與油箱法蘭（或閥門）對接緊固密封。此時需要注意冷卻器放氣孔在上方，放油孔在下方。接著安裝冷卻器底部油泵。最后將相鄰2組冷卻器用拉板連接緊固。

（4）冷卻器不參與本體抽真空。本體抽真空前，將冷卻器與本體相隔離。冷卻器與本體隔離后，從放氣孔抽出空氣，然后充入露點低于-40℃的干燥空氣，為變壓器本體抽真空和真空注油做準備。

（5）變壓器本體真空注油后，對冷卻器補充油。冷卻器補油方法是：拆除隔離措施，用露點低于-40℃的干燥空氣直接解除真空，然后補充油，補充油從油箱注油口注入。

3.3 儲油柜及管道

儲油柜就位后，不參與變壓器本體抽真空。變壓器本體抽真空前，將儲油柜與本體臨時隔離。充露點低于-40℃的干燥空氣，對儲油柜及管道進行低壓吹掃，直到出口處的空氣露點溫度低于-35℃，在密封試驗合格后進行防潮保養(yǎng)，等到變壓器本體真空注油充滿本體時，按下列步驟進行儲油柜注油。

（1）用露點低于-40℃的干燥空氣直接解除真空。

（2）拆除臨時隔離措施，補充油從油箱注油口注入。

（3）當油位指示達到與當時絕緣油溫度對應的油位時（見產(chǎn)品附帶油位、油溫標牌），關閉呼吸口，使波紋囊停止伸縮。然后繼續(xù)注油，直至排氣口排凈空氣，排氣口穩(wěn)定出油后，關閉排氣口，同時停止注油。

（4）儲油柜內(nèi)絕緣油靜置一段時間（1 h以上），油中氣體充分析出并浮至儲油柜上部。此時打開散熱器、套管升高座等高點排氣閥門，將高點集氣排凈。然后再次注油，同時打開儲油柜排氣口再次排氣，直至儲油柜排氣口穩(wěn)定出油后關閉排氣口，同時停止注油。

（5）打開呼吸口閥門，檢查油位是否符合要求，可以從注油口放油或補油來調(diào)整油位。完成注油后將注油閥和排氣閥關閉嚴密，將閥口用蓋板密封。儲油柜呼吸口在完成注油及投運后必須保持常開狀態(tài)。

（6）在注油過程中需要時刻注意油位指針的位置，邊注油邊排氣。待排氣管內(nèi)有穩(wěn)定油流流出時，關閉排氣口閥門。

（7）根據(jù)當時的環(huán)境溫度所對應的H-T曲線（即油位高度-溫度曲線）所規(guī)定的油位高度，調(diào)整儲油柜油位指示的位置。在油位指示不符合要求時，需要通過從注油管放油或補油的方法，使儲油柜的油位指示位置與本臺變壓器溫控器指示的溫度對應一致。

4 結(jié)語

應用高壓干燥空氣處理500 kV大型變壓器抽真空時的真空盲區(qū)，可以確保500 kV大型變壓器的器身不受潮。同時和以往的真空注油相比，完全避免了整個注油過程中變壓器油與空氣的接觸，最大限度地降低了變壓器安裝和檢修過程中的油與附件的吸潮機會，從而大大減少了注油后熱油循環(huán)的時間。尤其在我國南方地區(qū)，在變壓器安裝和檢修過程突遇低溫高潮濕氣候時，應用本工藝能完全避免變壓器附件容器和空氣的接觸，和以往的安裝方法相比可以不停止安裝進程，這樣就確保了安裝工作的連續(xù)進行，提高了安裝或檢修的工效。目前該工藝已成功應用于工程中，效果良好。

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