油浸式電力變壓器受潮原因及干燥方式分析

武國倫

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展離不開電力的支持，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的電力裝機(jī)容量與電網(wǎng)建設(shè)的速度不斷加快，高壓、超高壓輸送線路被逐步建立起來。電力變壓器作為電網(wǎng)構(gòu)成的最基本元器件之一，變壓器的可靠性對(duì)于電網(wǎng)的正常運(yùn)行有著十分重要的影響。在變壓器的絕緣中，盡管國內(nèi)外都致力于開發(fā)無油變壓器，但是現(xiàn)今最主流的變壓器多是油浸式電力變壓器，其依靠油和紙板來進(jìn)行變壓器絕緣。通過對(duì)變壓器絕緣故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，油浸式電力變壓器的故障多是由于油-紙絕系統(tǒng)的失效、缺陷以及破壞等造成的。因此，油、紙絕緣系統(tǒng)的好壞關(guān)乎油浸式電力變壓器的生命。油、紙絕緣受到將會(huì)加速變壓器絕緣系統(tǒng)的失效、老化，嚴(yán)重影響油浸式電力變壓器的正常使用。文章將在分析油浸式電力變壓器受潮原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好油浸式電力變壓器的干燥、防潮進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：油浸式電力變壓器；受潮；干燥

前言

油浸式電力變壓器是現(xiàn)今較為主流的變壓器，隨著我國電力建設(shè)速度的不斷加快，油浸式電力變壓器正在向著大型、特大型變壓器的方向發(fā)展。油浸式電力變壓器從設(shè)計(jì)完成到出廠投入運(yùn)行，需要經(jīng)歷層層工序。為確保油浸式電力變壓器到現(xiàn)場(chǎng)后能夠正常使用，需要確保其運(yùn)輸安全，避免其在運(yùn)行過程中因絕緣系統(tǒng)受潮而造成絕緣性下降，引起油浸式電力變壓器短路。通過對(duì)油浸式電力變壓器安裝后的電阻值進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)一部分油浸式電力變壓器在安裝后期絕緣值低于出廠電阻測(cè)試的七成，因此做好油浸式電力變壓器的絕緣防潮是十分重要的。

1 油浸式電力變壓器絕緣系統(tǒng)受潮原因及途徑

油浸式電力變壓器所使用的油、紙絕緣系統(tǒng)受潮的原因相當(dāng)復(fù)雜。因此在油浸式電力變壓器制造過程中需要嚴(yán)格防止水分進(jìn)入變壓器，同時(shí)還需要做好干燥及脫水工藝，控制油浸式電力變壓器絕緣系統(tǒng)中的含水量。

1.1 油浸式電力變壓器變壓器油的吸水性

油浸式電力變壓器變壓器油在進(jìn)行干燥處理后其吸水性大大增強(qiáng)，并且隨著變壓器油溫度的升高會(huì)使的變壓器油對(duì)于水分的溶解性大大增強(qiáng)，隨著變壓器油的溫度的下降，變壓器油對(duì)于水分的溶解性降低，會(huì)使得水分漂浮在變壓器油表面上。變壓器油對(duì)于水分的吸附性還受到濕度的影響。油浸式電力變壓器絕緣系統(tǒng)中所使用的絕緣紙、板等對(duì)于水分的吸附性要變壓器油高。

1.2 油浸式電力變壓器油-紙絕緣的吸水性

通過研究發(fā)現(xiàn)，油浸式電力變壓器的器身固體絕緣纖維如同一個(gè)“水庫”，能夠?qū)τ徒诫娏ψ儔浩鲀?nèi)部各個(gè)部分的水分進(jìn)行收集，由于油浸式電力變壓器油紙絕緣系統(tǒng)對(duì)于水分的高吸附性，致使油浸式電力變壓器油紙絕緣系統(tǒng)是油浸式電力變壓器內(nèi)部水分移動(dòng)的主要方向，油浸式電力變壓器的水分隨著油浸式電力變壓器的長時(shí)間運(yùn)行不斷移動(dòng)到“水庫”中，并在新增含水量的基礎(chǔ)向?qū)崿F(xiàn)了油浸式電力變壓器油紙絕緣系統(tǒng)的再次平衡，從而完成了對(duì)于油浸式電力變壓器內(nèi)水分的聚積。通過對(duì)故障變壓器進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，因受潮而導(dǎo)致的油浸式電力變壓器絕緣性能下降的水分有99%都保存在固體絕緣纖維中。

1.3 油浸式電力變壓器聚積水分的主要來源

油浸式電力變壓器內(nèi)造成絕緣性能下降的主要水分來源有以下幾個(gè)方面：（1）油浸式電力變壓器制造過程中內(nèi)部殘留的水分，在油浸式電力變壓器的制造過程中雖然會(huì)經(jīng)過多道真空干燥、真空注油和熱循環(huán)等一系列的脫水措施，以期將油浸式電力變壓器內(nèi)部的水分含量降到最低，但是在油浸式電力變壓器的變壓器油與固體絕緣系統(tǒng)中仍然殘留著一定的水分。（2）油浸式電力變壓器運(yùn)行時(shí)外浸入的水分在對(duì)油浸式電力變壓器進(jìn)行安裝或是維修時(shí)，需要將油浸式電力變壓器的封蓋打以便對(duì)油浸式電力變壓器內(nèi)部進(jìn)行檢查，外部的水分趁機(jī)浸入到變壓器中。因油浸式電力變壓器密封不當(dāng)而導(dǎo)致外部水分的浸入。（3）油浸式電力變壓器在運(yùn)行的過程中因內(nèi)部的油、紙絕緣系統(tǒng)老化所產(chǎn)生的水分。

2 油浸式電力變壓器絕緣受潮的判斷

在油浸式電力變壓器的運(yùn)行過程中需要對(duì)油浸式電力變壓器是否絕緣受到進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，對(duì)油浸式電力變壓器進(jìn)行絕緣性的檢查指標(biāo)主要有絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)等多個(gè)指標(biāo)，在對(duì)油浸式電力變壓器進(jìn)行檢測(cè)的過程中以上指標(biāo)通常是部分不合格。通常情況下可以根據(jù)油浸式電力變壓器繞組介質(zhì)損害、油介質(zhì)損耗和紙介質(zhì)損耗等性能指標(biāo)來對(duì)油浸式電力變壓器是否受潮進(jìn)行判斷：（1）通過對(duì)油浸式電力變壓器本體絕緣電阻進(jìn)行測(cè)定來判斷變壓器絕緣性是否良好。（2）通過測(cè)量油浸式電力變壓器繞組絕緣電阻的阻值來判斷其是否受潮。應(yīng)當(dāng)依次對(duì)油浸式電力變壓器中的各繞組對(duì)地和對(duì)其他繞組間的絕緣電阻值，被測(cè)繞組各引線端應(yīng)短路，其余各側(cè)繞組短路接地。在測(cè)量油浸式電力變壓器繞組絕緣電阻時(shí)，常常將其他繞組短路接地，其主要是為了測(cè)量被測(cè)繞組對(duì)地部分和對(duì)不同電壓繞組之間的絕緣，而且能夠避免各繞組中剩余電荷對(duì)電阻測(cè)量所造成的誤差。（3）還通過對(duì)變壓器油中的含水量進(jìn)行測(cè)定來對(duì)油浸式電力變壓器絕緣系統(tǒng)中的含水量進(jìn)行判斷。（4）通過露點(diǎn)法來對(duì)油浸式電力變壓器油紙絕緣系統(tǒng)中的絕緣性進(jìn)行檢測(cè)，其主要是通過在變壓器內(nèi)存在一定的氣體時(shí)，在氣體和油紙中水分平衡的情況下，來對(duì)油浸式電力變壓器中所存氣體的露點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，從而推斷紙絕緣中的含水量。

3 安裝后對(duì)變壓器絕緣干燥的處理措施

3.1 油浸式電力變壓器干燥的目的

油浸式電力變壓器的器身上出了鐵芯和導(dǎo)線外大部分都是由絕緣材料所組成的，通過以上分析這些油紙絕緣系統(tǒng)中纖維絕緣材對(duì)于水分的吸附性、水分的親和力等極強(qiáng)，因此在油浸式電力變壓器的制造過程中無法將其中所含有的水分完全去除，并且在油浸式電力變壓器的后期運(yùn)輸、安裝過程中會(huì)造成一定的水分浸入到油浸式電力變壓器中。油浸式電力變壓器含水量較多會(huì)影響油紙板的絕緣性能。油浸式電力變壓器干燥的目的主要是為了去除油浸式電力變壓器油紙絕緣系統(tǒng)中的水分，在油浸式電力變壓器裝配完成后，需要通過干燥來將油浸式電力變壓器中絕緣材料的含水量降至相應(yīng)的標(biāo)注以內(nèi)，才能使得油紙絕緣系統(tǒng)的絕緣性能夠發(fā)揮出其應(yīng)有的效果，提高油浸式電力變壓器在使用時(shí)的可靠性。

3.2 油浸式電力變壓器干燥的方法

真空熱油噴淋干燥法是油浸式電力變壓器干燥的主要方法，其干燥過程是水分子在吸附位置獲取到足夠的能量后解吸成為水蒸氣分子并通過絕緣材料中的毛細(xì)孔隙從絕緣材料內(nèi)部向周圍空間中擴(kuò)散，完成隊(duì)長這些水蒸氣分子的收集即可完成對(duì)于油浸式電力變壓器的干燥。因此需要對(duì)油浸式電力變壓器中提供充足的熱量來促進(jìn)干燥。為加快油浸式電力變壓器的干燥過程需要對(duì)絕緣材料進(jìn)行一定的加熱，并通過對(duì)油浸式電力變壓器內(nèi)降低環(huán)境空間中的壓器來提高內(nèi)外壓差，通過在油浸式電力變壓器中采用抽真空的方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)外壓差，通過對(duì)油浸式電力變壓器抽真空和加熱來有效的促進(jìn)油浸式電力變壓器內(nèi)部水分的蒸發(fā)，大大加快油浸式電力變壓器內(nèi)的干燥速度，縮短油浸式電力變壓器的干燥時(shí)間，提高工作效率。

4 結(jié)束語

油浸式電力變壓器受潮是影響其絕緣性能的重要方式，文章在分析油浸式電力變壓器受潮途徑及原理的基礎(chǔ)上對(duì)油浸式電力變壓器的干燥處理方式進(jìn)行分析介紹。

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