變壓法在大型電力變壓器干燥過程中的應(yīng)用

王松沛

摘 要：對于大型電力變壓器來講水分是影響其運行壽命的一個重要因素，所以要想在變壓器運行的過程中避免水分對使用壽命的影響，就應(yīng)當(dāng)對變壓器中的水分進行干燥。變壓法是現(xiàn)在大型電力變壓器在進行干燥時所常采用的一種干燥方式，其在使用中因采用了真空系統(tǒng)的設(shè)計、執(zhí)行器的設(shè)計以及人機界面的設(shè)計而較傳統(tǒng)干燥方式來講具有經(jīng)濟實惠與干燥效果更加穩(wěn)定的優(yōu)勢。本文主要就變壓法在大型電力變壓器干燥過程中的應(yīng)用進行分析，希望能夠為大型電力變壓器的干燥提供幫助。

關(guān)鍵詞：變壓法；大型電力變壓器；干燥；應(yīng)用

在以往大型電力變壓器的干燥過程中通常采用傳統(tǒng)的干燥模式，這種干燥方式往往會造成變壓器周圍的絕緣層毛細(xì)管萎縮，影響水分的蒸發(fā)。為此，應(yīng)當(dāng)在水分干燥過程中采用新的干燥方式，以提升干燥速率。變壓法作為一種新式的干燥方式，其對變壓器進行干燥的過程可以分為四個階段：產(chǎn)品預(yù)熱階段、變壓升溫階段、主干脫水階段和最終干燥階段。通過以上四個階段的執(zhí)行，變壓器內(nèi)的水分基本上就能夠得到清除，最終保證了變壓器內(nèi)部的干燥。

1 變壓法干燥系統(tǒng)器的設(shè)計

1）理想的變壓法系統(tǒng)模型。從圖1中我們可以清晰的看出整個變壓法在對變壓器進行干燥的四個階段。（1）產(chǎn)品預(yù)熱階段：此階段罐內(nèi)處于低真空狀態(tài)，干燥罐內(nèi)的溫度逐漸上升，而且罐內(nèi)的真空度處于4萬帕～8萬帕之間。之所以讓氣壓處于這一個范圍之內(nèi)，是因為這一個范圍內(nèi)的壓強可以使水蒸氣處于一個不飽和的狀態(tài)，避免了水蒸氣的凝聚。（2）變壓升溫過度階段：此階段可以看作是一個溫度與氣壓值的過渡階段，在這一個階段中罐內(nèi)的溫度繼續(xù)上升，真空度由第一階段結(jié)束的8萬帕逐步降到6萬帕、4萬帕、2萬帕，直至最終的1萬帕左右。（3）主干脫水燥階段：此階段可以看作是變壓器主干脫水階段。在此過程中通過控制抽真主閥門，待器溫度和真空度達到預(yù)定后關(guān)閉閥門；停止抽空時間到后，再次抽真空；再關(guān)主閥……如此往復(fù)循環(huán)。通過將空氣進行抽空而使得一部分水蒸氣能夠被抽離變壓器，同時在變壓器中的水蒸氣被抽離之后，工作人員可以關(guān)閉主閥門，這樣就可以使罐內(nèi)的溫度降低，而整體的氣壓值卻得到提升，這樣就可以將絕緣層中殘留的水分進行剝離。（4）最終干燥階段：此階段中，真空度較第三階段出現(xiàn)了較為明顯的下降，這樣做的主要目的就是將變壓器中殘留的水分進行進一步的干燥，避免變壓器因為干燥不足出現(xiàn)水分殘留的情況。同時在此階段中，需要依據(jù)變壓器的不同電壓值進行不同真空度的控制，避免因為真空度與電壓值的不匹配影響干燥的效果[1]。

2）真空系統(tǒng)的設(shè)計。在變壓法使用中起到重要作用的就是真空系統(tǒng)，這一個系統(tǒng)主要是由各種大小閥片以及螺旋泵組成，其在變壓法運轉(zhuǎn)時主要的作用就是對罐內(nèi)的真空度進行控制，保證罐內(nèi)真空度能夠與變壓器的壓力值相匹配。在干燥罐內(nèi)真空系統(tǒng)的設(shè)計中一般會加設(shè)總氣動擋板閥，而加設(shè)總氣動擋板閥，最主要的目的就是保證工作人員可以自如的對罐內(nèi)的真空度進行控制。

3）執(zhí)行器的設(shè)計?？删幊炭刂破髯鳛槭褂米儔悍▽ψ儔浩鬟M行干燥的過程中一個主要工具，對于整個干燥過程的效果有著重要的影響。可編程變壓器的設(shè)計主要包括數(shù)字量的輸入輸出以及模擬量的輸入輸出。也正是可編程變壓器在作用發(fā)揮的過程中能夠控制數(shù)字量與模擬量的輸入與輸出，才使得干燥罐在干燥時能夠自由的對開關(guān)閥門進行控制，保證了干燥罐內(nèi)的壓力值，提升了干燥效果。

4）人機界面的設(shè)計。人機界面是一款亞控組態(tài)軟件，其主要的作用就是進行變壓器干燥中相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄以及干燥曲線的繪制。并且這種人機界面也與一般網(wǎng)站的登陸界面一樣，只有輸入正確的登陸賬號和登陸密碼后，才能夠?qū)崿F(xiàn)登陸，否則就無法登陸。管理人員在使用管理賬號順利的登陸到人機界面后就能夠查詢工作記錄、歷史曲線以及相關(guān)的干燥數(shù)據(jù)，這樣能夠有效加強對變壓器干燥的管理[2]。

2 系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的難點分析及其解決方案

1）真空檢測。在真空的環(huán)境中，任何傳感器設(shè)備在使用時都不能夠準(zhǔn)確有效的進行數(shù)據(jù)測試即使傳感器能夠測量出相應(yīng)數(shù)值，那這一個測量值也與實際值有較大的誤差。所以在進行真空測定的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)積極的探尋解決方法，確保傳感器數(shù)據(jù)的測定能夠在允許誤差之內(nèi)。通過數(shù)據(jù)人員的分析，在大氣壓值降低到4萬帕左右時，整體的測量數(shù)據(jù)值呈現(xiàn)一種指數(shù)形式的變化，因此可以在得到這種指數(shù)變化形式的數(shù)據(jù)后采用濾波手段，對真空環(huán)境對測量數(shù)值的影響進行消除，最終實現(xiàn)穩(wěn)定數(shù)據(jù)圖形的繪制，以保證能夠為干燥過程提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2）PID參數(shù)的整定。在預(yù)熱過程中，干燥罐內(nèi)的溫度主要是通過PID進行控制，但是由于干燥罐內(nèi)的空氣壓力值不斷的發(fā)生變化，這樣也就使得PID參數(shù)在進行預(yù)測時出現(xiàn)誤差，如果工作人員不能夠?qū)@種參數(shù)誤差進行控制，就可能會導(dǎo)致PID在進行罐內(nèi)溫度控制時出現(xiàn)真空度與所需溫度值不符的情況。對于這種PID參數(shù)整定困難的情況，工作人員可以在干燥中使用西門子可編程控制器對真空環(huán)境下的數(shù)據(jù)值進行測量，然后形成相對應(yīng)的真空度數(shù)據(jù)圖形進行傳輸，這樣就能夠使得PID在進行溫度調(diào)整時獲得較為準(zhǔn)確的參數(shù)值，有效提升了干燥的效果。

3）終點判斷。在最終干燥階段，干燥的終點判斷方法極為重要。傳統(tǒng)工藝終點判斷往往是根據(jù)經(jīng)驗，在真空度達到某個值后，延長一段時間T即可結(jié)束。由于產(chǎn)品型號多，再加上外在因素的影響，容易造成產(chǎn)品干燥不徹底、延長抽空時間T不好確定等問題。對于這種情況，可以采取“壓升率[3]測試”來解決，主要原理是在終干階段設(shè)備自動對有產(chǎn)品時真空罐內(nèi)水蒸氣分壓上升率進行多次測量，然后取平均值與空載時真空罐內(nèi)水蒸氣分壓上升率進行比較，做出判斷，以確定干燥程度。

3 運行結(jié)果的分析

通過對使用變壓法對大型電力變壓器進行干燥時所整理的各種數(shù)據(jù)來看，這種變壓干燥法較以往的傳統(tǒng)干燥方式有著較大的優(yōu)勢，能夠有效提升變壓器的干燥效率。而且變壓法在加設(shè)了真空系統(tǒng)設(shè)計、可編程控制器設(shè)計以及人機界面設(shè)計后，整體的數(shù)據(jù)測量以及變壓器的干燥效果更是得到了明顯的提升。同時在使用了PID溫度控制法與真空檢測法之后，結(jié)合壓升率測試終點判斷法，干燥過程幾乎全部都實現(xiàn)了信息化，建設(shè)了人為誤差的出現(xiàn)，保證了干燥過程的規(guī)范性[4]。

4 結(jié)語

變壓法的使用可以說是大型電力變壓器干燥中的一大進步，其既能夠保證數(shù)據(jù)測量的完整性，又能夠提升干燥效果，對于變壓器的干燥有著顯著意義。為此，相關(guān)工作人員需要在使用變壓法對變壓器進行干燥時及時的發(fā)現(xiàn)問題并進行問題的解決，最終實現(xiàn)預(yù)期干燥效果。

參考文獻

[1]蔣亮.作業(yè)成本法在凱特變壓器制造企業(yè)的應(yīng)用研究[D].湖南大學(xué)，2018.

[2]唐治平.電力變壓器繞組變形特性仿真分析與匝間短路故障診斷[D].湖南大學(xué)，2018.

[3]高金梅.真空電阻爐主要冊數(shù)的測定及檢驗.哈爾濱松江電爐廠有限責(zé)任公司，2010.

[4]秦超.油浸式電力變壓器預(yù)防局部放電的工藝控制研究[D].華北電力大學(xué)，2018.