王松沛

摘 要：對于大型電力變壓器來講水分是影響其運(yùn)行壽命的一個重要因素，所以要想在變壓器運(yùn)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(jìn)行干燥。變壓法是現(xiàn)在大型電力變壓器在進(jìn)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(jī)界面的設(shè)計而較傳統(tǒng)干燥方式來講具有經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行進(jìn)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(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)時主要的作用就是對罐內(nèi)的真空度進(jìn)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(jìn)行控制。

3）執(zhí)行器的設(shè)計。可編程控制器作為使用變壓法對變壓器進(jìn)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?？删幊套儔浩鞯脑O(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(jìn)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(jī)界面的設(shè)計。人機(jī)界面是一款亞控組態(tài)軟件，其主要的作用就是進(jìn)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(jī)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(jī)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(qiáng)對變壓器干燥的管理[2]。

2 系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的難點(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行控制，就可能會導(dǎo)致PID在進(jìn)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(jìn)行測量，然后形成相對應(yīng)的真空度數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行傳輸，這樣就能夠使得PID在進(jìn)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(diǎn)判斷。在最終干燥階段，干燥的終點(diǎn)判斷方法極為重要。傳統(tǒng)工藝終點(diǎn)判斷往往是根據(jù)經(jīng)驗，在真空度達(dá)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(jìn)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(jìn)行比較，做出判斷，以確定干燥程度。

3 運(yùn)行結(jié)果的分析

通過對使用變壓法對大型電力變壓器進(jìn)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(jī)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)行干燥時及時的發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行問題的解決，最終實現(xiàn)預(yù)期干燥效果。

參考文獻(xiàn)

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[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.