一种变压器在线干燥系统
发布时间:2019-07-13 17:15:20来源:
变压器的预期寿命与多种因素有关,变压器内绝缘纸中的含水量是其中因素之一,它对变压器的老化有着明显的负面影响。由于这个原因,降低变压器内绝缘纸中含水量或者说防止变压器内水分增加,已引起各方面包括变压器维护部门的关注。通常采用的技术是在变压器内绝缘纸中积聚了水分之后再加以排除。而变压器在线干燥系统则是以随时和抢先为原则进行干燥处理,有效地延长了变压器的寿命期限。
1变压器绝缘介中的水分变压器的水分主要聚集在绝缘纸(板)和变压器油中,它会使绝缘电阻降低,介质损耗增加,局放电压和击穿强度也随绝缘系统含水量增加而急剧下降,对变压器的安全运行构成一定威胁,严重时还会酿成放电击穿事故。水分还将直接参与油纸纤维素等高分子介质材料的化学降解反应,促使这些材料老化降解,从而再加速绝缘系统介电强度的降低和各项性能的劣化。这是一个随运行时间延长而逐渐发展的不可逆的过程。一般认为,影响变压器寿命的三大要素就是水分、氧气和运行温度。
除了制造时变压器内部的水分和运行时外部侵入的水分之外,运行时油纸绝缘老化自身也会产生水分,这些水分被绝缘介质吸收反过来又参与纤维素降解老化过程。含水量越大,纤维素的裂解反应越强烈,纸的聚合度下降越快,直接或间接地影响到变压器的使用寿命。由此可见,控制变压器中的水分十分重要。
2在线干燥系统简介在线干燥系统流程图见。它可以分别有1~3个干燥罐,其数量与,出丨丨?~变压器容量相匹配。在线干燥系统连接在油浸式电力设备上,按流程图连续使变压器油循环,利用干在线干燥系统流程图燥罐内所装的特殊颗粒状物质,在油通过干燥罐时吸附掉从绝缘中逸出并溶解于油中的水分,从而使油干燥。在变压器油通过干燥罐的再循环中不进行加热,仍然保持与变压器相同的温度和压力条件。
典型的在线干燥系统见。在线干燥系统所有组件都预先在框架上装配完整。干燥系统的人口和出口连接至变压器箱体或带油的储油罐,变压器油进人干燥系统的人口后先经过油泵,通过干燥罐去除变压器油中的水分,再经过滤油器和脱气罐处理,离开干燥系统的出口,完成一次循环过程。此时干燥系统内充满的变压器油已经汽化,压力变低,并且不可压缩。
离心式油泵和油泵电机是对外部密封的单元。离心式油泵有压力自控功能,不会有过压发生,干燥罐和管路的连接采用液压式或螺纹式的快速方便连接方式。如果采用的干燥罐少于3个,空缺的干燥罐用不锈钢管代替。在线干燥系统有水分指示器和网孔为10的旋转滤油器。典型的在线干燥系统的比较大工作温度为110,典型流速为1.5L/min.流阻主要来自液压或螺纹接头u与其他传统的快速干燥方法相比,在线干燥系统的主要优点在于:①它可以在变压器带负载的同时连续控制变压器油中的水分,平稳地进行变压器油的净化;②它又可以在正常运行温度变化下不让被去除的水分再释放到油中。而干燥过程不会使变压器的油循环产生急剧变化。
3在线干燥系统的用途3.1用于变压器U)用于新的变压器。新变压器制造完成时绝缘纸中的含水量低于0.5%.这时安装在线干燥系统,可以继续保持这个含水量,消除水分的生成用于大修后的变压器。变压器大修并经过干燥处理后,其绝缘纸中的含水量低于0.5%,这时安装在线干燥系统的作用与在新的变压器上效果相同。
用于运行时绝缘中含水量在2%以下的变压器u不论这种变压器的运行年数有多长,安装在线干燥系统都可以降低变压器纸绝缘中的含水量,并可防止水分的生成。
用于运行时绝缘中含水量超过2%的变压器。由于这种变压器绝缘纸中吸附的水分较多,所安装的在线干燥系统必须频繁地更换干燥罐,直到含水量降到足够低的水平而不再需要频繁更换干燥罐为止。此后,在线干燥系统将会消除水分的形成。
但是由于在水分控制过程中变压器线圈会发生收缩,所以必须重新压紧线圈。
3.2用于带油的储油罐微水含量低的变压器油的储油罐u装有微水含量低的变压器油的储油罐安装在线干燥系统之后,可以保持这个微水含量,消除水分的形成。
12)用于装有高微水含量的变压器油的储油罐。
装有高微水含量变压器油的储油罐安装在线干燥系统之后,应用方法与运行时绝缘纸中含水量超过2%的变压器情况相同,必须频繁地更换干燥罐,直到微水含量降到足够低的水平而不再需要频繁更换干燥罐为止。
4在线干燥系统的安装在线干燥系统整体安装十分容易,不需要从框架上拆卸任何组件。
4.1安装位置在线干燥系统比较好安装在变压器主油箱的箱壁或者冷却器或散热器侧面,也可以安装在靠近变压器的其他结构上。安装高度没有特定要求,建议安装在距地面700高度处,主要是检修和更换干燥罐比较方便为了在线干燥系统的正确运行,吸收水分的干燥罐的位置要垂直安装,这样,脱气罐的放气塞便会朝上排气。为安全起见,变压器都是安装在有安全防范措施的区域,特别是大型变压器更是安装在防爆防火区域。干燥系统安装在变压器上或者邻近,可以共享这些安全预防措施。
4.2安装方法干燥系架可用胯或螺栓固定在安装位利用正常供货的油循环泵(标准系统)。在线干燥系统可以利用正常供货的油循环杲(标准系统)连接到变压器上。其人口和出口可以在与变压器方便连接的位置,但要保证人口点和出口点相距至少2标准系统的阀门能充分关断油路,但是如果必要,也可另外加装入口和出口阀门。
利用变压器的循环油泵进行油的再循环。
在线干燥系统也可以利用变压器的冷却器的循环油泵安装到变压器上,以其推动油通过在线干燥系统进行循环采用这种方法安装,一定要拆除在线干燥系统自身的油泵。
将干燥系统的人口点接到变压器油泵的输出侧。将干燥系统的出口点接到变压器上任意方便的地方。为了保证有充分的油循环通过变压器,变压器的入口点和出口点也应至少相隔2m.如果采用这种方法安装,要特别注意:变压器上的油泵通常马力比较大,这样通过在线干燥系统的油流速就会太快。为了调节通过干燥系统的油流速度,必须在干燥系统的人口处安装一个节流阀。
5在线干燥系统的运行在系统准备试运行时,必须进行下列操作以防止空气进人变压器:①打开脱气罐的放气塞;②慢慢打开干燥系统的入口阀门,出口阀门保持关闭;③依靠油的静压力保证设备内所有存留的气体全部经放气塞放出;①气体全部放出后,关闭脱气罐的放气塞;⑤打开干燥系统的出口阀门;⑥这时人口阀门可以完全打开;⑦接通油泵电源;⑧可以看到油流通过油流指示器;⑨监视干燥系统持续运行至少20min,在此期间,检查是否存在漏油和其他非正常情况;⑩安装和试运行之后,系统即可连续运行。
系统运行后,要定期检查系统运行情况。
6在线干燥系统的维护6.1干燥罐的饱和重要的是确定干燥罐中颗粒状物质吸收水分的能力(即干燥剂是否含水饱和)。确定干燥罐是否需要更换的比较好方法是取油样。水分指示器只能用来显示油中含水量的相对高低。
(1)取油样。必须遵守采取油样规则中对取样频度的规定,监视变压器油绝缘强度和含水量的发展趋势。油样一定要在在线干燥系统的人口处之前和出口处采集。建议的取油样频度:以第1次即开始试运行之前的初始油样为准,由此算起的第1个月、第3个月和第6个月各取1次。这个初期阶段之后,即按每6个月采取1次油样。必须监视油绝缘强度和含水量二者的发展趋势。干燥系统试运行后绝缘强度应该上升,同时含水量应该下降。一旦绝缘水平开始下降,含水量开始上升(和前次试验结果相比较),必须在此一"月后再次试验。这次试验是验证前次试验结果,确定干燥剂是否已经含水饱和需要更换,以保证变压器的干燥u干燥剂饱和的另一个有效指示是干燥系统的入口处和出口处的绝缘强度和含水量测定结果的对比。这些结果的差值是非常重要的。
出口处的绝缘强度试验结果一定高于人口处的,出口处的含水量试验结果一定低于人U处的u如果结果没有差异即表明每个干燥罐中的干燥剂都已经饱和了,必须更换干燥剂以保证变压器的干燥。
(2)水分指示器。水分指示器也可以用来检查变压器油的状态。如果水分饱和了,硅胶的蓝颜色就会发生变化如果更换硅胶后短时间内(如2周)再次发生这种情况,即表明干燥罐已经失效必须更换安装在线干燥系统以前没有经过大修和干燥的变压器,需要频繁地更换干燥罐,因为它的含水量可能比此前进行干燥的变压器要高6.2干燥罐的更换一旦干燥罐内的千燥剂中的水分饱和,就必须换上新的或翻新的干燥罐。更换方法如下:①切断油泵电源;②彻底关闭干燥系统底部的人口阀门;③彻底关闭干燥系统上部的出口阀门;④松开每个干燥罐的连接接头,解开接头;⑤密封两端的管孔,解开固定带,取下干燥罐;⑥将新的或翻新的干燥罐装到框架上紧固;⑦重新安装联管,压紧连接接头;⑧更换水分指示器中的硅胶;⑨如果需要,更换滤油器单元。完成后在线干燥系统可以按第4节的运行操作步骤再次试运行。
6.3滤油器的更换更换干燥罐期间,滤油器和硅胶也必须更换。安装滤油器时必须注意清除污物,这些污物可能在干燥系统安装和试运行时意外地进人干燥系统。滤油器很小,不是用于清除变压器的污物和油泥的。它如果安装到有油泥的变压器上很快就会淤塞。滤油器被堵塞以后,油流就不可能按要求通过干燥系统,所以滤油器必须更换u要更换滤油器,必须先切断油泵电源,关闭干燥系统的入口和出口以及脱气罐下方的阀门。更换滤油器时,逆时针拧松滤芯,将滤芯倒转放油,更换新的滤芯u打开入口阀门和脱气罐下方的阀门。打开脱气罐上的放气塞,放气完毕后立即拧死,6.4常规的检查维护在线干燥系统采用不锈钢可以避免大气和变压器油的腐蚀u由于施加到干燥系统上的压力有限,可以忽略材质疲劳的影响U常规检查应包括:法兰密封、连接处和接头处是否漏油;油泵是否运转;油流指示器是否指示。如果油流指示器不能动但油泵还在运转,那么比较大可能是滤塞堵塞,必须更换。查找故障要注意,比较有可能发生的故障情况是漏油、滤油器堵塞和油杲故障。
7在线干燥系统对油中气体分析的影响油中气体分析使用9种关键气体。多年来已经开发了不同的方法进行变压器故障分析。这些方法随关键气体含量和这些气体之间比例的不同而变化,以便确定变压器的故障状态。仅乙炔和二氧化碳这2种气体会受分子筛的影响。如果在油中气体分析中采用后面指出的系数,就不必改变油中气体分析中的标准比值和关键气体的高低。为了从油中气体分析中得到正确数值,乙炔应乘以系数3.902,而二氧化碳应乘以系数4.865. 8结论在线干燥系统可始终将绝缘中的水分含量保持在一种受控状态下,有利于减缓绝缘老化进程,满足必要的绝缘性能指标,延长变压器的使用寿命。
可有效地干燥变压器中的水分,通过干燥系统的油循环,使绝缘中水分含量处于较低水平,此油循环并不影响变压器的正常运行。
在采取油样之前,提前1个月关闭在线干燥系统,变压器如果正处于故障缓慢发展阶段,则所有的气体吸附特征可被消除,油中溶解气体含量的色谱分析等能正确反应油质的实际情况。
运行状态下按操作要求更换干燥罐时,不会造成空气进入,所以不必担心变压器内进人空气而住油中产生气泡影响绝缘问题u张淑珍(1952-)。女,工程师,从事高电压专业技术研究与全国电力系统高电压专业工作网的专业技术管理工作。
(责任编辑赵杨)