大型變壓器后期處理工藝研究

王彩娟++程志國

摘 要：當前大多變壓器制造商后期處理（真空、浸油、靜放）工藝時間是根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗而得出的，為了確保后期處理質(zhì)量，工藝時間制定的均較長，從而造成產(chǎn)品生產(chǎn)周期長。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，為了最大限度的縮短產(chǎn)品后期處理工藝時間，制定相關試驗方案研究絕緣材料在不同條件下的浸油速度以及不同真空時間下的含水量情況。根據(jù)試驗結(jié)果，判斷變壓器后期處理時間能否縮短，從而有效縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期。文章闡述了通過試驗方法獲取數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化變壓器后期處理工藝。

關鍵詞：大型變壓器；后期處理；改進

中圖分類號：TM405 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）29-0061-02

為了獲取數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化變壓器后期處理工藝。首先，我們確定了研究思路，分為以下四部分：

（1）確定研究方向

a. 絕緣材料不同條件下浸油速度研究，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的條件下縮短產(chǎn)品靜放時間。

b. 不同真空時間下的多種絕緣件含水量研究，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下縮短真空時間。

（2）確定試驗方案。

（3）按照試驗方案進行階段性試驗、按計劃實施。

（4）得出試驗結(jié)論，并進行分析，對變壓器后期處理工藝時間進行優(yōu)化。

根據(jù)研究思路，我們開展了以下工作：

1 絕緣材料不同條件下浸油速度研究

1.1 準備試驗所需材料、設備

（1）制作層壓紙板墊塊若干，具體規(guī)格300*200*80mm。

（2）準備長*寬*高=700mm*520mm*450mm油盒若干，內(nèi)裝變壓器油，油面高度200mm。

（3）采購加熱器1臺。

使用條件：在長*寬*高=700mm*520mm*450mm油盒中裝入變壓器油，油面高度200mm。將長*寬*高=300mm*200mm*

80mm的絕緣墊塊放入其中。加熱器的加熱棒插入油中，并能夠可靠固定，用于對油盒內(nèi)的變壓器油進行加熱。

加熱器需帶溫控系統(tǒng)，能夠保證將變壓器油加熱到指定溫度并維持，操作簡便、安全。需求溫度50-70℃可調(diào)。

（4）準備樹脂（固化劑）攪拌均勻。

1.2 制定試驗方案

（1）將層壓紙板墊塊隨500kV及以上電壓等級變壓器器身入爐干燥處理，出爐后使用保鮮膜包裹嚴密放置于絕緣庫待用。

（2）將油盒分別置于不同溫度條件下，如室溫條件（20-25℃）、連接加熱器，溫度設定為50℃、70℃并保持此溫度恒定不變。

（3）分別將層壓紙板墊塊編號1#、2#……，并在墊塊表面均勻涂刷樹脂，其中，1、3、2、4面涂刷樹脂，其余兩面不涂。涂刷面用于觀察浸油效果，不涂刷面便于變壓器油浸漬墊塊。要求樹脂涂刷均勻，必須完全覆蓋住墊塊表面。

（4）分別將層壓紙板墊塊放入常溫油盒內(nèi)和加熱的油盒內(nèi)，每隔幾小時從墊塊涂刷樹脂的兩面觀察墊塊浸油情況，測量浸油的尺寸并記錄。

（5）待墊塊完全浸透后，沿厚度方向每隔10mm處剖開，逐層檢查墊塊是否浸透油及浸油后的狀態(tài)，進行拍照并詳細記錄結(jié)果。

（6）根據(jù)試驗結(jié)果得出在不同溫度下，層壓紙板墊塊的浸油速度，為優(yōu)化變壓器后期處理工藝提供理論依據(jù)。

1.3 試驗過程及結(jié)論

1.3.1 環(huán)境溫度12-13℃，油溫：50℃

每24h浸油深度約為15mm，根據(jù)此次實驗過程及結(jié)果得出結(jié)論：在50℃油溫、常壓下，浸油速度非常慢，尤其在浸油后期（浸油深度超過60mm以后），浸油速度越來越慢。在50℃油溫下，經(jīng)過近9個工作日，墊塊仍未完全浸透。

1.3.2 環(huán)境溫度15-20℃，油溫：70℃

每24h浸油深度約為30mm，由此次實驗可得出結(jié)論，油溫高時浸油速度較油溫低時快，但在常壓、非真空條件下，即使油溫較高，浸油速度仍較慢。兩個溫度下的折線圖如下：

圖1

目前，大多數(shù)變壓器制造商生產(chǎn)的換流變要求靜放時間為7天，加上熱油循環(huán)時間3天，共計10天；1000kV特高壓產(chǎn)品要求靜放時間為8天，加上熱油循環(huán)時間3天，共計11天；常規(guī)交流產(chǎn)品要求靜放時間為2天，加上熱油循環(huán)時間3天，共計5天。因此對于換流變、1000kV特高壓產(chǎn)品浸油時間均在10天左右，較充分，而對于普通交流產(chǎn)品浸油時間為5天，如在非真空、常壓條件下是無法保證浸油充分的。部分換流變采用線圈電加熱循環(huán)，油溫較高，對于絕緣件的浸油提供了很好的條件，因此其靜放時間較短。

2 不同真空時間下的絕緣件含水量研究

2.1 準備實驗所需材料、工裝、設備

（1）準備絕緣材料：1mm、2mm、3mm厚絕緣紙板（100mm*

80mm），5mm撐條（100mm*30mm）、45mm厚層壓紙板墊塊（100mm*80mm）各4件，將上述材料分為4組，每組中包含各個規(guī)格絕緣材料各1件。

（2）準備真空工裝1件。

（3）真空機組1臺及配套真空管路。

2.2 制定實驗方案

（1）45mm厚層壓紙板墊塊隨500kV及以上電壓等級產(chǎn)品器身入爐干燥處理，出爐后置于大氣中暴露24h以上。其余樣件不需干燥，直接使用庫存紙板制作，同墊塊一起置于大氣中暴露24h以上。

（2）取第1組樣件做含水量測試，作為基礎數(shù)據(jù)。

（3）其余3組樣件放入真空工裝內(nèi)抽真空。

（4）真空24h后取出第2組樣件，測量含水量。

（5）真空48h后取出第3組樣件，測量含水量。

（6）真空72h后取出第4組樣件，測量含水量。endprint

（7）根據(jù)結(jié)果分析真空時間與含水量的關系。

2.3 實驗結(jié)論

（1）隨著真空時間的延長，含水量已無明顯下降。

（2）所有測量結(jié)果全部在0.5%以下，符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。

（3）1mm、2mm、3mm厚絕緣紙板，5mm撐條在絕緣庫存放，未經(jīng)干燥含水量已符合要求，可以應用于：器身干燥出爐如需增加或更換較薄的絕緣件，可以不經(jīng)處理直接增加。但前提條件是在目前50%-60%的濕度條件下，隨著潮濕季節(jié)的到來，絕緣件含水量會升高，待進一步實驗驗證。

為了模擬受潮程度較深的絕緣件經(jīng)過真空處理后，其含水量的變化情況，準備絕緣材料：1mm、2mm、3mm厚絕緣紙板（100mm*80mm），5mm撐條（100mm*30mm）各3件，將上述材料分為3組，每組中包含各個規(guī)格絕緣材料各1件。樣件使用庫存紙板制作，之后浸蒸餾水24h處理。取出自然晾干12h。

（1）取第1組樣件做含水量測試，作為基礎數(shù)據(jù)。

（2）其余2組樣件晾干24h后放入真空工裝內(nèi)抽真空。

（3）真空24h后取出第2組樣件，測量含水量。

（4）真空48h后取出第3組樣件，測量含水量。

（5）根據(jù)結(jié)果分析真空時間與含水量的關系。

通過上述實驗結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

（1）對于含水量較高的絕緣紙板，真空24h后，含水量已降至0.5%以下，符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。

（2）1mm、2mm、3mm厚絕緣紙板隨著真空時間的增加，含水量仍在緩慢下降，5mm撐條基本不變。

3 結(jié)論

（1）提升油溫可有效加快絕緣件的浸油速度，工藝規(guī)定的浸油時間根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，能夠保證產(chǎn)品充分浸油，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。通過此次研究可以得出結(jié)論：在目前產(chǎn)品采用常規(guī)熱油循環(huán)工藝的前提下，因油溫基本控制在50℃左右，因此絕緣件浸透油的時間會較長，因此不宜縮短靜放時間。采用線圈電加熱循環(huán)工藝，油溫較高，且其靜放時間很短，可以大力推廣。

（2）厚度在5mm以下的絕緣紙板或撐條，即便含水量較高，經(jīng)過真空24h后，含水量已降至0.5%以下，符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。因此在器身干燥出爐時如需增加或更換較薄的絕緣件，可以不經(jīng)處理直接增加。

參考文獻：

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