CN104810135B - 一种变压器器身煤油气相清洁与干燥系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器器身煤油气相清洁与干燥系统及方法，属于变压器领域。本发明变压器器身煤油气相清洁与干燥系统中，离子发生器可减小或消除灰尘或加工残留物等与器身的附着力，利于煤油蒸汽冷凝后的液态煤油将杂质彻底冲掉。本发明可根据变压器器身的大小灵活选择蛇形管的开启数量和开启位置。利用离子发生器中的电离器件在高压发生器产生的低电流高电压作用下，形成一个稳定的高强电场，将空气电离形成离子体，并由高压气流通过蛇形管带出到变压器器身各个部位。本发明变压器器身煤油气相清洁与干燥系统及方法具有中和静电速度快、离子气流覆盖面积大、灵活方便、安全感应无电击、安全可靠、操作简单、投资小、实用性强特点。

Description

一种变压器器身煤油气相清洁与干燥系统及方法

技术领域

本发明涉及变压器领域，特别涉及一种变压器器身煤油气相清洁与干燥系统及方法。

背景技术

现阶段，随着我国电力系统发展，变压器电压等级逐渐提高，其运行可靠性越来越受到电力用户的高度关注；为了保证产品制造质量，电力用户对变压器局部放电量要求越来越小。影响局部放电量的因素很多，如变压器设计场强过高，安全系数偏小；金属结构件电极形状差；绝缘结构件上的尖角毛刺处理不到位；材质质量；抽真空；真空注油；静放时间；试验条件以及变压器内部的清洁程度等等，可以说牵扯到变压器设计、制造、工艺、材质、材质种类的选取等方方面面。

目前，随着商用软件在变压器设计过程中的辅助应用、真空干燥设备、真空注油设备、真空滤油设备的升级换代，制造工艺不断改进，制造经验日臻成熟；使得大部分变压器产品局部放电量降低明显，由前几年的几百pC甚至上千pC到近年来的几十pC。同时也验证了变压器的设计、制造设备等已趋于成熟。但对于个别产品，有时也会出现局放偏高的现象，通过对比分析发现，同一套图纸，在不同时期、采用不同批次的原材料加工制造出来的产品，局放量有时也会差别很大，究其原因，大部分是因为变压器内部清洁程度不够造成的，尤其是对于浸油后需要返修的产品，其内部油污、灰尘、半导体碳粒、金属颗粒等很难通过煤油汽相真空干燥和热油循环等工艺处理干净。

变压器在制造过程中，变压器器身构件表面上存在一定数量的灰尘、加工残留物等是不可避免的，而且在一定摩擦力的作用下会带有一些电荷，使得这些杂质在变压器器身上的附着力增强，采用传统的干燥工艺很难将其清除。

为了确保变压器产品内部的清洁度，开发一种在干燥的同时实现彻底清洁的系统及工艺是亟待解决的问题。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种结构简单、投资小、便于操作、实用性强且能有效提高变压器清洁度的变压器器身煤油气相清洁与干燥系统及方法。

本发明的技术方案为：

一种变压器器身煤油气相清洁与干燥系统，包括干燥罐，还包括：

煤油蒸汽发生器，位于所述干燥罐外部，通过第一管道连通所述干燥罐，所述第一管道上设有第一阀门；

离子发生器，位于所述干燥罐外部，通过第二管道连通所述干燥罐，所述第二管道上设有第二阀门；所述第二管道连通若干分支管道，各所述分支管道末端均连接蛇形管，各所述蛇形管均设置在所述干燥罐内；

过滤器，位于所述干燥罐外部，用于过滤所述干燥罐内流出的带有杂质的煤油，通过第三管道连通所述干燥罐，所述第三管道上设有第三阀门；

蒸汽收集罐，位于所述干燥罐外部，用于收集所述干燥罐内未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽，通过第四管道连通所述干燥罐，所述第四管道上设有第四阀门；

抽真空装置，位于所述干燥罐外部，通过第五管道连通所述干燥罐，所述第五管道上设有第五阀门。

优选的，所述第二管道的各分支管道上均设有第六阀门。

进一步的，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门均为气动阀。

进一步的，还包括控制系统，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门均与控制系统电连接；所述控制系统电连接所述煤油蒸汽发生器、离子发生器和抽真空装置。

优选的，所述干燥罐底部设有集污槽，所述第三管道连通所述集污槽。

优选的，所述蛇形管分布在所述干燥罐的顶部和各侧面。

采用所述变压器器身煤油气相清洁与干燥系统对变压器器身清洁与干燥的方法，具体步骤为：

1）将待清洁与干燥的变压器置于所述干燥罐内，并封闭所述干燥罐；

2）打开所述第五阀门，关闭所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，打开所述抽真空装置，对所述干燥罐进行抽真空，保持所述干燥罐内压强为20-80Pa；

3）打开第一阀门与第二阀门，关闭第五阀门，分别向所述干燥罐内通入煤油蒸汽和正负离子气流；正负离子气流通过所述蛇形管吹向变压器器身的相应部位，以中和因静电而吸附在变压器器身上的杂质，煤油蒸汽冷凝后，将变压器器身上的杂质冲洗干净；该处理过程中，所述变压器器身的温度为110-125℃；该处理过程所需时间为30-80h；

4）关闭所述煤油蒸汽发生器和离子发生器，关闭所述第一阀门和第二阀门；待带有杂质的液态煤油通过第三管道流出所述干燥罐且未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽通过第四管道流出所述干燥罐后，打开干燥罐，取出被清洁并干燥的变压器。

优选的，所述杂质至少包括灰尘、油污、绝缘加工残留粉末、金属颗粒和半导体颗粒。

作为优选，步骤3）处理过程中，当所述干燥罐内压强达1500Pa以上时，关闭所述第一阀门与第二阀门，进行中间降压，所述干燥罐内压强为20-80Pa时，打开所述第一阀门与第二阀门。

在变压器器身干燥过程中，利用离子发生器产生的高速离子气流通过蛇形管吹向器身的各个部位，使得变压器器身上的带电杂质得到充分的中和，与器身构件表面之间附着力下降，有利于煤油冲洗变压器器身上的杂质。

本发明的有益效果为：

本发明变压器器身煤油气相清洁与干燥系统中，离子发生器减小或消除灰尘或加工残留物等与器身的附着力，利于煤油蒸汽冷凝后的液态煤油将杂质彻底冲掉。不论变压器器身上所带的是正电荷杂质还是负电荷杂质，高速离子流均能将其中和，当器身构件表面杂质所带的电荷为负电荷时，它会吸引气流中的正电荷，当器身构件表面所带的电荷为正电荷时，它会吸引气流中的负电荷，从而使器身构件表面上的静电被中和，达到消除静电的目的，减小或消除器身上灰尘、加工残留物等与器身构件表面之间的静电附着力，有利于煤油蒸汽冷凝后的液态煤油对变压器器身的清洗，确保变压器器身干燥后的清洁度。通过煤油蒸汽冷凝后所变成的液态煤油将杂质冲到干燥罐底部的集污槽中，最后再流入过滤器进行过滤以重复利用。该方法主要适用于110kV及以上需进行真空煤油汽相干燥处理的所有变压器，尤其是对变压器器身已浸油，但又需进行返修处理的变压器。

本发明可根据变压器器身的大小灵活选择蛇形管的开启个数和开启位置。利用离子发生器中的电离器件在高压发生器产生的低电流高电压作用下，形成一个稳定的高强电场，将空气电离形成离子体，并由高压气流通过蛇形管带出到变压器器身各个部位，以达到中和静电荷，减小或消除变压器器身上带电杂质附着力的目的，提高了干燥罐在干燥变压器器身的同时，清洁器身的效果。

本发明变压器器身煤油气相清洁与干燥系统及方法具有中和静电速度快、离子气流覆盖面积大、灵活方便、安全感应无电击、安全可靠、操作简单、投资小、实用性强特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明变压器器身煤油气相清洁与干燥系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种变压器器身煤油气相清洁与干燥系统，包括干燥罐16、煤油蒸汽发生器2、离子发生器18、过滤器1、蒸汽收集罐3、抽真空装置4。

煤油蒸汽发生器2位于干燥罐16外部，通过第一管道6连通干燥罐16，第一管道6上设有第一气动阀门10。

离子发生器18位于干燥罐16外部，通过第二管道19连通干燥罐16，第二管道19上设有第二气动阀门17；第二管道19连通若干分支管道，每个分支管道上均设有第六气动阀门13，各分支管道末端均连接蛇形管14，各蛇形管14均设置在干燥罐16内；蛇形管14分布在干燥罐16的顶部和各侧面，以扩大离子气流的覆盖范围。

过滤器1位于干燥罐16外部，用于过滤干燥罐16内流出的带有杂质的煤油，通过第三管道5连通干燥罐16底部的集污槽，第三管道5上设有第三气动阀门9。

蒸汽收集罐3位于干燥罐16外部，用于收集干燥罐16内未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽，通过第四管道7连通干燥罐16，第四管道7上设有第四气动阀门11。

抽真空装置4位于干燥罐16外部，通过第五管道8连通干燥罐16，第五管道8上设有第五气动阀门12。

为了疏导和收集变压器器身在干燥过程中产生的水分，干燥罐16内壁设置冷却水管路。

为了便于控制，还设置有控制系统，第一气动阀门10、第二气动阀门17、第三气动阀门9、第四气动阀门11、第五气动阀门12、第六气动阀门13均与控制系统电连接；控制系统电连接煤油蒸汽发生器2、离子发生器18和抽真空装置4。

实施例2

采用实施例1中变压器器身煤油气相清洁与干燥系统对变压器器身清洁与干燥的方法，具体步骤为：

1）将待清洁与干燥的变压器置于干燥罐内，并封闭干燥罐；

2）打开第五气动阀门，关闭第一气动阀门、第二气动阀门、第三气动阀门和第四气动阀门，打开抽真空装置，对干燥罐进行抽真空，保持干燥罐内压强为20-50Pa；

3）打开第一气动阀门与第二气动阀门，关闭第五气动阀门，分别向干燥罐内通入煤油蒸汽和正负离子气流；正负离子气流通过蛇形管吹向变压器器身的相应部位，以中和因静电而吸附在变压器器身上的灰尘、油污、绝缘加工残留粉末、金属颗粒和半导体颗粒等杂质，煤油蒸汽冷凝后，将变压器器身上的杂质冲洗干净；该处理过程中，变压器器身的温度为115-118℃；处理过程中，当干燥罐内压强达1500Pa以上时，关闭第一气动阀门和第二气动阀门，进行中间降压，干燥罐内压强为20-50Pa时，打开第一气动阀门和第二气动阀门；步骤3）处理过程所需时间为50h；

4）关闭煤油蒸汽发生器和离子发生器，关闭第一气动阀门和第二气动阀门；待带有杂质的液态煤油通过第三管道流出干燥罐且未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽通过第四管道流出干燥罐后，打开干燥罐，取出被清洁并干燥的变压器。

本实施例清洁与干燥的新变压器，装配完毕，测得其平均局部放电量为50pC。

对于污染严重的返工产品，采用实施例2的工艺处理，其局部放电量也可控制在100pC以下，远低于国标GB1094.3 规定的500pC（在电压作用下）。

对比例1

采用实施例1中变压器器身煤油气相清洁与干燥系统对变压器器身清洁与干燥的方法，具体步骤为：

1）将待清洁与干燥的变压器置于干燥罐内，并封闭干燥罐；

2）打开第五气动阀门，关闭第一气动阀门、第二气动阀门、第三气动阀门和第四气动阀门，打开抽真空装置，对干燥罐进行抽真空，保持干燥罐内压强为20-50Pa；

3）打开第一气动阀门，向干燥罐内通入煤油蒸汽，煤油蒸汽冷凝后，冲洗变压器器身；该处理过程中，变压器器身的温度为115-118℃；该处理过程中，当干燥罐内压强达1500Pa以上时，关闭第一气动阀门，进行中间降压，干燥罐内压强为20-50Pa时，打开第一气动阀门；步骤3）处理过程所需时间为50h；

4）关闭煤油蒸汽发生器，关闭第一气动阀门；待液态煤油通过第三管道流出干燥罐且未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽通过第四管道流出干燥罐后，打开干燥罐，取出被清洁并干燥的变压器。

本对比例清洁与干燥的新变压器，装配完毕，测得其平均局部放电量为76pC。

对比例1与实施例2的区别仅在于未使用离子发生器。实施例2处理的新变压器与对比例1处理的新变压器相比，其局部放电量可下降34.2%；

实施例3

采用实施例1中变压器器身煤油气相清洁与干燥系统对变压器器身清洁与干燥的方法，具体步骤为：

1）将待清洁与干燥的变压器置于干燥罐内，并封闭干燥罐；

2）打开第五气动阀门，关闭第一气动阀门、第二气动阀门、第三气动阀门和第四气动阀门，打开抽真空装置，对干燥罐进行抽真空，保持干燥罐内压强为60-80Pa；

3）打开第一气动阀门与第二气动阀门，关闭第五气动阀门，分别向干燥罐内通入煤油蒸汽和正负离子气流；正负离子气流通过蛇形管吹向变压器器身的相应部位，以中和因静电而吸附在变压器器身上的灰尘、油污、绝缘加工残留粉末、金属颗粒和半导体颗粒等杂质，煤油蒸汽冷凝后，将变压器器身上的杂质冲洗干净；该处理过程中，变压器器身的温度为110-113℃；处理过程中，当干燥罐内压强达1500Pa以上时，关闭第一气动阀门和第二气动阀门，进行中间降压，干燥罐内压强为60-80Pa时，打开第一气动阀门和第二气动阀门；步骤3）处理过程所需时间为50h；

4）关闭煤油蒸汽发生器和离子发生器，关闭第一气动阀门和第二气动阀门；待带有杂质的液态煤油通过第三管道流出干燥罐且未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽通过第四管道流出干燥罐后，打开干燥罐，取出被清洁并干燥的变压器。

本实施例清洁与干燥的变压器，装配完毕，测得其平均局部放电量为52pC。

实施例4

采用实施例1中变压器器身煤油气相清洁与干燥系统对变压器器身清洁与干燥的方法，具体步骤为：

1）将待清洁与干燥的变压器置于干燥罐内，并封闭干燥罐；

2）打开第五气动阀门，关闭第一气动阀门、第二气动阀门、第三气动阀门和第四气动阀门，打开抽真空装置，对干燥罐进行抽真空，保持干燥罐内压强为40-50Pa；

3）打开第一气动阀门与第二气动阀门，关闭第五气动阀门，分别向干燥罐内通入煤油蒸汽和正负离子气流；正负离子气流通过蛇形管吹向变压器器身的相应部位，以中和因静电而吸附在变压器器身上的灰尘、油污、绝缘加工残留粉末、金属颗粒和半导体颗粒等杂质，煤油蒸汽冷凝后，将变压器器身上的杂质冲洗干净；该处理过程中，变压器器身的温度为112-120℃；处理过程中，当干燥罐内压强达1500Pa以上时，关闭第一气动阀门和第二气动阀门，进行中间降压，干燥罐内压强为40-50Pa时，打开第一气动阀门和第二气动阀门；步骤3）处理过程所需时间为80h；

4）关闭煤油蒸汽发生器和离子发生器，关闭第一气动阀门和第二气动阀门；待带有杂质的液态煤油通过第三管道流出干燥罐且未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽通过第四管道流出干燥罐后，打开干燥罐，取出被清洁并干燥的变压器。

本实施例清洁与干燥的变压器，装配完毕，测得其平均局部放电量为46pC。

Claims (9)

1.一种变压器器身煤油气相清洁与干燥系统，包括干燥罐，其特征在于，还包括：

煤油蒸汽发生器，位于所述干燥罐外部，通过第一管道连通所述干燥罐，所述第一管道上设有第一阀门；

离子发生器，位于所述干燥罐外部，通过第二管道连通所述干燥罐，所述第二管道上设有第二阀门；所述第二管道连通若干分支管道，各所述分支管道末端均连接蛇形管，各所述蛇形管均设置在所述干燥罐内；

过滤器，位于所述干燥罐外部，用于过滤所述干燥罐内流出的带有杂质的煤油，通过第三管道连通所述干燥罐，所述第三管道上设有第三阀门；

蒸汽收集罐，位于所述干燥罐外部，用于收集所述干燥罐内未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽，通过第四管道连通所述干燥罐，所述第四管道上设有第四阀门；

抽真空装置，位于所述干燥罐外部，通过第五管道连通所述干燥罐，所述第五管道上设有第五阀门。

2.如权利要求1所述的变压器器身煤油气相清洁与干燥系统，其特征在于：所述第二管道的各分支管道上均设有第六阀门。

3.如权利要求2所述的变压器器身煤油气相清洁与干燥系统，其特征在于：所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门均为气动阀。

4.如权利要求3所述的变压器器身煤油气相清洁与干燥系统，其特征在于：还包括控制系统，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门均与控制系统电连接；所述控制系统电连接所述煤油蒸汽发生器、离子发生器和抽真空装置。

5.如权利要求1所述的变压器器身煤油气相清洁与干燥系统，其特征在于：所述干燥罐底部设有集污槽，所述第三管道连通所述集污槽。

6.如权利要求1所述的变压器器身煤油气相清洁与干燥系统，其特征在于：所述蛇形管分布在所述干燥罐的顶部和各侧面。

7.采用如权利要求1所述变压器器身煤油气相清洁与干燥系统对变压器器身清洁与干燥的方法，其特征在于，具体步骤为：

1）将待清洁与干燥的变压器置于所述干燥罐内，并封闭所述干燥罐；

2）打开所述第五阀门，关闭所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，打开所述抽真空装置，对所述干燥罐进行抽真空，保持所述干燥罐内压强为20-80Pa；

3）打开第一阀门与第二阀门，关闭第五阀门，分别向所述干燥罐内通入煤油蒸汽和正负离子气流；正负离子气流通过所述蛇形管吹向变压器器身的相应部位，以中和因静电而吸附在变压器器身上的杂质，煤油蒸汽冷凝后，将变压器器身上的杂质冲洗干净；该处理过程中，所述变压器器身的温度为110-125℃；该处理过程所需时间为30-80h；

4）关闭所述煤油蒸汽发生器和离子发生器，关闭所述第一阀门和第二阀门；待带有杂质的液态煤油通过第三管道流出所述干燥罐且未冷凝的水蒸气和煤油蒸汽通过第四管道流出所述干燥罐后，打开干燥罐，取出被清洁并干燥的变压器。

8.如权利要求7所述变压器器身清洁与干燥的方法，其特征在于：所述杂质至少包括灰尘、油污、绝缘加工残留粉末、金属颗粒和半导体颗粒。

9.如权利要求7所述变压器器身清洁与干燥的方法，其特征在于：步骤3）处理过程中，当所述干燥罐内压强达1500Pa以上时，关闭所述第一阀门与第二阀门，进行中间降压，所述干燥罐内压强为20-80Pa时，打开所述第一阀门与第二阀门。