CN107808771A - 高压试验变压器绝缘热处理系统及其热处理方法 - Google Patents

Abstract

高压试验变压器绝缘热处理系统及其热处理方法，涉及变压器领域。目前国内外对变压器绝缘老化的检验评估手段有很多，但一直没有很好的事后绝缘热处理手段。本发明包括变压器热处理罐、真空度传感器、电容量变送器、温度变送器、真空泵、加热装置及与真空度传感器、电容量变送器、温度变送器、加热装置相连的控制装置；电容量变送器采集的电容量信息包括正在热处理过程的变压器的绕组层间、绕组与接地变压器热处理罐间的电容量，控制装置根据采集的电容量信息控制加热装置、真空泵工作以定量控制热处理过程。本技术方案可以方便地实现绝缘处理的定性效果分析和定量计算分析，实现可控的绝缘处理过程，杜绝高压试验用变压器绝缘处理的不确定性。

Description

高压试验变压器绝缘热处理系统及其热处理方法

技术领域

本发明涉及变压器领域，尤其指高压试验变压器绝缘热处理系统及其热处理方法。

背景技术

电能是当今社会经济发展的常用能源之一，因此保证电力系统的正常运行至关重要。变压器作为电力系统的重要组成部分，其绝缘老化程度不仅增加了供电企业的运行成本，还给电网安全运行造成潜在的安全隐患。运行中的变压器绝缘老化可能会出现漏电现象，可以导致人员、牲畜触电人生伤亡事故，或因绝缘变弱出现雷电击中变压器致使用电设备损毁的情况，所以良好的绝缘材料以及绝缘部件是保证配电变压器正常运行的基础。良好的绝缘能力可以保证变压器顺利运行，降低被雷电袭击的可能性。影响变压器绝缘性能的因素有很多，诸如温度、湿度以及空气中的酸性气体都会导致配电变压器的绝缘作用弱化甚至击穿，影响配电变压器以及电力系统的正常运行。而绝缘老化将会削弱变压器的绝缘作用，导致变压器谷负荷运行，最终引起电压不稳定、线路故障、间歇性停电等，总之变压器绝缘老化将会导致故障发生的频率，导致变压器需要频繁维修，缩短了设备的使用寿命。

目前国内外对变压器绝缘老化的检验评估手段有很多，但一直没有很好的事后绝缘热处理手段，现在比较常用的高压试验变压器干燥方法有：真空铁损干燥法、零序电流干燥法、铜损干燥法、热风干燥法、热油干燥法，还有最普及的烘箱加温配合抽真空方法。主要参数分为温度参数（绕组最高95°C，经常保持90°C，外壳最高115°C，每小时温升5°C，绕组上下温度差不超过8°C）、真空度参数（最高不超过570m/mHg）、箱壳变形度（加强部分变形不得大于8mm，箱底平板部分变形不得大于24mm）。电力变压器的绝缘电阻一般要求不小于1000MΩ，绝缘耐压为接通50Hz交流耐压2000V，历时1分钟。对照以上参数要求，普遍做法就是根据经验确定加温温度、加温时间、抽真空时间、保持真空度数值，比如鑫源电气有限公司生产的14000KVA/350KV的电抗器本体热处理，加热时间为7*24小时、温度保持100°C、抽真空至不低于3Pa且保持8小时。这些措施和数据也是经过数次失败得来的，即便如此，实际热处理结果仍然偶有许多问题，比如局放量超标、骨架变形超标、漆包线粘连等，基本都是因为局放量超标只能重复热处理，导致骨架变形、漆包线粘连等严重后果，从而造成严重人力物力电力的浪费。因此，有必要研发一种高压试验变压器绝缘热处理系统，从而确保高压试验变压器的热处理结果达到最佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供高压试验变压器绝缘热处理系统及其热处理方法，以提升高压试验变压器的热处理效果为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种高压试验变压器绝缘热处理系统，包括用于容纳变压器绕组及变压器骨架的变压器热处理罐、用于采集变压器热处理罐内真空度信息的真空度传感器、用于采集电容量信息的电容量变送器、用于采集变压器热处理罐内温度的温度变送器、用于抽变压器热处理罐真空的真空泵、用于对变压器热处理罐加热的加热装置及与真空度传感器、电容量变送器、温度变送器、加热装置相连的控制装置；电容量变送器包括第一输入端、第二输入端，第一输入端与绕组相连，第二输入端与骨架相连；电容量变送器采集的电容量信息包括正在热处理过程的变压器的绕组层间、绕组与接地变压器热处理罐间的电容量，控制装置根据采集的电容量信息控制加热装置、真空泵工作以定量控制热处理过程。本装置可方便地实现通过测量电容量控制高压试验用变压器的绝缘处理效果和时间，控制装置根据采集的电容量信息可以方便地实现定性和定量的计算分析。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的电容量变送器与电压电流传感器相连，控制装置与电压电流传感器相连以获得变压器对应的电流及电压信息；控制装置根据电压电流传感器和电容量变送器采集信息进行热处理效果处理分析，控制热处理时间和真空处理时间。方便实现热处理效果处理分析及对热处理时间和真空处理时间的控制。

所述的真空泵为多个，包括第一真空泵、第二真空泵，其中第二真空泵为罗茨泵。通过2个真空泵，并且其中一个为罗茨泵，可以更好的实现抽真空和保持真空，抽真空效率高，效果好。

所述的控制装置设有于控制台上，真空处理、温度处理、加温时间处理数据统一送到控制台，控制台确定真空处理时间、温度处理时间、加温时间，且各要素相互影响以确保高压试验变压器的热处理结果达到最佳。通过控制台实现统一各种参数的控制，控制操作方便，控制反应及时，处理效果好。

本发明的另一个发明目的是提供一种高压试验变压器绝缘热处理方法，其包括以下步骤：

1）将变压器置入变压器热处理罐中；

2）将变压器各绕组接头和变压器骨架用导线连接至电容量变送器上；

3）开始热处理后，真空度传感器、电容量变送器、温度变送器进行信息采集；

4）控制装置实时获取真空度传感器、电容量变送器、温度变送器采集的信息，利用测量变压器的绕组层间、绕组与箱体地间的电容量的方法来判断绝缘效果，对取得的热处理效果进行定量计算，确定绝缘处理的时间，使绝缘处理处于可以控制的状态；绝缘处理的时间包括真空处理时间、温度处理时间、加温时间；真空处理时间、温度处理时间、加温时间联合作用，以控制热处理整个过程，确保高压试验变压器的热处理结果达到最佳。本方法可方便地实现试验信息的采集测量和控制分析，以使高压试验变压器的热处理结果达到最佳效果。

所述的控制装置位于现场的控制台上，热处理现场数据实时采集处理，控制装置包括PLC。通过现场控制台进行控制处理，便于现场分析处理和应对，PLC成本低，工作稳定性好。

电容量变送器设有电压电流传感器，电容量变送器的信息通过电压电流传感器传送至PLC上，PLC根据送来的电容量信息、温度信息、真空度信息、时间信息进行关联分析、计算、处理，从而控制热处理时间和真空处理时间。通过PLC可方便的实现对各种参数信息的采集、分析、计算和处理，便于实现对热处理时间和真空处理时间的控制。

有益效果：本技术方案通过测量电容量，可以方便地实现绝缘处理的定性效果分析和定量计算分析，实现可控的绝缘处理过程，杜绝高压试验用变压器绝缘处理的不确定性，减少返工次数，杜绝过加热、过真空带来的绕组破坏与箱体变形等事故，从而减小制造人员工作量，避免材料浪费。

附图说明

图1是本发明原理结构示意图。

图中：1-变压器热处理罐；2-真空度传感器；3-电容量变送器；4-温度变送器；5-第一真空泵；6-第二真空泵；7-控制台；8-绕组；9-变压器骨架。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，一种高压试验变压器绝缘热处理系统，包括用于容纳变压器绕组及变压器骨架9的变压器热处理罐1、用于采集变压器热处理罐1内真空度信息的真空度传感器2、用于采集电容量信息的电容量变送器3、用于采集变压器热处理罐1内温度的温度变送器4、用于抽变压器热处理罐1真空的真空泵、用于对变压器热处理罐1加热的加热装置及与真空度传感器2、电容量变送器3、温度变送器4、加热装置相连的控制装置；电容量变送器3包括第一输入端、第二输入端，第一输入端与绕组相连，第二输入端与骨架相连；电容量变送器3采集的电容量信息包括正在热处理过程的变压器的绕组8层间、绕组8与接地变压器热处理罐1间的电容量，控制装置根据采集的电容量信息控制加热装置、真空泵工作以定量控制热处理过程。

为了实现热处理效果分析及对热处理的控制，电容量变送器3与电压电流传感器相连，控制装置与电压电流传感器相连以获得变压器对应的电流及电压信息；控制装置根据电压电流传感器和电容量变送器3采集信息进行热处理效果处理分析，控制热处理时间和真空处理时间。方便实现热处理效果分析及对热处理时间和真空处理时间的控制。

为了实现较好的真空状态，真空泵为多个，包括第一真空泵5、第二真空泵6，其中第二真空泵6为罗茨泵。通过2个真空泵，并且其中一个为罗茨泵，可以更好的实现抽真空和保持真空，抽真空效率高，效果好。

控制装置设有于控制台7上，真空处理、温度处理、加温时间处理数据统一送到控制台7，控制台7确定真空处理时间、温度处理时间、加温时间，且各要素相互影响以确保高压试验变压器的热处理结果达到最佳。通过控制台7实现统一各种参数的控制，控制操作方便，控制反应及时，处理效果好。

一种高压试验变压器绝缘热处理系统的热处理方法，包括以下过程：

1）将变压器置入变压器热处理罐1中；

2）将变压器各绕组8接头和变压器骨架9用导线连接至电容量变送器3上；

3）开始热处理后，真空度传感器2、电容量变送器3、温度变送器4进行信息采集；

4）控制装置实时获取真空度传感器2、电容量变送器3、温度变送器4采集的信息，利用测量变压器的绕组8层间、绕组8与接地变压器热处理罐间的电容量的方法来判断绝缘效果，对取得的热处理效果进行定量计算，确定绝缘处理的时间，使绝缘处理处于可以控制的状态；绝缘处理的时间包括真空处理时间、温度处理时间、加温时间；真空处理时间、温度处理时间、加温时间联合作用，以控制热处理整个过程，确保高压试验变压器的热处理结果达到最佳。本方法可方便地实现试验信息的采集测量和控制分析，以使高压试验变压器的热处理结果达到最佳效果。

为了便于现场处理，控制装置位于现场的控制台7上，热处理现场数据实时采集处理，控制装置包括PLC。通过现场控制台7进行控制处理，便于现场分析处理和应对，PLC成本低，工作稳定性好。

为了便于实现对热处理时间和真空处理时间的控制，电容量变送器3设有电压电流传感器，电容量变送器3的信息通过电压电流传感器传送至PLC上，PLC根据送来的电容量信息、温度信息、真空度信息、时间信息进行关联分析、计算、处理，从而控制热处理时间和真空处理时间。通过PLC可方便的实现对各种参数信息的采集、分析、计算和处理，便于实现对热处理时间和真空处理时间的控制。

本实例中，PLC采用西门子PLC模块EM231、西门子PLC的CPU224。

以上图1所示的高压试验变压器绝缘热处理系统及其热处理方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种高压试验变压器绝缘热处理系统，其特征在于：包括用于容纳变压器绕组及骨架变压器（9）的变压器热处理罐（1）、用于采集变压器热处理罐（1）内真空度信息的真空度传感器（2）、用于采集电容量信息的电容量变送器（3）、用于采集变压器热处理罐（1）内温度的温度变送器（4）、用于抽变压器热处理罐（1）真空的真空泵、用于对变压器热处理罐（1）加热的加热装置及与真空度传感器（2）、电容量变送器（3）、温度变送器（4）、加热装置相连的控制装置；电容量变送器（3）包括第一输入端、第二输入端，第一输入端与绕组相连，第二输入端与变压器骨架（9）相连；电容量变送器（3）采集的电容量信息包括正在热处理过程的变压器的绕组（8）层间、绕组（8）与接地变压器热处理罐（1）间的电容量，控制装置根据采集的电容量信息控制加热装置、真空泵工作以定量控制热处理过程。

2.根据权利要求1所述的一种高压试验变压器绝缘热处理系统，其特征在于：所述的电容量变送器（3）与电压电流传感器相连，控制装置与电压电流传感器相连以获得变压器对应的电流及电压信息；控制装置根据电压电流传感器和电容量变送器（3）采集信息进行热处理效果处理分析，控制热处理时间和真空处理时间。

3.根据权利要求1所述的一种高压试验变压器绝缘热处理系统，其特征在于：所述的真空泵为多个，包括第一真空泵（5）、第二真空泵（6），其中第二真空泵（6）为罗茨泵。

4.根据权利要求1所述的一种高压试验变压器绝缘热处理系统，其特征在于：所述的控制装置设有于控制台（7）上，真空处理、温度处理、加温时间处理数据统一送到控制台（7），控制台（7）确定真空处理时间、温度处理时间、加温时间，且各要素相互影响以确保高压试验变压器的热处理结果达到最佳。

5.采用权利要求1所述的一种高压试验变压器绝缘热处理系统的热处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将变压器置入变压器热处理罐（1）中；

2）将变压器各绕组（8）接头和变压器骨架（9）用导线连接至电容量变送器（3）上；

3）开始热处理后，真空度传感器（2）、电容量变送器（3）、温度变送器（4）进行信息采集；

4）控制装置实时获取真空度传感器（2）、电容量变送器（3）、温度变送器（4）采集的信息，利用测量变压器的绕组（8）层间、绕组（8）与接地变压器热处理罐（1）间的电容量的方法来判断绝缘效果，对取得的热处理效果进行定量计算，确定绝缘处理的时间，使绝缘处理处于可以控制的状态；绝缘处理的时间包括真空处理时间、温度处理时间、加温时间；真空处理时间、温度处理时间、加温时间联合作用，以控制热处理整个过程，确保高压试验变压器的热处理结果达到最佳。

6.根据权利要求5所述的一种热处理方法，其特征在于：所述的控制装置位于现场的控制台（7）上，热处理现场数据实时采集处理，控制装置包括PLC。

7.根据权利要求6所述的一种热处理方法，其特征在于：电容量变送器（3）设有电压电流传感器，电容量变送器（3）的信息通过电压电流传感器传送至PLC上，PLC根据送来的电容量信息、温度信息、真空度信息、时间信息进行关联分析、计算、处理，从而控制热处理时间和真空处理时间。