CN107993810B - 一种用于变压器绝缘油的干燥方法和干燥装置 - Google Patents

一种用于变压器绝缘油的干燥方法和干燥装置 Download PDF

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Abstract

一种用于变压器绝缘油的干燥方法,包括如下步骤:S100:游离水脱除步骤,将所述变压器绝缘油加热至50‑85℃,控制真空度控制单元使得真空度<200Pa,并使得所述绝缘油循环经过所述真空度控制单元的抽气口;S200:乳化水脱除步骤,将所述绝缘油引入具有聚结过滤结构的容器,向所述容器内注入氮气以提高所述容器内的压强,引出经所述聚结过滤结构过滤的乳化水。本申请能够有效解决变压器绝缘油中游离水、乳化水、溶解水三种形式的水分脱除问题,能够在降低绝缘油老化速率的前提下高效地蒸发并脱除游离水,通过聚结过滤结构和氮气压力环境使得绝缘油中的乳化水以更快的效率被滤除。

Description

一种用于变压器绝缘油的干燥方法和干燥装置
技术领域
本申请涉及变压器中绝缘油处理技术领域,尤其涉及一种用于变压器绝缘油的干燥方法和干燥装置。
背景技术
在高电压等级电力设备中,如油浸式变压器、油纸套管等,变压器油中的水分在很大程度上决定了变压器的绝缘状态。油纸绝缘设备中的水分主要来源有三种:1)设备生产时绝缘纸内部残留的水分;2)设备装配、维修或运行过程中外部侵入的水分;3)设备运行中绝缘材料老化产生的水分。水分在绝缘纸中有四种存在形式,即游离在纸中的自由水、吸附在纸表面的吸附水、与纸纤维素分子相结合的结合水以及聚集在绝缘纸附近的水蒸气。水分在油中有四种存在形式,即沉积水、溶解水、乳化水与结合水。为了提高绝缘材料的电气性能延长设备使用寿命,必须控制绝缘中的含水量,尤其是绝缘纸中的含水量。由于水分和纤维素的介电常数较大,在电场作用下容易极化进而定向排列形成“小桥”,同时水分与纤维素的电导大会引起泄漏电流增大、发热增多,促使水分汽化形成气泡,导致其局放起始电压和击穿电压降低。因而有必要针对绝缘油中的水分进行高效的过滤,从而避免电力设备出现运行故障。
在现有的绝缘油干燥方法中,一般采用高温干燥法。然而由于高温干燥导致油过热情况,造成油中碳氢化合物分子的某些C-H键和C-C键断裂进而导致油的绝缘性能变差。
同时,高温干燥法虽然可使油中水分蒸发,但随温度的升高,油中溶解水分也在增加,进而减少水分蒸发为气体的可能。对于油中乳化水,乳化水并不会随着干燥温度的升高而成为游离水进而蒸发。
因此现有技术需要一种有效的干燥技术以改善变压器绝缘油的干燥效果。
发明内容
为了解决上述问题,本申请提出了一种用于变压器绝缘油的干燥方法,包括如下步骤:
S100:游离水脱除步骤,将所述变压器绝缘油加热至50-85℃,控制真空度控制单元使得真空度<200Pa,并使得所述绝缘油循环经过所述真空度控制单元的抽气口;
S200:乳化水脱除步骤,将所述绝缘油引入具有聚结过滤结构的容器,向所述容器内注入氮气以提高所述容器内的压强,引出经所述聚结过滤结构过滤的乳化水。
优选地,所述游离水脱除步骤还包括:
S101:利用水浴的方式加热所述绝缘油;
S102:利用绝缘油循环装置经第一管道提升所述绝缘油;
S103:使得所述绝缘油经与所述真空度控制单元的抽气口相通的第二管道下降。
优选地,所述步骤S103中在所述绝缘油到达所述抽气口之前,还包括使得所述绝缘油通过玻璃纤维过滤结构的步骤。
优选地,游离水脱除步骤中将所述变压器绝缘油加热至70℃,控制真空度控制单元使得真空度<133Pa。
优选地,所述乳化水脱除步骤还包括:
S201:向所述具有聚结过滤结构的容器内注入压强为2MPa的氮气。
另一方面,本申请还公开了一种用于变压器绝缘油的干燥装置,包括:
第一干燥通道,所述第一干燥通道包括温度控制单元、真空度控制单元和绝缘油循环装置,所述温度控制单元适于控制所述绝缘油的温度并使得所述绝缘油的温度为50-85℃,所述真空度控制单元适于控制所述第一干燥通道内的真空度并使得真空度<200Pa,所述绝缘油循环装置适于使得所述变压器绝缘油在所述第一干燥通道内循环;
第二干燥通道,所述第二干燥通道包括设置有聚结过滤结构的容器和氮气存储结构,所述聚结过滤结构适于从所述绝缘油中过滤乳化水,所述氮气存储结构适于向所述容器注入氮气从而提高所述容器内的压强。
优选地,所述第一干燥通道包括第一储油器、水浴容器、第一管道、第二管道、真空泵和液压泵;
所述水浴容器设置在所述第一储油器下方,用于加热所述第一储油器内的绝缘油;
所述第一管道和所述第二管道均与所述第一储油器连接;
所述液压泵与所述第一管道连接;
所述真空泵的抽气口与所述第二管道连接,
所述第一储油器内的绝缘油由所述液压泵经所述第一管道提升,并经所述第二管道回到所述第一储油器。
优选地,所述第一干燥通道还包括设置于所述第二管道上方的玻璃纤维过滤结构。
优选地,所述玻璃纤维过滤结构的孔径约为90mm。
优选地,所述第二干燥通道包括第二储油器以及连接所述第一储油器和所述第二储油器的第三管道;
所述第一管道、第二管道和第三管道上均设置有阀门。
通过本申请公开的干燥方法和干燥装置,能够有效解决变压器绝缘油中游离水、乳化水、溶解水三种形式的水分脱除问题,在游离水脱除过程中,通过准确控制温度,能够在降低绝缘油老化速率的前提下高效地蒸发并脱除游离水,在乳化水脱除过程中,通过聚结过滤结构和氮气压力环境使得绝缘油中的乳化水以更快的效率被滤除。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例涉及的用于变压器绝缘油的干燥方法的步骤示意图;
图2为本申请实施例涉及的变压器绝缘油的干燥装置结构组成示意图。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思,下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
如图1所示,本申请的实施例公开了一种用于变压器绝缘油的干燥方法。包括如下步骤:
S100:游离水脱除步骤,将所述变压器绝缘油加热至50-85℃,控制真空度控制单元使得真空度<200Pa,并使得所述绝缘油循环经过所述真空度控制单元的抽气口。
S200:乳化水脱除步骤,将所述绝缘油引入具有聚结过滤结构的容器,向所述容器内注入氮气以提高所述容器内的压强,引出经所述聚结过滤结构过滤的乳化水。
本实施方式中,绝缘油加热的温度低于传统的高温干燥法的加热温度,采用本申请加热的温度范围能够防止碳氢化合物中的C-H键和C-C键断裂而导致绝缘性能降低,与此同时,该温度范围还能够防止绝缘油中的乳化水随着温度升高而变成游离水的问题。
在一个优选的实施方式中,所述游离水脱除步骤还包括:
S101:利用水浴的方式加热所述绝缘油;
S102:利用绝缘油循环装置经第一管道提升所述绝缘油;
S103:使得所述绝缘油经与所述真空度控制单元的抽气口相通的第二管道下降。
通过水浴的环境提供均匀稳定并且准确可控的绝缘油温度,可以进一步有效避免高温干燥导致绝缘油热老化的问题。通过在高真空、低温度的环境下,循环地提升和下降绝缘油,使得绝缘油不断地通过真空控制单元(例如真空泵)的抽气口,不断地脱离滤除绝缘油中的游离水,并且使得绝缘油中的溶解水保持较低的含量。
在一个优选的实施方式中,所述步骤S103中在所述绝缘油到达所述抽气口之前,还包括使得所述绝缘油通过玻璃纤维过滤结构的步骤。对于本发明非常有利的是玻璃纤维过滤结构可以起到两方面的作用,首先所述绝缘油通过玻璃纤维过滤结构能够过滤绝缘油中的杂质,其次非常重要的是,所述玻璃纤维过滤结构能够使得绝缘油以液滴的形式通过抽气口,大大的增大了绝缘油的接触表面积,提高了过滤效率。
在一个优选的实施方式中,游离水脱除步骤中将所述变压器绝缘油加热至70℃左右,控制真空度控制单元使得真空度<133Pa。发明人通过大量的实验分析发现在该温度和真能度环境下,能够在保证绝缘油的热老化速率极其缓慢的前提下,游离水仍然可以以较高的效率蒸发为气体而被脱除。
进一步地,所述乳化水脱除步骤还包括:S201:向所述具有聚结过滤结构的容器内注入压强为2MPa的氮气。通过注入带有压强的氮气配合所述聚结过滤结构使得绝缘油中的乳化水以较高的效率沉积出来。
另一方面,如图2所示,本申请还公开了一种用于变压器绝缘油的干燥装置,包括:第一干燥通道,所述第一干燥通道包括温度控制单元2、真空度控制单元6和绝缘油循环装置5,所述温度控制单元2适于控制所述绝缘油的温度并使得所述绝缘油的温度为50-85℃,所述真空度控制单元6适于控制所述第一干燥通道内的真空度并使得真空度<200Pa,所述绝缘油循环装置5适于使得所述变压器绝缘油在所述第一干燥通道内循环。对于本领域技术人员来说,温度控制单元2可以是任何能够稳定均匀地提升绝缘油温度的加热装置,真空度控制单元6可以是真空泵,也可以是其他能够实现抽真空的装置,绝缘油循环装置5可以是液压泵,也可以是其他能够提升绝缘油的动力装置。
干燥装置还包括第二干燥通道,所述第二干燥通道包括设置有聚结过滤结构11的容器10和氮气存储结构12,所述聚结过滤结构11适于从所述绝缘油中过滤乳化水,所述氮气存储结构12适于向所述容器10注入氮气从而提高所述容器10内的压强。
本领域技术人员应当理解,本发明所称之“第一干燥通道”和“第二干燥通道”仅为干燥过程中因为功能和工作顺序进行的区分,两者可以在物理结构上具有公用或者交叉的组成部分。
进一步地,所述第一干燥通道包括第一储油器1、水浴容器2、第一管道3、第二管道4、真空泵6和液压泵5。所述水浴容器2设置在所述第一储油器1下方,用于加热所述第一储油器1内的绝缘油。所述第一管道3和所述第二管道4均与所述第一储油器1连接。所述液压泵5与所述第一管道3连接。所述真空泵5的抽气口与所述第二管道4连接,所述第一储油器1内的绝缘油由所述液压泵5经所述第一管道3提升,并经所述第二管道4回到所述第一储油器1。通常,将第一储油器1中的绝缘油整体循环三次后,绝缘油中的大多数游离水能够被脱离出来。
进一步地,所述第一干燥通道还包括设置于所述第二管道4上方的玻璃纤维过滤结构9。
优选地,所述玻璃纤维过滤结构9的孔径约为90mm。
进一步地,所述第二干燥通道包括第二储油器10以及连接所述第一储油器1和所述第二储油器10的第三管道13。
所述第一管道3、第二管道4和第三管道13上均设置有阀门7、8、14。
在一次干燥过程开始前,首先关闭阀门14,注油结束后打开真空泵6,同时打开水浴锅2并调节水浴温度为70℃。绝缘油首先进行游离水的过滤。在整体绝缘油循环三次后,此时绝缘油中大多数游离水被滤除。关闭第一管道上的阀门7,打开阀门14,同时关闭真空泵。绝缘油进入第二储油器10,此时打开氮气注入口,注入干燥的氮气使压强为2MPa。打开位于第二储油器10底部的阀门(图未示出)中使沉在底部的乳化水经过聚结过滤膜后被滤除。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种用于变压器绝缘油的干燥方法,利用变压器绝缘油的干燥装置来实现,所述干燥装置包括:第一干燥通道,所述第一干燥通道包括温度控制单元、真空度控制单元和绝缘油循环装置,所述温度控制单元适于控制所述绝缘油的温度并使得所述绝缘油的温度为50-85℃,所述真空度控制单元适于控制所述第一干燥通道内的真空度并使得真空度<200Pa,所述真空度控制单元是真空泵,所述绝缘油循环装置适于使得所述变压器绝缘油在所述第一干燥通道内循环;第二干燥通道,所述第二干燥通道包括设置有聚结过滤结构的容器和氮气存储结构,所述聚结过滤结构适于从所述绝缘油中过滤乳化水,所述氮气存储结构适于向所述容器注入氮气从而提高所述容器内的压强;
所述第一干燥通道包括第一储油器、水浴容器、第一管道、第二管道、真空泵和液压泵;所述水浴容器设置在所述第一储油器下方,用于加热所述第一储油器内的绝缘油;所述第一管道和所述第二管道均与所述第一储油器连接;所述液压泵与所述第一管道连接;所述真空泵的抽气口与所述第二管道连接,所述第一储油器内的绝缘油由所述液压泵经所述第一管道提升,并经所述第二管道回到所述第一储油器;
所述第一干燥通道还包括设置于所述第二管道上方的玻璃纤维过滤结构;所述绝缘油通过玻璃纤维过滤结构能够过滤绝缘油中的杂质;
所述干燥方法包括如下步骤:S100:游离水脱除步骤,将所述变压器绝缘油加热至50-85℃,控制真空度控制单元使得真空度<200Pa,并使得所述绝缘油循环经过所述真空度控制单元的抽气口;S200:乳化水脱除步骤,将所述绝缘油引入具有聚结过滤结构的容器,向所述容器内注入氮气以提高所述容器内的压强,引出经所述聚结过滤结构过滤的乳化水;
所述游离水脱除步骤还包括:S101:利用水浴的方式加热所述绝缘油;S102:利用绝缘油循环装置经第一管道提升所述绝缘油;S103:使得所述绝缘油经与所述真空度控制单元的抽气口相通的第二管道下降;
所述S103中在所述绝缘油到达所述抽气口之前,还包括使得所述绝缘油通过玻璃纤维过滤结构的步骤;所述绝缘油通过玻璃纤维过滤结构能够过滤绝缘油中的杂质。
2.根据权利要求1所述的干燥方法,其特征在于,游离水脱除步骤中将所述变压器绝缘油加热至70℃,控制真空度控制单元使得真空度<133Pa。
3.根据权利要求1所述的干燥方法,其特征在于,所述乳化水脱除步骤还包括:S201:向所述具有聚结过滤结构的容器内注入压强为2MPa的氮气。
4.一种用于变压器绝缘油的干燥装置,其特征在于,包括:第一干燥通道,所述第一干燥通道包括温度控制单元、真空度控制单元和绝缘油循环装置,所述温度控制单元适于控制所述绝缘油的温度并使得所述绝缘油的温度为50-85℃,所述真空度控制单元适于控制所述第一干燥通道内的真空度并使得真空度<200Pa,所述真空度控制单元是真空泵,所述绝缘油循环装置适于使得所述变压器绝缘油在所述第一干燥通道内循环;第二干燥通道,所述第二干燥通道包括设置有聚结过滤结构的容器和氮气存储结构,所述聚结过滤结构适于从所述绝缘油中过滤乳化水,所述氮气存储结构适于向所述容器注入氮气从而提高所述容器内的压强;
所述第一干燥通道包括第一储油器、水浴容器、第一管道、第二管道、真空泵和液压泵;所述水浴容器设置在所述第一储油器下方,用于加热所述第一储油器内的绝缘油;所述第一管道和所述第二管道均与所述第一储油器连接;所述液压泵与所述第一管道连接;所述真空泵的抽气口与所述第二管道连接,所述第一储油器内的绝缘油由所述液压泵经所述第一管道提升,并经所述第二管道回到所述第一储油器;
所述第一干燥通道还包括设置于所述第二管道上方的玻璃纤维过滤结构;所述绝缘油通过玻璃纤维过滤结构能够过滤绝缘油中的杂质。
5.根据权利要求4所述的干燥装置,其特征在于,所述第二干燥通道包括第二储油器以及连接所述第一储油器和所述第二储油器的第三管道;所述第一管道、第二管道和第三管道上均设置有阀门。
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