大型变压器真空注油工艺的改进分析及相关设备的研制

吴 洽

(中山凯旋真空科技股份有限公司，广东 中山 528478)

0 引 言

大型变压器在实际应用中十分广泛。大型油浸式变压器在装配完成后需进行正确的接线，然后规定工艺和注油步骤实施真空注油，从而控制整个施工工艺，并保证变压器的安全。在实施真空注油时需要选择合适的控制工艺，注油高度最低应浸过绝缘压板，保证储油柜内的油量达到标准油位高度，以保证后期变压器能够稳定工作。

1 真空注油工艺的现状

在大型变压器真空注油工艺中，存在整个注油过程没有结束前就停止抽真空的现象，这样往往会造成真空注油工作工艺不能正常实施。如果抽真空过程不完善，会导致整个注油过程不完全是在真空状态下进行注油的。在与空气接触的情况下，变压器油会发生氧化，不仅加速了变压器的老化，也会造成变压器的绝缘效果下降，影响变压器的正常工作，甚至给大型变压器以后的安全工作留下事故隐患。造成注油还没有完成就停止抽真空的主要原因有以下两个方面。

1.1 变压器自身的原因

因为变压器所配组件之间的密封情况造成不能进行抽真空操作，影响变压器真空注油工艺流程的实施。特别是大型变压器的储油柜、气体继电器等易损设备器件，影响抽真空操作。

1.2 操作问题

因为在大型变压器中没有油位观察装置，抽真空注油时无法得知注油时油位的确切高度，从而给整个施工工艺带来影响。如果注油过高，停机不及时，变压器油会渗入到其他部件，造成变压器设备的损坏。

2 真空注油工艺的改进

2.1 初步设计改进

由于传统的抽真空、注油过程中存在不足，需要对大型变压器的注油工艺进行改进，以达到变压器真空注油过程中的全真空处理[1]，保证在注油过程中不需要中间停机与补油操作。

(1)大型变压器的所有组件与配件都采用耐真空材料，特别是储油柜、气体继电器和散热器都易损的器件，需要满足这个要求。

(2)在采用真空材料后，结合相应的技术要求，可以采用如图1所示的连接方式对变压器进行连接。这样既将真空泵管路(抽真空管路)通过阀门将各个管路、阀门等有机连接在一起，然后将滤油机管路(注油管路)连接至变压器下部，使下部V5成为变压器的注(放)油阀，方便操作。打开阀门V1、V2、V5，启动真空泵，对变压器进行抽真空，并设置相应的抽真空时间，打开V6和滤油机，在真空状态下实施注油操作。对储油柜进行注油至标准油位，关闭V5、V6阀门，停止注油，保证整个变压器内不会存在空气[2]。

图1 大型变压器真空注油连接

(3)管理连接完成后，需要相应的工艺操作，如与传统的注油工艺相比，它简化了注油的使用工艺，节省了注油的操作时间。此外，由于将真空压力表移到了变压器的底端，也便于工作人员进行查看。

2.2 二次改进

在对真空注油设备进行新的改装后，简化了注油的工艺操作。由于工艺比较繁琐，实际上并没有提高工作效率[3]，注油工作人员对这种操作工艺流程也不是十分熟悉。结合当前的实际情况，对变压器的管路连接进行了二次改进，具体连接如图2所示。

图2 大型变压器真空注油二次连接

调整后，打开阀门V1、V2、V3、V4时，可启动真空泵对变压器进行抽真空处理，一定时间后，保证达到一定的真空度，然后打开阀门VS、V6及滤油机，对变压器实施注油操作[4]。在变压器真空状态下进行注油操作，边注油边观察注油计，在油位满足要求时，关闭V3、V4阀门，切断变压器与外界联系，然后拆除二通S2及其所连接的油位显示装置。通过二次改进，进一步提升了变压器的注油效率，且工艺更加简便。

3 相关设备的研制

在对大型变压器真空注油工艺进行改进时，首要解决可抽真空储油柜设备的设计。为了提高储油罐的使用效果，可以将胶囊式储油柜改为可抽真空储油柜。按照图3进行相应的设置与连接，能够有效解决相应注油中出现的问题。

图3 储油柜设计

图2中，设计的注油管路在进行真空注油时不需要停机或者常压补油。但是，要提高注油效率，可以采用多个管路进行抽真空操作。只需在图2的管路中，从V7的阀门中接一个管路至B点，使其与V3管路一起对变压器本体进行抽真空操作。这样不仅可以提高抽真空的效率，还可以降低工作的复杂性，也可使用变压器其他部位的管接头[5]完成相应的操作。如果在B点出现不定数量的管接头连接，可以灵活使用多种连接管路如二通、四通管路等。这时可以设计如图4所示的章鱼结构的连接管来处理管路连接，以提高抽真空效率，降低打开阀门的次数。使用时，可以先打开真空泵管路的阀门，依次按照相应的顺序打开连接，按照工艺流程要求，打开其他管接头上的阀门进行抽真空操作。在该管路上没接连接的管路，可以灵活打开章鱼结构的连接管。

图4 章鱼结构的连接管

为保证变压器油不会吸入真空泵，设计过程中需要保证图2中的BC或AC段增加两端带阀门的真空过渡罐，从而对真空泵进行缓冲。如果过渡罐中出现变压器油时，表明变压器中的油位已经超过阀门的高度，这时需要先关闭过渡真空罐，处理变压器中油位高度，然后关闭罐体上前部阀门和所连接变压器本体上的阀门，阻止真空罐中吸入变压器油。采用真空过渡罐处理方式，主要结构是可耐受真空的罐体。为保证密封的效果，在各个连接处都添加了垫圈，将罐盖和密封垫圈整体构成一个密闭的空间，保证注油过程中不会出现任何问题。另一端，有一磁翻板式油位计，重点是对罐体内的油位进行检测，同时保证罐体的可抽真空。

使用时，将各管路连接完毕后，需要认真检查整个设备是否安全，并检查各个连接管路，控制正管路的阀门。除放油阀外，其余两阀门为开启状态。在具体的注油过程中，需要进行整体控制，按照施工工艺实施。当变压器油位超过抽真空管路的接口高度时，可以不通过测油计进行观察，即使变压器油进入真空过渡罐后，也不会进入到真空泵内，能够有效防止变压器油流入真空泵，完成整个变压器的注油过程。

4 结 论

采用改进工艺设备后的真空注油工艺与配套工艺后，各个管路之间的连接更加合理。将真空压力表设置在储油柜的下部，增加了油位的显示装置，方便观测注油的油位，实现了整个注油工艺流程的全真空处理，有效解决了传统注油过程中混入空气的问题。注油过程中，真空泵不需要中间停机，真正解决了真空常压补油不足的问题。