吴聪明 王弢 苏嘉力 陈静
【摘 要】在电力自动化和信息化发展背景下,现阶段许多变电站已经实现了无人值守、自动运行。变压器作为变电站的核心设备,却经常需要人工手动更换吸湿器内的干燥剂,十分不便。JY-MXS-2型免维护吸湿器无需更换干燥剂,在降低使用成本、减轻管理压力和避免环境污染等方面展现出诸多的应用优势。本文首先介绍了常规吸湿器在使用中存在的诸多缺陷,随后介绍了JY-MXS-2型免维护吸湿器的运行原理,以及在诸多方面存在的性能优势。
【关键词】变压器;免维护吸湿器;温湿度传感器;干燥剂
引言
吸湿器是油浸式变压器结构组成中的一个重要设备,位于储油柜的进气口上。在变压器运行时,由于工作环境和工作状态的影响,进入储油柜、变压器的空气中含有较多的杂质、水分。吸湿器的作用就是滤除潮湿空气,从而达到了保证变压器稳定运行和延长变压器使用寿命的目的。但是吸湿器在使用过程中也存在一定的问题,例如干燥剂的消耗较为严重,每隔一段时间就要更换,增加了使用成本;而干燥剂如何进行无害化处理,目前来看也是一个问题。本文介绍的JY-MXS-2型免维护吸湿器,具有体积小巧、节能环保、成本较低、安全可靠等诸多性能优势,具有推广使用价值。
一、常规变压器吸湿器的应用缺陷
从变压器吸湿器的功能来看,干燥剂发挥了主要作用。它能够将空气中的水分吸收、固定,從而保证了进入到变压器内部的空气干燥。干燥剂的成分多种多样,其中硅胶干燥剂因为成本较低、除湿效果较好,是目前较为常用的一种吸湿器干燥剂。但是在实际使用中也存在诸多的缺陷,主要体现在:(1)需要频繁更换。硅胶干燥剂在使用一段时间后,随着吸水量的增加,干燥剂的吸水能力逐渐饱和,除湿能力与使用时间成反比。如果不及时更换,会明显降低除湿效果,也就失去了应有的作用。(2)在整个变压器的寿命周期内,需要频繁更换干燥剂,虽然单次更换的费用不高,但是由于经常更换,也是一笔不小的支出,性价比不高。(3)替换下来的硅胶干燥剂不能得到有效的处理。如果直接丢弃,会造成环境污染。但是要想无害化处理,又需要专门投入特定的设备,很难在经济效益和环保效益之间做到平衡。
变压器作为电力系统中的关键设备,随着电力事业的不断发展,变压器的使用数量和应用要求都在不断的提高。而常规除湿器存在的上述缺陷,显然不能适应变压器的使用和发展要求。有需求就会有创新,研发和使用一种免维护的吸湿器,就成为近年来电力行业的一种迫切需求。在这一背景下,研制了JY-MXS-2型免维护吸湿器,在很大程度上克服了传统吸湿器存在的种种缺陷。
二、JY-MXS-2型免维护吸湿器的主要结构
该设备的主要组成结构有连接法兰、上连接座、冷凝罩、阻隔件、制冷片、散热器等。外观尺寸如图1所示。
另外,为了迎合市场的需求,根据变压器种类和规格的不同,JY-MXS-2型免维护吸湿器也分别提供了不同的产品型号,部分型号的参数如表1所示。
三、JY-MXS-2型免维护吸湿器的运行原理
JY-MXS-2型免维护吸湿器是为油浸式变压器或互感器设计的空气净化装置,它安装在油浸式变压器或互感器储油柜上。当变压器或互感器由于负荷或环境温度的变化而使变压器油的体积发生胀缩,迫使储油柜内的气体通过免维护吸湿器内的干燥剂进行呼吸,以清除空气中的杂物和潮气,保持变压器或互感器内的变压器油的绝缘强度。并且当长时间使用,干燥剂受潮后,免维护吸湿器具有自动加热功能,自动除去干燥剂中的水分,从而达到吸湿器免维护的目的。
当油枕吸进空气时,空气通过过滤网,进入吸湿器内部。过滤网对空气中的灰尘进行过滤,经过滤后的空气流经干燥室,空气中的水分被干燥剂充分吸收,达到干燥空气的目的。通过定时控制安装在干燥室内的加热元件进行烘干,烘干过程中所产生的水蒸汽通过对流向四周扩散,通过金属网到达玻璃管,并在玻璃管上冷凝,冷凝的水珠沿玻璃管流向安装在底部的金属法兰,并流出吸湿器,使吸湿器达到免维护的目的。
四、JY-MXS-2型免维护吸湿器的性能优势
经过大量的试点应用,可以发现JY-MXS-2型免维护吸湿器与常规的吸湿器相比,在以下方面表现出了强大的性能优势:
第一,无需更换干燥剂,减轻了维护人员的工作压力。该设备自带加热元件,并且由控制单元中的PLC进行控制。当湿度传感器检测到干燥剂的湿度达到设定值(初始值为60%,可调)后,PLC接收湿度信号并发送加热指令。此时加热元件通电并开始对干燥剂进行加热、烘干。整个过程中,湿度传感器每隔30s检测一次湿度,并将最新的湿度数据发送给PLC。当干燥剂的湿度重新降低至设定值以下后,自动停止烘干,如此往复。这样一来,可以实现除湿器的自动运行,减轻了人工更换干燥剂的工作压力。另外,设备内部还安装有温度传感器,可以对加热温度进行同步调控,在保证运行安全的前提下,完成烘干任务。
第二,降低了使用成本。根据对比试验,同型号的两台变压器除湿器,在相同的环境下,常规除湿器的干燥剂每隔3个月就接近饱和,必须要更换。而使用JY-MXS-2型免维护吸湿器,可以做到在整个变压器的寿命周期内不需要替换。在一些大型的变电站,由于变压器数量较多,使用JY-MXS-2型免维护吸湿器无形中可以节约大量的成本,这对于维护电力公司的经济利益也有一定的帮助。除此之外,JY-MXS-2型免维护吸湿器不需要安排专人负责维护,也可以减少一部分人工成本,这也符合电力信息化的发展趋势。
第三,节能减排,绿色环保。常规除湿器更换下来的硅胶干燥剂,只能当作废弃品处理,造成了资源的浪费和环境的污染。而JY-MXS-2型免维护吸湿器可以对硅胶干燥剂进行烘干、反复使用,节约了资源,也减少了环境的破坏。
结语
吸湿器作为变压器的重要组成结构,除湿效果是否理想,将会与变压器的运行稳定性和使用寿命产生直接影响。常规除湿器在使用一段时间后,面临着除湿效果降低,需要频繁更换干燥剂等问题,除了维护麻烦外,还会增加成本、破坏环境。本文介绍的JY-MXS-2型免维护吸湿器,则针对上述问题进行了针对性的改良。同时,利用电子信息技术进行智能化控制,可以对干燥剂进行反复烘干、长期使用。从实践应用来看,无论是经济效益、环保效益还是安全效益方面,均表现出了较强的优势,具有推广使用价值。
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(作者单位:123云南电网有限责任公司红河供电局变电运行一所;4陕西金源自动化科技有限公司)