专利名称：一种对现场组装变压器实现煤油气相干燥的系统和方法
技术领域：
本发明涉及变压器生产制造领域，更具体地，本发明涉及一种在变压器安装现场 利用煤油气相干燥处理方法对变压器器身进行气相干燥处理的系统和方法。
背景技术：
近年来，随着我国电力工业发展迅猛，特别是水电(清洁能源)的大力发展，而我 国需要电力发展的工业大多分布在西南、西北边远地区(占80%以上)，对于大型工件运输 极为不便。这样，由于受到运输高度、桥梁承重等多因素的限制，一台几百吨重的大型变压 器不可能整体运到安装现场，从而采用将变压器以解体的形式进行运输并在到达现场后重 新组装的方式。但是，由于解体后的变压器存在着运输过程和现场装配过程时间长的情形， 导致变压器上的绝缘件受潮。因此，对变压器如何进行现场干燥处理就成为必须要解决的 关键技术。目前，现场干燥变压器一般采用如下几种传统干燥方法，如热风真空干燥、喷淋 真空干燥、电流加热干燥(包括油箱涡流加热法、零序电流加热法、短路电流加热法)等。然 而，上述干燥方法都存在着加热温度低，加热时间长，加热不均勻、干燥不彻底等缺点。但是，对于大容量、高电压等级的变压器，最好的干燥方法是采用气相干燥法，此 方法因用煤油蒸气作为加热介质，而全干燥过程几乎是在一个无氧的状况下进行，所以具 有加热温度高，干燥速度快、干燥时间短、加热均勻、干燥彻底、能清洗变压器上的杂物等优 点ο气相干燥系统是一个较大而复杂的系统，通常来讲，除了要设置固定真空罐和庞 大冷却系统外，还要设置有充足的水源和热源，及大量的土建工作。目前变压器生产厂家， 都将气相干燥系统做成固定式，将其建在固定的基础上，用于在变压器制造厂内干燥处理 变压器。通常，在固定式气相干燥系统中，固定式真空罐是主体工作容积。干燥处理时，被 干燥物放在真空罐中，对真空罐完成加热、抽真空等工艺过程。在此系统中，其它组成部分 例如蒸发器等也是围绕着真空罐进行设置的。为了保证真空罐的温度，在真空罐的外壁上 设置有用于加热的蒸气排管和用于保温的保温材料及外包铠装，且罐盖(门)有专门的液 压系统使其密封，对于卧式真空罐内还设置有放置变压器器身的平车，在真空罐外设置有 使变压器进出罐的牵引装置等。现参照图1，对现有技术固定式气相干燥的工作过程进行说明。图1示出了现有 技术的固定式气相干燥系统的原理图的示意图，图中单箭头为煤油蒸气走向，双箭头为蒸 气回程，三箭头为煤油回程；在图中，1-真空装置，2-冷却水系统，3-真空罐门装置，4-真空 罐，5-冷凝器，6-废水接收装置，7-蒸发器，8-废油罐，9-储油罐，10-水蒸汽供应系统。固定式气相干燥处理的工作过程采用以下步骤第一步将变压器器身吊装到平车上后，用牵引装置将平车拉进真空罐内。第二步在产品上插放温度传感器，然后关闭真空罐门，并用罐门压紧装置将真空 罐门压紧。
第三步开始汽相干燥运行过程。气相干燥过程分为五个阶段
准备阶段，首先利用真空装置1降低真空罐4内的压力，而蒸发器7开始通过水蒸汽供应系统10所供应的水蒸汽给煤油升温。加热阶段，蒸发器7继续通过水蒸汽供应系统10所供应的水蒸汽给煤油升温，使 煤油液体变成煤油蒸气，煤油蒸气通过管道被输送到真空罐4内，从而加热放置在真空罐 内的变压器器身，随着加热时间的增加，变压器器身逐渐被加热，其绝缘材料内的水分开始 蒸发，使真空罐中形成由煤油蒸气、水蒸汽和真空罐泄漏的空气所组成的一种混合气体，这 种混合气体经回程管道被输送到冷凝器5，在冷凝器5中水蒸汽和煤油蒸气在冷却水系统2 的作用下被冷凝，而泄漏空气由真空泵(未示出)被排入大气，同时经冷凝后的水和煤油混 合物因比重不同，在冷凝器中得到分离，而后，分离出来的煤油被油泵(未示出)抽至蒸发 器7中循环再使用，分离出来的水分则排往废水接收装置6中。降压阶段，当变压器的绝缘材料的水分大部分已经排除，则开始停止对煤油的加 热和煤油蒸气的输送，同时利用真空装置1将真空罐4中的混合气体排出，使残留在绝缘材 料中的煤油重新蒸发。高真空阶段，最后进一步利用真空装置1对真空罐4抽真空，使残留在绝缘材料中 深层的煤油和水进一步蒸发，直到干燥结束。解除真空阶段，即充气步骤，达到干燥结束条件后，充入空气从而解除真空罐内的 真空，最后使产品出罐。从以上固定式气相干燥的系统设置和工作过程来看，所述气相干燥处理系统制作 成本相当高，经济上很不划算，而且所述系统受环境的限制很高，即必须采用固定式真空罐 和具有充足的水源和热源，才能实现变压器气相干燥处理。
发明内容
因此，为了解决如何在变压器组装现场实现对变压器进行气相干燥处理的问题， 和解决固定式气相干燥处理系统具有的构成复杂、成本高和受环境限制的问题，本发明的 目的是提供一种现场组装变压器实现煤油气相干燥的系统和方法，其可不受环境的限制就 可在变压器安装现场对变压器进行气相干燥处理，从而可克服现有技术中的上述缺点和不 足。为了实现上述发明目的，本发明采用以容置变压器的变压器油箱来替代固定式气 相干燥系统中的真空罐，并将气相干燥处理设备制成模块式，进而在将变压器运抵后，对系 统各组成部分进行组装连接，从而实现在变压器安装现场对变压器进行气相干燥处理。本发明提供了一种对现场组装变压器实现煤油气相干燥的系统，该系统将容置变 压器的变压器油箱作为气相干燥处理的工作容积，且变压器油箱利用连接管道与设置在其 外部的气相干燥设备相连接。本发明的气相干燥设备组装成模块式。所述气相干燥设备可制成一个气相干燥设 备总成模块。进一步地，本发明的气相干燥设备制成多个模块。所述多个模块包括真空冷凝模 块、煤油蒸气加热模块、煤油返回模块、冷却模块、储油罐和废油罐。它们以模块组合的方式 根据加工现场的地形自由地放置，并且它们之间设置有连接管道。采用本发明的多个模块，可简化气相干燥处理系统的构成，且易于快速地将系统的各部分组装，从而实现在变压器 现场进行变压器气相干燥处理的目的。优选地，真空冷凝模块、煤油蒸气加热模块、煤油返回模块和冷却模块均采用集装 箱结构。由于本发明的多个模块的外包装采用集装箱结构，所以使系统的安装工作变得简 单、易于操作。进一步地，真空冷凝模块主要包括真空机组、冷凝器和收集罐等；煤油蒸气加热模块主要包括蒸发器和导热油加热器等；煤油返回模块主要包括粗过滤器等；冷却模块主要包括水箱和冷水机组，且所述各模块中的部件之间设置有连接管 道。本发明采用了一个简易冷却水系统，即由大、小冷水机组和一个水箱组成，可以分别向 真空冷凝模块、煤油蒸气加热模块中的设备供应冷却水，解决了变压器安装现场缺水的问 题，省略了固定气相干燥较庞大的冷却水系统。优选地，本发明采用的蒸发器为外置式单蒸发器，用于实现煤油蒸发和蒸馏，且导 热油加热器利用电对导热油进行加热，进而导热油加热煤油，从而使液态煤油变成煤油蒸 气。通过采用导热油加热煤油，使本发明的系统不受安装环境的限制，即，本发明的系统不 需要同传统固定式气相干燥处理方式一样设置充足的热源，就可实现气相干燥处理。进一步地，本发明的系统的连接管道采用可伸缩的管道，以用于补偿连接。从而， 可根据安装现场的地形任意伸缩连接长度。优选地，在连接管道中，除连接冷却模块的连接管道采用带钢丝的塑料软管外，其 余的连接管道均采用可伸缩的不锈钢软管。进一步地，变压器油箱设置有保温装置，其用于对变压器油箱进行保温。优选地， 本发明的变压器油箱的保温装置设置在变压器外面的保温层，以及设置在变压器油箱底部 的辅助加热装置。进一步地，在变压器油箱底部下面还设置有上表面为倾斜表面的底座，所述倾斜 表面沿着变压器油箱的长度方向倾斜，使放置在其上的变压器油箱呈倾斜设置。由于采用 了倾斜的底座，使其上的变压器油箱呈倾斜设置，从而有利于变压器油箱中的油顺畅地流 出变压器油箱。本发明的变压器油箱还设置有用于与外部的气相干燥设备相连通的气路口和油 路口。进一步地，气路口包括煤油蒸气入口和真空口，所述煤油蒸气入口设置在变压器 油箱侧面的中下部处，所述真空口设置在变压器油箱的顶部。进一步地，煤油蒸气入口内设置有导向管，并在导向管上设置有支撑挡板，用于将 流入导向管内的煤油蒸气进行分流，从而避免煤油蒸气入口处变压器器身局部绝缘出现过 热现象。进一步地，与真空口连接的真空管道上安装有干燥空气入口，其中，在干燥空气入 口连接有干燥空气发生器。本发明的油路口包括煤油第一出口和煤油第二出口。其中，煤油第一出口设置在 距离变压器油箱底部有一定高度处的侧壁上，作为在气相干燥处理过程中变压器油箱的主 出油口，煤油第二出口设置在变压器油箱的底部，用于将变压器油箱中的油全部排掉。煤油第一出口和煤油第二出口的外部连接有煤油返回模块。本发明的系统还设置有温度控制装置，其中在所述变压器油箱上设置有温度传感 器。所述温度控制装置与系统的电气部分相连。针对本发明的发明构思，本发明还提供一种对现场组装变压器实现煤油气相干燥 的方法，所述方法是将待干燥处理的变压器放置在变压器油箱内，利用连接管道将变压器 油箱与设置在变压器油箱外部的气相干燥设备相连接，并采用煤油气相干燥处理方法对变 压器油箱内的变压器进行干燥处理的方法。因此，由于采用本发明的方法，可将变压器油箱 替代固定式气相干燥处理的真空罐，从而降低了设备成本，实现了在变压器安装现场对变 压器进行气相干燥处理的目的。在本发明中，所述煤油气相干燥处理包括准备步骤、加热步骤、降压步骤、高真空 步骤和解除真空步骤；其中，在解除真空步骤中，利用干燥空气发生器产生的干燥空气对变 压器油箱解除真空。从而，保证变压器彻底进行干燥，并避免变压器二次受潮。为了能够保证经处理的变压器彻底干燥，本发明还包括综合判断变压器的最终含 水量的方法，所采用的判断方法包括下述方面1)变压器总干燥时间；2)变压器干燥结束平均温度；3)变压器干燥最终真空度；4)变压器干燥产品最终出水率；和5)变压器干燥绝缘试块含水量测量。应当理解的是，对于发明，无论前面的概述还是下面的详细说明都是范例和说明 性的，旨在对所主张的本发明提供说明，而非对本发明的保护范围进行限制。
附图提供对本发明更进一步的理解，并入并组成本申请的一部分。本发明的具体 实施例与说明书一起用以阐明本发明的构成特点。在附图中图1示出了现有技术固定式煤油气相干燥处理系统的原理图的示意图。图2示出了本发明的对变压器进行现场气相干燥处理的系统的原理图的示意图。图3示出了本发明的煤油气相干燥处理变压器的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明内容作进一步详细描述。为了解决如何在变压器组装现场实现对变压器进行干燥的问题，和解决固定式气 相干燥处理系统具有的构成复杂、成本高和受环境限制的问题，本发明提供了一种现场组 装变压器实现煤油气相干燥的系统和方法，其可不受环境的限制就可在变压器安装现场对 变压器进行气相干燥处理。为了实现本发明的目的，本发明采用以容置变压器的变压器油箱来替代固定式气 相干燥系统中的真空罐，并将气相干燥处理设备制成模块式，进而在将变压器运抵后，对系 统各组成部分进行组装连接，从而实现在变压器安装现场对变压器进行气相干燥处理。为了更好地体现本发明的发明构思和本发明的特点，现对本发明的具体实施方式
进行详细描述。图2示出了本发明的对变压器进行现场气相干燥处理的系统的原理图的示意图， 图中单箭头为煤油蒸气走向，双箭头为蒸气回程，三箭头为煤油回程，而多个虚线方框表示 为气相干燥设备的多个模块。图2中，11-变压器油箱12-真空口，13-干燥空气入口，14-煤 油蒸气入口，15-煤油第一出口，16-煤油蒸气加热模块，17-真空冷凝模块，18-冷却模块， 19-煤油返回模块，20-煤油第二出口，21-辅助加热装置，22-温度传感器，23-底座，24-蒸 发器，25-导热油加热器，26-废油罐，27-储油罐，28-收集罐，29-冷凝器，30-真空机组， 31-水箱，32-冷水机组，33-废水收集装置，34-粗过滤器。参见图2，本发明提供了一种对变压器进行现场气相干燥处理的系统，其包括变 压器油箱11，其作为干燥处理的工作容积，将待干燥处理的变压器器身放置在变压器油箱 11内；气相干燥设备，其设置在变压器油箱11外部；和用于连接变压器油箱11和气相干燥 设置的连接管道。在本发明的系统中，将变压器油箱11作为工作容积代替传统固定式气相 干燥处理系统中的真空罐。由于将变压器油箱替代了固定式气相干燥系统的真空罐，省去 了安装真空罐而进行的基建安装工作，从而使整个干燥处理系统的设备成本和安装成本大 大降低。实际生产中，通过将变压器油箱作为干燥处理变压器的工作容积，使整个干燥处理 系统的构成得到了简化，节约了固定式真空罐等设备投资成本约200万元。为了保证变压器油箱的温度，在变压器油箱11上设置有密封件，并在其外面包有 保温层的同时，还在变压器油箱的底部装有辅助加热装置21。所述辅助加热装置21包括例 如红外线加热板等。优选地，为了进一步保证变压器油箱能够对其内的变压器进行彻底地干燥处理， 可对变压器油箱进行如下方面的强化和改进1)提高变压器油箱本身的强度，使其在热态 全真空下不发生永久性变形；2)提高变压器油箱上的所有密封件的可靠性，例如高耐煤油 性、高耐温性；和幻在变压器油箱内设置煤油导向装置，以使进入变压器油箱内的煤油蒸 气循环畅通。这些方面的改进和设置，均为了能够实现变压器油箱在高温状态下对其内的 变压器进行彻底的干燥。为了让整个系统的煤油循环畅通，在变压器油箱的底部还垫有一个一定高度的底 座23。通常，所述底座由具有高抗压强度的金属材料制成。在本实施例中，所述底座为钢底 座。所述钢底座的上表面为倾斜表面，且所述倾斜表面沿着变压器的长度方向倾斜，使放置 在钢底座上的变压器油箱呈倾斜设置。通过采用此设置，能够使变压器油箱的出油口处于 低的位置，进而保证整个系统的煤油循环畅通。在本发明的气相干燥处理系统中，对于放置在变压器油箱11外面的气相干燥设 备，采用模块式的结构，以便于运输和适应变压器安装现场地形的多样化。依照本发明的技 术方案，可将气相干燥设备制成一个总成的模块化的构造，以简化整个气相干燥处理系统 构成和便于将系统各部分进行组装，进而缩短了变压器气相干燥处理的周期。优选地，本发明采用将外置的气相干燥设备分成多个模块。所述的多个模块包括 真空冷凝模块17、煤油蒸气加热模块16、煤油返回模块19、冷却模块18、储油罐27和废油 罐26，它们以模块组合的方式根据变压器安装现场的地形自由地放置。在本实施例中，为了便于运输和室外工作，可将真空冷凝模块17、煤油蒸气加热模 块16、煤油返回模块19、冷却模块18制成集装箱结构，使用时只需打开集装箱上的门即可，大大节省了安装程序和安装时间。同时，由于气相干燥设备采用了上述的组合模块式，使整 个系统的安装和操作均变得简易且安全可靠，从而大大提高了工作效率。在本系统中的连接管道中，除连接所述冷却模块的连接管道采用带钢丝的塑料软 管外，其余的连接管道均采用可伸缩的不锈钢软管。也就是说，除了冷却设备的连接管道 外，所有的真空管道和煤油管道全采用不锈钢材料，目的是防止铁锈进入煤油和变压器内， 从而保证变压器质量。同时，采用不锈钢管道不仅可使系统美观、轻巧，而且使气相干燥设 备各模块之间位置放置更加灵活、方便。再者，由于本系统的气相干燥处理设备与变压器油箱距离很近，所以采用的连接 管道比固定式气相干燥处理设备所采用的连接管道要短很多，使得在节省了管道材料的同 时，也使煤油蒸气在输送过程中减少了能量损耗，尽而缩短了变压器气相干燥处理时间。在本实施例中，真空冷凝模块17主要包括真空机组30、冷凝器四和收集罐28等； 煤油蒸气加热模块16主要包括蒸发器M和导热油加热器25等；煤油返回模块19主要包 括粗过滤器34等；冷却模块18主要包括水箱31和冷水机组32，且所述各模块中的部件之 间设置有连接管道。本发明的煤油蒸气加热模块16中的蒸发器M为外置式单蒸发器，用于实现煤油 蒸发和蒸馏。因安装现场不可能如制造厂中的干燥处理一样，即，利用水蒸汽使煤油变成煤 油蒸气的方式来干燥变压器，所以，在现场组装变压器的煤油气相干燥系统中，设置了导热 油加热器25。所述导热油加热器25利用电对导热油进行加热，进而通过导热油加热煤油， 从而使液态煤油变成煤油蒸气。为了使本系统适应变压器的安装现场的环境，本发明采用组合式冷却模块18，所 述冷却模块18设置有冷水机组32和水箱31。通过该设置，解决了变压器安装现场没有水 源的问题，同时还保证了系统的冷却效果。由于采用上述结构，使本系统的气相干燥处理系 统不受安装环境的限制，即不必有充足的水源和热源，就可实现气相干燥处理。本发明的变压器油箱还设置有用于与外部的上述气相干燥设备相连通的气路口 和油路口。气路口包括煤油蒸气入口 14和真空口 12，煤油蒸气入口 14设置在变压器油箱 侧面的中下部处，真空口 12设置在变压器油箱的顶部。其中，煤油蒸气入口 14内设置有导向管(未示出)，通过导向管煤油蒸气可达到变 压器油箱的中底部，优选地，导向管上设置有支撑挡板(未示出)，用于将流入导向管内的 煤油蒸气进行分流，从而解决了煤油蒸气入口处变压器器身局部绝缘出现过热现象。在与真空口相连接的真空管道上设置有干燥空气入口 13，其中，在燥空气入口 13 处连接有干燥空气发生器(未示出)。所述干燥空气发生器用于在达到变压器干燥结束条件后产生干燥空气，从而解除 变压器油箱真空。该干燥空气发生器的设置解决了在固定式气相干燥处理中因采用含水量 较高的普通空气进行解除真空而使干燥好的变压器绝缘第二次受潮的问题，从而实现变压 器彻底干燥。本发明的变压器油箱的油路口包括煤油第一出口 15和煤油第二出口 20。煤油第 一出口 15设置在距离变压器油箱底部具有一定高度处的侧壁上，用于变压器油箱的主出 油口。煤油第二出口 20设置在变压器油箱的底部，用于将变压器油箱中的油全部彻底地排 放。
—般情况下，在变压器油箱的煤油第一出口 15和煤油第二出口 20上分别安装有 事故放油阀门和罐底放油阀门。虽然煤油第二出口不是很大，但可利用煤油第二出口将变 压器油箱内的油全部排放干净；而煤油第一出口设置得比较大，但由于该出口与变压器油 箱底部距离有一定的高度，所以变压器油箱11内的油不能从该出口全部流出。在本系统 中，把煤油第一出口作为变压器油箱的主出油口。在煤油第一出口和煤油第二出口外部连接有煤油返回模块19。所述煤油返回模块 包括粗过滤器34。为了能对干燥过程中温度进行监控，本系统还设置有温度控制装置22，包括安装 在变压器油箱上的温度传感器22。下面，为了更好地体现本发明系统的特点和优点，结合本发明对变压器现场进行 气相干燥处理的系统的构成，将对变压器现场气相干燥处理系统的安装工作过程进行描 述，所述安装工作过程如下1)检查变压器油箱上的所有密封件，保证其耐高温、耐煤油；2)准备煤油及备用消耗材料，如泵油，过滤网等等；并按设备操作规程要求给储 油罐27和导热油加热器25添加煤油和导热油。3)将变压器油箱吊起，并在其底部垫放预先准备好的底座，使变压器油箱长度方 向保持有一定的斜度；4)变压器器身装配完后，在变压器器身上插放温度传感器，然后将温度传感器与 系统电气部分相连；5)在变压器器身上下部分别放置绝缘试块，用来干燥完成后检测绝缘试块的含水 量，用于评估干燥过程的干燥效果；6)在干燥设备之间、干燥设备与变压器油箱之间进行管道连接；7)开启系统所有的电控装置；8)安装变压器油箱11外包保温材料，并在变压器油箱11底部安装辅助加热装置 21 ；9)启动真空机组30对变压器油箱进行抽真空，并测试变压器油箱泄漏率。在完成上述工作后，就可利用本发明的系统对放置在变压器油箱中的变压器进行 煤油气相干燥处理。针对本发明的发明构思，本发明还提供一种对现场组装变压器实现煤油气相干燥 的方法，所述方法是将待干燥处理的变压器放置在变压器油箱内，利用连接管道将变压器 油箱与设置在变压器油箱外部的气相干燥设备相连接，并采用煤油气相干燥处理方法对变 压器油箱内的变压器进行干燥处理的方法。因此，由于采用本发明的方法，可将变压器油箱 替代固定式气相干燥系统的真空罐，从而降低了设备成本，实现了在变压器安装现场对变 压器进行气相干燥处理的目的。本发明对变压器的干燥过程与固定式气相干燥过程大致相同，所述过程分为五个 运行步骤，分别为准备步骤、加热步骤、降压步骤、高真空步骤和解除真空步骤，下面，将参 照附图3，对上述步骤进行如下说明。第一步准备步骤R，利用真空机组30在室温下对变压器油箱11抽真空；第二步加热步骤H，使变压器油箱内的压力达到一定值，导热油加热器25开始给蒸发器M加热，在蒸发器M中，利用煤油蒸气放出的热量逐步加热变压器器身。一方面煤 油蒸气遇到冷的变压器器身后，冷凝成液体，并从变压器油箱底部排出，继而返回到蒸发器 24，并重新进行加热循环。另一方面随着变压器温度的升高，煤油蒸气不会完全冷凝而是 在变压器油箱中形成聚积，但仍然以气体的形式存在。随着变压器油箱内的变压器器身温 度慢慢升高，也就使变压器的绝缘材料的温度慢慢上升，从而，绝缘材料中的水分也开始汽 化，并以水蒸汽状态聚积在变压器油箱中，又加上可能有少量的空气漏进变压器油箱中，因 此，此时变压器油箱中的气体为混合气体，同时，变压器油箱中压力也在逐渐升高。接下来， 所述的混合气体进入压力恒定的冷凝装置中进行冷凝。冷凝后，液体的煤油和水因为比重 不同，所以在收集罐观中经沉降分离后，水被排出系统到废水收集装置33中，而煤油液体 被重新利用再次进入蒸发器M形成第二个循环，而永久性气体则通过真空机组30排到大 气中。利用上述的两个循环，变压器器身逐步被加热。当加热到一定时间后，变压器油箱内 11的压力和蒸发器M内压力会趋近平衡，需要进行一次或几次中间降压，即中间降压步骤 IPL,即切断通往变压器油箱的煤油蒸气通道，所述的中间降压是利用真空冷凝模块17而 实现降低变压器油箱的压力，来帮助煤油蒸气进入变压器油箱内。如果变压器的器身上带 有变压器油，当蒸发器内混合液体中变压器油的含量超过10% (左右)，停止器身加热，进 行蒸馏过程，根据煤油和变压器油汽化压力不同，分离煤油中的变压器油。这样煤油的纯度 得到提高后，开始继续煤油加热器身过程。第三步降压步骤P，当变压器器身温度达到一定值时，变压器绝缘材料内的大部 分水分已经排除，则开始停止煤油往蒸发器中输送。利用真空机组30将变压器油箱中的混 合气体排出，使残留在绝缘材料中的煤油重新蒸发。第四步高真空步骤V，进一步利用真空机组30对变压器油箱11进行高抽真空， 使残留在绝缘材料中深层的煤油和水进一步蒸发，直到干燥结束。第五步解除真空步骤，即充气E的步骤，在达到变压器结束条件后，先打开干燥 空气发生器，用干燥空气解除变压器油箱真空。最后打开变压器油箱上的人口(没有接温度传感器的人口)，取出绝缘试块，检测 绝缘件的含水量，全过程结束。如上所述，与固定式气相干燥处理相比，本发明的气相干燥处理流程与固定式气 相干燥处理大致相同，但是，由于本发明的变压器气相干燥处理的干燥系统的内环境发生 了改变，同时对外部干燥设备进行了改进和调整，因而，使本发明处理干燥过程工艺的各控 制参数发生很大变动。为了说明本发明气相干燥处理流程的特点，现描述本发明的气相干燥处理流程与 固定式气相干燥过程的主要不同点。所述主要不同点在于1)在本发明中，由于采用了变 压器油箱作为工作容积，比固定式真空罐的容积小了很多，所以工艺步骤中要求高真空时 间要短，真空度要高；2)在本发明中，由于煤油蒸气的设备与变压器油箱设置距离很近，所以煤油输送 管道也不如固定式真空罐所要求的那样长，所以本发明在减少了煤油蒸气输送过程中能量 损耗；3)在本发明中，在达到变压器干燥结束条件后，进行本发明的工艺流程中的解除 真空步骤，即充气E的步骤，在该步骤中，先打开带加热器的干燥空气发生器，用干燥空气，让干燥空气进入至变压器油箱中，以解除变压器油箱真空。此操作与固定式不同点在于固 定式气相干燥是采用普通空气进行解除真空，但由于普通空气中含水量较高，所以容易使 干燥好的变压器绝缘第二次受潮。因此，本发明采用的方法中的解除真空步骤可避免干燥 处理后的变压器再次受潮，从而保证了变压器的干燥质量。同时，为了判断进行干燥处理的变压器是否达到了干燥处理所需的质量要求，采 用以下方式进行判断待变压器油箱内压力接近大气压时，打开变压器油箱上的人口，取下 绝缘试块，检测绝缘件的含水量。在本发明中，设置绝缘试块是为了更好地判断变压器最终 含水量。除了通过检测绝缘试块的含水量来判断变压器的含水量外，综合判断变压器的最 终含水量还需要从以下方面进行判断变压器总干燥时间；变压器干燥结束平均温度；变 压器干燥最终真空度；变压器干燥最终出水率测量。综上所述，采用本发明的系统和方法除了达到上述的发明目的以外，还具有如下 的优点1)能够缩短变压器的生产周期，与传统的现场干燥方法相比，干燥时间可缩短至 少1/2，从而提高了经济效益；2)与传统的现场干燥方法相比，加热更均勻、干燥更彻底；3)与传统的现场干燥方法相比，由于煤油蒸气本身是最好的清洗剂，其能洗去检 修时的变压器油，还能清除残存在变压器绝缘材料中的老化物质、杂质等，从而提高了变压 器的洁净度；4)与传统的现场干燥方法相比，由于本系统的方法操作方便，自动化程度较高，所 以降低了操作者的劳动强度。5)与固定气相干燥相比，由于采用变压器油箱作为工作容积，不需另外制作真空 罐及土建费用，大大降低了干燥处理成本；6)与固定气相干燥相比，设备集中小巧，便于操作和监控；7)与固定气相干燥相比，因是模块组合式结构，灵活性更强，适应性更广。不但在 公司内部可以用来干燥处理变压器器身，在检修变压器和组装变压器时也可使用。因此，本发明所提供的系统和方法，解决了在变压器组装现场对变压器进行气相 干燥处理的问题，在提高变压器干燥处理的质量的情况下，简化了气相干燥处理系统的构 成，并使系统各部分易于安装和运输。因为在不偏离本发明范围的情况下，能够进行各种修改和变化，因此上述说明中 包含附图中所示出的所有技术特征或内容应该理解为是说明性的而非限制性的。
权利要求
1.一种对现场组装变压器实现煤油气相干燥的系统，其特征在于，该系统将容置变压 器的变压器油箱(11)作为气相干燥处理的工作容积，并且所述变压器油箱(11)利用连接 管道与设置在其外部的气相干燥设备相连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气相干燥设备组装成模块式。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气相干燥设备制成一个气相干燥设 备总成模块。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气相干燥设备制成多个模块，所述 多个模块包括真空冷凝模块(17)、煤油蒸气加热模块(16)、煤油返回模块(19)、冷却模块 (18)、储油罐(XT)和废油罐(26)，所述多个模块之间通过连接管道进行连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述真空冷凝模块(17)、煤油蒸气加热模 块(16)、煤油返回模块(19)和冷却模块(18)均采用集装箱结构。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述真空冷凝模块(17)主要包括真空机组(30)、冷凝器09)和收集罐08)等；所述煤油蒸气加热模块(16)主要包括蒸发器04)和导热油加热器0 等；所述煤油返回模块(19)主要包括粗过滤器(34)等；所述冷却模块(18)主要包括水箱(31)和冷水机组(32)，并且所述各模块中的部件之间设置有连接管道。
7.根据权利求6所述的所述的系统，其特征在于，所述蒸发器04)为外置式单蒸发器， 用于实现煤油蒸发和蒸馏，并且所述导热油加热器05)利用电对导热油进行加热，进而所 述导热油加热煤油，从而使液态煤油变成煤油蒸气。
8.根据权利要求1，4和6任一所述的系统，其特征在于，所述连接管道采用可伸缩的管 道，以用于补偿连接。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述连接管道中，除连接所述冷却模块的 连接管道采用带钢丝的塑料软管外，其余的连接管道均采用可伸缩的不锈钢软管。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变压器油箱(11)还设置有保温装 置，其用于对所述变压器油箱进行保温。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述保温装置包括设置在变压器油箱 外面的保温层，以及设置在所述变压器油箱底部的辅助加热装置。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，进一步地，在所述变压器油箱底部还设 置有上表面为倾斜表面的底座(23)，所述倾斜表面沿着变压器油箱的长度方向倾斜，使放 置在其上的所述变压器油箱呈倾斜设置。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变压器油箱还设置有用于与外部的 所述气相干燥设备相连通的气路口和油路口。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述的气路口包括煤油蒸气入口(14) 和真空口(1 ，所述煤油蒸气入口设置在变压器油箱侧面的中下部处，所述真空口设置在 变压器油箱的顶部。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述煤油蒸气入口(14)内设置有导向 管，并在导向管上设置有支撑挡板，用于将流入导向管内的煤油蒸气进行分流，从而避免煤 油蒸气入口(14)处出现过热现象。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，与所述真空口相连接的真空管道上安 装有干燥空气入口(13)，其中，所述干燥空气入口(13)连接有干燥空气发生器。
17.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述油路口包括煤油第一出口(15)和 煤油第二出口(20)，其中所述煤油第一出口(1 位于距离变压器油箱底部具有一定高度 处的侧壁上，作为在气相干燥处理过程中变压器油箱的主出油口，所述煤油第二出口 00) 设置在变压器油箱的底部，用于将变压器油箱中的油全部排掉。
18.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步地，所述系统还设置有温度控制 装置，其中在所述变压器油箱上设置有温度传感器(22)，温度控制装置与系统的电气部分 相连。
19.一种对现场组装变压器实现煤油气相干燥的方法，其特征在于，将待干燥处理的变 压器放置在变压器油箱(11)内，利用连接管道将变压器油箱(11)与设置在变压器油箱外 部的气相干燥设备相连接，并采用煤油气相干燥处理方法对变压器油箱内的变压器进行干 燥处理。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述煤油气相干燥处理方法包括准备 步骤、加热步骤、降压步骤、高真空步骤和解除真空步骤；其中，在所述解除真空步骤中，利 用干燥空气发生器产生的干燥空气对变压器油箱解除真空。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，为了能够保证经处理的变压器彻底干 燥，还包括综合判断变压器的最终含水量的方法，所采用的判断方法包括下述方面1)变压器总干燥时间；2)变压器干燥结束平均温度；3)变压器干燥最终真空度；4)变压器干燥产品最终出水率；5)变压器干燥绝缘试块含水量测量。
全文摘要
本发明涉及一种对现场组装变压器实现煤油气相干燥的系统和方法，尤其适用于在变压器现场组装和检修时所采用的气相干燥处理的系统和方法。所述系统将容置变压器的变压器油箱作为气相干燥处理的工作容积，且变压器油箱利用连接管道与设置在其外部的气相干燥设备相连接。为了便于运输和适应于变压器安装现场场地有限和多样化，本发明将气相干燥设备组装成模块式。从而，采用本发明的系统和方法，实现了在变压器的安装现场对变压器进行气相干燥处理的目的。同时，与固定式煤油气相干燥系统相比，本发明的系统构成更加简单，在能够使变压器彻底干燥的同时，降低了变压器气相干燥处理系统的制造和安装成本。
文档编号H01F27/14GK102054577SQ20101026540
公开日2011年5月11日 申请日期2010年8月25日 优先权日2009年10月30日
发明者冷晨, 刘小丹, 刘翮, 王一军, 种衍民 申请人:特变电工衡阳变压器有限公司