一種對換流變壓器進行現場乾燥的方法及裝置的製作方法

2023-09-17 12:46:55

專利名稱：一種對換流變壓器進行現場乾燥的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及高電壓與絕緣技術領域，特別涉及一種對換流變壓器進行現場乾燥的 方法及裝置。
背景技術：
換流變壓器是直流輸電系統的主要設備，其主要參數按直流系統的特殊要求確 定。換流變壓器的作用是向換流器供給交流功率或從換流器接受交流功率，並且將網側交 流電壓變換成閥側所需要的電壓。在整流站，用換流變壓器將交流系統和直流系統隔離，通 過換流裝置將交流網絡的電能轉換為高壓直流電能，利用高壓直流輸電線路傳輸；在逆變 站，通過換流裝置將直流電能轉換為交流電能，再通過換流變壓器送到交流電網；從而實現 交流輸電網絡與高壓直流輸電網絡的聯絡。在變壓器現場安裝的過程中，防止變壓器受潮是非常重要的一環，對變壓器油的 處理與防止變壓器受潮密切相關。採取合適的變壓器油處理方法，可以有效的防止變壓器 受潮，是保障變壓器絕緣耐受水平的必要前提。在換流變壓器安裝現場，傳統的對換流變壓器進行現場乾燥的方法是真空注油 後使用濾油機進行熱油循環，之後靜放一段時間，這樣通過提高油溫使變壓器內絕緣件中 的水分蒸發，從而達到進行現場乾燥的目的，通過靜放處理使變壓器油充分浸漬絕緣件。對 於容量不同的變壓器油，只是增加熱油循環時間、抽真空時間及靜放時間。為防止損壞油 質，需控制濾油機出口溫度既不能使油溫過高以至於影響油質，同時，由於濾油機對變壓器 油的加熱方式屬於從外部加熱，加熱過程中的能量損失較大。這兩個因素導致實際使用傳 統方法進行現場乾燥處理時，加熱功率有限，現場乾燥處理的時間長且效率低下。在環境溫 度惡劣的情況下，通過濾油機熱油循環進行乾燥處理的傳統方法效果更加不理想，無法達 到很好的乾燥效果。

發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種對換流變壓器進行現場乾燥的方法及裝置，以 縮短換流變壓器現場乾燥時間、提高現場乾燥的效率及乾燥效果。本發明實施例提供了一種對換流變壓器進行現場乾燥的方法，包括設置換流變 壓器閥側繞組短路，開啟乾燥電源，由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流 變壓器施加電壓；所述方法還包括監視所述換流變壓器內的油溫，在所述油溫達到第二閾值時，控制降低加熱電流； 在所述油溫達到第一閾值時，控制提高加熱電流；判斷所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間的時間是否到達一 預設的時間段，若是，則停止對所述換流變壓器油加熱。其中，在由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加電壓的 過程中，還包括控制所述換流變壓器的外部的濾油機開啟。
其中，在由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加電壓的 過程中，還包括控制換流變壓器油泵開啟。其中，所述監視的換流變壓器內的油溫為換流變壓器內的頂層油溫。其中，在乾燥開始時，使用第一預定範圍的額定電流；在保持所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間時，使用第二預定 範圍的額定電流，其中，所述第一預定範圍的額定電流高於第二預定範圍的額定電流。其中，所述第一預定範圍的額定電流為90% 100%的額定電流；所述第二預定 範圍的額定電流根據實際需要確定。其中，所述第二閾值為70+2°C ；所述第一閾值為70_2°C。本發明實施例還提供了一種對換流變壓器進行現場乾燥的裝置，包括設置單元，用於設置換流變壓器閥側繞組短路，開啟乾燥電源，由所述乾燥電源從 換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加電壓；監視單元，用於監視所述換流變壓器內的油溫，在所述油溫達到第二閾值時，通知 第一控制單元；在所述油溫達到第一閾值時，通知第二控制單元；第一控制單元，用於控制降低加熱電流；第二控制單元，用於控制提高加熱電流；保持及停止單元，用於保持所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之 間一預設的時間段後，停止對所述換流變壓器油加熱。其中，所述裝置還包括濾油機開啟單元，用於所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器 施加電壓的過程中，控制所述換流變壓器的外部的濾油機開啟。其中，所述裝置還包括油泵開啟單元，用於由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器 施加電壓的過程中，控制換流變壓器油泵開啟。可見，應用本發明實施例提供的對換流變壓器進行現場乾燥的方法和裝置，至少 具有如下優點加熱的熱量發自換流變壓器絕緣內部，溫度升高快，效率高。此種換流變壓 器現場乾燥處理方法即使在環境溫度極低的情況下也能達到很好的乾燥效果。再有，採用本發明實施例提供的換流變壓器現場乾燥方法對於縮短換流變壓器安 裝周期和提高現場乾燥效果、縮短直流輸電工程建設周期、保障換流變壓器乃至整個直流 輸電工程的可靠性具有重要意義。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於 本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。圖1是根據本發明實施例的對換流變壓器進行短接的連接方式示意圖；圖2是根據本發明實施例的對換流變壓器進行現場乾燥的方法流程圖；圖3是根據本發明實施例的對換流變壓器進行現場乾燥的裝置結構示意圖4是根據本發明實施例的一種電源裝置的邏輯結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。交流電壓的分布由材料尺寸及其介電係數決定，因而溼度或溫度的變化不會引起 交流電壓分布的明顯變化。而直流電壓的分布由材料尺寸及其電阻率決定。溼度或者溫度 的變化都會引起絕緣材料電阻率的變化，從而引起直流電壓分布的變化。也就是說，換流變 壓器受潮後，不僅絕緣材料本身的絕緣水平會下降，而且電場的分布也會由於受潮而變化， 導致局部電場加強。因此，換流變壓器的絕緣受到受潮的影響更大，必須保持較高的乾燥水 平。為縮短換流變壓器現場乾燥時間並提高幹燥效果，保障換流變壓器的安全可靠性，本發 明實施例提供了 一種對換流變壓器進行現場乾燥的方法。參見圖1，其是根據本發明實施例的對換流變壓器進行短接的連接方式示意圖。參 見圖2，其是根據本發明實施例的對換流變壓器進行現場乾燥的方法流程圖。結合圖1和圖 2，本發明實施例所提供的現場乾燥的方法具體包括以下步驟步驟201，設置換流變壓器閥側繞組短路；步驟202，開啟乾燥電源，由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變 壓器施加電壓；在對換流變壓器的網側繞組供電時，通過換流變壓器的繞組發熱以及雜散損耗發 熱從換流變壓器絕緣內部進行加熱，充分的利用了熱源，避免了能量損耗。步驟203，監視所述換流變壓器內的油溫，在所述油溫達到第二閾值時，控制降低 加熱電流；在所述油溫達到第一閾值時，控制提高加熱電流；步驟204，判斷所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間的時間是 否到達一預設的時間段，若是，則停止對所述換流變壓器油加熱，否則繼續保持換流變壓器 內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間。在一較佳實施例中，上述保持油溫處於第一閾值至第二閾值之間的一預設時間段 可以為24小時。之後，靜放一段時間，讓變壓器油充分浸漬絕緣件後即完成了現場乾燥處理。需要說明的是，在由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施 加電壓的過程中，還可以包括控制所述換流變壓器的外部的濾油機開啟，以進行熱油循 環，將換流變壓器絕緣中蒸發出的潮氣帶出。需要說明的是，在由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施 加電壓的過程中，還可以包括控制換流變壓器油泵開啟，以防止換流變壓器內部出現局部 過熱現象，使變壓器油的整體熱的更均勻。需要說明的是，上述乾燥電源可以是由調壓器，中間變壓器以及補充電容器構成 的電源系統。本發明實施例中，並不對乾燥電源的具體結構、形式做限定，也就是說，任何能 夠充當乾燥電源的主體都可以成為乾燥電源。
需要說明的是，上述監視的換流變壓器內的油溫為換流變壓器內的頂層油溫。需要說明的是，在圖2所提供的實施例中，當乾燥開始時，可以使用第一預定範圍 的額定電流；在保持所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間時可以使用第 二預定範圍的額定電流，其中，所述第一預定範圍的額定電流高於第二預定範圍的額定電 流。在一較佳實施例中，上述第一預定範圍的額定電流可以是90% 100%的額定電 流，上述第二預定範圍的額定電流可以根據實際需要確定，一種可能的實現情況是，在保持 油溫處於第一閾值至第二閾值之間時，可以使用60%左右的額定電流，即當需要油溫升高 時，使用大於60%的額定電流為油溫加熱，當需要油溫降低時，使用小於60%的額定電流。需要說明的是，上述第一、二閾值可以根據現場的實際情況進行設定，例如，可以 設定第二閾值為70+2°C ；設定第一閾值為70-2°C。本文對第一、二閾值的實際具體數值沒 有嚴格的限定。可見，應用本發明實施例提供的對換流變壓器進行現場乾燥的方法，至少具有如 下優點加熱的熱量發自換流變壓器絕緣內部，溫度升高快，效率高。此種換流變壓器現場 乾燥處理方法即使在環境溫度極低的情況下也能達到很好的乾燥效果。換流變壓器是直流輸電工程中最為重要的設備之一。以士SOOkV特高壓直流輸電 示範工程為例，單極採用雙12脈動換流器串聯方式，兩極共使用24臺換流變壓器。加上備 用相，換流變壓器的總臺數達到56臺之多。採用本發明實施例提供的換流變壓器現場乾燥 方法對於縮短換流變壓器安裝周期和提高現場乾燥效果、縮短直流輸電工程建設周期、保 障換流變壓器乃至整個直流輸電工程的可靠性具有重要意。需要說明的是，本發明實施例所提供的方法不但適用於SOOkV的特高壓，同樣適 用於500kV的高壓換流變壓器。下面從現場施工的角度，對本發明實施例再做詳細說明。首先，令換流變壓器閥側繞組短路，從網側繞組為換流變壓器施加電壓。其次，使用調壓器、中間變壓器以及補償電容器等組成的電源系統作為換流變壓 器現場乾燥處理的乾燥電源，由該乾燥電源對換流變壓器網側繞組進行供電，通過換流變 壓器的繞組發熱以及雜散損耗發熱從換流變壓器絕緣內部進行加熱。一種可能的乾燥電源的結構如圖3所示，具體包括調壓器401，該調壓器401的輸入端接至換流站電源，輸出端接至中間變壓器403 的輸入端；調壓器控制系統402，用於調節所述調壓器的電壓；中間變壓器403，所述中間變壓器403的輸出端接至換流變壓器網側繞組；補償電容器組404，與所述換流變壓器網側繞組並聯；測量系統405，用於測量所述換流變壓器內的頂層油溫，將所測量的溫度信息傳輸 至保護系統；保護系統406，用於監測接收到的溫度信息，當所述溫度信息達到預警值時發出報
警信號。上述測量系統405還可以包括調壓器輸入端測量裝置，用於測量並顯示調壓器輸入端的電壓和/或電流，將所述電壓和/或電流傳輸至保護系統；和/或，調壓器輸出端測量裝置，用於測量並顯示調壓器輸出端的電壓和/或電流，將所 述電壓和/或電流傳輸至保護系統；和/或，中間變壓器輸出端測量裝置，用於測量並顯示中間變壓器的輸出電壓及輸出電 流，將所述電壓和/或電流傳輸至保護系統；和/或，換流變壓器測量裝置，用於測量並顯示換流變壓器網側繞組電流，將所述電壓和/ 或電流傳輸至保護系統。上述保護系統還用於根據所述電壓和/或電流確定是否執行跳閘操作，以保證整 個電源裝置的安全。上述中間變壓器輸出端測量裝置包括電容分壓器和電流互感器，其中，所述電容分壓器並聯在所述中間變壓器的輸出端；所述電流互感器串接在所述中間變壓器的中性點套管處。上述換流變壓器測量裝置包括電流互感器，所述電流互感器串接在所述換流變壓 器網側的中性點套管處。上述電源裝置還包括開關系統407，所述開關系統407可以具體包括入口斷路器，設置在所述調壓器的輸入端，用於控制所述電源裝置與外接電源的 通斷；出口斷路器，設置在所述調壓器的輸出端，用於設置調壓器零位保護。上述調壓器控制系統402、測量系統405、保護系統406、開關系統407可以置於同 一物理位置，例如置於一個開關櫃中，以方便實際操作中的調節和檢測。上述只是一種可能的實施例，具體應用時並不限於此。乾燥開始時，使用比較大的加熱電流，例如90% 100%額定電流，控制油溫溫升 為每小時5 10°C。此時，可以讓開啟換流變壓器油泵開啟。之後，監視變壓器油的頂層油溫，當頂層油溫達到70°C時，加熱電流降低，具體的 降低幅度可能實際情況確定，例如，如果希望快速降低，可以採用較小的額定電流，如果希 望慢點降低可以採用較高的額定電流，繼續保持換流變壓器油泵開啟，然後根據此後油溫 的變化趨勢通過調節乾燥電源中的調壓器，改變調壓器的輸出電壓來實現增大或減小加熱 電流，直至頂層油溫指示保持在70°C 士2K的範圍內。持續乾燥24小時。在該過程中，主要監視換流變壓器頂層油溫控制在指定加熱溫 度的士2°C範圍內。若出現頂層油溫超出範圍，應相應調節加熱電流。加熱乾燥過程中，通常需要開啟換流變壓器外部濾油機進行熱油循環，以將換流 變壓器絕緣中蒸發出的潮氣帶出。為防止換流變壓器內部出現局部過熱現象，加熱乾燥過程中應開啟換流變壓器油泵。本發明實施例還提供了一種對換流變壓器進行現場乾燥的裝置，參見圖3，具體包 括設置單元301，用於設置換流變壓器閥側繞組短路，開啟乾燥電源，由所述乾燥電 源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加電壓；監視單元302，用於監視所述換流變壓器內的油溫，在所述油溫達到第二閾值時，通知第一控制單元303 ；在所述油溫達到第一閾值時，通知第二控制單元304 ；第一控制單元303，用於控制降低加熱電流；第二控制單元304，用於控制提高加熱電流；保持及停止單元305，用於保持所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾 值之間一預設的時間段後，停止對所述換流變壓器油加熱。上述裝置還可以包括濾油機開啟單元(圖未示)，用於在由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為 所述換流變壓器施加電壓的過程中，控制所述換流變壓器的外部的濾油機開啟。上述裝置還可以包括油泵開啟單元(圖未示)，用於在由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所 述換流變壓器施加電壓的過程中，控制換流變壓器油泵開啟。可見，應用本發明實施例提供的對換流變壓器進行現場乾燥的裝置，至少具有如 下優點加熱的熱量發自換流變壓器絕緣內部，溫度升高快，效率高。此種換流變壓器現場 乾燥處理方法即使在環境溫度極低的情況下也能達到很好的乾燥效果。換流變壓器是直流輸電工程中最為重要的設備之一。以士SOOkV特高壓直流輸電 示範工程為例，單極採用雙12脈動換流器串聯方式，兩極共使用24臺換流變壓器。加上備 用相，換流變壓器的總臺數達到56臺之多。採用本發明實施例提供的換流變壓器現場乾燥 裝置對於縮短換流變壓器安裝周期和提高現場乾燥效果、縮短直流輸電工程建設周期、保 障換流變壓器乃至整個直流輸電工程的可靠性具有重要意。需要說明的是，本發明實施例所提供的裝置不但適用於SOOkV的特高壓，同樣適 用於500kV的高壓換流變壓器。對於裝置實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關 之處參見方法實施例的部分說明即可。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存 在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵 蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備
所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個......」限定的要素，並不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施方式中的全部或部分步驟是可 以通過程序來指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於計算機可讀取存儲介質中， 這裡所稱得的存儲介質，如R0M/RAM、磁碟、光碟等。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍 內。
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權利要求
一種對換流變壓器進行現場乾燥的方法，其特徵在於，包括設置換流變壓器閥側繞組短路，開啟乾燥電源，由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加電壓；所述方法還包括監視所述換流變壓器內的油溫，在所述油溫達到第二閾值時，控制降低加熱電流；在所述油溫達到第一閾值時，控制提高加熱電流；判斷所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間的時間是否到達一預設的時間段，若是，則停止對所述換流變壓器油加熱。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在由所述乾燥電源從換流變壓器的網側 繞組為所述換流變壓器施加電壓的過程中，還包括控制所述換流變壓器的外部的濾油機 開啟。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在由所述乾燥電源從換流變壓器的網 側繞組為所述換流變壓器施加電壓的過程中，還包括控制換流變壓器油泵開啟。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述監視的換流變壓器內的油溫為換流 變壓器內的頂層油溫。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在乾燥開始時，使用第一預定範圍的額定電流；在保持所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間時，使用第二預定範圍 的額定電流，其中，所述第一預定範圍的額定電流高於第二預定範圍的額定電流。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述第一預定範圍的額定電流為90% 100%的額定電流；所述第二預定範圍的額定電流根據實際需要確定。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第二閾值為70+2°C;所述第一閾值為 70-2 °C。
8.一種對換流變壓器進行現場乾燥的裝置，其特徵在於，包括設置單元，用於設置換流變壓器閥側繞組短路，開啟乾燥電源，由所述乾燥電源從換流 變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加電壓；監視單元，用於監視所述換流變壓器內的油溫，在所述油溫達到第二閾值時，通知第一 控制單元；在所述油溫達到第一閾值時，通知第二控制單元；第一控制單元，用於控制降低加熱電流；第二控制單元，用於控制提高加熱電流；保持及停止單元，用於保持所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間一 預設的時間段後，停止對所述換流變壓器油加熱。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括濾油機開啟單元，用於所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加 電壓的過程中，控制所述換流變壓器的外部的濾油機開啟。
10.根據權利要求8或9所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括油泵開啟單元，用於由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加 電壓的過程中，控制換流變壓器油泵開啟。
全文摘要
本發明公開了一種對換流變壓器進行現場乾燥的方法及裝置，所述方法包括設置換流變壓器閥側繞組短路，開啟乾燥電源，由所述乾燥電源從換流變壓器的網側繞組為所述換流變壓器施加電壓；所述方法還包括監視所述換流變壓器內的油溫，在所述油溫達到第二閾值時，控制降低加熱電流；在所述油溫達到第一閾值時，控制提高加熱電流；判斷所述換流變壓器內的油溫處於第一閾值至第二閾值之間的時間是否到達一預設的時間段，若是，則停止對所述換流變壓器油加熱。應用本發明，加熱的熱量發自換流變壓器絕緣內部，溫度升高快，效率高。此種換流變壓器現場乾燥處理方法即使在環境溫度極低的情況下也能達到很好的乾燥效果。
文檔編號H01F27/14GK101908404SQ20101022317
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者孫昕 申請人:國家電網公司