一種變壓器充氣貯存乾燥保護系統及包括該系統的變壓器的製作方法

2023-10-09 08:11:19

本發明涉及變壓器設備領域，尤其涉及一種變壓器充氣貯存乾燥保護系統及包括該系統的變壓器。

背景技術：

變壓器是變電站最重要的一次設備。變壓器內部安全運行壽命主要取決絕緣材料的機械強度和電氣強度。在這個意義上來講，變壓器的絕緣材料狀況的優劣決定和影響整個變電站的供電可靠性。傳統的變壓器未安裝運行時存儲依靠注入變壓器油或油箱充入氮氣等保護性氣體保存，理論上在沒有油箱洩露情況下，可以保證變壓不會受外界水分影響，保持乾燥狀態。但大量的實踐顯示，很多變壓器在這種保護存儲方法，因為油箱結構、氣候變化、運輸轉移等多面因素，變壓器內部仍然受潮。這對變電站按時建設交付產生巨大影響，甚至很多變壓器受潮了而又不為人知，最後導致變壓器短路事故。特別目前國內電網建設特高壓變壓器，採用傳統充氣方式基礎上如何進一步保證油箱內沒有受潮氣體，為變壓器這一重大的電力一次設備設置最後一道防護措施，其意義非常重大。

分子篩是結晶態的矽酸鹽或矽鋁酸鹽，由矽氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成分子尺寸大小(通常為0.3～2.0nm)的孔道和空腔體系。分子篩為粉末狀晶體，有金屬光澤，硬度為3～5，相對密度為2～2.8，天然沸石有顏色，合成沸石為白色，不溶於水，熱穩定性和耐酸性隨著sio2/al2o3組成比的增加而提高。分子篩有很大的比表面積，達300～1000m2/g，內晶表面高度極化，為一類高效吸附劑，也是一類固體酸，表面有很高的酸濃度與酸強度，能引起正碳離子型的催化反應。當組成中的金屬離子與溶液中其他離子進行交換時，可調整孔徑，改變其吸附性質與催化性質，從而製得不同性能的分子篩催化劑。由於含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態的水，水分子在加熱後連續地失去，但晶體骨架結構不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來，而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有「篩分」分子的作用，故稱為分子篩。分子篩對水的吸附首先為物理吸附，在分子篩內部表面空氣中的水分子可以被分層吸附並液化，液態水附著與分子篩內表面，這樣可以降低分子篩內部大比表面積的高表面能。

目前變壓器的乾燥系統，是變壓器上面的油枕連接的呼吸器結構。呼吸器裡面的吸溼材料矽膠顆粒阻止空氣裡的水分進入變壓器本體油。而這種接觸式的過慮無法確保含水空氣和本體油完全分離，實際上只是起到一個輕微的延緩作用。而且正是該結構是本體與外界的唯一開放通道，它也成為本體受潮的主要途徑，特別是當吸溼器裡面的矽膠喪失功能後，大量的水分通過這個呼吸器結構進入變壓器本體內，從而使變壓器油受潮。

技術實現要素：

本發明公開了一種變壓器充氣貯存乾燥保護系統及包括該系統的變壓器。本發明的乾燥系統是基於分子篩技術形成的，在乾燥罐體內設置分子篩，該乾燥保護系統直接連接變壓器本體，對通入油箱的保護性氣體進行微循環過濾，直接去除掉保護性氣體中的水份，使變壓器時刻保持乾燥狀態。

本發明解決上述問題採用的技術如下：

一種變壓器充氣貯存乾燥保護系統，包括進氣管、採氣閥、氣泵模塊、止回氣閥、出氣管、出氣閥、溼度測量儀和控制模塊，所述出氣閥安裝在所述出氣管上，所述進氣管分為一級進氣管和二級進氣管，所述採氣閥安裝在所述一級進氣管上，所述氣泵模塊安裝在所述一級進氣管和所述二級進氣管之間；

所述充氣貯存乾燥保護系統還包括乾燥罐體組，所述乾燥罐體組由若干個乾燥罐體組成，所述乾燥罐體組的一端與所述二級進氣管通過連接管連接，所述連接管與所述二級進氣管之間安裝有止回氣閥，所述乾燥罐體組的另一端與所述出氣管通過連接管連接，所述連接管與所述出氣管之間安裝有止回氣閥。

優選的，所述乾燥罐體的數量至少為2個，所述乾燥罐體自下而上分為多級乾燥罐體，每兩個所述乾燥罐體通過所述連接管連接，每兩個所述乾燥罐體之間的所述連接管在與前一級的所述乾燥罐連接的位置設置有止回氣閥。

優選的，所述溼度測量儀包括進氣測量儀和出氣測量儀，所述進氣測量儀安裝在所述一級進氣管上並置於所述氣泵模塊和所述採氣閥之間，所述進氣測量儀採集原始氣體的溼度，所述出氣測量儀安裝在所述出氣管上。

優選的，所述多級乾燥罐體以串聯的方式連接。

優選的，所述乾燥罐體內腔中設置有分子篩。

優選的，所述乾燥罐體水平或傾斜的安裝在固定架的兩側支架上，所述支架上設置有手柄，所述手柄抓取所述乾燥罐體的兩端並固定。

優選的，所述支架上設置有導槽，所述手柄沿著所述導槽上下滑動，所述手柄的後端設有高度調節旋鈕用於固定所述手柄。

優選的，所述乾燥罐體組垂直的安裝在固定架的上下兩側支架上。

優選的，所述採氣閥和所述出氣閥在垂直方向上的距離不低於2m。

本發明還公開了一種變壓器，包括油箱，還包括上述的充氣貯存乾燥保護系統，所述油箱上設置連接口與所述出氣管的出氣口連接，所述進氣管的進氣口外接保護性氣體輸送裝置。

本發明的有益效果：

本發明的乾燥系統是基於分子篩技術形成的，在乾燥罐體內設置分子篩，該乾燥保護系統直接連接變壓器本體，對通入油箱的保護性氣體進行循環過濾，通過分子篩直接去除掉保護性氣體中的水份，使變壓器時刻保持乾燥狀態。乾燥系統中設置的溼度測量儀可以檢測原始氣體和乾燥後的氣體中水分的含量，確保保護性氣體乾燥的程度達到使用要求。止回氣閥的設置是用來防止保護性氣體倒流，防止氣泵模塊中的泵及驅動電動機反轉，以及保護性氣體的洩露。

本發明中的進出氣閥在垂直方向上的距離不低於2米，是防止兩者距離太近產生微循環情況，同時確保乾燥的保護性氣體在足夠的空間中來回循環，而對充入整個變壓器油箱內的保護性氣體達到完全循環乾燥處理效果。乾燥系統中的乾燥罐體設置在固定架的兩側支架上，由於支架上設置有手柄，支架上還設置有導槽，通過設置多組手柄來固定相應的乾燥罐體，手柄可以沿著所述導槽上下滑動，手柄抓取所述乾燥罐體的兩端並固定。手柄的設置可以確保乾燥罐體在更換時更加方便，而且乾燥罐體可以通過手柄在支架上移動到合適的位置，同時確保保護性氣體有足夠的高度和空間進行充分乾燥。

附圖說明

圖1為本發明變壓器充氣貯存乾燥保護系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

實施例一：

如圖1所示，本發明公開了一種變壓器充氣貯存乾燥保護系統，包括進氣管1、採氣閥2、氣泵模塊3、止回氣閥4、出氣管8、出氣閥9、溼度測量儀和控制模塊10，出氣閥81安裝在出氣管8的上方，進氣管1分為一級進氣管11和二級進氣管12，採氣閥2安裝在一級進氣管11上，氣泵模塊3安裝在一級進氣管11和二級進氣管12之間。溼度測量儀包括進氣測量儀71和出氣測量儀72，進氣測量儀71安裝在一級進氣管11上並置於氣泵模塊3和採氣閥2之間，進氣測量儀71用於採集原始氣體的溼度，出氣測量儀72安裝在出氣管8上，用於採集乾燥後氣體的溼度。乾燥系統中設置的溼度測量儀可以檢測原始氣體和乾燥後的氣體中水分的含量，確保保護性氣體乾燥的程度達到使用要求。通過控制模塊10控制氣泵模塊3和溼度測量儀的運轉。

充氣貯存乾燥保護系統還包括乾燥罐體組6，乾燥罐體組6由若干個乾燥罐體組成，乾燥罐體組6的一端與二級進氣管12通過連接管5連接，連接管5與二級進氣管12之間安裝有止回氣閥4，乾燥罐體組6的另一端與出氣管8通過連接管5連接，連接管5與出氣管8之間安裝有止回氣閥4。乾燥罐體內腔中設置有分子篩。通過分子篩直接去除掉保護性氣體中的水份，使變壓器時刻保持乾燥狀態。

本實施例優選的，乾燥罐體的數量至少為2個，乾燥罐體自下而上傾斜排列，所述乾燥罐體分為多級乾燥罐體。每兩個乾燥罐體通過連接管5連接，每兩個乾燥罐體之間的連接管5在與前一級的乾燥罐連接的位置設置有止回氣閥4。多級乾燥罐體以串聯的方式連接。止回氣閥4的設置是用來防止保護性氣體倒流，防止氣泵模塊3中的泵及驅動電動機反轉，以及保護性氣體的洩露。

更優選的，乾燥罐體的數量為2個，所述乾燥罐體自下而上分為一級乾燥罐體61和二級乾燥罐體62，一級乾燥罐體61和二級乾燥罐體62的兩端設置有法蘭結構63，法蘭結構63上設置有單向閥631，用於打開關閉乾燥罐體63與連接管5之間的連接，一級乾燥罐體61和二級乾燥罐體62通過連接管5連接，一級乾燥罐體61和連接管5之間設置有止回氣閥4。

本發明的採氣閥2和出氣閥9在垂直方向上的距離不低於2m。當採氣閥2和出氣閥9的垂直距離比較近且低於2m後，對充入變壓器油箱的保護性氣體進行乾燥處理後，會發現雖然出氣測量儀72指示已經處理完畢，但是保護性氣體水含量還是沒有達到預期效果。這是由於採氣閥2和出氣閥9之間的距離過近，容易產生微循環，乾燥的保護性氣體只有在小空間中來回循環，而對充入整個變壓器內的保護性氣體，並不能達到完全循環乾燥處理效果。所以保證採氣閥2和出氣閥9在垂直方向上的距離不低於2m是為了確保保護性氣體得到完全的乾燥處理。

本實施例中的乾燥罐體水平或傾斜的安裝在固定架的兩側支架14上，支架14上設置有導槽(圖中未示出)，支架14上還設置有手柄141，手柄14的後端設有高度調節旋鈕(圖中未示出)用於固定手柄141。手柄141沿著導槽上下滑動，手柄141抓取乾燥罐體的兩端並固定。手柄141的設置可以確保乾燥罐體組6在更換時更加方便，而且乾燥罐體組6可以通過手柄141在支架14上移動到合適的位置，同時確保保護性氣體有足夠的高度和空間進行充分乾燥。

實施例二：

該實施例僅描述與上述實施例的不同之處，其餘技術特徵與上述實施例相同。本實施例中的乾燥罐體組6垂直的安裝在固定架的上下兩側支架上。支架上設置有導槽，支架上還設置有手柄，手柄的後端設有水平調節旋鈕用於固定手柄。手柄沿著導槽左右滑動，手柄抓取乾燥罐體的兩端並固定。

本發明還公開了一種變壓器，該變壓器包括油箱，同時還包括上述實施例中的充氣貯存乾燥保護系統，油箱上設置連接口與出氣管8的出氣口81連接，進氣管1的進氣口12外接保護性氣體輸送裝置。

本發明變壓器充氣貯存乾燥保護系統的保護性氣體乾燥步驟說明：

1).氣體輸送裝置將保護性氣體由進氣口12進入進氣管1；

2).氣體進入一級進氣管11，氣體經過採氣閥2，進氣測量儀71採集原始保護性氣體的溼度數據；

3).氣體經過氣泵模塊3進入二級進氣管12，氣泵模塊3推送氣體繼續向前運動；

4).氣體通過止回氣閥4和連接管5進入乾燥罐體組6，氣體在通過乾燥罐體內的分子篩過濾水分，水分子穿過分子篩表面的孔徑被吸附於分子篩的內部；

5).氣體經過連接管5進入出氣管8，出氣測量儀72採集乾燥後的保護性氣體的溼度；

6).氣體經過出氣閥9從出氣管8的出氣口81進入變壓器的油箱中。

本發明的乾燥罐體組6在工作一段時間後，需要進行更換，替換乾燥罐體的步驟如下：

1).關閉控制模塊10；

2).關閉採氣閥2；

3).關閉出氣閥9；

4).用乾燥罐體兩端的法蘭結構63上的單向閥631旋開與連接管5的螺紋接口；

5).用提供的密封塞封住乾燥罐體的兩端；

6).鬆開支架上的手柄，並且移開乾燥罐體組6；

7).安置一組新的或者重置的乾燥罐體組6，用可提升的手柄141在支架14上滑動，並把乾燥罐體組6固定在恰當的位置；

8).再次旋緊乾燥罐體與連接管5的螺紋接口。

本發明中的乾燥系統是基於分子篩技術形成的，在乾燥罐體內設置分子篩，該乾燥保護系統直接連接變壓器本體，通過分子篩直接去除掉保護性氣體中的水份，使變壓器時刻保持乾燥狀態。本發明中的進出氣閥在垂直方向上的距離不低於2米，是防止兩者距離太近產生微循環情況，同時確保乾燥的保護性氣體在足夠的空間中來回循環，而對充入整個變壓器油箱內的保護性氣體達到完全循環乾燥處理效果。

根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明並不局限於上面揭示和描述的具體實施方式，對發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本發明構成任何限制。