变压器真空滤油机冷凝器改进研究

赵一衡党睿刘炤飞

摘要：随着特高压电网建设的发展，高电压等级主变压器对安装工艺的要求也在逐步提升，其中变压器油务处理是变压器处理的核心，直接影响主变压器安装的质量。在变压器滤油过程中，随着真空滤油机的长时间使用，冷凝器中凝结的油会逐渐增加，此时需要停机排油，否则会导致真空泵喷油，对真空滤油机运行的稳定性产生不利影响。停机排油需耗时15~20分钟，这段时间无法进行滤油工作，影响滤油的温度，降低了工作效率。排油后，恢复滤油时，需要重新抽真空，使得冷凝器排油的工作程序极为繁琐。综上所述，通过设计一种在不停机的情况下进行冷凝器排油的装置，对于提高变压器滤油的效率有重要的意义。

关键词：真空滤油、冷凝器、、不停机排油、自动控制

1引言

真空滤油机[1,2,3]是通过真空蒸发-滤芯过滤方法去除变压器油中的杂质和水分的过滤机组。真空滤油机主要通过真空滤油机主要包括：油罐，与油罐相通的加热器，与加热器连通的真空分离器和与真空分离器相连的真空泵。油经加热器和真空分离器被净化，水分形成水蒸气并经真空泵抽出。

为了避免油品进入真空泵，同时，减少排入大气的油蒸汽，通常在真空分离器和真空泵之间设置冷凝器，使气态油品冷凝成液态油并沉积在冷凝器底部，避免油进入真空泵。也有部分水蒸气冷凝成水存在冷凝器底部，其中，液态油占大部分。

随着真空滤油机使用时间的增长，冷凝器内的油会逐渐增多，（尤其是在寒冷地区，因变压器油过滤需要将变压器油加热至60℃，油蒸汽的产生会更加明显）。当冷凝器内的油到达一定量时，需要将冷凝器内的油排出，以避免真空泵出现喷油现象。但是，将冷凝器内的油品排出，需要先将整个真空滤油机设备的真空破除，即关闭真空泵，打开进气电磁阀，进而关闭进出油泵，加热器。当冷凝器内的油排完后，需要重新开启真空滤油机，使得真空滤油机在冷凝器排油时无法工作，导致真空滤油机的工作效率较低。

研究目的是提供一种真空滤油机的冷凝器用收集器，以避免冷凝器的排油影响真空滤油机的工作，进而提高真空滤油机的工作效率。

2真空滤油机的技术原理

通过分离式的冷凝器器室，电磁阀、浮标液位计和电子式真空计，控制系统[4,5]等部分，实现真空滤油机冷凝器不停机自动排油的功能。

2.1冷凝器器室（两段式）

常规冷凝器为单一器室，将其改进为两个器室，上部器室保留其冷凝的功能，具有进气管、出气管和排油管。下部器室为储油室，通过油管和上部器室连接。

2.2电磁阀

通过电磁阀的开闭，实现排油，破除真空的功能。电磁阀具有体积小，动作可靠，维修方便，价格便宜的优势。a为双向电磁阀，b、c为单向阀，避免外界物质进入冷凝器内，防止破坏真空滤油的内部环境。

2.3浮标液位计

浮标液位计主要由磁浮球、传感器、变送器三部分组成。设定值为高液面排油，低液面停止排油，通过对下部器室油面高度的检测，实现冷凝器自动排油的功能。

2.4电子式真空计

2.6工作方式

打开真空滤油机，此时冷凝器上部器室和下部器室同时抽真空，为真空状态[6]。蒸发的变压器油、杂质、水蒸气进入上部器室并凝结，然后通过油管进入下部器室。

通过浮标液位计检测下部器室的油面高度，当其达到设定值需要排出油的时候，切断排油管的电磁阀a连通，无需破除上部器室的真空，也无需停止真空滤油机的真空，即真空滤油机无需停机。同时打开破除真空的电磁阀b，只破除下部器室的真空，通过真空计监测下部器室的真空度，当其达到标准大气压时，打开电磁阀c，即可通过排油管将油排出。当下部器室油排出后，关闭电磁阀b和电磁阀c，打开电磁阀a，恢复正常工作状态。从而在真空滤油机不停机的情况下实现了排放冷凝器油的工作，进而提高了真空滤油机的工作效率。

3实验结果及数据分析

改进后的真空滤油装置，其特点如下：

（1）采用两段式冷凝器器室，实现真空滤油机不停机情况下排油。

（2）通过浮标液位计、电子真空计采集信号，依据设定的逻辑关系，通过电磁阀实现全自动控制。

3.1安全保证方面

有效的避免变压器油真空过滤过程中，因冷凝器排油造成的停机，加强了油务处理的连续性。防止过多油蒸汽进入真空泵内部，导致其发生故障。

同时，减少了操作步骤，减少了因操作人员个人技术水平不足，错误操作真空滤油机而造成的损失。

3.2质量保证方面

变压器油务处理能够连续进行，冷凝器排油的时候，对内部真空影响小，防止杂质进入变压器油。

3.3社会效益方面

科技成果创新性地采用真空滤油机两段式冷凝器布置，在南蔡500kV变电站工程，静海500kV变电站工程，伊犁750kV变电站扩建工程中推广应用，有效提高变电站变压器安装安全及质量水平，保证电网建设长期稳定运行，提供安全稳定、洁净高效的能源，社会效益明显。

3.4经济效益方面

每次真空滤油机停机排出冷凝器中的油，需要耗时15~20分钟。约等于0.042台班，采用创新技术后，不停机排油，相当于节约了真空滤油机的机械台班，同时减少了真空滤油机发生故障的概率，取得了一定的经济效益。

4结束语

现阶段常用的真空滤油机的冷凝器均为停机手动排油，此项研究加强了变压器真空滤油机的自动化水平，提升了工作效率，保证了滤油的稳定性。

随着电网建设的快速发展，特高压建设如火如荼，而在变电站中高电压等级变压器面临施工安全要求高、施工环境要求严、施工周期比较长，施工难度大等特点。油务处理又是变压器安装的重中之重，因此在特高压变电站建设中可将真空滤油机冷凝器不停机排油技术有条件地推广使用。

参考文献：

[1]张成兴.真空滤油机的设计[J].机械工程师.2002(04)

[2]马红麟.高效变压器油真空滤油机研究[J].液压气动与密封.2010(10)

[3]王壮.真空脱气原理和技术[J].真空.1999(04)

[4]耿坤,曾成,张辉.变压器油的运行维护措施探讨[J].科技创新与应用.2013(21)

[5]马晓娟,李云瑞.真空滤油机控制系统的改进[J].变压器.2009(02)

[6]王秀惠.滤油机的应用及案例分析[J].中国设备工程.2010(07)