刘鹏飞，黄晓胜，覃智贤

（广西电网有限责任公司南宁供电局，广西 南宁 530031）

0 引 言

电力变压器作为电力系统中不可或缺的设备，在电能传输中具有重要作用。电力变压器的原理是通过绕组之间的交变电磁场的电磁感应来提高和降低电压等级，同时保持电流频率不变。过去几十年中，我国经济大力发展，电力系统领域发展也十分迅猛，水力和火力发电机组容量不断提升。由于能源分布不均导致电能输送的距离越来越远，容量也越来越大，促使电力系统对电力变压器安全稳定运行的要求也变得更加严苛。变压器能否安全稳定运行对电力系统的供电可靠性有着较为直接的影响。电力系统中的变压器在我国主要以油浸式变压器为主，其中绝缘油纸是其十分重要的绝缘介质之一，其本身的品质间接决定了变压器是否能够安全运行。实际生产中由于绝缘油纸受潮引起的变压器事故不在少数，因此关于绝缘油纸除潮技术的相关研究显得尤为重要。本文主要针对目前常用的变压器除潮技术和一种新型的变压器除潮技术的相关方法及其优缺点进行总结和综述[1-3]。

1 传统变压器除潮技术

1.1 真空干燥法

真空干燥法的主要原理是将电力变压器置入真空罐内，利用真空罐内部的加热装置进行升温，热量将会通过变压器本体由外至内进行传递，使得吸附在变压器内的绕组和油纸中的水分子吸收热量而增加动能，使得水分子运动加速，最后从绝缘材料中蒸发出来。真空干燥法的除潮效果主要受3个因素制约：（1）真空罐内的温度，温度越高，干燥效果越好，干燥速度越快，但不能一味追求干燥速度，因为绝缘材料的老化受温度影响非常大，过高的温度会加速绝缘材料的老化；（2）真空罐内的真空程度，真空度过高会使得罐内导热性性能变差，使得水分子不能够获得足够的动能；（3）加热干燥的时间，若时间过长会浪费大量能源。真空干燥法具有较为明显的缺点，即所耗时间较长，且需要消耗较多的能源。因此，该方法在现在的变压器油纸除潮中很少使用[4-5]。

1.2 煤油气相干燥法

煤油气相干燥法是采用相变换热的原理对变压器的本体进行加热升温，其除湿原理与真空干燥法类似。通过改变蒸发器内的气压和温度使得液态的煤油气化，以气化以后的小分子煤油作为载热体通入真空罐中，而此时真空罐内表面温度较低，使得煤油气体遇冷液化在真空罐内壁中。液化将会释放热能，从而使得变压器本体温度升高，蒸发出附着在变压器各个部位的水分子，而液化的煤油通过冷凝系统再回到蒸发器中循环利用。该方法具有加热速度快、加热较为均匀的优点，广泛应用于大容量变压器的干燥处理中，且煤油的液化还可顺带除去变压器内部的灰尘和污垢[6]。

1.3 热油干燥法

热油干燥法主要分热油循环法和热油喷淋法。热油循环法是在外部系统将变压器油加热后注入到变压器内部，再由变压器油将热量传递给变压器内的绝缘材料，巧妙地利用在一定的温度下绝缘油纸水平平衡的原理，使得原本变压器中的水分转移至变压器油中经由循环系统转移至变压器外部进行干燥处理。热油喷淋干燥法与热油循环法原理类似，仅仅是将向变压器内部注入变压器油的方式改为采用喷嘴向变压器内部喷射油雾。两者都是通过变压器油将水分带至外部系统进行干燥处理，常用于现场对变压器进行干燥[7]。

1.4 油箱涡流加热法

油箱涡流加热法又称做铁损法，原理是通过交变电流在铁芯等处涡流作用进行加热达到升温的目的。首先需要将变压器的部分附件拆卸下来，然后将变压器油抽出，将保温材料包裹在即将处理的变压器外部，并在外部缠绕通流导线并施加交变电流，从而在交变电流的作用下变压器油箱内部的铁芯等处将会由于涡流作用而升温，实现对绝缘材料进行加热和干燥。变压器底部所受到的涡流作用较小，温度通常相比其他区域要低。为了使得加热均匀，通常需采用电热丝对变压器底部进行辅助加热。

1.5 热风干燥法

热风干燥法是通过向变压器内部通入加热空气将附着在变压器铁芯和绕组上的水分带出到变压器箱外，一般从底部向变压器内吹入热风。具体地，将变压器放置到干燥室中，从变压器底部向上吹入热风，经由套管吹出。这里需要保证干燥室尽可能小，干燥室内壁距离变压器外壁尽量保证在20 cm内，热风温度需要低于95 ℃。进风口处需要加装过滤器以保证热风的干净，避免灰尘、杂质通过气流进入变压器内部。向变压器底部通入热风时尽量保证均匀，不能直接向变压器本体吹热风。该种方法的缺点是干燥不够充分。

1.6 工频短路电流法

工频短路电流法通常用于中小型变压器的干燥处理，原理是将变压器中的低压侧绕组进行短路，同时在高压侧绕组加以工频交流电流，绕组在交变电磁场的作用下将会发热，相当于直接给变压器进行了加热处理。加热过程中务必将电流大小的通电时间控制好，以免加热温度过高而破坏绝缘材料的绝缘性能，但温度过低不能对变压器内部起到干燥作用。因此，施加交流电流的大小和通电时间对该种干燥方法的效果至关重要。短路电流的铜损加热后，变压器内部的绝缘材料上附着的水分将会气化，通过抽真空的方式将水分子抽出变压器本体之外，达到对变压器内部进行干燥的目的。由于该种方法的热量来源于绕组自身的铜损而不是从外部向内部进行热传导，且短路电流产生的热量足以使水分气化，因此不需要采取额外的保温措施。该种干燥处理方法也有一定的局限性。由于在工频电流作用下变压器绕组的自阻抗较大，所施加的工频电流较大时，对一次侧施加的工频电源的电压和容量有很高要求。基于此，工频短路电流的干燥方法一般适合用于中小型变压器干燥[8]。

2 新型变压器除潮技术——低频短路电流法

低频短路电流加热法基本原理与工频短路电流加热法类似，但是该方法是以PWM脉宽调制控制技术为基础，在PWM控制软件上进行操作，并且将三相整流单相逆变作为该系统的主拓扑，设计出在低频条件下对变压器绕组进行短路加热的一种装置。这种方法相比于工频短路电流的干燥处理方法，能够明显减小一次侧施加的加热电源的电压和容量，在相同的电源电压和容量条件下能够提升干燥处理的效率，并且能够大幅提升外加电源的功率因数，同时装置的结构简单，便携性能优于传统干燥处理方法，适用于变压器现场干燥处理[9]。

3 结 论

变压器除潮的处理方法种类较多，但是不同的方法优缺点不同。传统的真空干燥法由于耗时较长且干燥效果所受影响因素较多，慢慢被其他方法所取代；煤油气相干燥法和热油干燥法原理类似，干燥效果较好，但所耗能源较多；油箱涡流加热法对变压器进行干燥处理效果明显，但工序较为复杂，需拆卸较多变压器附件；热风干燥法对干燥处理时的条件要求较为苛刻；工频短路电流法对加热电源容量要求较高，仅适用于中小型变压器；新型变压器干燥处理方法——低频短路电流法能够有效解决传统变压器干燥技术的各种缺陷，且结构较为简单，干燥效果好。