变压器免维护吸湿器的开发及实际应用

徐正佼

云南电网有限责任公司楚雄供电局 云南楚雄 675000

摘要：基于目前变电站自动化运行的情况下，原先使用的呼吸器需要定期维护，还要更换其内部的干燥剂（硅胶），由于变电站位置较为偏远，维护成本较高，并且呼吸器的实际情况无法实时监测，不能完全保证其处于正常的工作状态。而免维护吸湿器的开发与实际应用，则很好的解决了这一问题，其安装了实时监测系统，自动烘干硅胶，并具备定时启动烘干功能，即使监测系统出现故障，也可按照设定的时间进行烘干处理，进而为吸湿器的免维护运行提供了保障。

关键词：变压器；免维护；吸湿器开发；吸湿器应用

针对变压器开发的吸湿器，需要其具备吸湿功能的同时，还需具有空气净化的能力，以降低空气中灰尘和颗粒对变压器的影响，使吸湿器兼具烘干和净化空气的功能，以为变压器营造一个安全的空间环境。开发的吸湿器在实际的应用中，可根据变压器所处环境的湿度情况，选择相应的吸湿档次，以确保免维护吸湿器投入使用后的成效。

1.变压器免维护吸湿器的开发理论与依据

1.1开发理论

硅胶的化学性质稳定，其中的重要组成物质是二氧化硅，不能燃烧，并且是多孔结构，吸附能力非常强，有的硅胶吸湿量甚至达到了300%。其在吸湿器中起着吸附空气中水分的作用。在吸湿器运行过程中，可对其湿度情况进行监测，一般使用的是重量测量，硅胶在吸附水分后，重量会增加，进而确定其湿度程度。在监测系统中设定了湿度标准值，当超过标准时，监测系统会启动烘干功能。硅胶中的水分在烘干过程中，形成的水蒸气，会扩散至吸湿器的玻璃管中，玻璃管的温度低于水蒸气，水蒸气受冷转化为液体，然后在玻璃管中聚集，并流出玻璃管，从而完成了吸湿器整个的运行流程，避免了湿气进入变压器。还需要考虑到吸湿器运行故障问题，一旦吸湿器上的装置没有测量出硅胶重量，也就无法启动烘干装置，可以安装定时器，在一定的时间内，自动启动烘干装置，以此来提升吸湿器的功能性。

1.2开发的依据

吸湿器自带的烘干装置，通过监测系统的控制，自动烘干硅胶，实现了吸湿器持续性的工作，此次开发的吸湿器适用于油浸式变压器，这种变压器当外界环境发生变化时，其油性液体的体积会发生变动，因此提高了对进入变压器中的气体要求，气体需经过吸湿器的处理后，再进入变压器中，以此来形成对变压器的保护作用，进而延长了变压器的生命周期。当吸湿器中硅胶湿度达到设定值时，吸湿器会启动烘干装置，烘干硅胶中的水分，达到循环利用的目的，最终实现了免维护的效果。

1.3免维护吸湿器的特点

第一，由监测系统实时监控硅胶的重量，并可及时烘干硅胶，维持变压器环境中气体的干燥性，并且通过吸附空气中的杂质和灰尘，起到净化空气的作用，保证了进入变压器中气体的清洁度，确保了变压器的可靠运行。第二，硅胶的吸附力强，并且是开放式的多孔结构，这也为其循环利用提供了条件，环保效益良好；第三，实现了吸湿器的免维护，在日常运行中，更换硅胶次数非常少，提高了经济效益。

2.变压器免维护吸湿器的开发

2.1吸湿器各项参数

第一，适用环境，湿热地区；第二，温度条件，零下40℃至60℃；第三，电源，AC 230V；第四，无色硅胶重量，2kg、4kg、6kg、8kg；第五，加热器功率，2kg为400w；4kg为800w；6kg为1200w；8kg为1600w；第六，呼吸力≤60kPa；第七，加热器应有恒温属性，采用的是半导体陶瓷加热片；第八，干燥室接地600V，2min漏电流≤0.20mA；第九，吸湿器待机功率≤5VA。

2.2结构分析

免维护吸湿器主要是吸附空气中的水分，并且还要净化空气，需在吸湿器中设置金属网作为过滤装置，以及安装烘干装置，烘干硅胶中的水分，使进入变压器中的气体干燥且干净，以维持变压器运行环境的质量。吸湿器在运行时，空气经油枕作用进入至金属网，滤除空气中的杂质后，才可进入吸湿器的干燥室，然后由硅胶吸附水分后，经过净化和干燥的空气才能进入至变压器。监测系统是吸湿器的控制中心，其实时监测硅胶的重量变化，当重量超过设定值时，则启动烘干系统。排水玻璃管和定时设备，其运行原理上文已经提到，这里就不做解释。

2.3功能开发设计

2.3.1显示功能

吸湿器显示功能主要是指示灯，位于控制盒和控制板上，每个位置安装三个发光二极管，第一，控制盒上的指示灯，当第一个指示灯为绿色时，表示吸湿器已经接通电源；第二个灯为黄色时，证明烘干装置处于运行状态；第三个灯显示红色时，为故障提示；第二，主控板上的指示灯，当第一个指示灯为绿色时，微控制单元是正常运行状态；第二个指示灯显示黄色时，干燥室处于启动状态；第三个指示灯为黄色时，证明加热器处于准备工作状态。

2.3.2定时功能

在吸湿器监控系统出现故障后，为了维持吸湿器的功能，需在吸湿器中安装定时控制器，由其定时控制吸湿器的运行，实际的设定值可由客户自行设定。

2.3.3自动控制功能

吸湿器的显示窗口设置了时间显示、湿度显示、设定值显示、温度显示四个面板，操作人员根据显示窗口的提示，确定吸湿器的运行状态。第一，当吸湿器完成自检后，控制器上的第一个指示灯显示为绿色，吸湿器进入工作状态，当监测探头获取湿度值后，会显示在湿度窗口，设定值面板显示出的是提前设置好的设定值，取值范围是20至100，温度显示面板则表示探头位置的温度值。当湿度值大于设定值时，则启动烘干装置干化硅胶。烘干结束后，探头重新开始实时监测。如果探头监测湿度值没有达到设定值，吸湿器烘干系统则不会启动，而时间显示则处于计时状态，当到达定时烘干的时间后，吸湿器也会自行启动进行烘干处理。温度显示面板，当吸湿器加热温度达到设定温度值后，控制单元会自动切断电源，等温度恢复正常，会再次启动烘干装置。

2.3.4故障检测和提示功能

吸湿器安装的监测系统具有故障监测功能，并通过控制盒上的指示灯进行提示。第一，传感器发生问题，红色与绿色指示灯亮起，吸湿器运行暂时由定时器控制，更换传感器即可；第二，加热器问题，红灯闪烁，绿灯不亮，黄灯灭，提示干燥室发生故障，需进行停机维修；第三，电源，所有的灯不亮，需检测电源的状态。

3.变压器免维护吸湿器实际应用分析

此次开发的免维护吸湿器，实现了对变压器运行环境的自动化控制，具有实时监测，定时启动、自动故障检测等功能，在控制功能区可以实时展示出吸湿器的各项参数，本次开发的吸湿器有四个吸湿档次，2kg，4kg，6kg，8kg，吸湿持续时间逐渐递增，2kg可持续3个月，适用于非常潮湿条件，4kg为5个月，适用于较为潮湿的条件，6kg为7个月，适用于湿度正常的条件下，8kg为9个月，适用于干燥条件下。在安装好吸湿器后，依据变压器的环境情况，输入预设值，由探头监测变压器环境的湿度和温度，当监测到两者超出设定值后，将信息传递至控制单元，然后进行烘干装置的控制，当烘干温度过高时，控制单元将切断电源，防止温度过高损坏吸湿器。

结语：依据变压器运行对空气环境的要求，进行免维护吸湿器的开发，其既保持了之前呼吸器的优点，并提升了吸湿器的自动化水平，其在实际的应用中，实现了实时监测，自动进行故障提醒，以及自动检测干燥剂的重量，获取其湿度值，当超过设定值后，吸湿器自动启动烘干装置，以干化硅胶。设置的故障指示灯，可显示吸湿器发生故障的位置和原因，为其日常维护和故障排除提供了便利，充分展示出吸湿器实际应用的经济性。

参考文献：

[1]张勇,金瑜孚.免维护吸湿器开发设计及应用[J].中国战略新兴产业,2019,(38):160-161.

[2]路玉锋.MX型变压器用免维护智能吸湿器及其应用[J].电世界,2018,689(7):32-35.

[3]赵秀芬，王巍，张鹏.变压器的结构和基本原理仿真培训系统[J].信息记录材料，2019，20（1）：143-146.