带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的研制及应用

 　　在带绝缘液的电气设备中，随着设备运行时间的变长，电气设备中的干燥剂受潮变重导致吸湿效果变差，电气设备中的相对湿度增加，给电气设备的安全稳定运行带来一定的隐患和风险。本文阐述了带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的研制方法，并介绍了该免维护除湿烘干装置的应用情况。在带绝缘液电气设备的干燥剂中，一般当电气设备运行几个月之后，干燥剂会因吸湿受潮而变色，此时为了保证干燥剂的吸湿性能，需要采取人工方式对干燥剂进行更换。但目前变电站一般都已经实现无人值守，如果需要对干燥剂进行更换，则需要电力企业另外派车派人，这将增加电力企业的运维成本，并且可能因为干燥剂更换不及时，导致电气设备的绝缘性能变差，存在着较大的安全运行风险。本文详细分析了带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的优势，并介绍了该除湿烘干装置中的数字化控制系统和烘干原理，对于提高带绝缘液电气设备的维护效率具有一定的价值。

　　1带绝缘液电气设备的除湿技术

　　在带绝缘液电气设备的除湿技术中，电力企业一般采用硅胶颗粒吸收带绝缘液电气设备中的湿气，但如果硅胶颗粒变色后长时间没有进行更换，则按照国网对带绝缘液电气设备运行规程的相关规定，需要根据硅胶颗粒变色的程度扣分，变色越严重则扣分越多，因此我们需要采用能够在线加热的带绝缘液电气设备除湿烘干装置。本文介绍的带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置，其将能够根据控制系统启动加热元件，实现干燥剂的自动加热，将干燥剂中的水分蒸发，从而提高干燥剂的稀释性能，达到免维护的目的;同时，干燥剂中的水分蒸发后会使得干燥剂的重量降低，此时除湿烘干装置中的传感器设备会根据所检测到的数据下发停止加热的指令。

　　2带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的研制

　　2.1免维护除湿烘干装置的硬件结构和运行原理

　　本设计中的装置，在硬件结构组成方面，主要包括加热元件、控制模块、传感器设备、玻璃管、冷凝罩、金属法兰等，其中传感器包括湿度检测传感器、干燥剂称重传感器等。免维护除湿烘干装置的基本运行原理为湿度检测传感器检测到带绝缘液电气设备空气中的相对湿度数据超过了允许范围，干燥剂称重传感器检测到干燥剂的重量也超过了控制系统的整定值，此时控制系统会下发控制命令启动免维护除湿烘干装置中的加热元件。干燥剂受热蒸发出水蒸气，水蒸气经过玻璃管和冷凝罩，最终流出除湿烘干装置，达到除湿的目的。

　　2.2免维护除湿烘干装置中的数字化控制系统

　　根据上述除湿烘干装置中的基本运行原理，在带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的研制过程中，需要设计数字化控制系统。控制系统的控制方式主要包括开环控制方式和闭环控制方式，对于采用开环方式的控制系统，输出量的信息难以反映到输入中，即输入量不能根据输出量的情况进行调节，故该种控制系统的控制系统较差。若将开环控制系统应用在带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的研制中，则除湿烘干装置中的开环控制系统原理图如图1所示。在图1中，执行子系统主要是指加热元件。在带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的控制系统中，若采用开环控制方式，则按照除湿烘干装置的功能分解为控制子系统和执行子系统等，并且执行子系统完全根据控制系统的控制指令来进行除湿烘干装置的实际控制，在对除湿烘干装置控制性能要求不高的情况下可以采用开环控制方式。若对除湿烘干装置的控制性能要求较高，则应采用闭环控制系统。在开环控制系统的基础上进行改进，其构成的闭环控制系统的示意图如图2所示。在图2中的除湿烘干装置的闭环控制系统中，除湿烘干装置控制系统中的检测元件可通过提取输出量中的信息，并将信息反馈到控制器中，进而调整系统的输入量。具体而言，当除湿烘干装置启动加热元件对干燥剂加热一段时间后，其将此时干燥剂的重量数据信息再传输到闭环控制系统中进行分析比较，当满足停止加热要求时，则发出停止加热指令。在除湿烘干装置的研发和制造过程中，可以采用数字PID控制器技术，该控制器的控制规律如式(1)所示。式(2)中：Kp为比例增益，u(t)为控制量，e(t)为偏差量。这种数字控制算法能够很好地对整个除湿烘干过程进行实时动态控制，在实际中也取得了较好的应用效果。另外，对除湿烘干装置的控制性能进行测试，也是对所研发的产品进行调试的一个重要方面。测试除湿烘干装置中的控制设备能否具有负反馈的控制性能，能否根据输出量的变化实时调整输入量的变化，若具备上述性能则表示基本达到对带绝缘液电气设备中的相对湿度进行控制调整的目的。

　　3带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的应用

　　传统的带绝缘液电气设备除湿器的维护装置包括多个不同的机构，如移动机构、升降机构、翻转机构和清洁机构等，需要通过人工方式操作摇杆，以控制维护装置的升降等，这种作业方式工作效率较低。通过在带绝缘液电气设备中推广应用免维护除湿烘干装置，可以使得带绝缘液电气设备中的相对湿度始终在合理的范围内，可以做到在较长一段时间内都不用更换干燥剂，对于电力企业而言将会产生较大的经济效益，提高电网安全运行效率，优化电网企业中的人员和物质的配置，提高企业电力生产的自动化和智能化技术水平。随着智能化控制算法和设备制造水平的提高，电力企业应用带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置，能够更加智能地根据干燥剂和电气设备的实际运行状况进行除湿烘干操作。如：可以在自动除湿烘干装置中加入定时控制策略。在定时控制器中，根据传感器所采集到的干燥剂的历史重量数据，通过对这些历史数据进行统计和分析，得出该带绝缘液电气设备的呼吸规律数学模型，从而生成控制模型中的定时参数。当除湿烘干装置达到了定时控制的条件时，则启动加热元件动作，达到除湿烘干的目的。结论：随着电网企业对电气设备运行可靠性要求的提高，应采用现代数字智能化技术提高电气设备的运行可靠性。本文着重分析了带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的研发内容，包括硬件结构和软件控制系统，在实际带绝缘液电气设备的维护中可以对本文所述的免维护除湿烘干装置加以推广应用。

　　《带绝缘液电气设备免维护除湿烘干装置的研制及应用》来源：《电子世界》，作者：韩亮; 吴兆彬; 刘栋梁; 尚彦赟; 王江宁