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1、波纹油箱全密封变压器波纹油箱全密封变压器概概 述述单相圆筒式单相圆筒式密封密封变压器变压器波纹油箱充气密封变压器波纹油箱充气密封变压器编辑：傅华强 概概 述述油浸变压器采用密封式油箱，可油浸变压器采用密封式油箱，可 避免变压器油与空气的接触，延缓变避免变压器油与空气的接触，延缓变 压器油的氧化过程，从而延长变压器压器油的氧化过程，从而延长变压器 油的使用寿命。油的使用寿命。计算变压器油在温度变化时的压计算变压器油在温度变化时的压 力与油膨胀量，首先要确定温度变化力与油膨胀量，首先要确定温度变化 的范围。的范围。温度变化的范围，正常使用条件温度变化的范围，正常使用条件 下变压器允许使用地区的日平
2、均气温下变压器允许使用地区的日平均气温 在在-25-25到到+40+40 。变压器的油平均温。变压器的油平均温 升为升为40K40K。通常考虑最高日平均气温。通常考虑最高日平均气温 3030，按，按2020注油，最高油平均温度注油，最高油平均温度 7070考核胀缩能力（沈变所考核胀缩能力（沈变所S11-MS11-M系系 列联合设计规定）。就是说按列联合设计规定）。就是说按50K50K计计 算油的胀缩能力。算油的胀缩能力。油膨胀量计算公式：油膨胀量计算公式：油膨胀量油膨胀量=500.0007=500.0007油量（油量（kg)kg) 式中：式中：5050温升温升50K50K0.00070.000
3、7油膨胀系数（油膨胀系数（kg / kg / ) ) 波纹油箱全密封变压器波纹油箱全密封变压器全密封变压器是全密封变压器是 指全充油密封式指全充油密封式 变压器。变压器。目前全密封波纹油箱压力计算有两种目前全密封波纹油箱压力计算有两种 方法，一种是沈变所从欧洲引进的变方法，一种是沈变所从欧洲引进的变 压器技术中的压力计算公式；一种是压器技术中的压力计算公式；一种是 波纹片膨胀量计算公式。现就两种计波纹片膨胀量计算公式。现就两种计 算方法进行对比分析。算方法进行对比分析。 一）从欧洲引进的压力计算公式一）从欧洲引进的压力计算公式压力压力 = = 膨胀油体积膨胀油体积 KK KK / /（波纹片数
4、（波纹片数 （片高（片高 /100 - /100 - 片深片深/100/100） （片深（片深/100/100）5 5） （kg/cm2)kg/cm2) 式中：式中：KK = 88.9 KK = 88.9 （片厚（片厚/1.25/1.25）3 3压力（压力（kpkp) = 98.04 ) = 98.04 压力（压力（kg/cm2) kg/cm2) 要求：计算压力要求：计算压力 20 20 （kg/cm2) kg/cm2) 主要是从变压器长期运行油箱不渗漏油和弹性主要是从变压器长期运行油箱不渗漏油和弹性 变形的考虑。变形的考虑。该公式作为工程计算用的优点是可计算不同该公式作为工程计算用的优点是可
5、计算不同 厚度的波纹片（如：厚度的波纹片（如：1.01.0，1.21.2，1.251.25，1.51.5等）。等）。二）波纹片膨胀量计算公式二）波纹片膨胀量计算公式福州变压器厂是福州变压器厂是19801980年代我国第一批引进年代我国第一批引进 西德乔格公司波纹油箱生产线的厂家，他们对西德乔格公司波纹油箱生产线的厂家，他们对 波纹油箱做了较深入的研究和试验，当时在波纹油箱做了较深入的研究和试验，当时在 变压器变压器上有影响的文章。如：在上有影响的文章。如：在变压器变压器 1988.91988.9期的期的全密封变压器波纹油箱的计算全密封变压器波纹油箱的计算 。文章介绍了他们对。文章介绍了他们对3
6、15KVA315KVA的油箱，取片深的油箱，取片深8080 ，120120，160160，200200，240240，280280，320320七台波纹油七台波纹油 箱，进行了机械强度试验，得出图箱，进行了机械强度试验，得出图1 1，图，图2 2曲线曲线 。这两条曲线是互相对应的，即图。这两条曲线是互相对应的，即图2 2片深的膨胀片深的膨胀 量对应于与图量对应于与图1 1的压力。的压力。波纹油箱承受的工作压力受制造工艺和使波纹油箱承受的工作压力受制造工艺和使 用寿命和弹性变形的制约，一般取小于用寿命和弹性变形的制约，一般取小于20 20 kpkp ，从图，从图1 1可看出片深应大于可看出片深应
7、大于170mm170mm。小于。小于 170mm170mm的不适于使用于全密封变压器的波纹油的不适于使用于全密封变压器的波纹油 箱。箱。上面的曲线的膨胀系数是以波纹片厚上面的曲线的膨胀系数是以波纹片厚 1.2mm1.2mm的试验数据，如果片厚为其它厚度，膨的试验数据，如果片厚为其它厚度，膨 胀系数就不可用了，这是它的局限性。而采用胀系数就不可用了，这是它的局限性。而采用 压力计算公式则各种片厚都可计算。压力计算公式则各种片厚都可计算。波纹油箱充气密封变压器波纹油箱充气密封变压器充气密封变压器充气密封变压器 主要是为了箱盖不主要是为了箱盖不 会渗漏油的考虑。会渗漏油的考虑。 在箱盖下有在箱盖下有
8、150mm150mm 的气体层。但它的的气体层。但它的 压力和膨胀量计算压力和膨胀量计算 需增加气体体积变需增加气体体积变 化的计算。化的计算。充气密封变压器主要是为了箱盖不会渗漏油的考充气密封变压器主要是为了箱盖不会渗漏油的考 虑。在箱盖下有虑。在箱盖下有150mm150mm的气体层。但它的压力和膨胀的气体层。但它的压力和膨胀 量计算需增加气体体积变化的计算。量计算需增加气体体积变化的计算。 根据气体方程：根据气体方程：P1V1 /T1 = P2 V2 / T2P1V1 /T1 = P2 V2 / T2 V2 = P1/ T1 T2 / P2 V1V2 = P1/ T1 T2 / P2 V1
9、 =101.3/293356/121.3V1=1.015 =101.3/293356/121.3V1=1.015 V1 V1 式中式中: V2 : V2 稳定温升后空气体积稳定温升后空气体积P1 = P1 = 为标准大气压，为标准大气压，1atm=101.3 (1atm=101.3 (kPakPa) ) P2 = 101.3 +20=121.3(kPa ) P2 = 101.3 +20=121.3(kPa )V1 20 V1 20 （注油温度）空气体积（注油温度）空气体积T1 = 273 +20 T1 = 273 +20（注油温度）（注油温度）= 293 K= 293 KT2 = 273 +
10、20 + 10 + 53=356K T2 = 273 + 20 + 10 + 53=356K （20 +1020 +10为最大环境为最大环境 温度；温度；5353为顶层油温升）为顶层油温升） 单相圆筒式单相圆筒式密封密封变压器变压器圆筒式密封变压器，圆筒式密封变压器， 油受热后增大的体积油受热后增大的体积 挤压上面的空气层，挤压上面的空气层， 空气层体积被压缩，空气层体积被压缩， 温度升高，造成压力温度升高，造成压力 上升。同样可按气体上升。同样可按气体 方程计算方程计算。根据气体方程：根据气体方程：P1V1 /T1 = P2 V2 / T2P1V1 /T1 = P2 V2 / T2 P2 =
11、 P1 V1 / T1 T2 / V2P2 = P1 V1 / T1 T2 / V2= P1V1 / V2T2 / T1 = P1V1 / V2T2 / T1 式中式中: :P1 = P1 = 为标准大气压，为标准大气压，1atm=101.3 (1atm=101.3 (kPakPa) ) P2 P2 稳定温升后空气压力稳定温升后空气压力 T1 = 273 +20 T1 = 273 +20（注油温度）（注油温度）= 293 K= 293 KT2 = 273 + 20 + 10 + 53=356K T2 = 273 + 20 + 10 + 53=356K （20 +1020 +10为最大环为最大环 境温度；境温度；5353为顶层油温升）为顶层油温升）V1 20 V1 20 （注油温度）空气体积（注油温度）空气体积V2 V2 稳定温升后空气体积稳定温升后空气体积V2 = V1 - V2 = V1 - 稳定温升后油增加的体积稳定温升后油增加的体积空气压力不能大于规定值。空气压力不能大于规定值。今天是今天是* *
