关于波纹式储油柜在大型变压器上的应用研究

韩琳莎刘世雄

（中国神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司719300）

摘要：电力变压器在电力系统中占有重要地位，而储油柜则是大型油浸式变压器必备的保护性元件，其作用是补偿变压器油由于温度变化而产生的体积热胀冷缩，以及补偿变压器因渗漏油而导致的油位不足，同时将变压器油与空气、潮气相隔绝，防止油的受潮老化。本文介绍了波纹式储油柜的主要结构形式及优缺点，阐述了安装运行的经验教训，并提出了提高波纹式储油柜安全稳定运行的建议。

关键词：波纹式；储油柜；内油式；外油式

1前言

目前系统运行中的变压器采用的储油柜主要为隔膜式和胶囊式，它们存在许多弊端：密封线长，橡胶易老化产生龟裂，导致渗漏油；隔膜或胶囊破损造成变压器油与空气隔绝性降低，使空气中水分进入变压器油内，加速变压器油老化，对供电的安全性，可靠性产生极大的影响，甚至造成变压器被迫停役。因此电力行业期待能有一种新式储油柜来改变目前的状况，使变压器真正实现全密封。

为了解决上述储油柜存在的问题和缺陷，借助电流和电压互感器使用金属膨胀器保护油质的经验，近年来国内出现了利用不锈钢波纹体做体积补偿元件的新型储油柜--金属波纹膨胀式储油柜，它采用先进的不锈钢波纹体补偿技术，代替老式储油柜中的橡胶隔膜或胶囊，从而实现对变压器油体积补偿和与外界隔离，防止吸湿氧化，真正实现了变压器的全密封运行，因而在电力系统受到广泛运用。目前系统中运行的波纹式储油柜按结构主要分为内油式储油柜和外油式储油柜两种。

1.1内油式储油柜的结构和优缺点

内油式储油柜的结构如图1所示：波纹管补偿组件为椭圆形，波纹体立式放在一个底盘上，波纹体内充满变压器油，外部装有防护罩，外观形状多为立式长方体。变压器油通过气体继电器直接流入金属波纹体内，波纹体可随变压器油温的变化而上下移动，当变压器油温升高时，波纹体随着油位的升高而膨胀；当变压器油温降低时，波纹体随着油位的降低而收缩，从而自动补偿变压器油体积的变化。

内油式储油柜的优点如下：

（1）波纹膨胀体选用不锈钢材料，变压器油直接接触的是不锈钢表面，所以不会污染变压器油，取消了橡胶垫圈，减少了渗油因素。

（2）波纹膨胀体是全密封结构，取消了吸湿器，省去更换硅胶的成本。

（3）内油式储油柜取消了传统储油柜的油位计和转换表，油位计指针安装在波纹体上面，波纹体随着变压器油温的变化而上下移动，指针也随其升高或降低，灵敏度高，减少了中间环节，更加准确可靠，还可以加装数字传感系统，实现远程监控。

（4）试验证明波纹膨胀体机械寿命不低于20000次，不锈钢材质及波纹膨胀体的结构决定波纹膨胀储油柜的工作寿命长，可减少维护工作量，有效减少不必要的停电次数。

（5）储油柜可在-30℃时保持微正压状态下工作，这一特点有效地防止了由于温度变化而造成变压器内部产生负压，潮湿空气进人变压器箱体。

（6）结构简单，安装方便，注油简便，易于操作。

（7）万一压力释放阀不动作时，波纹体可迅速膨胀，产生永久变形，可作泄压组件来保护变压器，增加了变压器运行的可靠性，这种特殊的功能是其独有的。

但其还存在以下问题：

（1）储油柜中的波纹体要求每个波纹体单元的伸缩刚性必须一致，否则易形成波纹体不均匀变形或突然变形，导致气体继电器动作跳闸。

（2）波纹体的储油量必须按标准和变压器实际油量设计，加油时必须按标准和变压器实际油量加适当，否则易造成储油柜低温时无油或温度高时油膨胀超出波纹体膨胀范围而受损。

（3）因储油柜正常运行时为正压，对变压器各薄弱密封面提出了较高要求，易引发变压器本体渗漏油。

1.2外油式储油柜的结构和优缺点

外油式储油柜的结构如图2所示：波纹体补偿组件为圆桶形，卧式放置于储油柜筒体内，筒体和波纹体之间充满变压器油。而波纹体内与外界空气相通，一端为固定端，另一端为活动端。当变压器油温升高时，油膨胀进入储油柜，波纹体随之收缩；当变压器油温降低时，油在大气压作用下返回变压器本体，波纹体随之膨胀，从而自动补偿变压器油体积的变化。

外油式储油柜的优点是：

（1）用不锈钢材料做体积补偿组件，工作寿命长，减少了维护工作量，实现了变压器的全密封运行。

（2）同内油式储油柜一样，取消了吸湿器，省去更换硅胶的成本。由于正常运行时变压器可能产生负压，进入潮湿空气污染油质，部分外油式储油柜也安装有吸湿器。

（3）由于储油柜直接储油，可实现较大储油量，因而体积较内油式储油柜小。

其存在的问题如下：

（1）储油柜中的波纹体要求每个波纹管单元的伸缩刚性必须一致，否则易造成波纹体不均匀变形或突然变形，使气体继电器动作跳闸。

（2）波纹体如有渗漏不易及时发现。正常运行时变压器可能产生负压，进入潮湿空气污染油质。

（3）结构复杂，安装注油相对复杂。注油时如没有打开储油柜的呼吸通道，那么压力释放阀可能动作跳闸。排气后排气塞不及时关紧或密封不严，会跑进空气，产生假油位。

（4）波纹膨胀器来回运动靠导向滚轮进行，运行长时间后由于机械磨损等因素，可能造成滚轮卡涩，膨胀收缩受阻，甚至导致瓦斯继电器动作。

（5）油位指示要通过中间环节转换，易造成卡涩，使油位显示不正确。

2波纹式储油柜在我厂的运用情况

鉴于波纹式储油柜的诸多优点，从2013年开始，我厂在变压器购买和设计时就采用波纹式储油柜，淘汰了以往隔膜式和胶囊式储油柜变压器。我厂油浸式电力变压器中有相当一部分采用波纹式储油柜，其中大部分为内油式储油柜其不需安装吸湿器。安装外油式储油柜的变压器安装有吸湿器。运行至今，这些变压器中除个别阀门或法兰处发生渗油外，储油柜本体尚未发生故障，也几乎未发生因储油柜引起的变压器其他故障，大大降低了变压器储油柜的缺陷率。但在多次安装过程中也发现了部分问题：

2.1内油式储油柜与带电部分的安全净距

因内油式储油柜有个保护外壳，尺寸较原旧储油柜大，按原基础位置安装后，与带电部位的安全距离可能不足，特别是与高压套管。解决办法是将安装基础稍远离变压器本体，或抬高储油柜安装高度。因而在更换前应要求生产厂家根据变压器具体型号专门设计储油柜容量和尺寸。外油式储油柜相对而言则没有这方面问题。

110KV主变储油柜采用内油式储油柜后，在运行过程中可能出现高压套管（如B相头部）即发生渗漏油。经分析产生套管渗油原因有：

（1）本身变压器套管头部密封圈已经因运行中引线接头发热造成破损，或已自然老化，原本隔膜式或胶囊式储油柜中油面约为柜身高度一半左右，其油面没有高于套管头部，故密封缺陷无法反应出来；而波纹式储油柜油面位于柜顶部，高于套管头部，因而会发生渗漏油。

（2）波纹式储油柜油面高于旧式储油柜油面，因而绝缘油对变压器各部位产生的压强也大于旧式储油柜，特别是内油式储油柜波纹体本身就对变压器油产生微正压，所以更换后油压增大可能会冲破薄弱位置的密封圈，导致渗油。

针对此分析，我们应采取了如下措施：（1）更换储油柜时，必须更换高压套管头部密封圈，同时仔细检查变压器本体各部位密封情况；（2）对变压器补充油时，严格按现场温度加油，不可高于温度曲线换算后的参考油温；（3）安装储油柜时尽可能降低柜体高度，减少压差。

从本问题可以看出，装有内油式储油柜的变压器运行时油压始终保持在正压，可以监视高压套管头部以及变压器本体的密封情况，防止因套管头部密封破坏，导致变压器进水受潮和漏油、渗油现象。

2.3有载开关储油柜不能采用波纹式

在大部分变压器上，有载开关储油柜和本体储油柜连为一个整体安装，所以最初在更换变压器储油柜时，我们也将有载开关储油柜更换为波纹式储油柜，结果变压器投运后有载气体继电器频繁报警。检查后发觉原因是采用全密封储油柜后，有载开关切换过程中产生的气体无法排放出去，聚集在继电器中引起轻瓦斯频繁动作。在重新将有载开关储油柜更改为敞开式储油柜后，有载开关切换时产生的气体可通过呼吸器排放出去，此类故障消失。

3运用小结

综上所述，波纹式储油柜是目前大量使用的传统储油柜较好的更新换代产品，该产品的推广从根本上解决了传统储油柜存在的诸多弊端，可极大地降低变压器储油柜的维护工作量，减少了变压器停电损失，提高了变压器的运行可靠性，具有极高的经济效益，在电力系统中有着广阔的应用前景。当然，由于波纹式储油柜在系统中运行年限相对较短，可能有的问题还没有暴露，有待在现场运行中进一步观察总结。

参考文献：

[1《]BP1型波纹膨胀储油柜使用说明书》沈阳海为电力设备有限公司

[2]《DC-II型叠形波纹式储油柜产品使用说明书》沈阳蓝天电力设备修造厂

[3]《几种储油柜运行情况比较》孙建平《变压器》2003年第9期

[4]《波纹管式储油柜的改造》唐茂林，蒋玉平《变压器》2004年第11期

作者简介：

韩琳莎（1990.2-），女，陕西富平人，神华集团，电气运行人员，单位：中国神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司，研究方向：厂用干式变压器运行及其故障处理

第二作者；刘世雄（1983.4），男，陕西榆林人，神华集团，电气运行人员，单位：中国神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司，研究方向：高压厂用电动机常见故障分析及防范措施