1、变 压 器 波 纹 油 箱 的 计 算 和 试 验福 州 变 压 器 厂 夏 国 煌本 文 介 绍 了 波 纹 油 箱 的 结 构 特 点 , 给 出 了 波 纹 深 度 与 热 负 荷 关 系 以 及 油 顶 面 温 升 与 修 正 系 数 关 系 曲 线 。 在 设计 变 压 器 绕 组 和 铁 心 后 , 就 能 决 定 出 矩 形 油 箱 的 内 框 尺 寸 , 便 可 根 据 散 热 来 进 行 波 翅 计 算 。 对 全 密 封 变 压 器 的波 坟 油 箱 , 波 翅 深 度 还 要 考 虑 承 受 油 膨 胀 的 要 求 , 因 此 波 纹 油 箱 在 型 式 试 脸 中 ,
2、必 须 做 机 械 疲 劳 强 度 试 脸 。 本文 还 介 绍 了 模 拟 试 验 的 原 理 图 。油 浸 式 变 压 器 的 油 箱 通 常 都 是 由 及 以上 厚 度 的 钢 板 焊 接 而 成 的 箱 体 , 再 焊 上 散 热 管或 散 热 片 。 这 种 油 箱 称 平 板 油 箱 , 目 前 我国 开 始 引 进 、 制 造 西 欧 已 普 遍 采 用 的 波 纹 油箱 。 波 纹 油 箱 结 构 简 单 、 重 量 轻 、 能 够 自 动 化批 童 生 产 。 以 下 就 波 翅 油 箱 的 计 算 和 试 验 作 介绍 。一 、 热 计 林波 纹 油 箱 的 结 构 特
3、点 是 没 有 单 独 散 热 管或 片 , 其 散 热 部 件 和 箱 体 成 一 体 见 图 。波 纹 油 箱 上 部 为 箱 沿 , 是 由 条 不 等 边 角 钢 焊 成的 矩 形 框 架 , 中 部 由 块 波 纹 板 壁 围 焊勺勺勺 二二井井一一胆胆胆胆胆图 波 纹 油 箱 的 变 压 器图 波 纹 油 箱 的 构 成 部 件成 , 下 部 是 由 厚 度 为 及 以 上 的 钢 板 焊 的下 节 油 箱 底 框 , 见 图 。波 纹 油 箱 的 散 热 主 要 是 依 靠 波 纹 板 , 因 箱沿 和 底 框 的 散 热 小 , 可 忽 略 不 计 。 波 纹 板 由 许多 波
4、 纹 翅 构 成 见 图 , 这 是 用厚 的 薄 钢 板 由 成 型 机 折 叠 而 成 , 波 翅 内 壁 为宽 的 油 隙 。 由 这 样 块 波 纹 板 围 捍 后 成为 油 箱 箱 壁 散 热 主 体 。在 设 计 变 压 器 绕 组 和 铁 心 后 , 就 能 决 定 出矩 形 油 箱 的 内 框 尺 寸 长 一 、 宽 一 、 高 一。 同 时 也 算 出 了 空 载 损 耗 。 和 负 载 损 耗时 , 所 以 可 算 出 变 压 器 发 热 量 。在 这 已 知 条 件 下 就 可 以 进 行 波 纹 板 的 计算 。 对 油 箱 长 边 可 有 波 翅 数 为加 强 筋 巾
5、 圆 俐丁丁丁 丁丁 一 一一 下下 下下下 刀刀上上上 土土土土土土土土 土土土 一 习 一 卫 二 卜 一 诀 一, 、七七 一图 波 纹 翅 外 形 尺 寸 标 注图 波 纹 板 外 形一 一对 油 箱 宽 边 可 有 波 翅 数 为一 , 一 ,二 二 一 一 一 一 二 二 一 十式 中 一 波 纹 翅 的 节 距 , 在 、 之 间 , 和 、 一 制 造 波 纹 板 首 尾 加 工 余数 , 应 大 于 刁 。矩 形 油 箱 总 的 波 纹 翅 数波 纹 箱 壁 把 热 量 散 到 空 气 中 去 , 由 两 部 分澎 面 积 组 成 一 是 波 纹 翅 和 壁 的 表 面 积
6、, 二是 油 箱 个 角 的 部 位 表 面 积 见 图 。图 波 纹 箱 壁 散 热 表 面表 面 积一式 中二 丁 一 刁 一一 波 翅 之 间 的 线 长 度 , ,一 波 翅 之 间 的 壁 宽 度 ,一 波 纹 内 油 隙 宽 度 , 一 般 取 ,一 薄 钢 板 的 厚 度 , 、 。上 述 各 种 符 号 标 注 见 图 。是 波 纹 板 的 宽 见 图 , 的 求 得 , 是由 变 压 器 高 度 减 去 绕 组 下 端 部 下的 高 度 , 还 要 考 虑 各 种 规 格 的 钢 板 宽 度 。波 纹 翅 深 度 越 深 , 散 热 条 件 越 差 , 因 此 表面 积 的
7、单 位 面 积 散 出 热 量 热 负 荷 与波 翅 深 度 有 关 。 图 为 联 邦 德 国 门 克 厂提 供 的 一 曲 线 。对 于 油 箱 个 角 部 位 的 表 面 积 , 其 散 出热 量 是 个 常 数 , 无 论 大 小 , 其 热 负 荷 都 取。 即 总 散 热 量 为只 要 总 散 热 量 等 于 或 稍 大 于 总 发 热 量 , 油温 就 会 稳 定 在 一 定 范 围 , 即将 式 、 、 代 入 式一 ,一 一 占 一。计 算 办 法 是 先 估 计 一 个 值 , 在 图,例 已 知 矩 形 油 箱 内 框 尺 一 寸长 二 宽, 。, 高, 求油 顶 面 温
8、 升 为 时 的 波 翅 深 度 。计 算 选 择 节 距 二 , 则一一 , 一 ,一 十一 一二 。图 波 纹 深 度 与 热 负 荷 的 关 系油 顶 沮 在 时曲 线 上 找 出 一 个 相 应 值 , 代 入 式 , 使 方 程式 成 立 , 则 此 值 就 是 波 纹 板 的 波 翅 深 度 。式 用 手 工 计 算 比 较 繁 琐 , 用 电 子 计算 机 进 行 计 算 是 很 方 便 的 。建 议 采 用 简 化 的 、 与 式 计 算 结 果 相接 近 的 公 式 、“ 一 一 刁 一 一吐 二 些 匕 斗 华 , 孟 址 井 巴 长 李 艺 竿 斗一 一式 中 单 位 为
9、 , 长 度 单 位 均 为 。式 可 以 用 手 工 计 算 。以 上 计 算 是 在 变 压 器 油 顶 面 温 升 为时 , 如 果 允 许 油 顶 面 温 升 不 同 , 则 应 考 虑 温 升修 正 系 数 , 可 从 图 查 得 。 即 式 为长 边 波 纹 翅 数 , , 二 ,。 , 、 了 一则 竺 竺 仁 二 巴 生 二 三 竺 止 二 三 旦 一 。短 边 波 纹 翅 数 , , , 总 波 纹翅 数 “ 。箱 沿 和 下 节 油 箱 所 占 去 的 高 度 取 , 所以 波 纹 板 宽 一 一 钢板 宽 度 有 这 一 档 。钢 板 厚 二 。 , 油 隙 刁 , 代
10、入 简 化 公式 , 得一 又 一 减 、 一 名 。 么盆 姐 一一 毛 肠 含一 口 口 口取 二 。应 该 指 出 , 波 纹 油 箱 的 散 热 很 难 精 确 计算 , 要 从 大 量 试 验 中 验 证 并 获 得 数 据 , 才 可 进一 步 修 正 和 完 善 热 计 算 。修 正 系 数川川川川川川川川川 尸尸月月月月月月月月 丫丫丫,洲洲洲洲 气气 居居顶 面 沮 升一一一一一一一一图 油 顶 面 温 升 与 修 正 系 数 关 系 曲 线一 一二 、 机 械 强 度变 压 器 运 行 时 由 于 负 载 的 变 化 , 油 温 也 相应 变 化 , 引 起 油 的 膨 胀
11、 。 这 种 变 化 在 波 纹 油 箱内 产 生 交 变 的 压 力 , 因 此 设 计 波 纹 油 箱 时 必 须考 虑 密 封 的 波 纹 油 箱 容 纳 油 体 积 膨 胀 的 能 力 以及 波 纹 油 箱 承 受 压 力 的 疲 劳 强 度 。在 波 纹 翅 中 , 当 正 压 力 时 , 油 隙 会 向 外 凸出 在 负 压 力 时 , 油 隙 会 向 内 凹 进 。 这 就 表 明 了波 纹 油 箱 具 有 弹 性 , 它 能 顺 从 油 体 积 的 增 加 ,改 变 容 积 。设 。 为 常 压 下 波 纹 翅 油 隙 的 休 积 , , 、 为膨 胀 最 大 时 油 隙 体
12、积 , 膨 胀 系 数刀, 二 , 又 ,膨 胀 系 数 刀 与 波 纹 翅 的 形 状 、 壁 厚 和 深 度有 关 。 若 形 状 、 壁 厚 已 定 , 刀 与 的 关 系 见 图曲 线 , 这 是 经 试 验 绘 制 而 成 的 。对 于 全 密 封 变 压 器 的 波 纹 油 箱 必 须 满 足。 。 一 刀 。则 。 一 口 。式 中 一 油 箱 内 框 不 包 括 波 纹 油 隙 。 的油 体 积 , 应 扣 去 铁 心 、 绕 组 所 占 的 体 积一 油 顶 面 温 度 达 到 最 高 时 , 油 箱 内 的平 均 温 度 ,“不 仅 要 了 解 波 纹 油 箱 的 弹 性
13、变 形 , 还 要 考虑 变 压 器 在 运 行 中 由 于 油 温 变 化 , 油 箱 将 受 到频 繁 的 周 期 性 交 变 压 力 , 也 就 是 设 计 的 波 纹 油箱 机 械 疲 劳 强 度 必 须 能 承 受 长 期 运 行 中 正 负 交替 变 化 的 压 力 。 因 此 , 波 纹 油 箱 在 型 式 试 脸 中必 须 做 机 械 疲 劳 强 度 试 验 。在 模 拟 试 验 中 , 对 油 箱 加 压 力 多 少 是 一 个关 键 , 这 个 压 力 数 据 既 能 反 映 实 际 运 行 中 变 压器 负 载 变 化 时 产 生 压 力 的 变 化 , 又 要 使 油
14、箱设 计 经 济 合 理 , 满 足 变 压 器 的 运 行 寿 命 。 有 资料 报 导 油 箱 加 周 期 变 化 的 。 、 ,压 力 , 全 密 封 的 波 纹 油 箱 胀 缩 次 数 可 达 万 次以 上 。 说 明 了 油 箱 的 寿 命 与 变 压 器 本 身 寿 命 是相 适 应 的 。三 、 实 脸 原 理用 一 油 泵 , 把 油 或 水 打 入 全 密 封 波 纹油 箱 壳 体 内 , 然 后 再 抽 出 油 或 水 使 其 复 原或 负 压 力 。 这 种 管 路 系 统 , 可 摸 拟 变 压 器负 载 变 化 , 做 膨 胀 系 数 的 试 验 和 疲 劳 试验 。
15、川, ,幻图 刀 与 关 系 曲 线 , 、匕 卜 喊蔽 月 重 下 不一 注 入 油 时 的 油 温 ,一 单 位 休 积 油 温 每 升 高 一 度 ,油 体 积 平 均 膨 胀 系 数 。只 要 式 成 立 , 说 明 全 密 封 变 压 器 的波 纹 油 箱 能 承 受 油 体 积 的 膨 胀 而 无 损 伤 。式 中 刀 。 决 定 于 波 翅 深 度 , 增 加 ,增 加 , 同 时 刀 增 加 见 图 。 要 满 足 式, 有 最 低 的 五 值 。 有 资 料 提 到 , 在 设 计全 密 封 变 压 器 的 波 纹 油 箱 时 , 波 纹 翅 深 度 不能 小 于 。 这 说
16、 明 波 翅 深 度 不 仅 要 满 足热 计 算 散 热 面 的 要 求 , 还 要 考 虑 承 受 油 膨 胀 的要 求 。随 着 波 纹 翅 深 度 的 增 加 , 波 纹 钢 板 承 受抗 弯 应 力 在 下 降 , 这 与 油 箱 的 弹 性 越 大 , 油 体积 变 化 引 起 的 压 力 变 化 越 小 是 相 适 应 的 。州 人山褚 乙 口口口 节乓 衍 二 二 二 二 二 二 图 试 验 用 电 路 原 理 图一 一一” 图 试 验 用 管 路 原 理 图一 泵 , 一 手 动 阔 , 一 电 动 阅 , 一 水 表 , 一 空 压 力 表试 验 的 电 路 原 理 见 图
17、 , 管 路 系统 见 图 。 进 油 管 和 出 油 管 都 装 有流 量 表 , 以 便 记 录 油 进 出 的 体 积 量 。在 试 验 的 电 路 原 理 图 的 图 中、 为 微 动 开 关 , 触 点 、 为 真 空 压 力 表 的 触 头 。 计 数继 电 器 可 用 计 算 器 改 装 。图 中 真 空 压 力 表 是 带 电 接 点的 , 型 号 为 一 , 要 同 时用 只 才 可 靠 , 因 为 做 疲 劳 寿 命 试验 的 循 环 次 数 是 上 万 次 。在 油 箱 波 翅 之 间 节 距 里 应装 几 只 微 动 开 关 , 以 防 油 箱 变 形 过大 。 若 变
18、 形 过 大 , 压 动 微 动 开 关 ,油 泵 便 自 动 停 车 。今 月 心 肠 召 嘴 七 只 弓 备 李 魂 喇 七 价 衬 今 户 洲 七 只 弓 岛 穴 刁 勺 李 尧 今 只 咭 卜 乒 别 勿 够 匆 穴 闷 七 户 嘴 七 侣 洲 召 咭 粉 笋 剖 今 穴 娜 七 穴 弓 七 李 刘 知 月 呀 侣 洲 御 月 刁 切 气 心 扮 声 剖 卜 户 刽 今 穴 心 七 只 心 杯 书 七 下 豁 七 下 花 心 七 穴 约 李 夸 坏 勺 心 今 笋 屯 今 声 洲 七 只 侧 气 褚 七 弓 共 娜 决 丫 气 弓 知 召 闷变 压 器 用 新 型 一 一 胶 板 研
19、制 成 功我 厂 根 据 变 压 器 所 需 的 高 弹 性 密 封 胶 垫 规格 繁 多 的 特 点 , 采 用 三 种 复 合 橡 胶 掺 合 物 , 以浦 足 高 性 能 要 求 的 橡 胶 配 方 设 计 出 一 一新 型 系 列 的 专 用 变 压 器 及 互 感 器 上 所 需 的 胶板 。 此 胶 板 厚 度 分 别 为 、 、 、 , 其 胶 板 长 度 为 、 宽 度为 、 它 可 供 变 压 器 行 业 作 密 封 垫 圈用 , 车 间 可 根 据 形 状 和 规 格 的 要 求 割 制 , 免 去了 模 具 加 工 成 型 的 麻 烦 , 并 可 在 大 圈 内 套 小
20、圈割 料 , 节 约 了 材 料 。本 胶 料 具 有 耐 各 种 型 号 的 变 压 器 油 和 非 极性 油 类 的 性 能 , 经 试 验 表 明 , 本 胶 料 在 高 温 和 一 的 寒 冷 环 境 中 仍 能 保 持 良 好 的 密封 效 果 。此 胶 板 的 研 制 成 功 为 变 压 器 、 互 感 器 临 时换 件 组 装 提 供 了 有 利 条 件 。一 一 型 胶 板 的 技 术 性 能 参 数 见 右表试 脸 项 目翻 口 弯 曲拉 断 力伸 长 率永 久 变 形硬 度 邵 尔老 化 系 数扯 裂跪 性 吕 度浸 油 压 编 变 形 率空 气 压 编 变 形 率托号 变 压 器 油 增名击 穿 电 压占扩洲 试 结 果 试 验 方 法不 断一 。 。人 工 夸 曲按按 一按 一按 一按 一。 。一 一一 盛 。按 一按 一按一 。 按 一按 一,一按 一按 一本 胶 板 为 黑 色 , 比 重 我 厂 为 满 足各 兄 弟 单 位 所 需 , 已 开 始 在 经 销 部 办 理 定 货 。沈 阳 市 变 压 器 配 件 厂 郑 宏 勋
