一种大容量变压器用悬浮式双极平衡补偿储油柜的制作方法

本实用新型涉及电力设备中变压器的补偿储油装置，具体地说是一种油浸变压器用悬浮式外油两极补偿储油柜。

背景技术：

储油柜，俗称油枕，为一圆筒形容器，横放于油箱上方，用管道与变压器的油箱连接。原设计变压器用储油柜有圆筒式、膨胀式等多种形式构成，用于容纳变压器高温时膨胀出的油量；当变压器油冷缩时，油由储油柜流向油箱，实现对变压器绝缘油体积补偿，并与外界隔离。目前，已经有波纹管式变压器用储油柜，采用不锈钢波纹管补偿器，代替老式储油柜中的胶囊或橡胶隔膜。储油柜内有波纹管补偿器，同形不锈钢波纹管轴向设置，一端焊接在储油柜壳体的端板内壁，另一端焊接12mm普通钢板作为的伸缩端的端板。储油柜前端安装一个油位表、一个呼吸管一端与波纹管连通、另一端与大气相通。储油柜壳体内是个密闭空间，波纹管补偿器是个占位芯体，波纹管外周浸泡在变压器油中，波纹管在大气压或油压的作用下由一端延展伸出、或收缩，几十吨重的大型储油柜设置在高位，储油柜中油从一端挤压至另一端，使储油柜内的油体积发生变化，重心是变化的，抗风性能差。

以往的业内技术状态是：若需要大容量的变压器，补偿量要求相当大，储油柜得加大容积时，外油卧式储油柜的老式波纹膨胀结构传统做法是：在设计上加长、直径上加大储油柜，做到10米左右长。波纹管补偿器的体积也相对大、伸缩距离长，随着规格放大，材料、加工量只是单纯相应增加。在储油柜常规的直径1400mm、长度为10300mm时,波纹管补偿器芯体压缩状态下长度为2130mm、端板厚12mm，单个芯体的运行长度为将近8000mm。实践证明在8000mm长的空间运行，波纹管补偿器自由伸缩端端板过厚且重，波纹管补偿器受力不均匀，往复运动频繁，容易端板卡滞、倾斜、甚至有与管壁撕裂倾向，之前补偿器7～9米长时就有端板卡住，撕裂波纹管、补偿器渗漏的现象。随着规格放大，这种一端偏重结构造成的失衡问题也随之显现，抗风力侧摆风险、抗地震风险却随之增大。另外，悬浮式外油储油柜以往都在一端安装油位指示表。产品运到使用现场，因油位指示表的位置会限制安装方向，在使用中更让作业人员不方便。并且，如果因油位指示表有故障，缺少保障措施。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种大容量变压器用悬浮式双极平衡补偿储油柜，安全系数高，寿命长，解决不锈钢波纹补偿器卡滞、补偿器端板倾斜的上述问题。

一种大容量变压器用悬浮式双极平衡补偿储油柜，包括长圆管形外壳体和内置的波纹管补偿器，其特征在于在储油柜壳体内的两端各置同规格的波纹补偿器，两个波纹补偿器伸缩端板厚度为1.0～2.0mm；在储油柜壳体中间部位径向垂直焊接限位圈，止挡两侧波纹补偿器行至全行程，两个限位圈之间是预留的油位区，限位圈保证补偿器收缩时，壳体内储油重心与外壳体结构重心重合，提高储油柜整体稳定性和强度并可减小外壳板材厚度。

本实用新型的优点与积极效果为：

一、本设计的创新性是要利用浮力使波纹补偿器浮在变压器油中，就要使补偿器轻量化。在保证满足行业标准JB/T6484-2016的前提下，使同样规格的波纹储油柜补偿量可达到最大值。双极结构是把等量补偿器一分为二并固定在储油柜内两端，个体重量减半、芯体位移距离减半，自然受力也是一半了。同时改变端板材质,减轻其重量,使补偿器悬浮性能更好。补偿器底端配置的脚轮受到的压力更小，补偿器运行卡滞的现象就会避免，从而预防了波纹管可能出现的渗漏等隐患。在常规补偿器的波纹管采用不锈钢材质的前提下，端板采用不锈钢316L，从性价比考虑并且经验证实端板与波纹管材质相近，将端板厚度设为2mm，超出设计压强很多，是这个厚度便于焊接，安全系数更大，便于生产，并且寿命长。

根据以往经验分析，波纹管芯体5-7米长度的安全系数高，相对之前的结构更稳定、可靠，并且使用寿命长。本设计不止是保留波纹补偿器长度5米具有安全、低故障率的优点，而突出的技术贡献是技术思路上终止了要大容积就只是加长、直径加大储油柜体积的习惯做法，从根本上解决了配套大容量变压器补偿用储油柜的上述问题，因而使变压器运行更为安全可靠，而且此结构简单、波纹补偿器生产质量有保证、安装更方便。本设计适用于对现有大型油浸变压器配备补偿系统的改造，使这个传统产品更加独具完美的性能。进而让同等材质的波纹管补偿器使用寿命更长，运行更稳定，可靠。

二、本设计核心是重心始终在中心：在储油柜体内的中心位置安装限位圈，其作用：一是强化油位区是重心的中心，对两极的波纹管芯体起到安全限位的作用，确保其在安全范围内运行。两极补偿器同步相向进退，油位不变、使油由中间平衡地向两端延展，向两个方向分解油压，其静态和动态都保证油的重心与壳体重心重合。所以，本设计重心集中的特性突出满足了抗震性能要求，具有超强的抗风力侧、抗地震8级以上，这是最大的安全保障。二是限位圈尽量减小面积，中心孔大至挡得住波纹管芯体端板边缘即可，并在限位板外缘设缺口，以减少阻力，使油位区的油能够流动互通没有死角。三是限位圈设在中部，能够增强长壳体储油柜的强度。

三、本设计在储油柜壳体两端均安装油位显示表、各自的呼吸管。这两套装置设置在储油柜两端，不仅是使用时方便任一端观察，更主要是有了备份，多了一份准确率、可靠性和安全性保障，延长使用、减少维护。

附图说明

图1为本设计外油卧式两极补偿储油柜的结构示意图；

图2为图1的前端示意图；

图3为储油柜壳体中间的限位板平面示意图。

具体实施方式

本实用新型的这种大容量变压器用悬浮式双极平衡两极补偿储油柜，包括管形壳体和内置的不锈钢SUS304波纹管，见图1、2，其特征在于结构是：在储油柜壳体1内前端板5、后端板6内分别焊接前波纹补偿器2a、后波纹补偿器2b，各个波纹补偿器2a、2b伸缩端板4的厚度是1.0～2mm，不锈钢316L材质。储油柜壳体1内中间部位焊接两个限位圈3，限位圈3外缘与壳体1内壁径向垂直，作为波纹补偿器的限位止挡，两个限位圈3之间间隔50～100mm，为油位预留区，并使壳体1内的变压器油相通。限位圈3也可以在壳体1内的中心只安装一个。

限位圈3的平面形状，见图3，限位圈3为环形，大径与储油柜壳体1内径相等，限位圈3内径小于波纹管补偿器2a\2b的端板直径10～20mm，并且限位圈3外缘有等距分布的半圆形口；限位圈3的间距计算：限位圈的距离＝储油柜补偿量*3％/π*壳体半径的平方。以储油柜容积105吨为例，壳体直径1400mm，补偿量8984升*3％＝270升，270/π*壳体半径的平方，两限位圈的间距是175MM。限位圈3厚度为6～8mm。限位圈3尽量减小面积，内径小于波纹管补偿器端板4直径、挡得住波纹管端板4边缘即可，并在限位圈3外缘设均匀间隔的半圆形口，以减少阻力，使两油腔的油能够流动互通没有死角。

波纹补偿器芯体每节的轮子仍保留。与变压器油箱相连通的主油管路8位于壳体1中部下方，前、后波纹补偿器2a、2b连接各自的呼吸管11，见图2，壳体1下设排气管口7，排气管从储油柜油箱上部开孔。壳体1外有注放油口9、壳体1外各端均设油位指示表10。

本设计执行的行业标准JB/T6484-2016：储油柜芯体在自由高度下，两端限位充气加压50KPa，持续15mim分钟不得有渗漏，压力解除后不应有永久变形。

由此设计补偿器选用的储油柜不锈钢波纹补偿器材质SUS304，自由伸缩端端板材质为不锈钢316L。

补偿器端板还可以由不锈钢材质改换成钛合金材质，由于钛合金的密度ρ＝4.55kg/m³＜7.98kg/m3的不锈钢的密度，补偿器自身的重量变轻，所受的浮力也会减小，补偿器的悬浮性能要好于不锈钢端板的补偿器。