变压器油箱冷却结构：板式散热器与波纹壁散热器

变压器作为电力系统的关键部件，其运行安全和效率与其油箱的散热性能密切相关。随着变压器容量的不断增长和工作环境的日益复杂，油箱散热结构的设计变得比以往任何时候都更加重要。在各种设计中，板式散热器和波纹箱壁是最广泛采用的两种冷却结构。本文从设计原理、制造工艺、应用性能等方面对这两种结构进行系统比较，以支持工程设计和产品选型。

 

结构及设计理念

 

板式散热器油箱采用散热器来增加变压器的传热面积。其外形美观，是一种新型变压器油箱结构。此类油箱先将散热片焊接到圆管（集油管）上，然后将圆管焊接到变压器油箱壁上，保证散热片内腔的油与变压器油箱内的油相通，可适用于容量范围较大的变压器。

随着变压器容量的增大，单纯通过圆管将散热器焊接到箱壁上已难以满足散热要求。在这种情况下，可以将多个散热器焊接在一起，形成所谓的板式散热器，并将多组此类散热器通过连接法兰连接到罐壁。

 

制造工艺及规格

 

散热器一般由薄钢板压制而成。每个单片尺寸相同，每两个单片组合成一个散热器。板材宽度一般为310mm、460mm、530mm。板材间距为45mm。上下集油管多采用Ø80焊接钢管，中心距为1600～3200mm（每隔200mm间隔）标准尺寸，以适应不同油箱高度。每组散热器可根据散热能力的要求由不同数量的散热器组成。

集油管上开有与散热器端部形状相匹配的长槽口，采用专用自动焊接机从外侧将散热器与集油管焊接起来。然后将焊接好的带散热片的集油管像管式油罐的弯头一样焊接到罐壁上（或焊接连接法兰）。

 

配件及功能特点

 

可拆式板式散热器的上集油管焊接有排气塞和吊耳，下集油管焊接有放油塞。当变压器需要吹气冷却时，下集油管上还焊接有用于固定吹气装置的支撑板。

当变压器容量达到800kVA及以上时，建议安装泄压装置，并在油箱至储油柜的管道上安装气体继电器。一些制造商还在较小容量的变压器上使用较大的散热器。其作用一方面是满足散热的要求；另一方面，它采用更大的散热片组来补偿变压器油因温度变化而引起的膨胀和收缩。

 

应用特点及优势

 

板式散热器系统允许在底部或侧面安装强制风冷风扇，使其能够为高达 240 MVA 的变压器提供服务。为了减少板式-式散热器的振动，降低噪声，防止漏油，同一台变压器的板式-式散热器之间应采用钢板连接。

由于板式-式散热器由薄钢板构成，因此在相同散热能力下，比管式-式散热器轻得多；另一方面，从制造角度来看，如果采用合适的专用焊接单元和​​成型单元，形成机械化流程操作，板式-式散热器比管式-式散热器更优越，更符合大多数人的审美。与一般冷却器相比的另一个优点是，在吹风装置发生故障时，仍能在60%左右的负载下运行，广泛应用于城市电网中的低-城市配变。

 

 

应用范围及基本结构

 

波纹油箱主要用于中小型变压器-，其横截面-多为矩形或椭圆形。套管一般安装在油箱盖上（低压套管也可安装在油箱壁侧面，但这会牺牲部分波纹散热面积）。

 

材料和波纹设计

 

波纹油罐的主要材料一般采用优质碳素结构钢，如Q235B等-。钢板的厚度根据变压器的容量和电压等级确定，通常在2.5mm至6mm之间。波纹板材料一般为厚度为0.5mm～1.5mm的冷-轧钢板，其材料应具有良好的成型性和耐腐蚀性。

波纹油箱的内侧充满油，与箱内的油相通，实际上增加了箱的散热面积，从而大大提高了变压器的冷却性能。波纹板的形状、尺寸和布置应根据变压器的散热要求和箱体的整体结构进行优化。波纹板的波高一般在30mm～100mm之间，波距在50mm～150mm之间。

 

散热和膨胀补偿

 

波纹油箱提供自然对流冷却，并通过柔性波纹吸收油膨胀，从而无需外部储油柜。系统必须保持均匀的表面温度，并将最大油温升保持在 55K (ONAN) 或 65K (ONAF) 以下。波纹板的弹性变形范围必须满足25度至95度之间的油量变化，且不影响储罐的结构完整性或密封性能。

 

制造流程

 

 

 

波纹厚度W和波纹节距P均为标准尺寸，与波纹宽度B组合形成多个标准尺寸系列。在此前提下，用专用设备连续压制，并可留有无波纹的间隙，准备在此处弯曲或倒圆，形成所需的箱壁横截面-形状，也可将两块或四块对接-形成箱壁。箱壁成型后，与预先准备好的箱底、箱边-对焊，形成完整的油箱。

当波纹高度较大时，为了防止内部油膨胀时波纹箱壁变形过大，在压波纹的同时压出几个凸台，然后用专用点焊机将凸台点焊起来。

 

结构强度及配件

 

为保证油箱的强度，箱体边缘或底部仍留有一短而平的壁，与波纹相连。这个短壁的厚度通常比压波纹的钢板厚，以便在其上焊接凸耳或其他附件。

 

 

当波纹宽度B较大、长度较长（油箱较高）时，应沿波纹边缘（周边）用扁钢连接，以增加其整体刚性，使其在运输和变压器运行过程中不会产生较大的振动和噪声。