摘要：本文对变压器储油柜的种类及发展进行简要分析，对近年来变压器呼吸系统发生过的部分缺陷和故障进行一定的介绍，针对不同形式的变压器储油柜从结构特点、技术标准等方面进行简要分析，并在此基础上提出储油柜的相关选型应用要求。
关键词：变压器、储油柜、选型应用
引言
变压器是电力系统中非常重要的电气设备，呼吸系统是大型油浸式变压器重要的保护器件。储油柜其作用是补偿绝缘油应温度变化而产生的体积膨胀和收缩，其次是将绝缘油与空气和水分隔离，防止绝缘油受潮和氧化。储油柜对水分和空气的隔离性能直接影响变压器内部绝缘部件的寿命[1]。近年来变压器呼吸系统时有发生缺陷和故障，本文针对变压器呼吸系统储油柜的结构特点、技术标准等方面进行分析，并在此基础上提出储油柜的相关选型应用要求。
一、 故障案例
近年来，电网在运变压器经常出现呼吸系统密封受损、呼吸系统阻塞、油位指示不正常、压力释放阀误动、重瓦斯误动等缺陷。例如：500kV玉溪变1号主变于2006年12月8日投运，2年后出现含气量超标的情况，2012年含气量超过3%，按照预试规程的要求500kV运行中变压器油含气量应小于3%，因此开展现场虑油处理。虑油后正常，但含气量逐渐依旧呈增长趋势，至2017年6月时已达6%，2017年7月21日开展对三相主变储油柜检查，经检查发现储油柜胶囊口处的密封破损严重，三相储油柜胶囊已失去将变压器油与空气隔离的作用，导致变压器油直接与空气接触，引起油中含气量逐渐增大。2017年云南某局110kV 1号主变在运行中突发压力释放阀动作，停电开展主变本体试验检查、二次保护检查均无异常，经呼吸系统管路排查时发现储油柜与本体之间管路上的蝶阀开启不到位，导致油温升高时主变“憋气”引起压力释放阀动作。
二、 储油柜的种类及发展
变压器储油柜分为敞开式和密封式两大类。按照其密封形式来划分，可以分为橡胶密封式、金属波纹密封式两种。
2.1橡胶密封式储油柜
橡胶密封式分为胶囊密封式、隔膜密封式两种。
2.1.1胶囊密封式储油柜
胶囊密封式储油柜是在敞开式储油柜的基础上，内部装一个耐油尼龙复合橡胶气囊，囊内通过呼吸管及吸湿器与大气接触，囊外和变压器油接触。
同时，经过多年的使用也暴露出以下问题：（1）胶囊机械强度不够，易破裂而漏油。（2）橡胶易老化。（3）在胶囊的上面极易凝结水分，甚至冬季出现结冰现象。（4）胶囊具有一定的透气率，需要经常维护吸湿器，增加成本。（5）指示精度低，出现假油位的情况时有发生。（6）如果安装操作不当，胶囊极易损坏，影响设备的正常运行。（7）胶囊伸展不良时易出现呼吸堵塞, 轻则误动、重则可能出现事故。
2.1.2隔膜密封式储油柜
隔膜密封式储油柜是由两个半圆的柱体组成，中间装一个半圆橡胶隔膜固定在内箱沿上，随着油面的变化而随之浮动，在储油柜一侧端板上装有一块磁针式油位表，其刻度为0-10(低-高)，在油位最高、最低点都能发出警报信号[3]。
隔膜式储油柜其问题主要体现在：（1）密封性能不可靠[3]。（2）储油柜隔膜容易老化。（3）隔膜式储油柜排气不方便。（4）在隔膜的上面极易凝结水分，冬季甚至出现结冰现象。
为解决橡胶密封式储油柜的材料和凝露问题，金属波纹密封式储油柜得以提出。
2.2金属波纹密封式储油柜
金属波纹密封式储油柜是新型全密封性储油柜，采用先进的不锈钢波纹补偿技术，并具有工作寿命长、无老化、抗破损和免维护等优点，完全适用于各类油浸式变压器[4]。目前金属波纹密封式储油柜分为外油卧式、内油式和外油立式三种。
2.2.1外油卧式储油柜
外油式储油柜虽然解决了橡胶材料存在的问题，但是由于其结构、受力复杂，外油卧式储油柜也存在显著缺点：（1）波纹管需要加装导向装置或导轨。（2）储油柜中对每个波纹单元的伸缩钢性要求严格。（3）波纹管焊接面很多，焊接不良即会翻身渗漏。（4）波纹管在膨胀（收缩）时会影响变压器油的品质。（5）油位计不能满量程显示。（6）运输要求高。
2.2.2内油式储油柜
内油式储油柜同样采用不锈钢材料做补偿元件，寿命长，全密封，维护简单，运行的可靠性和经济性得到提高。
但是经过多年的使用也暴露出以下问题：（1）碳钢材料制成的外壳会产生内部锈蚀腐烂。（2）安装工艺要求较高。（3）一般需要在波纹组上面设置配重板，但是配重板的引入可能会导致保护动作存在滞后。（4）波纹体的焊接面较多，易发生渗漏现象。（5）内油式储油柜波纹芯体不能承受压力，易损坏，不能满足变压器压力试验。（6）一般波纹体为多个，无效空间多，体积大。
2.2.3外油立式储油柜
为了解决波纹外油卧式卡滞、內油凝露等问题，近两年研制出现了外油立式储油柜。其工作原理为不锈钢波纹气囊与大气相通，上下伸缩，改变储油腔大小，补偿绝缘油体积变化。
但是外油立式储油柜也存在如下的缺点：（1）低油位微负压。（2）内部渗油不易发现，需要安装监测装置。（3）外油立式波纹上下部位波纹容易产生局部损坏。（4）修理成本高。（5）产品价格高。（6）产品、市场运行经验少。
三、 储油柜选型
3.1选型要点
依据《JB/T 6484-2016变压器用储油柜标准》，变压器储油柜选用的基本要求有[6]：（1）补偿容积。（2）焊接工艺。（3）密封件。（4）油位指示。
3.2橡胶式储油柜选型要点
根据变压器储油柜选用的基本要求，橡胶式储油柜的选型要点可根据以下的要求进行：（1）材料性能。（2）柜体耐压性能。（3）胶囊（隔膜）耐压性能。（4）密封性能。
3.3波纹式储油柜选型要点
根据变压器储油柜选用的基本要求，波纹式储油柜的选型要点可根据以下的要求进行：（1）材料性能。（2）芯体耐压性能。（3）芯体真空度。（4）芯体工艺。（5）脱氢处理。（6）工作压力（芯体刚性、反弹性力）。（7）波纹伸长率。（8）有效补偿容积。（9）机械寿命。（10）油位指示。
四、建议
通过以上对变压器储油柜种类的结构形式及优缺点的分析，并结合技术标准对变压器储油柜的选用要求，对变压器储油柜的选型总结出如下建议。
（1）外油式金属波纹储油柜适用于变压器负荷变化较小的地方（如火力发电厂）。
（2）内油式金属波纹储油柜在多数情况下可以使用，因为其波纹体焊接面太多建议在超大容量变压器上尽量不要使用。
（3）改进后的新型胶囊储油柜在解决假油位现象后，适用于绝大数变压器。
结束语
通过对近年来变压器呼吸系统发生的部分故障和缺陷的简要介绍，结合变压器储油柜的种类及发展从结构特点、技术标准选用要求方面进行分析，并对变压器储油柜的选用提出相关的建议。
参考文献
[1]?刘志平.变压器储油柜的发展与应用[J].变压器，2008，45(5)：59-61.
[2]?丁在兴.胶囊式储油柜的结构改进及其安装调试[J].变压器，2004，41（7）：46.
[3]?苏汝涛，王树本，应俊.变压器隔膜式储油柜渗油的原因分析对策[J].变压器，2009，46（7）：59-60.
[4]?张广科，张宪.波纹管式储油柜在中大型变压器上的应用[J].电世界，2002，43（3）：3-4.
[5]?姜益民.利用内油式金属波纹储油柜解决或改善变压器运行负压问题[J].变压器，2013，50（7）：39-44.
[6]?JB/T 6484-2016变压器用储油柜标准[S].北京：中国标准出版社，2016.