電力變壓器貯油坑大小的計算

牛俊友，李善金，張 峰

（河南省電力公司商丘供電公司，河南 商丘 476000）

在變電站電力變壓器貯油坑（以下簡稱“主變貯油坑”）設計中，許多設計人員往往根據相關規程要求，憑借經驗完成施工圖設計，沒有進行系統的計算，其結果往往是，要不出現貯油坑體積不滿足規程要求，埋下安全隱患，要不就是造成貯油坑體積過大導致材料浪費，增加造價。

1 貯油池的相關參數

根據近年來各地投運變電站的情況來看，每座變電站都設有總事故貯油池，本文為方便起見，根據規程要求，假定某220 kV變電站設置有總事故貯油池，來計算主變貯油坑的大小，并對主變壓器外廓尺寸和其支墩（本文假定主變壓器基礎共n個支墩且大小相同）以及相關參數，用如下符號表示：

A為主變壓器外廓長，m；

B為主變壓器外廓寬，m；

a為主變壓器支墩寬，m;

b為主變壓器支墩長，m;

G為主變壓器油總質量，kg；

ρ為變壓器油密度，kg/m3；

K為卵石空隙率。

在以上參數中，A、B、G、ρ、n 由變壓器廠家提供，a、b由變壓器受力計算確定，K由當地使用卵石情況確定。

2 主變貯油坑的設計計算

對主變壓器及其支墩作簡易圖示，如圖1。

圖1 主變壓器外廓及支墩俯視圖

按GB 50060-2008《3～110 kV高壓配電裝置設計規范》（本文以下均簡稱為規程）要求，貯油坑應大于設備外廓每邊各1 000 mm，故主變貯油坑

凈長 L=（A+1+1）=（A+2）m；

凈寬 W=（B+1+1）=（B+2）m；

主變壓器基礎支墩面積為

主變貯油池的凈底面積為

根據規程要求，主變貯油坑必須至少容納20%油量，主變貯油坑的最小儲油量為

進而，主變貯油池最小儲油體積為

假定主變貯油池鋪設卵石深度為h卵，則主變貯油池鋪設卵石的體積

主變貯油池內鋪設的卵石空隙，所能吸納的油量

根據工程實際經驗，一般情況下，為防止卵石亂滾，主變貯油坑鋪設卵石的深度，比總深度要低0.1m，即卵石頂部有0.1 m高的余量，由此可得出主變貯油坑的實際深度

根據規程要求，主變貯油池內鋪設卵石層厚度，不應小于250 mm，卵石直徑為50～80 mm。因此，當采用公式（1）和公式（2）計算出h卵和h后，若h卵不小于250 mm，h不小于350 mm時，采用實際值；若h卵小于250 mm，h小于350 mm時，應取250 mm和350 mm。

而且，在進行公式（1）和公式（2）的推導時，未考慮貯油池底部坡度所產生的貯油量，這是因為考慮到變壓器運行過程中，由于溫度的上升，可能導致油的體積變大，而讓其作為安全儲備使用，并使計算公式簡易化。

從工程實際施工角度來看，變壓器廠家提供設備外廓尺寸A、B后，應對其值按100 mm模數取整，由公式（1）及公式（2）計算結果與規程要求值比較后的取值，也應按50 mm模數取整，以方便施工。

并且，為防止雨水泥沙流入主變貯油池，堵塞卵石孔隙，貯油池周邊池壁應高出其外側地坪100 mm為宜，貯油池池底也應有一定的排油坡度，坡向集油井，便于如果出事故時，變壓器油順利排至總事故油池，如圖2所示。

圖2 貯油池平、斷面圖（單位：mm）

3 結束語

在工程實際應用時，除應考慮上述問題外，尚應注意很多變壓器廠生產的變壓器的外廓尺寸中心線與變壓器重心線并不重合，防止設計時混淆出錯。另外，當本地無卵石時，也可采用無孔碎石代替。

[1]NDGJ96-1992，變電所建筑結構設計技術規定[S].

[2]GB 50229-2006，火力發電廠與變電站設計防火規范[S].

[3]GB 50060-2008，3～110 kV高壓配電裝置設計規范[S].