[发明专利]基于油温的卧式胶囊储油柜油位测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于油温的卧式胶囊储油柜油位测定方法。

背景技术

变压器油由于温度改变会呈现热胀冷缩的现象，其变化能力在等压下热膨胀系数γ表示为：γ＝ΔV/(V·ΔT)  (1)。

严格说来，上式(1)只是温度变化范围不大时微分定义式的差分近似，准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。但在需要关注的温度区间内(-40°～90°)，可以认为变压器油的热膨胀系数为常数，也就是说γ＝0.000733，即油的体积与油温的平均温度呈线性关系，如式(2)。由于变压器内部的油温通常存在差异，所以油位-油温曲线只是油温的一种近似参照。

设定最低油温时储油柜最低油位，最高油温时储油柜最高油位。假设到储油柜最低油位的本体油体积为V，储油柜最高油位与最低油位之间容纳油的体积为ΔV，则有下式成立：ΔV＝γ·(T_max-T_min)·V     (2)

如果选取的储油柜容量小于理论值，这会导致油温处于下极限T_min时，油位低于最低油位，需要注油；油温处于上极限T_max时，油位高于最高油位，需要放油。如果用户反馈正常运行时亦存在频繁注放油的问题，表明储油柜容量取得过小。与之相反，如果储油柜容量选的偏大，通常不会遇到用户反馈正常运行时需频繁注放油的情况，但会造成材料的浪费，导致成本的升高。

因此，从成本最优的原则出发，储油柜容量的选择和本体油体积、最高油温、最低油温都有关系。

对于常见的金属波纹储油柜，包括内油式、外油式，油温变化时，油的体积呈线性变化，由于沿着油面变化方向截面积为常数，油位也呈线性变化，油位-油温曲线为一条直线，这容易理解。但对于卧式胶囊储油柜，油温变化时，由于其内部结构的特点，沿着液面变化方向截面积亦发生变化，导致油位-油温曲线呈现非线性，关系较复杂。现有的卧式胶囊储油柜油位油温曲线针对特定直径而定，不利于标准化制造生产。

现有的卧式胶囊储油柜通常使用指针式油位计。以沈阳嘉华的YZF3-200TH-TA型指针式油位计为例，油位计表盘读数0～10与内部摆杆的偏转角度0～45°之间呈线性关系，从这点出发，结合油的体积与油温的线性关系，可以导出其油位-油温曲线。

现用x＝0～10表示油位计表盘读数，h表示储油柜中油面高于最低油面的高度，α表示内部摆杆的最大偏转角，如图1，则有

h=(D-2H)·sin(αx/10)sinα---(3)]]>

其中α＝45°，D为储油柜内径，下侧H为油位计安装位置高度，油位计安装位置高度即为裕度。正常运行时，油温T介于T_min～T_max之间，油温变化时，油面在H～D-H之间变化，油面从H变化到D-H，摆杆刚好偏转α＝45°。

用t表示液面高度，则有

β=arccosD/2-tD/2---(4)]]>

其中t＝0～D，则β＝0～180°。