国产加氢型超高压变压器油与几种进口超高压油的老化试验情况

连鸿松,郑东升
(福建省电力试验研究院，福建省　福州市　350007)

　　摘要：对克拉玛依加氢型超高压变压器油、几种国外超高压用油及混合油的老化试验情况进行了对比分析，试验证明：国产加氢型超高压变压器油的性能指标能满足超高压充油电气设备的需要，但品质尚属中等，在酸值、颜色及抗氧化性方面还有待进一步改善；国产油可与国外油混合使用。
　　关键词：超高压设备；变压器油；进口油；老化；试验

0　引言

　　变压器油（绝缘油）在变压器、电抗器、互感器中主要起绝缘及散热冷却作用，同时由于变压器油是填充在绝缘材料的空隙之中的，因此可保护变压器铁心和绕组等组件，且可使纤维和其他材料所吸收的氧含量减少到最低限度以延缓氧对绝缘材料的侵蚀。也就是说，变压器油的性能对充油电气设备的安全运行非常重要。
为了解决我国超高压变压器的用油问题，原电力工业部与石化部联合研制出了25号、45号超高压用油。其中，加氢型超高压变压器油在华东、华北和华中等地区的国产和进口500 kV变压器上已运行十余年，其各项性能指标达到国际水平。目前，福建省电网有500 kV变电站7座，500 kV大型变压器20台（相），180 MVA及以上容量大型变压器近50台，他们分别来自6个国家的12个生产厂。由于所涉及的变压器油品种较多，给设备的维护管理带来诸多不便。为了了解这些油品的抗氧化性能，以及能否与我国克拉玛依炼油厂(简称克炼)研制生产的加氢型超高压变压器油混合使用，以利于今后对设备的维护监督与管理，在克拉玛依炼油厂的协助下，福建省电力试验研究院对这些超高压油进行了开口杯老化试验；同时，为了更好地鉴别环烷基油，保证超高压油的质量，还对克炼油品进行了族组成和其他性能试验。

1　老化试验情况

1.1　试验条件
　　试验方法参照行业标准DL 429.6—1991《运行油开口杯老化试验》。
　　(1） 老化烘箱。采用上海爱斯佩克环境仪器有限公司生产的LC-213型鼓风干燥箱，箱内为不锈钢板，控温精度为± 1℃。
　　(2） 试验温度。试验温度为115± 1℃。
　　(3） 老化时间。可分为40、80 h和120 h。
　　(4) 试油杯。采用1 000 mL广口瓶，不加盖。
1.2　测试仪器和方法
　　介损和体积电阻率测试仪器为奥地利保尔公司生产的DTL型介损测试仪，测试方法按IEC 247进行。其他试验项目按国家标准或行业标准进行。
1.3　试验油样来源
　　共有8个油样，分别是：① 1号油样。我国克炼加氢型超高压变压器油（新油）；② 2号油样。瑞典尼纳斯变压器油（取自厦门高殿变电站新投运的180 MVA/220 kV变压器）；③ 3号油样。日本三菱公司500 kV变压器配来的新油；④ 4号油样。日本东芝公司500 kV变压器配来的新油；⑤ 5号油样。德国西门子公司变压器配来的英国油，该油已运行一年；⑥ 6号油样。1号油90%加2号油10%的混合油；⑦ 7号油样。1号油90%加3号油10%的混合油；⑧ 8号油样。1号油90%加5号油10%的混合油。

2　试验数据

　　(a) 介损值分别对这8个油样试验前与老化试验40、80 h和120 h后的油样进行介损 、体积电阻率、介电常数、酸值、水溶性酸及部分油的颜色和油泥进行测试，测试数据详见表1。8个油样老化试验后介损 、体积电阻率和酸值测试数据的变化趋势分别见图1(a)、(b)、(c)。

（a） 介损值


(b) 体积电阻率


(c) 酸值
图1　8个油样老化试验后介损值、体积电阻率及酸值的变化趋势

 
表1　8个超高压变压器油油样老化试验前、后测试数据汇总表

 
3　试验分析

　　(1) 老化试验结果综合对比：①介损值。老化120 h和40 h相比，2号油样的介损值增加了0.129%，4号油样的增加了0.215%，1号油样的增加了0.834%，5号油样的增加了1.232%，3号油样的增加了1.546%。②体积电阻率。经120 h老化后，2号油样的体积电阻率为1.56×1011 Ω·m，4号油样的为9.00×1010 Ω·m，1号油样的为2.18×1010 Ω·m，3号油样的为1.60×1010 Ω·m，5号油样的为1.07×1010 Ω·m。③酸值。经120 h老化后，2号油样的酸值为0.015 mgKOH/g，4号油样的为0.021 mgKOH/g，3号油样的为0.035 mgKOH/g，5号油样的为0.038 mgKOH/g，1号样的为0.048 mgKOH/g。④水溶性酸。从水溶性酸的pH值来看，经120 h老化后，2号油样的pH值为5.1，前后仅下降了0.2；4号油样的pH值为4.9，前后仅下降了0.4；1、3、5、6、7、8号油样经80 h老化后的pH值分别为4.2、4.6、4.2、4.4、4.5和4.4，但经120 h老化后的pH值都变成小于4.2。⑤油色。从油的颜色看，经120 h老化后，2号油样的颜色为3.5级，浅黄色；4号油样的颜色为4.5级，黄色；1、6、7、8号油样的颜色均为棕色；3、5号油样的颜色为棕褐色。⑥油泥。从油泥生成的情况看，老化120 h后，1、2、4、6、7、8号油样均无油泥产生；3号油样生成较多的油泥；5号油样在老化80 h后就产生较多油泥，老化120 h后油泥很多。对1～5号5种油质经老化试验的综合对比可知：瑞典尼纳斯油质量最好，其次为日本东芝油，第3为我国克炼油，第4为日本三菱油，最差为英国变压器油。
　　(2) 从对6、7、8号3种混合油的试验来看，不论是反映电气绝缘性能的介损、体积电阻率和介电常数，还是反映化学性能的酸值、pH值和油泥，都表明克炼加氢型超高压变压器油可与10%的瑞典尼纳斯油、日本三菱变压器油和英国变压器油混合使用。