天然酯绝缘油变压器研究

天然酯绝缘油电力变压器选用导则天然酯绝缘油是一种新型的环保型绝缘油，它是由天然植物油经过一系列的加工工艺制成的。

相比传统的矿物油绝缘油，天然酯绝缘油具有更好的环保性能和更高的绝缘性能，因此在电力变压器中的应用越来越广泛。

下面是天然酯绝缘油电力变压器选用导则。

一、选用天然酯绝缘油的原因1.环保性能好：天然酯绝缘油是由天然植物油制成的，不含有任何有害物质，因此对环境的影响很小。

2.绝缘性能好：天然酯绝缘油的介电常数和介质损耗角正切值都比矿物油低，因此在高压电力设备中的绝缘性能更好。

3.可再生性好：天然酯绝缘油可以通过再生工艺进行再生利用，因此可以减少资源的浪费。

二、选用天然酯绝缘油的注意事项1.选用符合国家标准的产品：在选用天然酯绝缘油时，应该选择符合国家标准的产品，以确保产品的质量和安全性。

2.选用适合的型号：在选用天然酯绝缘油时，应该根据电力变压器的型号和规格来选择适合的产品，以确保产品的使用效果。

3.注意存储和运输：天然酯绝缘油应该存放在阴凉、干燥、通风的地方，避免阳光直射和高温环境。

在运输过程中，应该注意防止碰撞和摩擦，避免泄漏。

三、天然酯绝缘油的使用效果1.提高电力设备的绝缘性能：天然酯绝缘油的介电常数和介质损耗角正切值都比矿物油低，因此可以提高电力设备的绝缘性能。

2.延长电力设备的使用寿命：天然酯绝缘油的环保性能好，不会对电力设备造成损害，因此可以延长电力设备的使用寿命。

3.减少环境污染：天然酯绝缘油是一种环保型绝缘油，不含有任何有害物质，因此可以减少环境污染。

综上所述，天然酯绝缘油是一种新型的环保型绝缘油，它具有更好的环保性能和更高的绝缘性能，因此在电力变压器中的应用越来越广泛。

在选用天然酯绝缘油时，应该注意选择符合国家标准的产品，选择适合的型号，注意存储和运输。

使用天然酯绝缘油可以提高电力设备的绝缘性能，延长电力设备的使用寿命，减少环境污染。

天然酯植物油变压器技术发展及应用研究摘要：天然酯植物油变压器是利用新型绝缘液体的一种电力设备。

和常规变压器相对比，这种变压器有着安全防火、绝缘寿命久、生态性好等优点。

但是因为天然酯植物油和矿物绝缘油在一些理化性能和电气方面存在差异。

因此，我们需要合理调整这种变压器的设计、制造以及故障诊断等方面。

本文深入分析了天然酯植物油变压器的特点，并且对其技术的发展和应用进行了探讨，力求给有关人员带来一定的参考。

关键词：天然酯植物油；变压器；技术发展；应用引言面对着安全、环境以及能源等方面越来越大的压力，人们始终找寻能够替代矿物质的可持续、环保性绝缘介质。

天然酯植物油变压器应用了天然酯植物油来替代矿物质油，其有着防火安全和环保友好的优点[1]。

在国外，自从二十世纪九十年代开始就广泛对天然酯植物油变压器进行应用。

进入到二十一世纪之后，我国越来越多的投入天然酯植物油变压器的应用。

伴随我国在生态环保意识方面越来越高，不断推进着可持续发展理念和防火安全，天然酯植物油变压器在我国不断得到广泛普及[2]。

本文概述了天然酯植物油变压器的特点，其主要含有环境友好、防火安全、绝缘寿命久、密封性的要求非常高等，并且探讨了其发展和应用，分别含有应用技术的发展，变压器设计和制造技术的发展，提升天然酯的性能，变压器组部件和配套材料的发展等方面，力求进一步促进天然酯植物油变压器领域持续健康的发展。

1天然酯植物油变压器的特点1.1环境友好这种变压器因为应用了可生物降解和无毒无害的植物油，其有着环境友好的特性。

天然酯在一个月的生物降解率能够高于97%，然而矿物油通常比30%要低。

天然酯变压器即使出现泄露，也不会给四周环境带来污染。

它来自可再生的农作物，不依靠石化原材料，其存在比较低的碳排放，能够持续使用绝缘油[3]。

1.2防火安全天然酯的燃点高于300摄氏度，远远比矿物油要高，其是一种K级的难燃绝缘液体。

它的爆炸极限、饱和蒸气压以及初始沸点等参数都要比矿物油要优。

天然酯绝缘油对220 kV电力变压器主绝缘性能的影响分析杨莹;王建民;杜振斌;马明元;张亚杰;李欣然
【期刊名称】《绝缘材料》
【年(卷),期】2024(57)2
【摘要】为了分析天然酯绝缘油对高压变压器绝缘性能的影响,本研究以一台220 kV电力变压器为研究对象,对其进行波过程计算得到雷电冲击全波下的节点电位与油道梯度电压,并建立变压器主绝缘电场计算模型得到工频及雷电全波电压下的电场分布,再计算绝缘裕度。

结果表明:天然酯绝缘油变压器在工频下主绝缘裕度较大,而在雷电全波下该值较小。

通过改进天然酯绝缘油变压器的绝缘结构,可缩小天然酯绝缘油变压器中压、高压绕组间主绝缘距离约6%,增大调压绕组匝绝缘厚度及角环半径,可使其在雷电全波下的绝缘裕度最小值提高15%,同时有效节约了成本。

【总页数】7页(P65-71)
【作者】杨莹;王建民;杜振斌;马明元;张亚杰;李欣然
【作者单位】河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室;河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室;保定天威保变电气股份有限公司河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TM214;TM403.3;TM411
【相关文献】
1.天然酯油对交流220kV电力变压器绝缘结构设计的影响
2.天然酯绝缘油对110kV电力变压器主纵绝缘强度的影响分析
3.矿物绝缘油配电变压器更换天然酯绝缘油的性能变化分析
4.天然酯绝缘油电力变压器绝缘油与绝缘漆材料相容性研究
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TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2023年1月下 125关于在运变压器直接更换天然酯绝缘油的研究赵翰坤1 钟士华2 郑泽源31. 国网江苏省电力有限公司昆山市供电分公司 江苏 苏州 215300；2. 河南九域恩湃电力技术有限公司 河南 郑州 450001；3. 郑州扬天汇达信息科技有限公司 河南 郑州 450001摘 要 天然酯绝缘油是一种环保的变压器用绝缘材料。

本文主要对变压器直接更换天然酯绝缘油进行研究，提出其在电力生产中的应用，分析了需要解决的实际问题并探讨了可能的解决方法。

关键词 耐火实验；消防；变压器天然酯绝缘油；变压器Study on Direct Replacement of Natural Ester Insulating Oil for Operating Transformers Zhao Han-kun 1, Zhong Shi-hua 2, Zheng Ze-yuan 31. State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd. Kunshan Power Supply Branch, Suzhou 215300, Jiangsu Province, China;2. Henan Jiuyu Enpai Electric Power Technology Co., Ltd., Zhengzhou 450001, Henan Province, China;3. Zhengzhou Yangtian Huida Information Technology Co., Ltd., Zhengzhou 450001, Henan Province, ChinaAbstract Natural ester insulating oil is an environmentally friendly insulating material for transformers. This paper mainly studies the direct replacement of natural ester insulating oil in transformers, puts forward its application in electric power production, analyzes the practical problems that need to be solved and discusses possible solutions.Key words fire resistance experiment; firefighting; transformer natural ester insulating oil; transformer引言矿物绝缘油兼具良好的电气绝缘和冷却性能以及低廉的成本，因此在油浸绝缘高电压设备中有多年的应用历史。

天然酯绝缘油变压器技术发展及应用概况摘要:与其他绝缘电介质相比，天然酯绝缘油有着燃点高、易降解的特点，因此能够在变压器中得到有效应用。

由于天然酯自身的理化特性，天然酯绝缘油投运于变压器还面临着较多的挑战。

介绍了国内外天然酯绝缘油的研究现状与趋势，分析了天然酯绝缘油的制备方法，分别从电气特性、理化特性、老化特性、亲水性、氧化安定性和生物降解特性方面阐述了天然酯绝缘油的相关研究成果及应用情况，指出了天然酯绝缘油投运于变压器需要解决的关键问题。

关键词：天然酯；绝缘油；变压器；技术发展；应用概况引言对能源、环境和安全等多重压力，人们始终在努力寻找可替代矿物油的环保、可持续的绝缘介质。

天然酯绝缘油变压器（以下简称“天然酯变压器”）采用天然酯绝缘油（以下简称“天然酯”）替代矿物油，具有环保性好、防火安全性优异、油纸绝缘寿命长、负载能力强等特点 [2-3] 。

国外自20世纪90年代开始广泛使用天然酯变压器。

进入21世纪后，我国开始跟踪开展国际前沿技术研究，近年来越来越多的10 kV、35 kV和110 kV天然酯变压器投入应用。

随着我国生态环保意识的提高、防火安全及可持续发展理念的深入推进，天然酯变压器在我国将得到更多应用。

1.变压器绝缘油概述变压器绝缘油根据基础油的种类划分，包括矿物油、硅油、合成酯、天然酯（俗称植物油）四大类。

矿物绝缘油技术成熟，广泛应用于油浸式变压器。

石蜡基矿物油高温氧化后易形成油泥，油品黏度上升，降低了散热和低温流动性。

为克服这一瓶颈，开发了环烷基矿物油，高温氧化产物易溶解，芳香族化合物成分又具有极佳的低温流动性。

目前，变压器行业常用的矿物绝缘油是按照最低冷态投运温度（倾点）分类的 10 号、25 号、45 号油。

硅油绝缘油的热稳定性、氧化安定性优异，早期是为了取代有毒的多氯联苯(PCB)而应用在有宽温域要求的变压器上。

硅油的黏度系数高、价格昂贵、不环保，因而目前不具备广泛推广的市场价值。

89绝缘材料2022,55(9)刘彦男等：天然酯绝缘油对电力变压器绕组温升及过负载特性的影响天然酯绝缘油对电力变压器绕组温升及过负载特性的影响刘彦男1，2，王浩名1，3，杜振斌2，张喜乐1，张亚杰2，王建民2（1.河北工业大学 a.省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室；b.河北省电磁场与电器可靠性重点实验室，天津300130；2.保定天威保变电气股份有限公司河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室，河北保定071056；3.华北电力大学（保定）电力工程系，河北保定071003）摘要：通过建立110kV电力变压器二维流固耦合模型，采用有限体积法对比分析天然酯绝缘油和矿物绝缘油电力变压器绕组的温升特性，然后通过实验对计算方法的正确性进行验证，同时对比分析两种绝缘油在同一变压器中的绕组过负载特性。

结果表明：天然酯绝缘油变压器绕组温升略高于矿物绝缘油变压器，二者热点温升相差4.7℃，但天然酯绝缘油可提高变压器温升限值10K以上，综合考虑天然酯绝缘油变压器绕组的温升特性优于矿物绝缘油变压器；天然酯绝缘油变压器的过负载能力优于矿物绝缘油变压器，并且随着过负载倍数的增大，二者过负载性能差距进一步扩大。

关键词：天然酯绝缘油电力变压器；绕组温升；过负载能力；有限体积法中图分类号：TM214文献标志码：A文章编号：1009-9239（2022）09-0089-07DOI:10.16790/ki.1009-9239.im.2022.09.015Effect of Natural Ester Insulating Oil on Temperature Rise andOverload Characteristics of Winding for Power TransformerLIU Yannan1,2,WANG Haoming1,3,DU Zhenbin2,ZHANG Xile1,ZHANG Yajie2,WANG Jianmin2(1.a.State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment;b.Key Laboratory ofElectro-magnetic Field and Electrical Apparatus Reliability of Hebei Province,Hebei University of Technology,Tianjin300130,China;2.Hebei Provincial Key Laboratory of Electromagnetic&Structural Performance of Power Transmission and Transformation Equipment,Baoding Tianwei Baobian ElectricCo.,Ltd.,Baoding071056,China;3.Department of Power Engineering,North China Electric PowerUniversity,Baoding071003,China)Abstract:A two-dimensional fluid-solid coupling model of110kV power transformer was established,the winding temperature rise characteristics of natural ester insulating oil power transformer and mineral insulating oil power transformer were compared and analyzed by finite-volume method,and the correctness of the calculating method was verified through experiments.At the same time,the winding overload characteristics for the same transformer with two insulating oils were compared.The results show that the winding temperature rise of the natural ester insulating oil transformer is slightly higher than that of the mineral insulating oil transformer,and the difference of their hot spot temperature rise is4.7℃,but the natural ester insulating oil can improve the transformer temperature rise limit by10K.Thus,the winding temperature rise characteristics of natural ester insulating oil transformer is better than that of mineral insulating oil transformer.The overload capacity of natural ester insulating oil transformer is better than that of the mineral insulating oil transformer,and the difference收稿日期：2021-09-23修回日期：2021-10-22基金项目：河北省重点研发计划项目（V1586309661297）作者简介：刘彦男（1995-），男（汉族），河北唐山人，硕士生，主要从事高电压与绝缘技术的研究；通信作者：王建民（1961-），男（汉族），河北保定人，教授级高级工程师，主要从事各类变压器及电抗器等产品的电磁热力关键技术的研究。

电力系统2019.10 电力系统装备丨41Electric System2019年第10期2019 No.10电力系统装备Electric Power System Equipment 1 天然酯变压器绝缘油研究进展欧美等发达国家对天然酯绝缘油变压器的研究较早，技术较成熟，目前国外部分变压器制造厂商掌握了天然酯绝缘油变压器制造技术，在制造和运行方面积累了大量经验。

国内天然酯绝缘油变压器的应用时间较短，处于起步阶段，使用量很少。

国内目前主要应用于35 kV 以下电压等级配电网，技术性能与国际先进水平存在很大差距。

同时由于应用数量和范围有限，天然酯绝缘油变压器的部分重要特征，需要通过广泛的实地应用进行更深入的研究[2]。

此外国内尚未制定天然酯绝缘油变压器的相关标准，标准的缺失也阻碍了天然酯绝缘油变压器的推广应用。

因此迫切需要开展该领域的相关研究工作，打破行业发展瓶颈，推动行业发展。

2 天然酯绝缘油应用于变压器的关键技术由于天然酯绝缘油在电气性能、运动粘度等方面与普通矿物油有较大差异，其对绝缘结构和温升的影响较大。

在设计及生产过程中必须对绝缘及温升进行仔细分析计算，保证产品质量，并为大量使用天然酯绝缘油提供有力依据。

2.1 软件仿真验证针对天然酯绝缘油在电气性能、运动粘度等方面与普通矿物油有较大差异，为了确定其对绝缘结构和温升的影响，我公司进行了大量软件仿真分析及计算工作，形成了完善的33 kV 级天然酯绝缘油电力变压器设计技术、工艺技术和试验技术。

仿真结果数据、图形如图1、图2所示。

图1　主纵绝缘电气强度分布油温度分布10080120100807876747270686664604020000.010.460.54径向坐标(m)0.580.50.01油流速(m/s)0.036280线饼位置线饼位置604020油流分布图2　天然酯绝缘油变压器油流和温升分布2.2 电气、机械结构调整与优化针对5 s 突发短路的要求开展相关优化设计工作，对绕组、铁心、引线、器身等关键部件进行短路力强度校算，制定相应的工艺保证措施。

天然酯绝缘油提高了油浸式变压器的设计优点[提供环保和安全优势]作者：胡锦丽文章来源：库柏电气（上海）有限公司点击数：390发布时间：2011-09-15新浪微博QQ空间人人网开心网更多天然酯绝缘油很好地确立了防火安全性和环保兼容性,而且比起传统绝缘油,延长了变压器的寿命.天然酯绝缘油很好地确立了防火安全性和环保兼容性，而且比起传统绝缘油，延长了变压器的寿命。

油浸式变压器具有很多优于VPI干式和环氧浇注变压器的优势。

现在，考虑到经济、安全和环保，VPI干式和环氧浇注变压器不再是安装在敏感区域的明确选择。

新绝缘油绝缘技术保持并提高了油浸式变压器的设计优点，同时提供了出色的环保和安全优势。

面对无环境污染和安全性高的变压器及电抗器的需求不断增加，AREVA输配电已经将植物油应用从配变拓展到高压变压器和电抗器。

2007年，英国人口稠密区和巴西敏感区所实施的项目中，运用了库柏电力系统生产的Envirotemp FR3植物绝缘油，该油被分别注入到132kV 90MVA的变压器和242kV的并联电抗器中。

这种植物绝缘油来源于大豆，自1998年使用至今，主要用来注入配电变压器，可生物降解，能够增加防火安全性及绝缘寿命，同时植物油也可来自于可再生资源。

这些项目的实施，除了可获得良好的环境收益，而且为用户创造了一个可持续发展的未来。

变压器的历史虽然19世纪末第一台变压器是敞开式结构的干式变压器，但是同一时期开发的矿物油变压器由于其具有更高的效率，更好的热介损，较高的抗污性、负载能力，更小的尺寸以及更长的寿命，在此后的百余年中，成为电力局和变压器用户广泛选择的产品。

对矿物油的运输，污染物，外溢报告，补救措施不仅需要特殊处理，还需全面考虑其对环境的影响和防火安全性，因此常常用真空压力进气（VPI）干式变压器和树脂浇注变压器来替换矿物油绝缘变压器，并安装在建筑物内或建筑物附近。

在工业应用领域，有关哪种类型的变压器应用情况最好的争论随着技术、环保、经济环境的变化而变动。

天然酯绝缘油电力变压器选用导则天然酯绝缘油是一种常用的电力变压器绝缘介质，具有较好的性能和可靠性。

本文将从选择导则的角度，详细介绍天然酯绝缘油电力变压器的选用方法。

一、天然酯绝缘油的特性天然酯绝缘油是一种由天然油脂经过特殊处理而制得的绝缘油，它具有较高的绝缘强度、较低的介电损耗和较好的热稳定性。

此外，天然酯绝缘油还具有良好的生物降解性和环境友好性，不会对环境造成污染。

因此，在选择绝缘油时，天然酯绝缘油是一个理想的选择。

二、选用天然酯绝缘油的原则1. 绝缘性能：天然酯绝缘油应具有良好的绝缘性能，能够有效阻止电流的泄漏和漏电现象。

2. 热稳定性：天然酯绝缘油应具有良好的热稳定性，能够在高温环境下保持稳定的绝缘性能。

3. 抗氧化性：天然酯绝缘油应具有较好的抗氧化性能，能够有效抵抗氧化反应，延长绝缘油的使用寿命。

4. 生物降解性：天然酯绝缘油应具有良好的生物降解性能，能够在自然环境中迅速降解，减少对环境的污染。

5. 经济性：天然酯绝缘油的价格应合理，并且使用寿命长，能够降低绝缘油的更换成本。

三、天然酯绝缘油的选择方法1. 参考国家标准：在选用天然酯绝缘油时，可以参考国家标准，了解其基本性能指标和质量要求。

2. 咨询专家：可以咨询电力变压器专家，了解天然酯绝缘油的优缺点以及适用范围，根据实际情况选择合适的绝缘油品牌和型号。

3. 参考实际应用：可以参考其他类似项目的实际应用情况，了解不同品牌和型号的天然酯绝缘油的性能表现，从而做出选择。

四、天然酯绝缘油的应用案例某电力公司在进行电力变压器改造时，选择了天然酯绝缘油作为绝缘介质。

经过实际应用，该绝缘油具有良好的绝缘性能和热稳定性，能够满足变压器的工作要求。

此外，该绝缘油还具有较好的生物降解性和环境友好性，符合公司的可持续发展战略。

由于天然酯绝缘油的使用，公司在维护费用和环境保护方面都得到了显著的改善。

天然酯绝缘油是一种优秀的电力变压器绝缘介质，具有良好的绝缘性能、热稳定性和环境友好性。