变压器油基础知识培训

若基础油 %CP = 56-65，则为石蜡基油，兰州：56.3% 在选择变压器油基础油时，除对基本理化性质如粘度、倾点、 闪点、杂质（硫、氮、碱性氮、极性芳烃等）等性质评价外，为平 衡析气性、溶解性和氧化安定性指标，一般要求%CA=8-12，有的国 外公司将此指标作为变压器油基础油内控指标，该指标对于富含芳 烃的环烷基油不存在问题，但对于石蜡基油则很难满足该指标，一 般需要加入烷基苯等富含芳烃组分，以改善抗析气性能。
三、 变压器油的生产工艺
变压器油基础油各生产工艺原理 ：
加氢预精制： 该工艺是在催化剂和一定的氢分压作用下，脱除原料中的环烷酸及硫、 氮等杂质，加氢条件比较缓和。 白土补充精制： 该工艺是利用白土具有多孔吸附能力强的特点，将溶剂精制或硫酸精 制后油中所含微量的溶剂、胶质等杂质脱出，从而提高基础油的化学稳定 性和改善颜色。白土补充精制具有较好的脱氮和脱色作用，有时用在加氢 工艺的后面，改善加氢油的质量。
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变压器油基础油的评定和选择
从笼统的概念上讲，变压器油分为从石蜡基原油和环 烷基原油生产的，变压器油也有石蜡基变压器油和环烷基 变压器油之分，但随着加氢改质等工艺的发展，石蜡基原 油也可以生产倾点与环烷基原油相媲美的变压器油。如何 判断一个变压器油是环烷基变压器油还是石蜡基变压器油， 在国外除常规的理化性质外最简单的方法是碳型结构（也 称之为结构族组成）来判断。 碳型结构就是将组成复杂的基础油看成是由芳香环、 环烷环和烷基侧链这三种结构组成的单一分子，其中 %CA 值是指芳香环上的碳原子占整个分子总碳数的百分数 ， %CN 值是指环烷环上的碳原子占整个分子总碳数的百分数， %CP值是指烷基侧链上的碳原子占整个分子总碳数的百分数。
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绝缘功能：
在电气设备中，变压器油可将不同电位（势）的带电部分隔离开 来，增加了绝缘强度，使其不致于形成短路，就不会被击穿。空气的 介电常数为1.0，而变压器油的介电常数为2.25，也就是说，油的绝缘 强度要比空气的大得多。 所以变压器油的可靠绝缘性能，是其主要功能之一。
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散热冷却作用
变压器在带电运行过程中，由于线圈有电流通过，因电阻引起 功率损耗，这部分损耗称为“铜耗”，电流通过铁芯时，由于铁芯 磁通发生作用，引起功率损耗，这部分损耗称为“铁芯损耗”，这 两部分损耗均以发热的形式表现出来。如果不将线圈内的这种热量 散发出去，它必然会使线圈和铁芯内积蓄的热量越积越多而使铁芯 内部温度升高，从而会损坏线圈外部包覆的固体绝缘，以致烧毁线 圈。若是使用变压器油，那么线圈内部产生的这部分热量，先是被 油吸收，然后通过油的循环而使热量散发出来，从而可保证设备的 安全运行。 所以散热冷却作用是变压器油的第二大功能。
蒸馏： 根据各炼油厂所加工的原油、蒸馏装置及操作条件的不同，有的厂家采 用常压馏分作为变压器油馏分，有的厂家采用减压馏分。原油常减压蒸馏的 原理是根据原油各馏分在常压或减压条件下沸点（或蒸气压）不同，在常压 或减压分馏塔内进行多次部分汽化和部分冷凝，使汽液两相充分进行传质传 热，从而达到相互分离的目的。 溶剂精制： 溶剂精制的原理是在一定的条件下，糠醛、苯酚、 N－甲基吡咯烷酮 等溶剂对润滑油馏分油中的理想组分溶解能力差，而对润滑油馏分油中的 一些非理想组分（环烷酸、胶质、沥青质及硫、氮、氧化合物）溶解能力 好，利用溶剂的这种选择性溶解的特性，将润滑油基础油中的非理想组分 分离出去，从而改善基础油的化学稳定性。
一 、 变压器油的作用
概括起来说，变压器油在变压器、 电抗器、互感器中主要起绝缘、散热 冷却和保护绝缘材料作用，但若在上 述设备中有电弧发生时，也起灭弧作 用；在充油套管中主要起绝缘作用； 在油开关中，起灭弧和绝缘作用。
二、 变压器油的原料选择
பைடு நூலகம்
变压器油是原油通过一定的加工工艺生 产的优质石油产品。变压器油的性能在一定程 度上与原油的特性有关，一般认为石蜡基原油 倾点高，易氧化生成大量的酸性化合物，对变 压器油的电气性能、工作寿命有很大的影响。 因此，历史上选用倾点低、氧化安定性较好的 环烷基原油生产变压器油。由于环烷基原油储 量只占世界原油储量的4%，近年来，环烷基原 油产量逐年下降，供应紧张，已有不少国家改 用石蜡基原油生产，并开展加氢改质等新工艺 的研究工作，来提高石蜡基变压器油的主要性 能。
五、变压器油基础油烃类组成对变压器油 主 要 性 能 的 影 响
芳香烃 ：
芳香烃对变压器油的氧化安定性、电气性能、对氧化沉淀的溶解性能和析气 性都有极重要的意义。它在变压器油中起天然抗氧剂的作用，但对添加其它抗氧 剂的感受性差，芳香烃能改善变压器油的析气性，但介电性能不够好，易与氧化 物反应生成沉淀及颜色变深，但芳香烃的溶解性能是最好的。芳香烃的结构不同， 对变压器油性质的影响也各不相同。 （1） 四环芳烃：具有较好的抗氧化性，但易与氧化物反应生成沉淀和颜色，在 变压器油中应除去绝大部分这类物质。 （2） 三环芳烃：是很好的天然抗氧剂，溶剂精制对它选择性不大，而酸碱精制 易除去它，含酚型抗氧剂不能阻止它的氧化，并且氧化后易生成沉淀。美国六十 年代加工工艺除去大部分这类烃。 （3） 双环芳烃：与饱和烃在一起时能起抗氧化的作用，但有单环芳烃存在时， 此作用消失，对抗氧剂的感受性也不好。 （4） 单环芳烃：电气性能较好，但抗氧化性能差，不如上述芳烃，但对抗氧剂 的阻碍作用也没有上述芳烃大，这部分芳烃应保留在变压器油中。在单环芳香烃 中，烷基苯氧化安定性最好，环烷苯最差。
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保护绝缘材料功能：
由于变压器油能充填在绝缘材料的空隙中，所以可以起到保护铁 芯和线圈组件的作用，同时可将易于氧化的纤维素和其它材料所吸收 的氧含量减少到最低限度。也就是说，油会使混入设备中的氧首先起 氧化作用，从而延缓了氧对绝缘材料的侵蚀。
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灭弧作用 ：
在开关设备中，变压器油主要起灭弧作用。当油浸开关在切断电 力负荷时，其固定触头和滑动触头之间会产生电弧，此时的电弧温度 很高，并且随开断电流的大小而不同，如果不将弧柱的热量带走，使 触头冷却，那么在初始电弧发生之后，还会有连续的电弧产生，从而 很容易使设备烧毁。同时还会引起过电压的产生而使设备损坏。当油 浸开关在最初开断而受到电弧作用时，由于高温会使油发生剧烈的热 分解，而产生约70%的氢气，同时由于氢的导热系数较大（为41）， 此时氢气就可以吸收大量的热，并且将热量传导至油中，而直接将触 头冷却，从而达到了灭弧的目的。
三、 变压器油的生产工艺
环烷基变压器油生产工艺路线：
环烷基原油
蒸馏
加氢预精制
糠醛精制
白土补充精制
中间基变压器油生产工艺路线： 中间基原油 蒸馏 溶剂脱蜡 硫酸精制 白土补充精制
石蜡基变压器油生产工艺路线：
石蜡基原油 蒸馏 溶剂精制 溶剂脱蜡 白土补充精制
三、 变压器油的生产工艺
变压器油基础油各生产工艺原理 ：
三、 变压器油的生产工艺
变压器油基础油各生产工艺原理 ：
酸碱精制： 酸碱精制工艺是一种古老的精制工艺，由于成本高、收率低、处理量小 和产生大量的酸渣污染环境，已逐渐被淘汰。但在生产一些特种产品方面， 仍然采用该工艺，这是因为酸碱精制工艺可以得到比溶剂精制和加氢精制工 艺更稳定的产品。该工艺的原理是利用浓硫酸易与油中的非理想组分（如烯 烃、胶质、沥青质、极性芳烃等）反应生成酸渣，从油中分离出去，从而达 到精制基础油的目的。 溶剂脱蜡： 以酮－苯混合物（一般为丁酮－甲苯）作溶剂，利用其在低温下能很 好地溶解油而不溶解蜡地特性，将蜡从润滑油基础油中分离出去，从而达 到降低基础油倾点的目的。由于目前工业上普遍采用氨作制冷剂，只能生 产倾点为－25℃以上的基础油。
四、 变压器油的添加剂
由于变压器油的特殊性，一般的基础油很难全面满足变压器油 的各项要求，在生产变压器油时，需添加一定的添加剂来满足其要 求，变压器油的添加剂主要有以下几类：
抗氧剂： 用于变压器油中的抗氧剂主要是2,6 －二叔丁基对甲酚和 2,6 －二叔丁 基苯酚等酚类抗氧剂，其中以2,6－二叔丁基对甲酚DBPC（T501）使用最 多，该添加剂的作用机理是它能与油中在自动氧化过程中生成的活性自由 基（ R· ）和过氧化物（ ROO ）发生反应，而形成稳定的化合物，从而消 耗了油中生成的自由基而阻止了油分子的氧化进程；另一类抗氧剂是胺类， 如苯基－α－萘胺（T531）。 金属钝化剂： 国内外普遍用于变压器油中的金属钝化剂是苯三唑的衍生物（T551）， 它与 DBPC 协同使用，具有明显的增效作用，可大幅度降低 DBPC 的用量。
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原油的分类
目前国内外原油的分类一般采用关键馏分分类法，用 汉柏（Hempel）蒸馏仪器（为美国矿物局的常规方法）， 在常压下蒸得250-275℃的馏分为第一关键馏分，后取出 填料放入两个锥形网，在5.32kPa（40mmHg）压力下蒸馏， 得到275-300℃馏分（相当于常压395-425℃）为第二关键 馏分，测定以上两个关键馏分的密度，换算出API度，按 API度范围确定原油基属（环烷基原油、中间基原油或石 蜡基原油）。 我国的环烷基原油有克拉玛依九区稠油、辽河欢喜岭 稠油、大港羊三木原油和绥中361稠油。
一 、 变压器油的作用
变压器油，是指用于变压器、电抗器、互 感器、套管、油开关等充油电气设备中，起绝缘、 冷却和灭弧作用的一类绝缘油品。由于历史沿袭， 我们仍沿用变压器油这一名称代替国际上常用的 矿物绝缘油或变压器绝缘油这个术语。
电气设备（变压器、电抗器、互感器、充油 套管、油开关等）所充入的变压器油运行的可靠 性，在很大程度上依赖于变压器油的某些基本特 性，而这些特性将影响着其功能的正常发挥。一 般来讲，变压器油具有下述四大功能：
变压器油基础知识讲座
马书杰
中国石油润滑油研究开发中心克拉玛依研究所 2002年5月
目
● ● 变压器油的作用 变压器油的原料选择
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变压器油的生产工艺
变压器油的添加剂 变压器油基础油烃类组成对变压器油主要性能的影响 变压器油性质对变压器使用性能的影响 变压器油标准 变压器油的运输和储存 变压器油污染物及处理 变压器油销售中经常遇到的问题