国内外同类变压器油的性能比较

李军+刘洪安+殷春照+于恩强

摘要：文章介绍了国内外主要环烷基变压器油生产商、产品及典型性能参数，通过中海环烷基变压器油与电力系统中使用的国内外同类变压器油在电气设备散热、绝缘、长周期运行等方面的性能对比分析，表明中海环烷基变压器油不仅能够满足GB 2536-2011标准的要求，应用性能上也与同类先进产品相当。

[HT5”H]关键词：环烷基；变压器油； 性能比较

[HT5”H]中图分类号：TE6263文献标识码：

Comparative Study on Properties of Similar Transformer Oils at Home and broad

LI Jun， LIU Hong-n， YIN Chun-zhao， YU En-qiang

（China Offshore Bitumen COLTD， Binzhou 25660 China）

bstract：In this paper， the main naphthenic transformer oil manufacturers at home and abroad， products and typical performance parameters were introduced CNOOC transformer oil were compared with similar naphthenic transformer oils at home and abroad which were used in electric power system in heat dissipation， insulation， long period running of electrical equipment and so on The results showed that CNOOC transformer oil can not only meet the requirements of GB 2536-2011 but also reach the advanced level of similar products in performance

Key words：naphthenic base； transformer oil； performance comparison

0引言

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变压器油品。随着国民经济的飞速发展，作为国民经济先行官的电力工业有了长足进步，电网建设速度加快，规模不断扩大，与之配套的变压器油需求量也日趋上升。

2013年8月，中国海油旗下的中海沥青股份有限公司润滑油加氢脱酸装置建成投产，形成环烷基变压器油的生产工艺，利用中国海油自产的低凝环烷基原油生产优质的环烷基变压器油，产品销往全国各地。

根据国家电网的相关规定，220 kV以上的变压器在生产中基本都使用环烷基变压器油。因此，本文仅对不同品牌的环烷基油的性能进行比较分析。

1国内外变压器油产品

目前国内市场上的环烷基变压器油主要品牌有：中国石油生产的昆仑牌、中国海油生产的海疆、Nynas公司生产的Nytro系列、Shell公司的Dalia系列、ERGON公司的Hyvolt系列。环烷基变压器油产品见表1、表2。

Nynas公司的变压器油产品共计13个品种，分为超高级别、高级别和标准级别变压器油，超高级别3种、高级别有8种、标准级别有2种。其中满足IEC 60296标准[1]添加抗氧剂变压器油的产品有Nytro 10XN、Nytro 000X、Nytro Gemini X、Nytro Lyra X，均为特殊应用变压器油。满足IEC 60296标准不添加抗氧剂变压器油的产品有Nytro Libra、Nytro Taurus，均为通用变压器油。

Shell公司的产品目前共有个品种，符合IEC 60296标准的含抗氧剂变压器油产品有Diala S3 ZX-IG（Diala GX）和Diala S3 ZX-I（Diala DX），目前在国内使用的较多，前者具有较好的抗析气性能，后者具有较高的氧化性能，主要用于换流变压器和超高压变压器。

ERGON公司的产品有个品种，Hyvolt Ⅰ是符合IEC 60296标准的不含抗氧剂变压器油，Hyvolt Ⅲ是符合IEC 60296标准的含抗氧剂高级别变压器油，Hyvolt Ⅱ是符合ST D387 标准[2]含抗氧剂变压器油，Hyvolt ⅡC50B是符合CN/CS-50标准含抗氧剂变压器油。ERGON公司的产品目前在国内使用的相对较少。

中国石油公司的产品包括“昆仑”系列的6个品种，均为符合GB 2536-2011[3]和IEC 60296-2003标准的含抗氧剂的高级别和标准级别变压器油。其中，KI25X变压器油、KI5X变压器油适用于交流变压器，KI50X变压器油适用于换流变压器，KI50GX适用于对析气性有特殊要求的交流变压器和换流变压器中。

中国海油公司的产品为“海疆”系列的个品种，分为高级别和标准级别两个系列，具有传热迅速、溶解性能好、电气性能优异等特性。HI-10、 HI-20、 HI-30变压器油适用于交流变压器，HID-50变压器油适用于换流变压器中。

2中海变压器油与国内外环烷基变压器油性能比较

运行中电气设备对变压器油主要有以下要求：

（1）冷却散热；（2）绝缘；（3）气候适应性；（）保证长周期运行；（5）信息载体；（6）HSE。

国内电力系统中使用的进口变压器油主要是Nynas公司、Shell公司及ERGON公司的产品，主要产品包括用于交流变压器的Nytro Libra和Diala S3 ZX-I（Diala DX）变压器油和用于直流输电工程中换流变压器的Nytro 10XN、Diala S3 ZX-IG（Diala GX）、Hyvolt Ⅲ变压器油。国内电力系统中使用的国产变压器油主要来自中国石油、中国石化和中国海油。其中，环烷基变压器油产品有的用于交流变压器KI25X、KI5X、HI-20、HI-30，用于换流变压器的KI50X、KI50GX、HID-50。

“海疆”牌HI-20、HI-30变压器油与用于交流变压器的国内外环烷基变压器油产品的性能指标与检测方法见表3。“海疆”牌HID-50与用于换流变压器的国内外环烷基变压器油产品的性能指标与检测方法见表。由表中数据可以看出，HI-20、HI-30变压器油符合GB 2536-2011 Ⅰ类通用级别的要求，HID-50变压器油符合GB 2536-2011 Ⅰ类特殊级别的要求。本文中所引用数据来自参考文献，本文只对样品的数据做比较，不代表其他。

21冷却散热性能比较

运行中变压器油的冷却散热功能主要与其黏度、氧化安定性和溶解性能有关[]。运行温度下黏度小有利于散热冷却；氧化安定性好不易产生油泥而沉积在线圈上影响传热；溶解性能好，可以把长期运行产生的油泥溶解在油里而不会沉积在线圈上影响传热。环烷基低温性能比较数据见表5。

从表5可以看出，环烷基变压器油冷却散热性能良好。“海疆”HI-20、HI-30的黏度低于KI25X、KI5X，略高于国外产品。HID-50在0 ℃下的黏度较之其他产品略高，在-30 ℃下的运动黏度与Nytro10XN相近。

22绝缘性能比较

运行中变压器油的绝缘性能主要与其电气性能、氧化安定性、溶解性能和抗析气性有关。影响变压器油绝缘性能的含气量、颗粒度和水分主要与注入电气设备时的真空脱气脱水有关，与变压器油本身性质关系不大。

较好的电气性能应具有较高的击穿电压、较低的带电倾向、介质损耗因数、含气量、颗粒度和水分；氧化安定性好不易产生油泥而悬浮在油中降低油的绝缘强度或沉积在线圈上破坏固体绝缘及降低绝缘距离；溶解性能好，可以把长期运行产生的油泥溶解在油里而不会悬浮在油中或沉积在线圈上固体绝缘材料上。较好的抗析气性能可吸收因电气设备内部发生局部放电产生的氢气等气体，防止气体聚集在电场中发生空隙放电而破坏固体绝缘材料，甚至持续放电烧坏线圈。

环烷基变压器油绝缘性能比较数据见表6。

从表6数据可以看出，“海疆”变压器油与其他环烷基变压器油的电气性能相当。介质损耗因数为00002～0000远远优于标准要求值（小于0005）。击穿电压为60～70 kV，满足高电压等级变压器的要求。带电倾向较低，保障变压器运行安全长久。

“海疆”变压器油是适度精制环烷基变压器油，由于富含环烷烃和适量的芳香烃，抗析气性能明显优于石蜡基变压器油。析气性为+10～20 mm/min，满足ST D387-2009小于+30 mm/min的要求。其他环烷基变压器油的析气性除了Nytro 10XN外均满足要求。

23气候适应性性能比较

运行中变压器油的气候适应性能与其低温黏度有关。变压器油倾点是电力部门根据气候条件选择变压器油牌号的主要依据，一般要求倾点较LCSET（最低冷态投运温度）低10 ℃，较低倾点的变压器油应用的地域更宽；为保证低温下电气设备中的循环泵、电开关等启动，变压器油在LCSET温度下运动黏度不大于1800 mm2/s。见表7。

从表7数据看，倾点低是环烷基变压器油的优势，“海疆”变压器油表现出与其他环烷基变压器油相同的特性。所列12种油的倾点较LCSET（最低冷态投运温度）低10 ℃以上，在LCSET温度下运动黏度不大于1800 mm2/s。

2长周期运行性能对比

保证电气设备长周期运行与变压器油氧化安定性、溶解性能、蜡含量、酸值及腐蚀性硫有关。酸值低和无腐蚀性硫化物存在，能够保证变压器油不腐蚀电气设备的线圈；蜡含量低，能保证变压器油不发生微生物污染；氧化安定性好，能保证变压器油长期运行中尽量延缓或减少酸性油泥的生成；溶解性能好，能把长周期运行产生的油泥溶解在油中，防止油泥沉积在线圈上影响传热和破坏固体绝缘材料。

变压器油的抗氧化性能是区分变压器油质量优劣的主要依据之一，氧化安定性与油的精制程度及组分有关。C（芳碳率）含量越高，氧化安定性越差，但是抗析气性变好，需要平衡氧化安定性与析气性的关系。见表8。

由表8可以看出，“海疆”变压器油的长周期运行性能与其他环烷基变压器油相当。

所列12种变压器油的酸值均小于001 mg/g，且无腐蚀性硫化物的存在。“海疆”变压器油的硫含量为002%～003%，远小于GB 2536-2011特殊级别中硫含量的要求（≤015%）和IEC 60296-2012特殊级别变压器油硫含量的要求（≤005%）。而Diala BX硫含量为007%，满足GB 2536-2011特殊级别中硫含量的要求，通过了腐蚀性硫的试验，但运行中出现了硫腐蚀导致的设备故障，目前已退出市场。

“海疆”变压器油富含环烷烃和适量的芳香烃，苯胺点较低，溶解性能良好，满足GB 2536-2011通用级别的要求。

25信息载体和HSE性能比较

电气设备带电运行，电力部门是通过分析运行中变压器油的溶解气组成和糠醛含量来监测变压器的运行状态。要求含气量和糠醛含量尽量低，HSE要求油中极性多环芳烃含量低、闪点高，不含多氯联苯。由表9中数据看出，所列12种油品均满足信息载体和HSE的要求。

26溶解性能比较

溶解性能是指变压器油溶解油泥的能力，靠油品本身性质决定。溶解油泥的能力：芳香烃>环烷烃>链烷烃。变压器油的溶解性能主要用苯胺点来表征，苯胺点越低油的溶解性能越好。ST D387标准要求苯胺点为63～8 ℃，一方面要求具有较高精制深度（苯胺点>63 ℃）以保证变压器油具有较好的电气性能和抗氧化性能，另一方面要求具有较好溶解性能（苯胺点<8 ℃）。同时，油中的C含量略高也是改善其溶解性能的因素之一。

溶解性能比较见表8中苯胺点数据。“海疆”变压器油富含环烷烃和适量的芳香烃，苯胺点较低，溶解性能良好。从表8数据中可以看出，环烷基变压器油均满足ST D387苯胺点的要求。Hyvolt Ⅲ的苯胺点最高，为83 ℃，HID-50苯胺点较高，为801 ℃。其余均在75 ℃左右。

3结论

（1）中海环烷基变压器油为适度精制的环烷基变压器油，在冷却散热、绝缘、气候适应性、保证长周期运行、信息载体和HSE方面与国内外变压器油产品性能相当。

（2）中海环烷基变压器油HI-20、HI-30用于交流变压器，HI-50用于换流变压器，其产品性能满足GB 2536-2011的技术要求。

参考文献：

[1]IEC 60296 Fluids for Electrotechnical pplications-Unused ineral Insulating Oils for Transformers and Switchgear[S]2012

[2] ST D387 Standard Specification for ineral Insulating Oil Used in Electrical pparatus[S]2009

[3] GB 2536 电工流体变压器和开关用的未使用的矿物绝缘油[S] 2011