摘要：近年来受到了广泛的关注，越来越多地应用到电力变压器中。植物绝缘油是一种通过植物种子提炼得到的绝缘油，主要成分为甘油三酯。随着人们对于环境保护的意识逐渐增强及石油等化石能源储存日益减少，具有绿色环保、可持续使用特性的植物油被运用到许多工业行业中，如作为工业上的润滑油、变压器的绝缘油等。本文对变压器用植物绝缘油的研究进行探讨。
关键词：变压器；植物绝缘油；研究
一、植物绝缘油的研究
1.植物绝缘油的精炼
一般地，从植物油籽中提取的粗油（毛油），颜色较深，且含有蛋白质和纤维等固体成分，要想用作植物绝缘油，需要对毛油进行进一步精炼加工。植物油的精炼主要是用碱来中和油中的游离脂肪酸，生成不溶解于油的盐沉淀。然后将植物油与沉淀进行分离及脱酸处理，再对处理后的植物绝缘油进行脱色以及除杂处理，以除去植物油中的色素以及杂质。大部分植物绝缘油产品采用精炼法制备，经过精炼工艺处理后的植物油可用作变压器绝缘油，其工频击穿电压及介电常数均大于矿物绝缘油，有助于改善油纸绝缘体系中绝缘组合的电场分布，延长油纸绝缘系统的使用寿命，但其较高的运动黏度和介质损耗需要进一步改善。
2.植物绝缘油的化学改性
化学改性是一种制备植物绝缘油的方法，常利用酯交换对绝缘油进行化学改性。植物油和小分子醇在酸或碱催化剂的作用下反应生成相对分子质量较小的单脂肪酸酯类，大幅降低植物油的黏度，提高流动性，从而得到具有良好电气性能的植物绝缘油。
3、植物绝缘油的相容性
在变压器中使用植物绝缘油时，需要考虑植物油与变压器组件的配合问题，即植物绝缘油与绝缘材料的相容性。变压器绝缘油和其他绝缘材料的相容性是判断油是否适用于变压器中的重要依据。将电磁线、绝缘纸板和硅钢片3种变压器固体绝缘材料与植物绝缘油组合，在100℃真空条件下进行加速热老化，研究植物绝缘油与不同绝缘材料的相容性。研究结果表明，相比于矿物绝缘油，绝缘纸在植物绝缘油中能够耐受更高的温度且耐老化时间更长，说明植物绝缘油与绝缘纸具有更好的相容性。
二、植物油变压器的研制
1.产品主要技术参数
我们公司用植物绝缘油研制了SW（H）11-100/10与SW（H）11-200/10两台变压器，先用SW（H）11-100/10的主要技术参数来论述。
型 号：SW（H）11-100/10
额定容量：100kVA 联结组别：Yyn0 电压比：10±5%/0.4 相 数：
阻抗电压：4.5 冷却方式：自冷却 空载损耗：≤0.2kW
空载电流：≤1.8kW 负载损耗：≤1.5kW
在额定负荷下变压器温升限值如下：顶层油55k，线圈65k，油箱及结构件80k，在过负荷情况下变压器允许温升限值如下：顶层油55k，线圈115k。
2.产品结构特点
10kV植物绝缘油变压器铁心采用了三项三柱式，椭圆型全斜接缝无孔拉带绑扎；拉螺杆结构；高低压绕组均为层式绕组，绝缘等级为H级，绝缘材料全部H级及以上，垫块及器身绝缘采用H级层压玻璃布板，满足负荷运行的要求。产品容量过小采用一般式储油柜，并进行注油。
三、植物绝缘油的优势
环保特性是植物绝缘油变压器一个非常主要的特性，也是相对矿物油变压器更具吸引力的原因之一。相对于矿物变压器油，植物油对环境没有危害，符合环保要求，植物油的高温安全优异、电气性能良好，满足国家标准要求，植物油较与矿物油更环保，更长寿并且安全。
四、制造成本分析
1.下面把制造的SW（H）11-100/10植物绝缘油变压器与S11-100/10普通矿物油变压器所消耗的材料成本进行对比。结果见表1，表2。
表1 普通油浸式变压器材料成本
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由表1~表2可知，植物绝缘油变压器成本较普通矿物油变压器高，两者重量分别是：普通油变压器0.61t，植物油变压器0.62t。
2.负载率按60%长期运行，电价按0.5元/kW.h，运行20年，矿物油变压器按照容量推算空载损耗为0.2kW，负载损耗为1.519kW，总损耗为1.719kW。植物绝缘油变压器按照容量推算空载损耗为0.194kW，负载损耗为1.465kW，总损耗为1.659kW。运行20年成本计算为：1.72x24x365x20x0.5=150584元，1.659x24x365x20x0.5=145328元。150584-145328=5256元。
3.通过计算对比植物绝缘油变压器的运行成本比同容量的矿物油变压器低，而且空、负载损耗都小，同时植物绝缘油变压器节能且环保性能优，这些都优于矿物油变压器。随着植物绝缘油的不断研究、不断应用，其材料的价格也会随之降低。
五、结束语
对植物绝缘油的制备工艺进一步优化，改善植物绝缘油的介质损耗、酸值、倾点及运动黏度等。研究探索更好的提高抗氧化性的方法，如除氧技术，更全面、深入地研究植物绝缘油和变压器组件材料的相容性。矿用变压器油作为非可再生资源，且不容易分解，对环境造成的污染也是不可逆的，而植物绝缘油变压器除环保外还可以延长变压器的使用寿命。随着国家对环保的越来越重视，植物绝缘油变压器这种环保型产品将广泛使用，也必将成为变压器未来发展的方向。
参考文献：
[1]肖洒，任乔林，任贝婷，等.植物绝缘油精炼处理新进展[J].通信电源技术，2018，35（9）：196-200
[2]杨凤.植物绝缘油的制备及抗氧化性能研究[D].重庆：重庆大学，2010
论文作者:柴昨如,王顿,唐冰坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：变压器论文; 植物论文; 绝缘油论文; 植物油论文; 矿物油论文; 相容性论文; 精炼论文; 《基层建设》2019年第28期论文;