植物油变压器在配电网的运用前景

魏　敏 曾　娟

（马鞍山供电公司，安徽马鞍山 243000）

植物油变压器在配电网的运用前景

魏敏 曾娟

（马鞍山供电公司，安徽马鞍山 243000）

传统变压器的矿物绝缘油是不可再生资源，既不能满足高防火性能要求而且会对环境产生污染。相比传统矿物油植物绝缘油是一种高燃点、环保型、可再生液体绝缘介质，燃点高于300℃，自然降解率达到90%以上。此外，植物绝缘油具有良好的耐潮性能、介电性能及与变压器内部固体材料相容性，介于植物油的特性，在某些场合以植物油替代矿物油在配网网中拥有广阔的运用前景。

植物油 变压器 过负载

传统的矿物绝缘油是不可再生资源，燃点低、生物降解性能差，既不能满足高防火性能要求，且会对环境产生污染。而植物绝缘油是一种高燃点、环保型、可再生液体绝缘介质，燃点高于300℃，自然降解率达到98%以上，具有良好的电气性能，可有效延缓绝缘老化。

1　植物绝缘油及其变压器特点

1.1绿色环保，基于可再生资源，降解速度快，降解效率高，无毒无害，不含任何石油、卤素、硅树脂

随着经济的发展，环境保护已成为全世界的共识，也成为我国经济发展的重大方针，因此发展环保的电力设备是电力发展的必然趋势。在常规变压器的生产制造过程中，矿物油生产、使用和回收引起的环境污染最为严重，这是因为矿物油的降解率只有30%，而且矿物油变压器在运行过程中产生的CO2过高。

植物绝缘油一般是由油料作为的种子，增加部分添加剂而生产的，它是绿色变压器油，该绝缘油21天降解率超过98%，不会对环境和人体健康造成危害。该绝缘油由食用植物油和食品级性能增加添加剂配置而成，无毒，其燃烧的产物只有二氧化碳和水，因此植物油是可以被重新利用回收的。本身可以被完全生物降解，其生物降解速率达到美国环保署（EPA）标准参考材料的要求，被EPA认为是“完全可生物降解”材料。并且植物油还通过了96小时1000mg/kg的急性水生毒性标准测试，这更充分证明了植物油是无害的；而且根据美国国家标准和技术机构对含油1890L的变压器的CO2排放比较数据显示矿物油的整个使用周期中的碳排放量是FR3植物油的55倍。

因此，植物油变压器符合我国可持续发展的方针，并且为我国以2005年碳排放作为基点，到2020年，中国单位GDP碳排放减少45%的承诺做出贡献，是我国目前产业发展的趋势。

1.2安全防火闪点高、燃点高，抑制变压器局部放电

植物绝缘油闪点、燃点远高于矿物油，能够抑制局部放电。使用植物油的变压器，发生火灾和爆炸的风险，远远低于使用传统变压器。

变压器在在正常运行时，绕组和铁心磁件外壳产生大量的热量，变压器油温高达90℃以上，如果变压器过负荷运行，油温将会更高。变压器里的绝缘材料如电缆纸、棉纱、布料、木块等在较高温度作用下将逐步发生老化，使绝缘强度降低，这样当变压器发生穿越性故障时；在过电压冲击时；检修质量不良使局部绝缘受伤时；在变压器油质劣化时或者变压器进水受潮时，都会引起变压器绝缘击穿，造成短路，产生电弧。在电弧的高温作用下，迅速使油分解气化、闪燃并着火（变压器油的闪点为140℃，燃点为165～180℃），从而使变压器内部压力急剧增加，造成外壳爆裂，大量喷油着火。燃烧的油流，流到那里就会燃烧到那里，从而使火变压器事故按事故损坏部位统计表灾事故扩大，烧毁其他设备甚至导致全厂停电、全所停电，影响正常生产和供电，必要的安全措施和清理工作以及设备的维护都需要大量的资金，然而由于火灾引起的停电将带来更大的损失。

植物油比矿物油具有更高的燃点和闪点，像常用库伯植物绝缘油的燃点为360℃，闪点（330℃）；ABB的BIOTEMP植物绝缘油的燃点为360℃，闪点为340℃，均远高于美国电气规范（NFC）所规定的最低燃点（300℃）。而且植物油还是耐火绝缘油，并被FM Global检测试验室归为阻燃油，因此在任何场合，使用植物油变压器，发生火灾和爆炸的风险，远低于传统变压器，而且也可以在室内取代干式变压器。同时由于植物油的阻燃性，还可以减小变压器在安装时的防火距离，使得配电变压器可以安装在人员聚集，进一步扩大配变的使用面积。

1.3性能优异，具有延缓绝缘老化和水分对油的耐压性能的影响小的特性。

在变压器的正常运行过程中，其内绝缘主要由矿物油和绝缘纸或绝缘纸板构成的复合绝缘组成。由于绝缘纸和绝缘纸板的无法更换，因此变压器的使用寿命主要由绝缘材料决定。而在常规变压器中，矿物油为碳基绝缘油，在变压器运行会促使导线和开关触点的焦化，加快绝缘材料的老化，进而使变压器的使用寿命大大下降。

2　植物油变压器进展及运用情况

现于武汉南瑞阳逻基地建有一条日产一吨植物绝缘油小试生产线。产品于2014年4月29日，通过有中国电力企业联合会组织的产品鉴定，鉴定委员会认为，该产品综合性能指标达到同类产品国际先进水平，可以批量生产。

目前研制的10kV/100kVA植物绝缘油变压器分别在湖北黄冈市和内蒙古赤峰市挂网试运行。2013年黄冈最高温度接近40℃，赤峰最低温度可达-30℃，其中赤峰挂网变压器安装有电压和电流测量模块，变压器运行期间监测到的变压器负荷在3%～42%范围波动。用户反馈结果显示在此期间两台植物绝缘油变压器皆运行稳定。

3　植物绝缘油社会经济效益

3.1在社会效益方面

植物绝缘油以农作物种子为原料，原料来源广泛，可再生且可完全自然降解，不会对周围生态环境造成污染并保证人体安全；其高闪点、高燃点确保变压器的使用安全性。

3.2在经济效益方面

植物绝缘油能有效延长变压器使用寿命，减少维护次数，节约变压器养护成本；初期成本投入比国外同类产品低，长期投入成本比矿物油变低，具有优良的性价比。

4　植物油变压器在配电网的运用前景

相比传统矿物绝缘油变压器，植物油变压器可以概况具有以下几点优势:

（1）延缓绝缘纸的降解，确保变压器绝缘系统在长期过负载情况下的绝缘性能，延长变压器的寿命；（2）植物绝缘油自身抗老化性能更优，在长期热老化作用下绝缘性能保持良好；（3）能有效降低绝缘纸板中水分含量，一方面降低变压器由于过负载引起的绝缘击穿风险，另一方面可以延长整个变压器内部油-纸绝缘组合的寿命，提高变压器的社会经济效益。

所以说，采用植物绝缘油的变压器相比传统矿物绝缘油变压器具有更高的过负载能力，未来在在世界石油资源日益减少的形式下，绝缘油将成为矿物绝缘油的绿色替代品。

魏敏（1984—），男，汉族，江苏南京人，现工作于马鞍山供电公司，主要研究配电网架建设与规划，运行与维护，工程建设等内容；曾娟（1985—），女，汉族，江苏溧水人，现工作于马鞍山供电公司，主要研究变电设备运行与维护，设备保护等内容。