刖電力系統(tǒng)以發(fā)展超高電壓輸電技術(shù)來(lái)滿足愈來(lái)愈長(zhǎng)距離輸送大容量電力的要求。其中超高壓直流輸電技術(shù)以、長(zhǎng)距離和大容量輸送電能而倍受青睞。

　　隨著舉世矚目的三峽工程的投產(chǎn)和“西電東送”工程的實(shí)施，超篼壓交、直流輸電技術(shù)勢(shì)將在我國(guó)得到迅速發(fā)展。2001年我國(guó)西安變壓器廠和沈陽(yáng)變壓器廠分別與ABB公司和SIEMENS公司合作生產(chǎn)超篼壓直流輸電的關(guān)鍵性設(shè)備??換流變壓器。這是一種將交流變直流（稱(chēng)整流），再將直流變交流（稱(chēng)逆變）的換流變壓器設(shè)備，需要特殊的、性能更好的變壓器油。因國(guó)內(nèi)換流變用變壓器油產(chǎn)品尚屬空白，國(guó)內(nèi)變壓器廠為三峽工程、貴廣項(xiàng)目生產(chǎn)換流變壓器和平波電抗器時(shí)，被迫分別選用了這2個(gè)外國(guó)公司獨(dú)家生產(chǎn)的A、B2種變壓器油，每噸油的價(jià)格曾篼達(dá)萬(wàn)元以上，致使變壓器生產(chǎn)企業(yè)和建設(shè)工程成本很高。

　　因此，各變壓器廠希望積極與ABB、SIEMENS等直流變壓器生產(chǎn)廠商通力合作進(jìn)行換流變用油的本土化。期間SIEMENS也主動(dòng)提出了開(kāi)發(fā)一種具有負(fù)析氣性變壓器油的意向。這也是中國(guó)石油作為國(guó)家比較大的石油公司和絕緣油供應(yīng)商責(zé)無(wú)旁貸的任務(wù)，所以中國(guó)石油及其克拉瑪依石化公司、潤(rùn)滑油公司篼度重視、集中投人人力物力進(jìn)行攻關(guān)。2002年9月研制出具有負(fù)析氣性的變壓器油，并取得了SIEMENS公司的認(rèn)可，10月通過(guò)了中國(guó)石油組織、電力行業(yè)專(zhuān)家主持的技術(shù)鑒定。2003年11月投入靈寶換流變壓器使用。該項(xiàng)工作得到了國(guó)家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司，西安變壓器公司、沈陽(yáng)變壓器公司、SIEMENS公司和ABB公司，以及西安熱工研究院等單位的大力支持。

　　1超高壓交直流通用變壓器油的技術(shù)關(guān)鍵和研制標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)與國(guó)內(nèi)變壓器專(zhuān)家和SIEMENS、ABB公司專(zhuān)家的交流討論，分別達(dá)成了4點(diǎn)基本共識(shí)：直流換流變壓器所要求的變壓器油性能比普通交流變壓器高，如果可以滿足直流要求、同時(shí)也就可以滿足交流要求，所以實(shí)際上是要研制的換流變壓器油也就是交直流通用變壓器油。

　　SIEMENS公司和ABB公司的變壓器制造技術(shù)對(duì)于變壓器油的要求差別很大（特別是在直流方面），無(wú)法做到2種換流變壓器用同一種油，所以必須研究不同的品種分別適用于各自的技術(shù)。為此，我們將要研制的兩個(gè)產(chǎn)品定名為KI50X和KI50GX.其中KI50GX產(chǎn)品將應(yīng)用于SIEMENS公司技術(shù)制造的變壓器，它要求具有負(fù)的析氣性。

　　根據(jù)超篼壓直流換流變的運(yùn)行特點(diǎn)，其所用變壓器油與普通交流變壓器油相比應(yīng)具有以下特殊要求：①較低的黏度和不低的閃點(diǎn)。換流變壓器運(yùn)行溫度比普通變壓器要篼，要求變壓器油具有低黏度有利于冷卻散熱，同時(shí)安全運(yùn)行所要求的閃點(diǎn)還不能降低。②更好的氧化性和老化安定性。換流變壓器運(yùn)行溫度篼本身就要求油品氧化、老化性能更高。而且換流變壓器的造價(jià)很篼，且所用油品特殊，不希望頻繁換油，所以對(duì)油品的性能要求就更加苛刻。③高的清潔性。直流變壓器的電場(chǎng)方向不存在交變，油中的微小顆粒很容易在電流作用下富集于絕緣的某一方向而造成設(shè)備運(yùn)行不正常，所以要求油品盡童潔且易于處理。④析氣性和氧化老化性能的平衡協(xié)調(diào)。對(duì)SIEMENS公司技術(shù)所用的變壓器油，要求抗氧化、老化性能很好，同時(shí)還要具有負(fù)的析氣性，這使研究生產(chǎn)十分困難。

　　為使研制的變壓器油能適應(yīng)國(guó)外石油公司多年使用的產(chǎn)品，所以要具有更好的綜合性能。為此，除了SIEMENS和ABB公司有明確底線要求的指標(biāo)（如SIEMENS公司要求析氣性負(fù)值即可，-10ixL/min比較好）以外，基本國(guó)外公司A、B2種產(chǎn)品的典型值制定了研制指標(biāo)，見(jiàn)表1.項(xiàng)目A產(chǎn)品B產(chǎn)品試獪方法外觀透明，無(wú)沉淀透明，無(wú)沉淀目測(cè)運(yùn)動(dòng)黏度/mm2報(bào)告傾點(diǎn)閃點(diǎn)（閉口）/腐蝕性硫非腐蝕性水分/叫g(shù)l擊穿電壓/kV處理前處理后介質(zhì)損耗因數(shù)（90尤）處理前處理后界面張力/mN氧化安定性老化安定性沉淀/%介質(zhì)損耗因數(shù)（90）礎(chǔ)油精制深度越高，對(duì)添加劑的感受性也越好，油品2超高壓交1變壓器油研制的氧化和老化安定性也越好。

　　上中國(guó)5，4年油發(fā)生產(chǎn)a程中已，表2進(jìn)口油典型性質(zhì)和已有坦分的對(duì)比長(zhǎng)土廠刀件爾rFiwBti對(duì)換流變壓器的研制標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外公司產(chǎn)品的特點(diǎn)，結(jié)分析項(xiàng)目A產(chǎn)品B產(chǎn)品抗析氣性組分口國(guó)心朋過(guò)云的九和生頭陸，懸不佛疋奶九住八首通：：壓研fWtT空師工以過(guò)，Idi到KI50X的要求在KI45AX超高壓變壓器油的生產(chǎn)工運(yùn)動(dòng)黏度藝基礎(chǔ)上改進(jìn)，達(dá)到KI50GX的要求（特性見(jiàn)表2）。W 20尤開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)主要解決5個(gè)問(wèn)題提高常壓塔的分餾精度，在不降低閃點(diǎn)的條件下，將餾分的黏度由閃點(diǎn)（閉口）/ ~8mm2/s.②提篼組分精制深腐蝕性硫非腐蝕d非腐蝕性度，為產(chǎn)品的氧化老化性能創(chuàng)造條件。③進(jìn)行更好的傾點(diǎn)/1C抗氧化添加劑復(fù)配體系研究。④對(duì)于KI50GX要通擊穿電壓/kV過(guò)基礎(chǔ)油組分和添加劑配方組合平衡氧化老化性能介質(zhì)損耗因敗/90丈和析氣性的關(guān)系，全面滿足SIEMENS公司的要求。

　　⑤研制產(chǎn)品在自己分析基礎(chǔ)上睬經(jīng)過(guò)SIEMENS公司DBPC含童/%和ABB公司的分析認(rèn)定。

　　研制工作總體上分成基礎(chǔ)油研究、添加劑復(fù)配刊甲卜評(píng)疋守）1王安外R，共仕巷貓甘的切割方面，克拉瑪依石化公司在大生產(chǎn)上做了及時(shí)的改造和調(diào)整，為組分的順利生產(chǎn)打下了良好的基BaadCT礎(chǔ)，我們著重在精制深度和組分配合方面做了系統(tǒng)沉淀/% 2.1KI50X基礎(chǔ)油的精制深度組成分析KI50X變壓器油要求有極好的抗氧化和抗老化飽和烴芳香烴性能。油品的抗氧化和抗老化性能除與抗氧劑的配y方有關(guān)外。與某礎(chǔ)油的精制深度也有首接的關(guān)系。基在KI50X變壓器油的研制過(guò)程中，我們選用了基礎(chǔ)油1和2這2種不同精制深度的基礎(chǔ)油進(jìn)行配方研究。2種基礎(chǔ)油在黏度、閃點(diǎn)及餾程等性質(zhì)上都滿足了KI50X變壓器油的研制指標(biāo)，達(dá)到了低黏度、窄餾分和篼閃點(diǎn)的要求，電氣性能也滿足了要求，主要區(qū)別在于基礎(chǔ)油2的精制深度要篼于基礎(chǔ)油1（從旋轉(zhuǎn)氧彈的數(shù)據(jù)看），見(jiàn)表3.表3KI50X不同精制深度基礎(chǔ)油性質(zhì)分析項(xiàng)A產(chǎn)品基礎(chǔ)油1基礎(chǔ)油2研制指標(biāo)樣品編號(hào)運(yùn)動(dòng)黏度報(bào)告傾點(diǎn)A閃點(diǎn)（閉口界面張力/mN中和值/mgKOH介質(zhì)損耗因數(shù)（90）擊穿電壓/kV析氣性/m碳型分析氧化安定性（旋轉(zhuǎn)氧彈餾程2.2KI50GX基礎(chǔ)油的性質(zhì)KI30GX變壓器油要求有極好的抗析氣性能和抗氧化、抗老化性能，而兩者本身是一對(duì)矛盾體。抗析氣性能好要求基礎(chǔ)油芳香烴含量高，這會(huì)對(duì)抗氧添加劑的感受性變差，從而影響其抗氧化、老化性能。平衡抗析氣性能和抗氧化、老化性能兩者的矛盾是研制KI50GX變壓器油的關(guān)鍵。我們選擇了具有不同析氣性的3種基礎(chǔ)油。

　　基礎(chǔ)油3為克拉瑪依窄餾分抗析氣變壓器油組分；基礎(chǔ)油4為KI50X基礎(chǔ)油2與基礎(chǔ)油3按1：1比例調(diào)和而成；基礎(chǔ)油5是在基礎(chǔ)油4的基礎(chǔ)上加人少量特殊抗析氣性添加劑調(diào)制而成。基礎(chǔ)油3析氣性較低，基本性質(zhì)與B相同；基礎(chǔ)油4析氣性為-lUil/min；基礎(chǔ)油5析氣性為-25iO/min；基礎(chǔ)油4和5的氧化安定性要優(yōu)于基礎(chǔ)油3.KI50GX基礎(chǔ)油性質(zhì)分析見(jiàn)表42.3添加劑配方研究2.3.1氧化安定性及氧化試驗(yàn)變壓器油在一定的條件下，抵抗氧化作用的能力稱(chēng)為抗老化或抗氧化性能。變壓器油加入到變壓器箱后，在運(yùn)行過(guò)程中，因受溶解在油中的氧氣（變壓器油在加人變壓器時(shí)雖然經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的脫氣、脫水。但仍然含有約0.3%的氧氣）、溫度、電場(chǎng)、電弧及水分、雜質(zhì)和金屬催化劑等的作用，發(fā)生氧化、裂解等化學(xué)反應(yīng)，會(huì)不斷變質(zhì)，生成大量的過(guò)氧化物及醉、醛、酮、酸等氧化產(chǎn)物，再經(jīng)過(guò)縮合反應(yīng)而生成油泥等不溶物。

　　這些氧化產(chǎn)物將對(duì)變壓器造成致命的影響，因此變壓器油的抗老化或抗氧化性能是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。

　　變壓器運(yùn)行溫度的篼低對(duì)變壓器油的氧化或老化速度影響非常大，一般油溫每提高10，氧化速度會(huì)增加一倍。由于換流變壓器的特殊運(yùn)行條件，運(yùn)行時(shí)變壓器油的溫度一般較交流變壓器篼10~2iC，因此用于超篼壓直流輸電的變壓器油對(duì)抗氧化或抗老化性能較用于交流輸電的變壓器油要高得多。

　　表4KI50GX基礎(chǔ)油性質(zhì)分析分析項(xiàng)目基礎(chǔ)油3基礎(chǔ)油4基礎(chǔ)油5 KI50GX研制指標(biāo)樣品編號(hào)報(bào)告運(yùn)動(dòng)黏度/mm2.閃點(diǎn)（閉口）/傾點(diǎn)，中和值/mgKOH界面張力/mN，m-1介質(zhì)損耗因數(shù)/9（rc擊穿電壓/kV析氣性/pi氧化安定性（旋轉(zhuǎn)氧3碳型分布/%餾程/尤目前，國(guó)內(nèi)外用于評(píng)價(jià)絕緣油抗氧化或抗老化性164h），主要用于評(píng)定不加抗氧抑制劑的變壓器油的抗氧化性能，IEC1125B用于評(píng)定在氧化過(guò)程中產(chǎn)生揮發(fā)性酸的趨勢(shì)，ASTMD1934主要用于簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)變壓器油的抗老化性能，IEC61125C、ASTMD2440和DIN51554目前廣泛用于評(píng)價(jià)添加抗氧抑制劑的變壓器油的抗氧化或抗老化性能，ASTMD2440由于評(píng)定時(shí)間較短（llOtx164h）已不能有效評(píng)定一個(gè)高質(zhì)量變壓器油的抗氧化性能，而1125（：（120x500h）和051554（110：x28d）由于評(píng)定條件苛刻，可以較好的評(píng)價(jià)變壓器油的抗氧化或抗老化性能。對(duì)用于超高壓直流輸電設(shè)備的變壓器油，由于對(duì)抗氧化或抗老化性能有更高的要求，因此ABB公司和SIEMENS公司所用的A油和B油均是采用DIN51554的Baadei法老化來(lái)評(píng)價(jià)其抗老化性能的。

　　在我們研制超篼壓交、直流通用變壓器油KI50X和KI50GX的過(guò)程中，由于目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)滿足DIN51554標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，我們采用了更為苛刻的IEC61125C法來(lái)初步評(píng)定KI50X和KI50GX變壓器油的抗氧化或抗老化性能及抗氧添加劑配方，確定添加劑配方后，委托SIEMENS公司在國(guó)外進(jìn)行Baadei法老化試驗(yàn)評(píng)價(jià)。

　　2.3.2添加劑配方研究在添加劑配方研究中，實(shí)驗(yàn)室選擇了5個(gè)基礎(chǔ)油和5個(gè)抗氧添加劑組合配方，按IEC61125C法進(jìn)行基礎(chǔ)油和添加劑配方的評(píng)定。

　　KI50X變壓器油氧化試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)表明，相同的抗氧添加劑配方，采用基礎(chǔ)油2的抗氧化性能明顯優(yōu)于采用基礎(chǔ)油1，基礎(chǔ)油2對(duì)添加劑的感受性更好。在所選擇的5個(gè)抗氧添加劑配方中，配方4的抗氧化性能比較好。采用基礎(chǔ)油2添加抗氧添加劑配方4，其抗氧化性能優(yōu)于油A油，KI50X氧化試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5.1表5KI50X氧化試結(jié)果油名添加劑IEC61125C法氧化試驗(yàn)配方沉淀/%介損（90尤）配方1配方2基礎(chǔ)油i配方3配方4配方5配方4基礎(chǔ)油2配方1配方2平，基礎(chǔ)油4加人抗氧添加劑配方其抗氧化性能稍優(yōu)于油B油，基礎(chǔ)油5加人少量的特殊抗析氣性添加劑后，在保持氧化安定性較好的基礎(chǔ)上，析氣性得到較大的改善，KI50GX氧化試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6.表6KI50GX氧化試結(jié)果油名添加劑1EC1125C法氧化試驗(yàn)配方沉淀配方1配方2基礎(chǔ)油3配方5配方4配方5基礎(chǔ)油4配方4基礎(chǔ)油5配方4抗氧化性能太差，只進(jìn)行了234h后無(wú)法進(jìn)行。

　　通過(guò)以上對(duì)KI50X和KI50GX基礎(chǔ)油和抗氧添加劑配方的研究，KI50X和KI50GX變壓器油方案確定。KI50X：基礎(chǔ)油2+抗氧添加劑配方4；KI50GX：基礎(chǔ)油5+抗氧添加劑配方4.按以上確定的基礎(chǔ)油和抗氧添加劑配方，我們將KI50X、KI50GX送到SIEMENS公司和ABB公司行評(píng)價(jià)。

　　的評(píng)定SIEMENS公司評(píng)定結(jié)果根據(jù)實(shí)驗(yàn)室確定的基礎(chǔ)油和添加劑配方方案，我們?yōu)镾IEMENS公司提供了KI50X及KI50GX各4L進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)，結(jié)果表明：KI50GX的Baadei法老化試驗(yàn)和抗析氣性性能達(dá)到SIEMENS公司的要求。SIEMENS公司下達(dá)了無(wú)任何附加條件進(jìn)人其全球制造系統(tǒng)的通行證，該油可以用于SIEMENS公司制造的超高壓直流換流變壓器（HVDC）和超高壓交流變壓器（HVAC）。從老化試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，KI50X的老化試驗(yàn)達(dá)到國(guó)外公司的A產(chǎn)品質(zhì)量水平，其證定結(jié)果見(jiàn)表7. ABB公司評(píng)定結(jié)果根據(jù)實(shí)驗(yàn)室確定的基礎(chǔ)油和添加劑配方方案，我們?yōu)锳BB公司提供了KI50X變壓器油4L進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)，結(jié)果表明：KI50X變壓器油達(dá)到了ABB公司的要求。ABB公司評(píng)價(jià)認(rèn)為滿足ABB公司原材料IZBA117001-1所需高級(jí)別變壓器油要求，可以用于ABB公司制造的超篼壓直流換流變壓器（HVDC）和超高壓交流變壓器（HVAC），其評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表8. KI50X、KI50GX與國(guó)夕卜產(chǎn)品性能對(duì)比變壓器油KI50X與國(guó)外公司的變壓器油A性質(zhì)對(duì)比見(jiàn)表9.變壓器油KI50GX與國(guó)外公司的變壓器油B性質(zhì)對(duì)比見(jiàn)表10.表7SIEMENS公司析氣性和Baader評(píng)定結(jié)果項(xiàng)目SIEMENS指標(biāo)要求試驗(yàn)方法克拉瑪依析氣性/lI中和值/mgKOH皂化值/mgKOH顏色沉淀介質(zhì)損耗因數(shù)（90T）表8ABB公司評(píng)定結(jié)果項(xiàng)目司要求試驗(yàn)方法項(xiàng)目司要求試驗(yàn)方法介質(zhì)損耗因數(shù)（90〉抗氧劑含量/%運(yùn)動(dòng)黏度/mm2傾點(diǎn)/1閃4（閉口）/尤中和值/mgKOHg一腐蝕性硫水分/mgkg'1非腐蝕性碳型分布/%極性芳烴含置/%總含置/%氧化安定性/h擊穿電壓/kv處理前處理后表9KKOX變壓器油與A變壓油性質(zhì)對(duì)比項(xiàng)百研制指標(biāo)A油典型性質(zhì)試驗(yàn)方法外觀透明，無(wú)沉淀物和目測(cè)懸浮物運(yùn)動(dòng)黏度/mm2 20弋報(bào)告蟥點(diǎn)Zc閃點(diǎn)（閉口）/中和值/mgKOH腐蝕性非腐蝕性莓30擊穿電壓/kV處理前處理后3570介質(zhì)損耗因數(shù)（90t）處理前處理后界面張力（20t）/mN 40抗氧劑含置/%矣11碳型分布/%氧化安定性/h皂化值/mgKOH8一沉淀/%介質(zhì)損耗因數(shù)（90）表10KI50GX變壓油與B變壓油性質(zhì)對(duì)比項(xiàng)百研制指標(biāo)B油典型性質(zhì)試驗(yàn)方法外觀透明，無(wú)沉淀物和目測(cè)懸浮物運(yùn)動(dòng)黏度/mm2報(bào)告傾點(diǎn)/閃點(diǎn)（閉口）/丈中和值/mgKOH腐蝕性硫非腐蝕性在30處理前35擊穿電壓/kV處理后60處理前介質(zhì)損耗因數(shù)（90）處理后析氣性界面張力UtVtVmN 40抗氧劑含童/%碳型分布/%皂化值/mgKOH. Baader法老化沉淀/%介質(zhì)損耗因數(shù)（90T〉從表9和表10的數(shù)據(jù)可以看出，超高壓交直流通用變壓器油KI50X和KI50GX達(dá)到研制指標(biāo)，其質(zhì)量水平與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相當(dāng)。

　　5結(jié)論以克拉瑪依環(huán)烷基原油窄餾分油為原料，采用特殊的加工工藝，加入抗氧復(fù)合添加劑和抗析氣性添加劑，可以生產(chǎn)超篼壓交、直流通用變壓器油。

　　KI50GX變壓器油經(jīng)SIEMENS公司評(píng)定，可以用于SIEMENS公司制造的超篼壓直流換流變壓器和趄高壓交流變壓器。

　　KI50X變壓器油經(jīng)ABB公司評(píng)定，可以用于ABB公司制造的超篼壓直流換流變壓器和超高壓交流變壓器。

　　由中國(guó)石油開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的超高壓交、直流通用變壓器油KI50X和KI50GX達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。目前，這2種油品已分別裝人由西安變壓器廠和沈陽(yáng)變壓器廠生產(chǎn)的換流變壓器，安裝在我國(guó)第一個(gè)國(guó)產(chǎn)化的換流站??靈寶變電站開(kāi)始了實(shí)際使用。為超篼壓交、直流變用變壓器油的本土化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。