电力变压器是电网的核心主设备,提升电力变压器安全运行水平,推动变压器产业链技术创新,服务电网绿色低碳发展,是电力行业发展的重要工作之一。
绝缘油是电网中用量最大的绝缘材料之一,截至2023 年底,电网在运的2000 多万台变压器中,矿物油变压器占比超过90%。传统矿物油在变压器中的使用已超百年,矿物油易老化、热稳定性差且不可再生,严重制约了变压器的安全运行水平。油纸绝缘系统是电力变压器的“心脏”,使用性能优异的绝缘油是从源头提升变压器服役寿命和运行安全水平的关键。
矿物油、大豆基天然酯、棕榈基天然酯和抗老化混合绝缘油的正负极性雷电冲击击穿电压Weibull 分布图
近三十年来,围绕传统矿物油替代,国内外研究主要聚焦于天然酯、合成酯、混合绝缘油三方面。天然酯具备延缓油纸绝缘老化的突出优势、燃点高,但其氧化安定性差、黏度和介质损耗因数大、雷电冲击击穿电压低,应用于变压器时需对变压器的绝缘、散热等关键结构进行优化设计。合成酯(改性天然酯)的延寿能力较好,但部分油品或黏度大或雷电冲击击穿电压低,而且生产工艺较复杂、成本高。目前,我国在天然酯、合成酯(改性天然酯)方面的研发水平总体落后于国外,国外在天然酯、合成酯(改性天然酯)制备技术方面对我国实行一定程度的技术保密(如美国的FR3、日本的PFAE、英国的MIDEL 系列油等)。材料革新对技术进步和产业发展至关重要,我们迫切需要掌握绝缘油性能提升自主核心技术,提高国际竞争力。
混合绝缘油发展历程
矿物油与天然酯或合成酯的混溶性好。由矿物油与天然酯(或合成酯)按一定配比组成的混合绝缘油具备统筹兼顾矿物油和天然酯(或合成酯)优点的独特优势,是近二十年来国际上新型液体电介质发展的重要方向之一。2001 年,加拿大魁北克大学的优素福·福法纳(Issouf Fofana)教授在国际上率先开展了混合绝缘油相关研究。随后,美国、加拿大、德国、法国、日本等二十多个国家的科研学者围绕混合绝缘油开展了大量研究,主要聚焦在矿物油与单一合成酯、矿物油与单一天然酯、两种不同类型天然酯、矿物油与多种天然酯组成的混合绝缘油。自2007 年至今,国内也开展了大量混合绝缘油相关研究,并在混合绝缘油研发及混合绝缘油变压器工程应用方面走在了国际前列。
110 kV 混合绝缘油变压器
2009 年,重庆大学采用天然酯与矿物油复配的方式,成功研制出 20%橄榄油 + 80%矿物油的二元混合绝缘油,发表了国际上第一篇天然酯和矿物油复配制备混合绝缘油的学术论文;2019 年,重庆大学研制出满足IEC60296:2012 标准的新型抗老化混合绝缘油,该油品具备显著延缓油纸绝缘热老化、提升“液-固”油纸体系工频击穿和沿面闪络性能的效果,不需改变现有变压器绝缘及散热结构,即可直接灌装至新变压器或直接换装至老旧变压器中安全应用,目前已实现了10~110 kV 混合绝缘油变压器挂网运行。
点击翻页
点击翻页
点击翻页
混合绝缘油变压器购买
郝 建 廖瑞金 杨丽君 著
北京: 科学出版社, 2026. 3.
ISBN 978-7-03-082389-2
《混合绝缘油变压器》以“材料研发-装备研制-工程应用”全链条为主线,系统总结了国内外在新型混合液体电介质研发和混合绝缘油变压器工程应用等方面的重要技术进展,既注重对液体电介质理论方面基本概念和机制的解释,又注重对混合液体电介质制备工艺、混合绝缘油变压器研制和混合绝缘油变压器运维技术的阐述。作者结合对混合液体电介质十余年来的研究经验和体会,以及液体电介质领域最新研究进展,展望了混合绝缘油的发展前景。全书共分为7 章,其中第1 章介绍各类液体电介质及其主要性能,第2 章介绍典型混合绝缘油及其基础性能,第3 章介绍抗老化混合绝缘油制备及其基础性能,第4 章介绍抗老化混合绝缘油油纸复合体系的放电特性,第5 章介绍抗老化混合绝缘油延缓绝缘纸老化的效果与机制,第6 章介绍混合绝缘油变压器工程应用,第7 章介绍混合绝缘油变压器运维技术。
郝建,输变电装备技术全国重点实验室,教授/博士生导师,国家级青年人才,高电压与绝缘技术系系主任,第四批重庆市学术技术带头人后备人选(电气工程);长期专注于先进液体电介质研发与应用、电力装备运行健康状态检测与智能评估等研究,主持国家级项目4项,以第一/通讯作者发表高水平期刊论文80余篇,获2021年重庆市技术发明一等奖、2016年重庆市科技进步二等奖;任中国复合材料学会电网工程复合材料专业委员会委员、IEEE PES 中国区变电站运行维护技术委员会常务理事等,入选全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力”榜单。
廖瑞金,输变电装备技术全国重点实验室,教授/博士生导师,重庆大学原副校长、教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者,国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”,国家自然科学基金创新研究群体带头人;曾担任国务院学位委员会第七届学科评议组成员(电气工程),第七届教育部科学技术委员会能源与交通学部委员,教育部高等学校电气类专业教学指导委员会副主任委员;长期致力于电气设备绝缘在线监测与故障智能诊断、先进电工材料研发与应用等研究,主持国家重点研发计划项目2项,先后获国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步一等奖3项,国家级优秀教学成果一等奖1项,连续六年入选爱思唯尔中国高被引学者榜单。
杨丽君,输变电装备技术全国重点实验室,教授/博士生导师,国家级青年人才,第三批重庆市学术技术带头人后备人选(电气工程);长期从事先进电工材料研发与应用、电气设备绝缘状态在线监测及故障诊断研究,主持国家级项目6项,以第一/通讯作者发表高水平期刊论文100余篇;入选首届重庆英才青年拔尖人才计划,重庆大学十佳优秀青年教师,重庆市电机工程学会优秀女工程师,获重庆市科技进步一等奖2项、二等奖1项,入选全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力”榜单。
本书由重庆大学廖瑞金教授团队撰写。本书研究成果得到了中华人民共和国科学技术部、国家自然科学基金委员会、国家电网有限公司、输变电装备技术全国重点实验室等的项目资助。本书特色:
一
市场紧缺。绝缘油是电网中用量最大的绝缘材料之一,使用性能优异的绝缘油是从源头提升变压器服役寿命和运行安全水平的关键。混合绝缘油具备统筹兼顾矿物油、天然酯、合成酯等性能优点的独特优势,是近20 年来新型液体电介质发展的重要方向。但现有专著多聚焦矿物油、天然酯或合成酯等,缺乏系统阐述混合液体电介质研发与应用方面的权威著作。本书填补了这一空白,为电气工程领域科研人员及从业人员提供了前沿技术指南。
二
内容系统。以“材料研发-装备研制-工程应用”全链条为主线,全面阐述了国内外在新型混合绝缘油研发、混合绝缘油变压器工程应用等方面的技术进展,既注重对液体电介质理论方面基本概念和机制的解释,又注重对混合绝缘油制备工艺、混合绝缘油变压器工程应用及运维技术的阐述,兼顾基础原理与工程实践。
三
成果前沿。基于作者团队主持的国家重点基础研究发展计划(973计划)项目子课题、国家自然科学基金项目、国家电网有限公司和中国南方电网有限责任公司相关科技项目,率先提出了油浸式变压器延寿新理念,首次研发了性能指标国际领先的抗老化混合绝缘油,首次实现了抗老化混合绝缘油变压器工程应用,填补了混合绝缘油变压器运维技术空白。
四
深入浅出。逻辑清晰,语言简洁、既适合电气工程专业师生及科研人员学习参考,也为电力变压器设计制造人员提供了有价值的技术创新参考。书中配有大量实验数据图、原理分析图和工程案例图等,帮助读者快速掌握技术要点。
本书介绍的研究成果丰富了液体电介质材料库的种类,以及变压器油纸绝缘抗老化及延寿机制方面的内容,有助于推动变压器行业技术的进步。期待本书能使新型液体绝缘材料研发与工程应用方面的读者在知识深度和广度上达到新高度,同时希望读者可以从中获得启发,为推动新时代我国液体绝缘材料及油浸式变压器技术的发展做出贡献。
本文摘编自《混合绝缘油变压器》(郝建等著. 北京: 科学出版社, 2026. 3)一书“前言”,有删减修改,标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-082389-2
责任编辑:叶苏苏 熊倩莹
本书主要聚焦新型混合液体电介质研发及其在提升变压器服役寿命和安全运行水平方面的工程应用,系统总结和归纳近二十年来该领域的重要进展。本书内容涵盖液体电介质概述、典型混合绝缘油及其基础性能、抗老化混合绝缘油制备及其基础性能、抗老化混合绝缘油油纸复合体系的放电特性、抗老化混合绝缘油延缓绝缘纸老化的效果与机制、混合绝缘油变压器工程应用、混合绝缘油变压器运维技术。
本书可作为从事绝缘材料、变压器设计与制造、变压器运行维护等方面研发人员和技术人员的参考用书, 也可作为电力、材料、化学专业高年级本科生和研究生的参考资料。
(本文编辑:刘四旦)
专业品质 学术价值
原创好读 科学品位
一起阅读科学
热门跟贴