CN109628214A - 一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，包括以下步骤：(1)在植物绝缘变压器油中添加分子筛、(2)搅拌混合、(3)过滤分离、(4)精馏脱水；利用分子筛降低植物绝缘变压器油的介质损耗因数、酸值，提高了植物绝缘变压器油的电气性能，生产过程简单，可规模化、工业化生产，解决了植物绝缘变压器油介质损耗因数超标难以去除，从而影响变压器安全运行的难题。整个过程不需要化学碱炼，可节省深度碱炼的损耗，大幅度减少碱炼含油、含皂的废水排放；同时可提高精炼率、提高得率，没有环境污染，是降低植物绝缘变压器油介质损耗因数、提高电气性能的的创新技术，确保了变压器运行的安全性，具有显著的进步意义。

Description

一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法
技术领域
本发明属于变压器油技术领域，具体涉及一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法。
背景技术
近百年来，矿物基绝缘油广泛应用于各国电力系统中，我国仅变压器用绝缘油年消耗量约50万吨。作为液体绝缘介质，矿物油在变压器应用中起到绝缘、散热、灭弧等作用。然而，矿物绝缘油自身燃点低、生物降解性差，难以满足高防火性能电气设备和环保敏感区使用要求。随着石油资源的紧缺和环保意识的提高，开发一种新型绿色环保绝缘介质已经是大势所趋。自20世纪90年代后，由于植物绝缘油的燃点高、成本低、生物降解性好及来源丰富的优势，使其逐渐成为新型绝缘油的研究热点。
植物绝缘油具有良好的电气性能,闪点高于300℃,生物降解率高达97％,满足电气设备防火性能的要求,是未来替代矿物绝缘油的良好的环保型液体电介质。国外已有研究表明,植物绝缘油能够直接应用于现有的配电变压器中,并具有良好的性能以及更长的使用寿命。但同矿物绝缘油相比,植物绝缘油的理化与电气性能及改善方法等多方面还需要进行系统深入的研究。
植物油经过碱炼、脱色、脱臭等精炼工序后，其介质损耗因数指标有时超标、有时合格，导致超标的原因较复杂；在实际运行中，植物绝缘脱酸变压器油经常会出现介质损耗因数、酸值升高的现象，因此迫切需要一种简单可行的方法把变压器油的介质损耗因数、酸值降到标准以下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，生产过程简单，生产成本低，经本发明工艺方法处理后，可确保每一批植物绝缘油介质损耗因数、击穿电压、酸值、水分等指标合格。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，包括以下步骤：
(1)向原料油中加入质量分数为原料油2-5％的分子筛；
(2)把步骤(1)得到的混合物加热到60-80℃，混合搅拌20-40min，搅拌速度60-90r/min；
(3)过滤分离：步骤(2)得到的混合物采用过滤机过滤，过滤介质为220目的过滤叶片，过滤分离除去分子筛；
(4)精馏脱水：步骤(3)得到的油脂利用精馏塔脱除水分，再用1um过滤介质过滤，得到高电气性能的植物绝缘变压器油。
进一步，步骤(1)所述的原料油为介质损耗因数＞1％的植物绝缘变压器油。
进一步，步骤(1)所述的分子筛孔径为10-13A。
进一步，步骤(3)中过滤后的分子筛经再生后继续使用，分子筛再生的方法为：将过滤后的分子筛放入解析塔中，首先用正己烷洗脱油脂，然后用0.1Mpa的水蒸气汽提30min，接着以干燥的热空气为载体，通过压缩机将热空气压缩至0.5MPa，然后加热至155℃，反向通过分子筛层，保温维持10-25min，接着以2℃/min升温至220℃，保温维持30min,解析塔出口温度为150-180℃，降温后取出分子筛即得到再生的分子筛。干燥热空气吹扫再生方式是利用热传递的原理，将热量传递给分子筛，使被吸附的物质汽化，同时将分子筛中蒸发出来的吸附物带出。
进一步，步骤(4)中精馏塔内填充材质为316L的鲍尔环填料，精馏脱水温度为145-155℃，真空度为-0.098Mpa，精馏脱水时间为20-30s。
进一步，采用型号为SCJS601绝缘油介损及体积电阻率全自动测定仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的介质损耗因数；采用型号为SCJD903绝缘油耐压全自动测量仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的击穿电压；采用型号为WS-3000微量水分测定仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的微水含量；
步骤(4)得到的高电气性能的植物绝缘变压器油的介质损耗因数≤1.0％，击穿电压≥65KV，微量水分含量≤100ug/g，酸值≤0.03mgKOH/g。
本发明的有益效果：
1、植物绝缘油在前段精炼工序中无需深度碱炼，只需要蒸馏脱酸到酸值0.2以下即可，再利用本发明方法，即可生产出完全合格的植物绝缘油；可节省深度碱炼的损耗，大幅度减少碱炼含油、含皂的废水排放；同时可提高精炼率、提高得率；
2、生产过程简单，生产成本低；
3、分子筛可再生利用，没有废水及其它废弃物，没有环境污染；
4、精馏脱水，本发明采用鲍尔环填料精馏塔，精馏脱水温度低，只需要145-155℃，植物绝缘油中水分可降低到70ug/g以下，满足植物绝缘变压器油微量水分含量降低到100ug/g以下的标准，脱水时间短，只需20-30秒，节省能源；
5、经本发明工艺方法处理后，可确保每一批植物绝缘油介质损耗因数、击穿电压、酸值、微量水分等指标合格。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，包括以下步骤：
(1)向原料油中加入质量分数为原料油2％的分子筛，分子筛孔径为10-13A；
(2)把步骤(1)得到的混合物加热到60℃，混合搅拌20min，搅拌速度90r/min；
(3)过滤分离：步骤(2)得到的混合物采用过滤机过滤，过滤介质为220目的过滤叶片，过滤分离分子筛，过滤后分子筛经再生后继续使用，没有废弃物污染环境；分子筛再生的方法为：将过滤后的分子筛放入解析塔中，首先用正己烷洗脱油脂，然后用0.1Mpa的水蒸气汽提30min，接着以干燥的热空气为载体，通过压缩机将热空气压缩至0.5MPa，然后加热至155℃，反向通过分子筛层，保温维持20min，接着以2℃/min升温至220℃，保温维持30min,解析塔出口温度为155℃，降温后取出分子筛即得到再生的分子筛。干燥热空气吹扫再生方式是利用热传递的原理，将热量传递给分子筛，使被吸附的物质汽化，同时将分子筛中蒸发出来的吸附物带出。
(4)精馏脱水：步骤(3)得到的油脂利用精馏塔脱除水分，精馏塔内填充材质为316L的鲍尔环填料，精馏脱水温度为145℃，真空度为-0.098Mpa，精馏脱水时间为20s，再用1um过滤介质过滤，得到植物绝缘变压器油。
采用型号为SCJS601绝缘油介损及体积电阻率全自动测定仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的介质损耗因数；采用型号为SCJD903绝缘油耐压全自动测量仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的击穿电压；采用型号为WS-3000微量水分测定仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的微水含量，测量结果如表一所示：
表一、介质损耗因数＞1％的植物绝缘变压器油精炼前后的技术参数对照表
实施例2
一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，包括以下步骤：
(1)向原料油中加入质量分数为原料油5％的分子筛，分子筛孔径为10-13A；
(2)把步骤(1)得到的混合物加热到80℃，混合搅拌40min，搅拌速度60r/min；
(3)过滤分离：步骤(2)得到的混合物采用过滤机过滤，过滤介质为220目的过滤叶片，过滤分离分子筛，过滤后分子筛经再生后继续使用，没有废弃物污染环境；分子筛再生的方法为：将过滤后的分子筛放入解析塔中，首先用正己烷洗脱油脂，然后用0.1Mpa的水蒸气汽提30min，接着以干燥的热空气为载体，通过压缩机将热空气压缩至0.5MPa，然后加热至155℃，反向通过分子筛层，保温维持20min，接着以2℃/min升温至220℃，保温维持30min,解析塔出口温度为155℃，降温后取出分子筛即得到再生的分子筛。干燥热空气吹扫再生方式是利用热传递的原理，将热量传递给分子筛，使被吸附的物质汽化，同时将分子筛中蒸发出来的吸附物带出；
(4)精馏脱水：步骤(3)得到的油脂利用精馏塔脱除水分，精馏塔内填充材质为316L的鲍尔环填料，精馏脱水温度为155℃，真空度为-0.098Mpa，精馏脱水时间为30s，再用1um过滤介质过滤，得到植物绝缘变压器油。
采用型号为SCJS601绝缘油介损及体积电阻率全自动测定仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的介质损耗因数；采用型号为SCJD903绝缘油耐压全自动测量仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的击穿电压；采用型号为WS-3000微量水分测定仪测量步骤(4)得到的植物绝缘变压器油的微水含量，测量结果如表二所示：
表二、介质损耗因数＞1％的植物绝缘变压器油精炼前后的技术参数对照表
由实施例1和2可知，本发明工艺大幅度降低变压器油的介质损耗因数、降低酸值、水分，同时提高击穿电压，因此，本发明工艺大幅度提高了植物绝缘变压器油的电气性能、提高了变压器运行安全性。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)向原料油中加入质量分数为原料油2-5％的分子筛；
(2)把步骤(1)得到的混合物加热到60-80℃，混合搅拌20-40min，搅拌速度60-90r/min；
(3)过滤分离：步骤(2)得到的混合物采用过滤机过滤，过滤介质为220目的过滤叶片，过滤分离除去分子筛；
(4)精馏脱水：步骤(3)得到的油脂利用精馏塔脱除水分，再用1um过滤介质过滤，得到高电气性能的植物绝缘变压器油。
2.根据权利要求1所述的一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，其特征在于：步骤(1)所述的原料油为介质损耗因数＞1％的植物绝缘变压器油。
3.根据权利要求1所述的一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，其特征在于：步骤(1)所述的分子筛孔径为10-13A。
4.根据权利要求1所述的一种提高植物绝缘变压器油电气性能的工艺方法，其特征在于：步骤(4)中精馏塔内填充材质为316L的鲍尔环填料，精馏脱水温度为145-155℃，真空度为-0.098Mpa，精馏脱水时间为20-30s。
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