变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计1(1)9450.docx
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1、CHANNGSHHAUNNIVEERSIITY OF SCIIENCCE & TEECHNNOLOOGY毕业设计计(论文文)题目: 变变压器油油中腐蚀蚀性硫 抑制剂剂添剂研研究及添添加工艺艺设计 学生姓名名: 李李俊学 号: 2000966709902114班 级: 应应化09902班班专 业: 应用化化学指导教师师: 杨杨道武20133年 66 月变压器油油中腐蚀蚀性硫抑抑制剂添添剂研究究及添加加工艺设设计 学生姓姓名: 李俊 学学 号号: 2200996700902214 班班 级级: 应应化09902班班 所所 在院院(系): 化学与与生物工工程学院院 指导教教师: 杨杨道武完成日期期:
2、 220133年6月月变压器油油中腐蚀蚀性硫抑抑制剂添添剂研究究及添加加工艺设设计 摘要要变压器油油中腐蚀蚀性硫是是导致变变压器故故障的主主要原因因。研究究目的是是提出一一种测试试腐蚀性性硫的方方法,选选用一种种抑制剂剂来减小小硫的腐腐蚀,并并设计出出添加工工艺。为以后后变压器器腐蚀性性硫的研研究提供供支持。本论文对对变压器器油中腐腐蚀性硫硫进行研研究,以以不同含含硫量下下的变压压器油为为对象。通通过研究究界面张张力、微微水、介介损、电电导率和和酸值对对变压器器油中腐腐蚀性硫硫的影响响,同时时还对其其加入钝钝化剂BBTA进进行研究究,用ASSTMDD12775-BB方法检检测铜片片腐蚀情情况。
3、结结果表明明:随着着含硫量量的增加加酸值会会变大,电电导率会会增大,铜铜片的腐腐蚀会更更严重。在在含硫量量在5000mgg/kgg的油样样下,加加入钝化化剂(BBAT)的的最佳添添加量为为40mmg/kkg。本本论文设设计出钝钝化剂的的添加工工艺,并并且设计计出添加加工艺流流程图,达达到的效效果简洁洁方便。关键词:变压器器油;添加剂;添加工工艺;设计CORRROSIIVE SULLFURR INN TRRANSSFORRMERR OIIL IINHIIBITTOR TIMM DOOSE OF STUUDY ANDD ADDD PPROCCESSS DEESIGGNABSTTRACCT CCor
4、rrosiive sullfurr inn trranssforrmerr oiil iis tthe maiin ccausse ttrannsfoormeer ffailluree. OObjeectiive is to proovidde aa meethood oof ccorrrosiive sullfurr teest, usse aan iinhiibittor to redducee coorroosioon oof ssulffur,andd thhe aaddeed ddesiign proocesss.CCorrrosiive sullfurr trranssforrme
5、rr foor tthe futturee reeseaarchh too prroviide suppporrt.Thiss coorroosivve ssulffur in traansfformmer oill sttudiied undder diffferrentt suulfuur cconttentt off trranssforrmerr oiil aas oobjeectss.Byy sttudyyingg thhe iinteerfaaciaal ttenssionn,miicroo waaterr,diieleectrric losss, connducctivvityy
6、 annd aacidd coorroosivve ssulffur in traansfformmer oill immpacct,wwhille aalsoo adddinng tto iits passsivvatiing ageent BTAA coonduucteed tthe stuudy witth AASTMMD12275-B wwas useed tto ddeteect coppperr coorroosioon.TThe ressultts sshoww thhat: wiith thee inncreeasee off suulfuur aacidd vaaluee b
7、eecommes larrge,thee coonduuctiivitty wwilll inncreeasee,thhe ccorrrosiion of coppperr wiill be morre sseriiouss.5000mgg/kgg off thhe ssulffur conntennt iin tthe oill saamplle,aadd passsivvatiing ageent (BAAT) forr thhe bbestt doosagge oof 440mgg/kgg.Inn thhis theesiss, aa paassiivattingg aggentt ad
8、ddedd prroceessees, andd deesiggn aa prroceess floow ddiaggramm adddedd too acchieeve thee efffecct oof ssimpple andd coonveenieent.Key worrds: Trranssforrmerr oiil; Addditiive; Addd ccrafft; Dessignn目 录录1 绪绪论11.1 研究目目的及意意义11.1.1 研研究目的的11.1.2 研研究意义义11.2 变压器器油中腐腐蚀性硫硫的基本本情况概概述11.2.1 变变压器油油的主要要性能111.2.
9、2 变变压器油油中腐蚀蚀性硫的的危害221.2.3 变变压器油油中腐蚀蚀性硫国国内外研研究利用用现状331.3 变压器器油钝化化剂的国国内现状状41.4 本论文文研究与与设计内内容42 抑抑制剂添添加研究究62.1 实验药药品及仪仪器62.1.1 实验药药品62.1.2 实实验仪器器72.2 不同同油样参参数测定定72.2.1 样品配配制72.2.2 酸值72.2.3 介损与与电阻率率92.2.4 界面张张力1222.2.5 微水1332.3 样品品铜片腐腐蚀试验验152.3.1 铜片腐腐蚀的机机理1552.3.2 ASTTMD112755-B腐腐蚀性硫硫检测方方法1552.3.3 铜片片腐蚀
10、情情况1552.4 油样样加入钝钝化剂实实验1662.4.1 钝钝化剂的的钝化机机理1662.4.2 钝钝化剂的的相关性性质1662.4.3 加入钝钝化剂铜铜片腐蚀蚀情况1172.5 小结1773 添添加工艺艺设计1183.1 设计依依据1883.2 添加工工艺设计计流程图图183.3 添加步步骤与注注意事项项193.4 小结1994 结结论及展展望2004.1 不同含含硫量下下变压器器油性能能研究结结论2004.2 不同含含硫量下下铜片的的腐蚀研研究结论论204.3 加入钝钝化剂后后铜片的的腐蚀研研究结论论204.4 添加工工艺设计计结论2204.5 展望200参考文献献22致谢2441 绪
11、绪论1.1 研究目目的及意意义1.1.1研究究目的变压器是是电力系系统中关关键的设设备之一一。以变变压器油油为对象象,提出出一种测测试腐蚀蚀性硫的的方法,选用一种抑制剂来减小硫的腐蚀,并设计出添加工艺。本研究可以为以后变压器腐蚀性硫的研究提供支持。在新油中加入不同量的二汴基二硫进行腐蚀性硫的研究。通过检测铜片的腐蚀情况了解加入二苄基二硫对其的影响。并加入钝化剂研究其钝化效果。找出添加钝化剂的最佳量。1.1.2 研研究意义义对于变压压器油中中腐蚀性性硫的防防腐措施施是必不不可少的的,在新新投产的的变压器器应增加加变压器器油中腐腐蚀性硫硫的检测测,一定定不容许许在变压压器中运运用含有有腐蚀性性硫的
12、变变压器油油,对被被检测出出有腐蚀蚀硫的变变压器油油,要向向其添加加钝化剂剂阻止变变压器油油腐蚀,同同时做出出预防的的方法,对对变压器器的安全全稳定运运行起非非常重要要的作用用。通过过本论文文研究和和设计的的变压器器油中的的硫腐蚀蚀有一个个深刻的的认识,并并且提供供实验依依据。 实验室室里得到到的实验验结论可可慢慢地地用于生生产,为为实际生生产提供供依据,减减小实际际生产中中带来的的损失。1.2变变压器油油中腐蚀蚀性硫的的基本情情况概述述1.2.1变压压器油的的主要性性能(1) 酸值在化学中中,酸值值(或称称中和值值、酸价价、酸度度)表示示中和11g化学物物质所需需的氢氧氧化钾(KOH)的毫克
13、数。酸值是对化合物(例如脂肪酸)或混合物中游离羧酸基团数量的一个计量标准。典型的测量程序是,将一份份量已知的样品溶于有机溶剂,用浓度已知的氢氧化钾溶液滴定,并以酚酞溶液作为颜色指示剂。是指中和1g天然脂肪中的游离酸所是指中和1g天然脂肪中的游离酸所消耗氢氧化钾的毫克数。酸值的大小反应了脂肪中游离酸含量的多少。(2) 介损与与电阻率率绝缘材料料在电场场作用下下,由于于介质电电导和介介质极化化的滞后后效应,在在其内部部引起的的能量损损耗。也也叫介质质损失,简简称介损损。用来来表示各各种物质质电阻特特性的物物理量。某某种材料料制成的的长1m、横截面面积是1mm2的在常温温下(200时)导导线的电电阻
14、,叫叫做这种种材料的的电阻率率。电阻阻率的单单位是欧欧姆米(m),常常用单位位是欧姆姆毫米和和欧姆米。介介损是绝绝缘油一一项重要要的电气气性能指指标,能能直接反反应运行行变压器器油的老老化程度度,能说说明变压压器油中中的极性性杂质。影影响介损损的因素素有很多多,如水水分、温温度、极极性杂质质和氧化化产物等等。(3)界界面张力力界面张力力,是液液体表面面层由于于分子引引力不均均衡而产产生的沿沿表面作作用于任任一界线线上的张张力。通通常,由由于环境境不同,处处于界面面的分子子与处于于相本体体内的分分子所受受力是不不同的。在在水内部部的一个个水分子子受到周周围水分分子的作作用力的的合力为0,但在在表
15、面的的一个水水分子却却不如此此。因上上层空间间气相分子子对它的的吸引力力小于内内部液相相分子对对它的吸吸引力,所所以该分分子所受受合力不不等于零零,其合合力方向向垂直指向向液体内内部,结结果导致致液体表表面具有有自动缩缩小的趋趋势,这这种收缩缩力称为为界面张张力。在在变压器器油运行行过程中中,油品品老化后后会在油油中生成成各种醇醇以及有有机酸,也也会导致致界面张张力的下下降。在在国家标标准中,界界面张力力的数值值不能低低于199mN/m。(4)微微量水分分微水是指指油中含含有的水水分,由由于含量量一般很很少,称称为微水水,单位位为gg/g。变变压器油油中的水水分含量量虽然很很少,却却对油的的变
16、质有有着极其其重大的的破坏作作用。水水分不仅仅存在于于油中,同同时也会会被变压压器中的的绝缘纸纸吸收,降降低变压压器的使使用寿命命。微水水在变压压器系统统中可能能存在的的形式有有3种:溶溶解水、乳乳化水、游游离水。1.2.2变压压器油中中腐蚀性性硫的危危害近几年国国内、外外专家学学者变压压器油中中腐蚀性性硫进行行了很多多研究,从目前的调查结果来看,含有腐蚀性硫的变压器油涉及了国际上几大著名的变压器油厂商,如壳牌、尼纳斯等,因此凡是进口变压器和充油进口油的国产变压器均有可能油中具有腐蚀性硫,这些变压器在运行中,都有产生硫化铜的可能性, 20世世纪900年代以以来,深深圳供电电局将进进口芬兰兰AB
17、BB公司生生产的1110kkv变压压器共441台,型型号为KKTRTT1233500型,出出厂日期期分别是是19991,119933,19994,19995,119966年。投投运至今今共发生生8台次在在运行中中发生事事故,其其中4台为调调压线圈圈出现头头短路、线线圈倒塌塌,2台匝间间短路,1台饼间短路,1台为中性点套管爆炸。通过对这几台变压器事故后的调查和分析发现:线圈电磁线腐蚀严重,同时还发现绝缘纸和铜线上有金属化合物。检测员采用X荧光能谱和X衍射能谱仪分析金属化合物为硫化亚铜,由于硫化亚铜的导电性,该物质对导线绝缘纸渗透、污染,使导线绝缘度逐渐减弱,最终导致变压器烧坏。有一些变压器油在生
18、产出来的时候就带有少部分的硫化物,这些硫化物被作为天然的抑制剂。在正常情况下,硫化物能减缓变压器油的老化速度并阻止形成酸性物质和沉淀,但是在特别条件下,当变压器油温度较高时,变压器油中的硫化物会变换成含腐蚀性的活性硫。在这些活性硫与变压器中铜绕组腐蚀反应产物的硫化亚铜硫,附着绝缘纸之间的绝缘绕组产生的减弱,导致匝间短路,最后变压器烧坏。1.2.3变压压器油中中腐蚀性性硫国内内外研究究利用现现状当今世界界,变压压器油中中腐蚀性性硫抑制制剂添剂剂研究及及添加工工艺设计计是刻不不容缓的的。国内内外的学学者对变变压器油油中腐蚀蚀性硫的的反应机机理、反反应条件件都进行行了实验验。变压压器中腐腐蚀性硫硫的
19、来源源主要还还是来自自变压器器油。腐腐蚀性硫硫对变压压器线圈圈的腐蚀蚀,测定定变压器器油中腐腐蚀性硫硫的方法法,并且且还进行行了添加加钝化剂剂前后的的对比实实验。认认为腐蚀蚀性硫主主要来自自变压器器油,原原油中含含硫化合合物及其其反应活活性、硫硫化亚铜铜导致故故障的机机理11。国国外的一一些学者者提出了了一些减减轻含腐腐蚀性硫硫变压器器油腐蚀蚀性的可可能措施施。如除除去油中中腐蚀性性硫、换换油或混混油使用用、添加加金属减减活剂。介介绍一种种测定变变压器油油中的腐腐蚀性硫硫的实验验方法,优优化变压压器油的的铜粉腐腐蚀反应应条件及及高温燃燃烧红红外吸收收法22的检检测条件件、分析析方法的的回收率率
20、、精密密度、重重现性,对对定性方方法进行行了比较较。是金金属减活活剂抑制制变压器器硫腐蚀蚀应用研研究。金金属减活活剂主要要分为两两大类,三三氮唑类类衍生物物和噻二二唑衍生生物,在在变压器器油中主主要使用用三氮唑唑类衍生生物作为为金属减减活剂,金金属减活活剂的作作用机理理是在金金属表面面形成致致密的保保护膜,防防止油品品直接与与金属接接触,从从而起到到防止油油中的腐腐蚀性物物质腐蚀蚀金属及及钝化金金属对油油品氧化化的促进进作用从从而提高高油品的的抗氧化化性能3。导导致腐蚀蚀性硫的的原因以以及关于于它的一一些影响响因素,并并且还提提出了降降低腐蚀蚀性硫危危害措施施。首先先笔者对对腐蚀性性硫导致致变
21、压器器故障的的机理进进行分析析,分别别对温度度、电场场和氧气气浓度这这三个因因素进行行试验,研研究其对对腐蚀性性硫与铜铜反应的的影响。得得出了自自己的观观点,处处于高负负载运行行状态下下的变压压器更容容易发生生硫腐蚀蚀故障,且且该类故故障多发发生在热热带地区区。随着着氧气浓浓度的增增大,腐腐蚀程度度加剧。目前,我我国变压压器油腐腐蚀性硫硫检测方方法有石石化行业业标准SSH/TT03004-19999电气绝绝缘油腐腐蚀性硫硫试验法法和SHH/T008044-20007电气绝绝缘油腐腐蚀性硫硫试验(银银片试验验法)。国外外有国际际标准化化组织标标准ISSO56662-19997电气绝绝缘油腐腐蚀性
22、硫硫试验法法、美国国试 验验与材料料协会标标准ASSTMDD12775-0066电气绝绝缘油腐腐蚀性硫硫试验法法、德国国标准DDIN5513553-19885电气绝绝缘油腐腐蚀性硫硫试验 (银片片试验法法)和国际际电工委委员会标标准IEEC6225355-20008在用或或未用绝绝缘油潜潜在腐蚀蚀性硫检检测的试试验方法法。其中中,我国国石化行行业标准准SH/T03304-19999是等等效采用用国际标标准ISSO56662-19997而制制定的,SSH/TT08004-20007是修修改德国国标准DDIN551355-19885后制制定的。目目前,AASTMMD12275BB法和IIEC662
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