Die Anwendungsszenarien von Transformatoröl decken verschiedene Bereiche ab, wie z. B. Energie, Industrie und neue Energien. Die Betriebsbedingungen von Geräten in verschiedenen Branchen variieren stark. Um einen effizienten und stabilen Betrieb der Geräte zu gewährleisten, muss der geeignete Öltyp entsprechend den spezifischen Anforderungen ausgewählt werden.

1. Energiewirtschaft: Ölproduktauswahl für Hochspannungs- und Höchstspannungsszenarien

Für Ultrahochspannungsübertragungsprojekte, wie beispielsweise Projekte zur Ultrahochspannungs-Gleichstromübertragung mit ± 800 kV, ist aufgrund der hohen Belastung und des Temperaturanstiegs während des Transformatorbetriebs die Auswahl eines Transformatoröls aus synthetischem Ester oder hochraffiniertem Mineralöl (wie Typ II) mit ausgezeichneter Oxidationsstabilität erforderlich. Die Testdaten des State Grid Gansu Electric Power Research Institute zeigen beispielsweise, dass das für Ultrahochspannungs-Konvertertransformatoren verwendete Öl die Anforderungen eines Säurewerts ≤ 0,2 mg KOH/g nach der Oxidation, eines Ölschlammgehalts ≤ 0,1 % und eines dielektrischen Verlustfaktors (90 °C) ≤ 0,005 erfüllen muss, um eine stabile Ölleistung während des Langzeitbetriebs zu gewährleisten.

Städtisches Verteilnetz: Städtische Umspannwerke befinden sich meist in dicht besiedelten Gebieten mit hohen Anforderungen an den Brandschutz. Daher wird feuerbeständiges Transformatoröl mit einem Flammpunkt ≥ 160 °C, wie z. B. natürliches Ester-Transformatoröl (mit einer biologischen Abbaurate ≥ 95 %), bevorzugt. Am Beispiel eines Umspannwerks in Shenzhen wurde durch den Einsatz von natürlichem Ester-Transformatoröl die Brandschutzklasse der Anlage auf UL 94 V-0 angehoben. Selbst bei einem Leck werden Boden und Wasser nicht verschmutzt, was den Anforderungen des städtischen Umweltschutzes entspricht.

2. Neue Energiewirtschaft: Besondere Anforderungen für Wind- und Photovoltaik-Szenarien

Offshore-Windkraftprojekte: Die Offshore-Umgebung ist von hoher Luftfeuchtigkeit und Salznebel geprägt, daher muss Transformatoröl eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Kältefließfähigkeit aufweisen. Es wird empfohlen, synthetisches Ester-Transformatoröl (wie das von Guangdong Power Grid entwickelte 110-kV-Synthetik-Esteröl) zu wählen, das einen Flammpunkt von über 300 °C, eine Salznebelkorrosionsbeständigkeit von bis zu Stufe 9 gemäß GB/T 10125-2021 und einen Pourpoint von ≤ -40 °C aufweist und sich an die Kältetemperaturen im Winter auf See anpassen kann. Laut Daten der China Renewable Energy Society hat der Einsatz von synthetischem Esteröl in Offshore-Windkrafttransformatoren den Wartungszyklus der Anlagen von einem auf drei Jahre verlängert und die Betriebs- und Wartungskosten um 25 % gesenkt.

Photovoltaik-Kraftwerk: Bei den in Photovoltaik-Wechselrichtern verwendeten Transformatoren handelt es sich meist um kleine Trockentransformatoren. Die Aufwärtstransformatoren in zentralen Photovoltaik-Kraftwerken benötigen jedoch weiterhin Isolieröl. Dieser Transformatortyp arbeitet mit großen Lastschwankungen (Volllast tagsüber, Schwachlast nachts) und erfordert die Auswahl eines Mineralöls mit guter Oxidationsstabilität (z. B. Typ I). Gleichzeitig muss der spezifische Durchgangswiderstand des Öls (20 °C) ≥ 1 × 10¹⁴Ω·cm sein, um sicherzustellen, dass die Isolierleistung bei häufigen Lastwechseln nicht nachlässt. Am Beispiel eines 1-GW-Photovoltaik-Kraftwerks in Xinjiang sank die Ausfallrate der Transformatoren nach Verwendung von Mineralöl gemäß IEC 60296-Standard von 0,8 % auf 0,2 %.

3. Industriesektor: Anpassungslösungen für die Schwerindustrie und spezielle Umgebungen

Metallurgie: Transformatoren in Stahl- und Nichteisenmetallhütten sind während des Betriebs hohen Temperaturen ausgesetzt (Werkstemperaturen können über 40 °C erreichen). Daher ist die Wahl eines Transformatoröls mit guter Temperaturbeständigkeit, wie z. B. hydriertes raffiniertes Mineralöl (Schwefelgehalt ≤ 0,1 %), erforderlich. Dieses Öl kann bei 60 °C eine kinematische Viskosität (40 °C) von ≤ 12 mm²/s aufrechterhalten und gewährleistet so eine effiziente Wärmeableitung. Im Stahlwerk von Baosteel beispielsweise verringerte sich durch den Einsatz von hydriertem raffiniertem Mineralöl der Temperaturanstieg der Transformatoren um 5 °C, und die Lebensdauer der Anlagen verlängerte sich um 10 Jahre.

Bergbau: Bergbautransformatoren befinden sich meist in der freien Natur, in der Umgebung mit hoher Staubbelastung und großen Temperaturunterschieden. Daher ist es notwendig, Transformatoröl mit hoher Schmutzresistenz und guter Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen zu wählen. Empfohlen wird Mineralöl Typ II (Fließpunkt ≤ -30 °C) in Kombination mit einem effizienten Ölfiltersystem (Filtergenauigkeit ≤ 1 μm), das Staubpartikel effektiv aus dem Öl entfernen kann. Am Beispiel einer Goldmine in Australien konnte durch die Einführung dieses Systems der Wartungszyklus von Transformatoren von sechs auf 18 Monate verlängert und die Kosten für die Ölfilterung um 40 % gesenkt werden.