油浸变压器bmh-1a型排油注氮灭火系统控制回路分析

油浸变压器bmh-1a型排油注氮灭火系统控制回路分析

0排油注氮灭火系统油提取物压板是主要的压力设备。气压器是碳氢化合物和可支配的液体。在使用油提取物时，应采取消防和消防措施[l]。目前主变压器的消防方式主要有4种:气体灭火系统、水喷雾消防系统、排油注氮消防系统以及合成泡沫消防系统。目前,河北南部电网运行的125MVA及以上主变压器采用排油注氮消防系统的约占60%、水喷雾消防系统约占38%,少数室内变电站使用合成泡沫消防系统,尚无使用气体灭火系统的变压器。其中排油注氮消防系统绝大部分为某公司BMH-1A型产品。目前BMH-1A型排油注氮灭火系统,无论是自动还是手动控制方式下其控制回路均存在启动条件单一、接线不合理等问题,容易引起装置误动。本文根据实际生产运行情况以及检修经验,介绍了BMH-1A型排油注氮消防系统的工作原理,分析了该装置误动的因素,提出了控制回路和机械机构的改造方法,并针对变电站实际情况提出了针对性的工程改造方案。1氮气开启阀工作原理排油注氮消防系统主要包括消防柜、电器控制单元、气体继电器、火焰探测器、氮气瓶、减压阀、氮气开启阀、充氮管路、排油管路、快速排油阀、断流阀(又称关闭阀)等。排油注氮消防系统如图1所示。气体继电器探测到变压器内部的可燃气体后,根据可燃气体的浓度,决定是发信号,还是跳开变压器各侧的断路器。当变压器发生火灾时,火焰探测器启动,当气体继电器与火焰探测器都启动时,快速排油阀开启,迅速放掉变压器内部的油。断流阀在油枕向箱体补油的油流增大排放时关闭,其作用是隔离变压器油枕和箱体内的油,防止储油柜中的油浇到初燃的火上,加剧火势。氮气开启阀是决定氮气储存与释放的装置,是决定是否向变压器充氮的关键部件,正常情况下,氮气和油压力基本相等。氮气开启阀开启方式有2种:(1)开启阀开启条件满足,电路延时接通后引爆电雷管,开启阀快速打开,氮气进入变压器内。(2)开启阀开启条件满足,电路延时接通后接通注氮机构电磁铁启动,注氮机构重锤下落,氮气通过减压阀进入变压器内。BMH-1A型排油注氮消防系统氮气开启阀使用第1种开启方式。2油送氮灭火系统的控制原理和问题分析2.1火焰探测器的工作原理排油注氮灭火系统控制原理如图2所示。图中云线部分为需要改造的回路。当变压器发生火灾时,油箱内部压力急剧增加,引起气体继电器跳闸K1触点闭合;火焰探测器的感温元件熔断(熔断温度约145℃),K4触头接通,继电器K2线圈带电,不延时常开触点闭合,电磁机构启动。重锤把快速排油阀打开,开始排油。在K2整定延时20s后,延时常开触头接通,K3继电器线圈通电,常开触点闭合,开启阀把氮气瓶打开,氮气通过减压阀和注氮管路进入油箱底部,迫使油箱内部变压器油循环,油箱下部较低温度的油和顶层高温油混合以消除热油层,从而使表层油温降到燃点之下,油箱内部火焰自动熄灭。2.2火炬系统在使用辅助回路启动错误(1)自动方式时采用气体继电器(瓦斯保护)及火焰探测器的信号作为启动方式,有可能在变压器带电的情况下进行排油注氮,给电网稳定运行带来不良影响。(2)在手动控制方式下,按下启动按钮将直接启动装置。该启动回路简洁,但是启动条件单一,无其他闭锁条件,容易造成误动。(3)火焰探测器采用多只并联方式,任何1只探测器启动,同时气体继电器启动都会启动装置,当某1只探测器损坏时易引起装置误启动。(4)在控制屏的组屏方案上,每面变压器消防控制屏安装3~4台控制单元,存在人为误操作的可能。(5)重锤是依靠自身落下来启动排油阀的装置,平时挂在排油阀摆杆上,导致摆杆长期受力,可能引起排油阀微量渗油;同时电磁阀拉杆与排油阀摆杆为斜面接触,存在重锤脱落引起误排油的可能。3油挤出氮灭火系统的改进方案3.1改进的灭火装置及其工作原理针对装置存在的问题,对BMH-1A型排油注氮灭火系统控制回路进行改进,降低灭火装置误动的可能性,保证装置在主变正常运行时不误动,主变着火时不拒动。修改后的控制回路如图3所示,云线部分为改造后的回路。改进后的控制回路具有下列特点:(1)增加了主变三侧断路器位置作为启动条件,在火焰探测器信号、气体继电器信号、变压器三侧断路器在跳位三个条件同时具备后才能启动,确保气体继电器跳开主变三侧断路器后才启动灭火装置。(2)设置手动紧急解锁按钮SB2,保证变压器故障着火而K1继电器未启动时,能人工手动可靠启动灭火装置。(3)将火焰探测器分成2组,在变压器油箱顶部高、低压侧的火焰探测器均匀交叉分布为2组。每组由4个探测器并联组成,2组之间再串联,防止单个探测器故障误启动灭火装置。保证至少在2个以上探测器启动后灭火装置才可靠启动,同时避免任何探测器单一故障造成装置误动。改进后的探测器接线如图4所示。(4)考虑无人值班变电站应能远方启动灭火装置,在K1继电器的启动回路增加遥控启动方式。在自动方式下,当主变着火时,可远方遥控强制启动灭火装置。(5)在排油阀电磁启动回路串接火焰探测器、瓦斯和断路器位置重动继电器(K4、K1)的常开接点,避免由于K2继电器误启动或误碰,造成灭火装置误启动。在注氮回路串接火焰探测器重动继电器(K4)的常开接点,避免K2继电器误启动后启动注氮回路,造成氮气泄漏。(6)户外消防柜处具有机械应急启动功能,在控制回路失电时,可就地启动灭火装置。(7)对于排油阀和氮气开启阀控制回路中的中间继电器(K1、K2、K3、K4),应采用大功率中间继电器,启动电压应大于55%且小于70%额定直流电源电压,保证直流电源正常时可靠启动,同时避免直流系统接地引起继电器误启动,造成灭火装置误启动。(8)排油与注氮之间的延时时间由20s增大到30s,使人为判断和采取措施的时间更充分。3.2杆、排油阀不受力(1)将电磁阀拉杆与排油阀摆杆之间的斜面接触改为嵌入式接触。重锤直接挂在电磁阀上,其受力点完全在电磁阀拉杆上,既保证了正常运行时摆杆和排油阀不受力,又防止了重锤的误脱落,同时保持了灭火装置启动即电磁阀吸合时重锤能够迅速脱落的特性。(2)由于重锤和排油阀摆杆的连接点与电磁阀拉杆位于同一水平线时,随重锤下沉会自然形成对排油阀的扭动力矩。使重锤和排油阀摆杆的连接点与电磁阀拉杆位于同一垂直线上,摆杆与重锤通过销子连接,具有行程补偿功能,只有当其下落一段距离后才能带动摆杆受力,正常情况下重锤质量完全由电磁阀承担,摆杆不受力。4增加已开环者的电气屏依据上述改造方案,对现运行的排油注氮消防系统进行改造。改造方案如下:(1)采用主变保护三侧操作箱的TWJ串联,接入充氮灭火控制装置的启动回路。(2)对于采用计算机监控系统的变电站,从主变测控屏取1路备用遥控接点,接入充氮灭火控制装置的启动回路。(3)增加JZC3-40Z型中间继电器1只,现场卡轨安装;增加LAY39-22DF/R28型带灯闭锁按钮1只,现场开孔配线,增加标牌“紧急解锁按钮”。(4)控制屏后按单元加装有机玻璃防护罩。(5)对火焰探测器重新分为2组配线。