油浸电力变压器防火技术的发展与应用

油浸电力变压器防火技术的发展与应用

1灭火系统的其他完善油压机的内部储存有大量绝缘油，蒸汽站在135.150c下。这种火灾的风险高于丙酸盐。如果发生火灾，将给日常生产和生活带来重大的直接和间接损失。中国的土木工程标准详细规定了油压机行业的防火。除了建筑灭火器外,油浸电力变压器较常规的灭火设施是水喷雾灭火系统。但是,水喷雾灭火系统一次建设投资较大,由于设备多,管线多,因而平时维护费用较高,对于缺水地区、寒冷地区,水喷雾灭火系统的使用受一定限制。因此,《建筑设计防火规范》(GB50229-2006)第8.5.4条说明:“对于变压器火灾,目前还有一些有效的其他灭火系统可以采用,如自动喷水-泡沫联用系统,变压器排油注氮装置等。”变压器排油注氮装置在国际上已经广泛采用,法国瑟吉公司在20多个国家安装了此种装置5000多台。我国在引进消化国外产品的基础上,有多家企业研制了变压器排油注氮装置。目前,在国内这项技术已有16年的使用经验,相应行业标准已经制定,国家标准正在制定中。近年来,我国又自行研制了具有防爆、防火、灭火功能的排油注氮装置,经大量试验和检测,该产品已通过鉴定并在国内外使用。当业主需要或因其他特殊原因需要时,经过当地消防部门认可,可以采用这种装置。本文就变压器排油注氮装置的作用原理、装置结构及系统配件、结合实际工程对设计参数的选择及系统设计要点作简要介绍及探讨。2内部粘连产生的油温变压器排油注氮装置灭火原理主要是当变压器内可燃油着火时,一方面排出沸溢的油,另一方面将一定压力和流量的氮气注入变压器内,冷却燃烧中的油,同时氮气覆盖在油表面,油火在短期被扑灭。其工作原理见图1。变压器着火一般是由内部绝缘被破坏而引起的,其原因为操作过电压或雷电过电压,绝缘逐渐退化,油位下降,潮湿或油酸解及绝缘套管损坏所引起电弧导致油温和压力骤增,迫使顶部套管或变压器本体破裂,大量燃烧的油可能大面积涌出,继而令整个电站或变电站燃烧起熊熊的烈火。排油注氮装置在火灾初期由瓦斯继电器和变压器上靠近着火点的温度探测器同时动作,发出报警信号,自动脱扣装置打开快速排油阀以排出变压器顶部热油,同时断流阀关闭,隔离油枕,防止油枕内油外溢。3s后定时脱扣装置打开充氮阀,将一定压力和流量的氮气送到变压器内,连续充氮搅拌约10min。氮气将油箱内上下油层搅动混合,使燃烧中的油的温度冷却到燃点以下,同时氮气覆盖在油表面,使油表面缺氧,油火在非常短的时间内被扑灭。3油混合系统组成变压器排油注氮装置由温度探测器、断流阀、消防柜、电控箱等部分构成。温度探测器安装在变压器顶盖上面最可能引起火灾的地方,如在变压器盖上用于绕组、控制器、调节器等电接口处,其安装见图2。断流阀安装在瓦斯继电器和变压器油枕之间的水平连管上,接到火灾报警信号后,断流阀关闭,隔离油枕,安装见图3。消防柜为装置的主体部分,包含高压氮气瓶、充氮开阀装置、排油开阀装置及其附件,整个系统安装在一个柜子里,其基本结构布置如图4。另外,排油注氮装置还配有电控箱以及充氮管路等。4消防部门配合的排油注氮装置设计实例对于变压器排油注氮装置的设计与施工,国家标准尚在制定中。目前可以按照《油浸变压器排油注氮装置技术规程》(CECS187-2005)中的有关规定实施,对于其中未涉及的如断流阀动作流量、动作时间、充氮搅拌时间等技术参数,可按通过国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的检验及当地消防部门认可的生产厂家的参数。下面结合实例对该系统设计做简要介绍。某大型工程总降压站扩建设有40MVA室外变压器一台。根据规定,在初步设计中设置有水喷雾系统,但是由于该企业生产自动化水平较高,日常维护人员少,因此业主提出水喷雾系统日常巡检、维护工作较大,要求改用较简单的消防设施,经过与当地消防部门协商和经过其审批,决定使用排油注氮装置,该项目排油注氮装置主要设计参数见表1。设计平面布置图及系统原理图见图5、图6。排油注氮装置设置有自动、手动启动两种控制方式,自动启动控制在接到2个独立信号后启动。控制箱可显示主要部件工作状态的反馈信号,并具有自检功能。火灾探测器采用低熔点合金感温探测器。排油管、注氮管及其管道附件采用双面热镀锌无缝钢管,焊接处做防腐处理,施工及验收应符合国家现行有关标准。该项目经过2个月的准备、施工、管道吹扫、试压等环节,最终当地消防部门验收通过,取得各方满意的效果,施工完毕后的变压器及排油注氮装置见图7。5其它消防手段(1)变压器排油注氮装置目前已在全国各大电厂和变电站中广泛采用,其占地小、一次性投资小、日常维护费用小、灭火效率高、灭火时不损害变压器本体等特点在缺水、寒冷、风沙大的地区以及改扩建工程相比其它消防手段具有较大优势。(2)值得注意的排油注氮装置对于变压器初期火灾,灭火效率较高,但是一旦变压器油由于箱体烧裂而流出,在变压器外部燃烧时,该装置将不能对其发挥作用。因此,设计时应在站区设置室外消火栓及手提式灭火器等设施,防止火灾蔓延。(3)使用排油注氮装置应取得当地消防主管部门的同意,产品必须经国家检测通过