排油注氮式变压器灭火装置的应用研究

排油注氮式变压器灭火装置的应用研究

努尔加马丽·马木提玛依拉·艾来提

国网阿克苏供电公司新疆阿克苏843000

摘要：随着社会安全防范的不断加强，越来越多的人们对于防火的意识也是逐年增加，因此，对于防火的要求也是越来越高，大部分都要求在不污染社会的环境的前提下，进行合理的防火。本文首先对油浸式变压器火灾危险性进行了探讨，然后分析了变压器本体的保护和常用变压器火灾灭火技术，最后就排油注氮灭火装置进行了阐述，提出了其优缺点，本文在此提出了自己的建议。

关键词：油浸式变压器；火灾灭火装置；应用

在电力安全生产中，电力变压器作为主设备之一，随着经济的快速发展，用电负荷不断增大，变压器火灾隐患也随之增加。由于短路、过电压等引起的变压器内部分解出多种可燃气体，并使油箱内压迅速升高，当此压力超过油箱所能承受极限时，油箱薄弱处就会破裂，容易造成重大火灾事故。因此，变压器排油注氮灭火装置分析具有重要的意义。

1、油浸式变压器的火灾危险性

油浸式变压器主要由铁芯、线圈、油箱、散热器、绝缘套管、防爆管（安全气道）、油压表以及吸湿器等构件组成。其内部的绝缘衬垫和支架，大多使用纸板、棉纱、布、木料等可燃物；并有大量的起到绝缘、冷却、散热作用的绝缘油（40Mva容量的变压器充油量约为20吨，120Mva容量的变压器充油量约为40吨，800Mva容量的变压器充油量约为120吨）。一旦箱体内发生短路、过载等故障，此时如果继电保护装置未能准确及时地动作，箱体内的温度将极速上升，造成受热被气化的变压器油的体积也随之极速膨胀，当达到箱体所能承受压力的临界点时，被气化的变压器油将从箱体的最薄弱处喷出，变压器爆炸、燃烧。同时，燃烧的流淌油火又将进一步扩大火灾的危害，造成巨大的经济损失甚至人员伤亡事故。

2、变压器本体的保护和常用变压器火灾灭火技术

2.1变压器保护装置装设的原则

反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护容量为800千伏安及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护。当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，保护装置应瞬时动作于信号；产生大量瓦斯时，保护装置通常应动作于跳闸，断开变压器各电源侧的断路器。对于高压侧未装设断路器的线路――变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时，瓦斯保护可动作于信号。

纵联差动保护纵联差动保护装置通常装设在单独运行的容量为10000千伏安及以上的变压器上。或装设在并列运行的容量为6300千伏安及以上的变压器上，有选择地切除故障变压器。

过电流保护过电流保护一般用于降压变压器。对于升压变压器和过电流保护灵敏度不符合要求的降压变压器，一般采用复合电压起动的过电流保护。

零序电流保护在中性点直接接地电网中，如果变压器中性点可能接地运行。对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设零序电流保护，可作为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。

2.2变压器火灾的扑救措施及注意事项

1）断电灭火

断电技术措施：为防止火场上发生触电事故，因此在断电时首先要有单位电工技术人员的合作，其次应有专门的断电装备切断电源时应采取以下技术措施：变电所断开主开关；用跃落式熔断器切断电源；请求供电局对变压器所在的地域进行停电。

2）带电灭火

在灭火战斗中，常常遇到设备带电的情况，有的情况紧急，为了争取战机，必须在带电情况下进行扑救。

3）用灭火器带电灭火

常用灭火剂和最小安全距离：常用的灭火剂有CO2、1211、干粉等，这些灭火剂都不导电，有足够的绝缘能力。

4）启动灭火装置带电灭火

装设有固定或半固定灭火装置，对及时扑灭初期火灾，保护设备和防止火势蔓延扩大有重要作用。在变电所内的变压器，常用的是1211灭火装置，它的喷头安装在变压器的上部和下部贮油的四周，使灭火剂能有重点的喷射到燃烧区域内。

5）用水带电灭火

水能导电，用直流水枪的水柱扑救带电的设备火灾，对人体是有害的，带电灭火时，如果没法使通过人体的电流≯1mA，就可以保障扑救人员的安全。

3、排油注氮灭火装置分析

3.1排油注氮消防系统的构成

1）断流阀

断流阀是排油注氮灭火系统的重要部件，安装在储油柜与瓦斯继电器之间，用法兰连接。断流阀依靠流量突然变大时自动关闭切断油流的阀门，动作时，可输出电接点信号，事故处理完毕后，应手动复位。断流阔的作用是在变压器发生事故，箱体破裂，大量变压器油滋出，进行事故快速排油时，自动切断储油柜与箱体间流动的油，防止“火上浇油”。

2）温感火灾探测器

温感火灾探测器装有高强度易熔合金探头，安装在变压器顶部易着火部位或高压套管、有载调压器旁，着火时，探测器发出电接点信号。事故处理完毕后，须更换易熔合金温感探头。

3）消防拒

消防柜安装在变压器附近，是排油注氮灭火系统的执行部件。在接收到控制指令后，执行快速排油和注氮，可自动或由控制箱手动操作，亦可经过变电站的SCADA系统进行遥控操作。

4）控制拒

控制柜安装在变电站的主控制室内，相当于整个排油注氮消防系统的大脑。通过采集变压器本期重瓦斯、变压器各侧断路器跳闸、温感火灾探测器等信号，启动消防控制，输出工作状态信号指示及报警信号等。其中，变压器各侧断路器跳闸信号，应取自变压器各侧断路器机构箱内辅助触点的常闭接点，因为从断路器机构箱内辅助触点采到的断路器位置信号最为可靠，确保控制柜能正确判断变压器保护装置已经保护动作出口，并可靠跳开各侧断路器。

3.2排油注氮消防系统的特点

1）以防为主、防消结合

这是排油注氮消防系统最大的特点和优越性。当变压器内部发生故障，变压器油箱还未爆裂时，排油注氮灭火方式的变压器防爆、防火功能，可以将主变压器火灾扑灭在变压器油箱爆裂之前。而且变压器在排油注氮灭火之后，仍可修复，重新投人使用。在变压器火灾事故中，变压器内部故障引起火灾的占75%以上，因此排油注氮灭火系统足以显示其优越性。

2）灭火迅速、彻底

排油注氮消防系统在火灾发生时能自动将变压器油枕与本体的油隔开，由于灭火是从变压器箱体内部开始的，所以灭火速度快、损失小。且灭火后充氮仍然留在油箱内，能够保证油不会重燃，彻底扑灭火灾。

3）有利于环境保护

排油注氮消防系统采用氮气为防火灭火介质，不会污染环境；灭火不用水，更适合于水资源缺乏地区使用。

4）简单实用，经济性好

排油注氮消防系统安装简单，占地面积小，土建投资少，而且设备简单，维护方便，无论新变压器安装或旧变压器改造均容易实施。

3.3排油注氮消防系统运行注意事项

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。为了便于管道充油时管道内残留气体从排气旋塞排出，排油管和注氮管伸向消防柜的水平管道应有2%的上升坡度，以防止残留气体进入变压器油箱。

4、结束语

综上所述，随着人们的用电量不断增加，由变压器引发的火灾也日趋增多，排油注氮灭火系统在电力系统中投入运行是重要的，加强变压器固定式灭火装置管理，保证装置可靠动作，有效预防和扑灭火灾事故，保障人身和财产安全。我们应该不断的通过改进，进一步增强排油注氮灭火系统功能和安全性能，使其今后真正广泛应用。

参考文献

[1]中国建设标准化协会：《油浸变压器排油注氮装置技术规程CECS187：2011》

[2]王红刚.油浸式变压器的故障分析[J].韶关学院学报，2012（10）