变电站主变压器消防系统现状分析及解决措施

变电站主变压器消防系统现状分析及解决措施

廖嘉彬,贾晶,刘雅林

国网上海市电力公司超高压分公司 上海 200063

摘要：近些年，我国科技快速进步，促进电力事业蓬勃发展，变电站数量增多、功能丰富。变电站虽然能改善国民生活，但其主变压器消防系统运行时也容易产生声音异常、颜色异常、温度异常等问题，引发风险事故。对此，文章主要分析了常见的几类变电站主变压器消防系统，基于现存各类异常，针对性提出解决对策，促进变电站主变压器消防系统长期、稳定运行，保障电站安全发展。

关键词：变电站；主变压器消防系统；现状

一、变电站主变压器消防系统的常见类型

（一）排油注氮灭火系统

1.原理

主要由控制箱、注氮管路、断流阀、感温探测器等构成。灭火原理如下，主变压器产生火灾后，继电保护装置感应到一定气体后会产生相应的断路器跳闸动作，及时发布指令与预警，进行灭火。

2.技术

排油注氮灭火系统应保证注氮口数量充足且氮气瓶出口压力适宜，在主变压器发生火灾时，能将氮气输入到变压器油箱底部。同时还应及时开启氮气与排油阀，停止断流阀[1]。

3.优缺点

排油注氮灭火系统的优缺点如下：

系统优点是，可在短时间内灭火、使用时间长、安装便利，并且还能防控变压器爆炸等风险，不需要进行土建工程施工，不会受外界因素较大影响。系统缺点是，系统运行需要一定前提条件，即主变压器跳闸。同时，若变压器有载分接头调压开关爆炸而引起火灾，不能及时灭火，效果较差。

（二）固定式水喷雾灭火系统

1.原理

固定式水喷雾灭火系统能在高压下，经由雾化喷头将水变成雾状水粒，其直径大约在0.1到0.7毫米之间。通常情况上，此系统将水喷到主变压器上，既能有效隔绝燃烧物，避免空气助燃。也具有吸热冷却等功能，能实现灭火目标。同时，水雾吸收到足够的热量后，少量水滴会变成水蒸气，而水蒸气又能吸收一部分热量，直接提高了降温效果

2.技术

一般情况下，变电站主变压器附近需要设置较多水雾喷头，保证喷射水颗粒时能全面覆盖，帮助主变油枕、主变油坑等迅速降温，实现降水目的。同时固定式水喷雾灭火系统能满足《水喷雾灭火系统设计规范》中的相应要求与标准，无论是喷射时间、强度、压力还是距离等非常适宜。

3.优缺点

固定式水喷雾灭火系统的优缺点如下：

系统优点是，在火灾发生的初期，灭火效果非常好。其灭火介质主要为水，材料价格低廉、取材简单。系统缺点是，设计难度高、前期投入多、建设时间长且需要非常庞大的水量。后期，还需要耗费大量资金进行维修养护。

（三）合成型泡沫灭火系统

1.原理

合成型泡沫灭火系统主要包含着泡沫比例混合器、雨淋阀组等。灭火原理如下，当探测装置发现变电站主变压器产生火灾后，会做出相应动作并及时预警。火灾报警器控制器分析相应信号后，判定是否发生火灾，随后消防联动控制器传输信号，让系统开启电磁阀，泡沫罐喷头喷射出泡沫液，及时灭火[2]。

2.技术

布设合成型泡沫灭火系统时，应让其泡沫喷头能覆盖到的油箱顶部，并且在变压器各个进出线座孔口处，设置独立的喷头保护。同时，无论是喷头数量还是泡沫喷雾量都应该非常充足，能满足喷射时长、强度与面积等多方面要求。

3.优缺点
合成型泡沫灭火系统的优缺点如下：

系统优点是，灭火剂性能较为平稳且具有较强的绝缘性。安装、运维较为便利，投入少且不用水源。系统缺点是，灭火剂价格高、未配备备用设备，在技术研发与系统应用方面仍需进步。

二、变电站主变压器消防系统的常见故障及成因

（一）声音异常

    主变压器若产生一定问题，会出现声音异常现象。根据此异常，能找到故障点、原因等。例如，若电网电压或负荷增大，电压单相接地过程中，主变压器会产生非常锐利的声音。若主变压器夹件不稳，电压、电流会产生一定变化，从而因硅钢片振动而产生声音[3]。

（二）油位异常

    主变压器消防系统故障的重要原因之一，即油位异常，其直接影响着消防系统运行。一般情况下，系统运行过程中非常容易产生油位异常、渗漏等问题，相关工作人员未能重视此问题并给予解决，进而堵塞油管与防爆管道，产生非常严重的漏油现象，降低了油面。

（三）颜色、气味异常

若垫圈坏损或大量吸潮，水分直接进入到油室中，会让吸湿剂颜色产生变化，即颜色异常。若线卡温度明显提升或套管褛线端部引线松动，导致防爆管等爆裂，损坏主变压器内部结构，进而降低其绝缘强度等，会出现臭氧味，即味道异常。

（四）温度异常

温度，是影响主变压器运行的重要因素之一。如果变压器温度非常高，容易引发事故。例如，层间短路提高引线接头温度或冷却器异常导致温度变化等，都会产生温度异常现象。

三、变电站主变压器消防系统故障的解决措施

（一）火灾与漏油的处理对策

    主变压器消防系统产生漏油现象时，油位会持续降低，在此时期，不能将重瓦斯保护变更成只作用于信号。因油位持续降低，引线绝缘会产生一定坏损。某时刻，主变压器内部会发出一定声音，宛如放电并出现空气层，此种现象严重威胁了主变压器消防系统运行，应采取有效对策进行解决，以免危害扩大。若变压器着火，应拉开相应开关并关闭冷却系统，若其上方着火，应开启事故放油阀，将其油位调整到着火点以下，释放二氧化碳或应用干粉灭火器等，控制油流方向。在此过程中应注意，不能用水灭火

[4]。

（二）油温过高的处理对策

    当主变压器油温超过一定数值时，应开展检查工作，主要检查油温与负荷，在相同冷却与负荷条件下，比较主变压器；检查散热器是否开启；检查冷却装置运行情况；检查温度计的运行情况等。若以上检查结果均合格，但是相较于日常温度，油温略高10℃左右且持续提升，即变压器内部故障，如铁芯温度提升等。产生此故障的原因是，涡流或铁芯和穿芯螺丝接触不当。铁芯温度提升后，油色渐渐暗沉且温度提升，长此以往，触及发火点温度时，会影响主变压器消防系统的稳定性与安全性。应马上关闭主变压器并上报，采取检修措施[5]。

（三）保护动作的处理对策

    主变压器消防系统产生瓦斯保护动作后，应依据事故特性等针对性采用动作，其主要分为动作于信号且不会跳闸、二者同时发生。产生轻瓦斯保护动作的原因是，加油、启动过程中让油循环，然后让空气进入其中，或是漏油过程中油位持续降低等。产生重瓦斯保护动作的原因是，内部故障后油面迅速降低。对此，应采取应急处理措施，让系统稳定运行[6]。

结束语：

    在变电站中，变压器始终处于核心地位上，其运行情况直接影响着变电站运行状态及经济效益等，也影响着我国电力系统发展。变压器运行时非常容易产生各类故障，引发火灾等灾害，造成巨大损失。对此，应掌握常见的消防系统类型并根据现存故障，采取相应的处理对策，强化消防系统性能，规控运行风险，推动我国电力事业长期、持续发展。

参考文献：

[1] 钟明才,田小壮,常雪婷,等. 变电站主变压器消防系统现状分析及解决措施[J]. 电力系统装备,2020(10):22-23.

[2] 代彬. 变电站主变压器消防系统现状分析及应对方法[J]. 百科论坛电子杂志,2020(23):3726.

[3] 蒋从伟,曹飞,冯飞波,等. 110kV变电站消防策略研究[J]. 河北电力技术,2020,39(3):26-28,49.

[4] 王楠. 对变电站消防安全设计的分析[J]. 现代企业文化,2020(4):153-154.

[5] 缪秀玲. 南方地区变电站主变压器消防系统比选[J]. 建筑工程技术与设计,2021(35):1798-1799.

[6] 柯飞达,田小壮,钟明才,等. 浅析变电站变压器消防系统的故障处理方法[J]. 今日消防,2020,5(6):93-94.