變壓器排油注氮滅火裝置

2023/10/12

　　一、概述

　　油浸電力變壓器總是存在著發(fā)生火災的危險。無論是電力變壓器鐵芯產(chǎn)生的持續(xù)高溫，還是由于短路、過電壓等的內(nèi)部電弧產(chǎn)生的高能放電引起的突發(fā)性短暫高溫，只要能使變壓器油的溫度大于400℃，就會分解出各種可燃氣體，致使變壓器內(nèi)部壓力增大。變壓器內(nèi)部超壓造成其自身薄弱部位(如變壓器瓷套管、器身焊縫、防爆口等處)破成裂口，使變壓器油及產(chǎn)生的可燃氣體一起從裂口中噴出，噴出的變壓器油及可燃氣體的混合物在與空氣接觸摩擦后，就產(chǎn)生火焰起火甚至爆炸，造成重大損失。

　　國家有關(guān)標準規(guī)定指出大型變壓器必須配置滅火裝置。數(shù)量眾多的油浸變壓器應用在工業(yè)、民用建筑群中。雖許多容量較小，卻處于經(jīng)濟發(fā)展的中心位置和政治、軍事、交通有關(guān)的地域，應配置滅火裝置加以重點保護。在無人值守的變電站，對消防系統(tǒng)的要求也越來越高。

　　針對變壓器故障的特點我公司研制了NS-BPZM型變壓器排油注氮滅火裝置，采用特制電磁閥機構(gòu)，已通過國家鑒定的新型裝置，經(jīng)過多年的實踐應用，得到用戶的好評。

　　二、引用標準

　　NS-BPZM型變壓器排油注氮滅火裝置引用標準如下：

　　GB/T 2422    電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗

　　GB/T 2423.1  電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程  試驗A：低溫試驗方法

　　GB/T 2423.2  電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程  試驗B：高溫試驗方法

　　GB/T 2423.4  電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程  試驗Db：交變濕熱試驗方法

　　GB/T 4208   外殼防護等級（IP代碼）

　　GB/T 7251.1 低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備  第一部分：型式試驗和部分型式試驗成套設(shè)備

　　GB/T 7261    繼電器及繼電保護裝置的基本試驗方法

　　GB/T 11287   電氣繼電器  第21部分：量度繼電器和保護裝置的振動、沖擊、碰撞和地震試驗  第1篇：振動試驗（正弦）

　　GB/T 14537    量度繼電器和保護裝置的沖擊與碰撞試驗

　　GB/T 14598.9   電磁兼容、試驗和測量技術(shù)  射頻電磁場輻射抗擾度試驗

　　GB/T 14598.10  電磁兼容、試驗和測量技術(shù)  電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

　　GB/T 14598.13  電磁兼容、試驗和測量技術(shù)  1MHz（1kHz）脈沖群抗擾度試驗

　　GB/T 14598.14  電磁兼容、試驗和測量技術(shù)  靜電放電抗擾度試驗

　　GB/T 17626.8   電磁兼容、試驗和測量技術(shù)  工頻磁場抗擾度試驗

　　GB/T 17626.11  電磁兼容、試驗和測量技術(shù)  電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗

　　JB3336         電站設(shè)備自動化裝置通用技術(shù)條件

　　GB/T 1226      一般壓力表

　　GB 5099        鋼制無縫氣瓶

　　GB/T 8979      純氮

　　GA 61-2002     固定滅火系統(tǒng)驅(qū)動、控制裝置通用技術(shù)條件

　　GA 835-2009    油浸變壓器排油注氮滅火裝置

　　CECS187:2005  油浸變壓器排油注氮技術(shù)規(guī)程

　　三、產(chǎn)品特點

　　1、以防為主，防消結(jié)合?？梢杂行Х乐褂徒儔浩鞅阉a(chǎn)生的火災，避免重大損失，利于變壓器安全運行；

　　2、不用水或泡沫等滅火介質(zhì)，免除了消防排水設(shè)計和相關(guān)設(shè)施；

　　3、屬環(huán)保產(chǎn)品，該設(shè)施不對環(huán)境和變壓器本身造成任何污染；

　　4、造價低，運行管理簡單、維護方便；

　　5、本裝置采用直流電源供電，工作穩(wěn)定；信號與邏輯關(guān)系成立后，才啟動電磁機構(gòu)立即滅火，排除誤動的可能，滅火時間短；

　　6、限制內(nèi)部故障引起火災的損壞范圍，減少變壓器火災造成的損失；

　　7、結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝；

　　8、不受水源等地理環(huán)境限制，不會凍冰，阻塞；有效解決了我國華北、西北、東北等三北地區(qū)，因水資源缺乏而形成的“以水定所”的被動局面。

　　四、啟動條件

　　1、防火滅火

　　當控制中心接收到以下信號：

　　?  溫度探測器信號；

　　?  重瓦斯繼電器信號；

　　?  斷路器跳閘信號(可選)。

　　控制中心確認變壓器存在重大火災危險，發(fā)出聲光報警。如系統(tǒng)處于自動狀態(tài)，將啟動消防柜，排油泄壓，注氮滅火。

　　2、防爆泄壓

　　當控制中心接收到以下信號：

　　?  超壓探測系統(tǒng)動作信號；

　　?  重瓦斯繼電器信號；

　　?  斷路器跳閘信號(可選)。

　　控制中心確認變壓器存在重大爆炸及火災危險，發(fā)出聲光報警。如系統(tǒng)處于自動狀態(tài)，將啟動消防柜，排油泄壓，注氮滅火。

　　五、產(chǎn)品簡介

　　結(jié)構(gòu)與工作原理

　　NS-BPZM型變壓器排油注氮滅火裝置（以下簡稱裝置），即為防止火災危險的產(chǎn)生而開發(fā)的成套滅火裝置。此裝置不適用于變壓器油箱外部和分接開關(guān)箱內(nèi)部火源的滅火。

　　裝置由消防柜、控制屏、排油注氮管道、探測器、關(guān)閉(控/斷流閥)閥等組成。

　　裝置工作原理見圖

　　當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油箱內(nèi)部壓力急劇增加，引起氣體繼電器跳閘動作，若變壓器的溫度繼續(xù)升高，探測器達到動作溫度，其感溫元件熔斷，觸頭接通，電磁機構(gòu)動作，把快速排油閥打開，開始排出高溫油層。延時0～20秒后，開啟閥把氮氣瓶打開，氮氣通過減壓閥、開啟閥、注氮管路進入油箱底部，迫使油箱內(nèi)部變壓器油循環(huán)，使油箱下部較低溫度的油和頂層高溫油混合，消除熱油層，并使表層油溫度降到閃點之下，油箱內(nèi)部火焰自動熄滅。

　　關(guān)閉閥的作用是在排油時自動關(guān)閉，防止儲油柜中的油澆到初燃的火上，加劇火勢。

　　六、裝置設(shè)計與安裝

　　6.1控制屏設(shè)計與現(xiàn)場安裝

　　1．作用

　　控制屏由電氣控制單元組成，采集信號、輸出排油注氮電磁機構(gòu)動作信號并將報警信息傳遞給用戶，控制屏采用指示燈指示滅火裝置工作狀態(tài)，通過手動、自動兩種滅火方式對消防柜進行遠方控制。每面控制屏可根據(jù)用戶需要安裝1～4組彼此獨立互不聯(lián)系的控制單元，每組控制單元控制一臺消防柜。

　　2．外形尺寸和顏色

　　標準控制屏尺寸為：2260(高)×800(寬)×600(深)或2360(高)×800(寬)×600(深)，單位mm，高度包含眉頭60mm。顏色根據(jù)用戶需求而定。

　　3．工作電源

　　直流220V，額定電流0.5A，電磁機構(gòu)啟動瞬間電流5A。

　　4．安裝

　　控制屏應安裝在主控室內(nèi)便于觀察和操作的位置。

　　6.2消防柜(滅火箱)設(shè)計與現(xiàn)場安裝

　　1．作用

　　消防柜由排油注氮電磁閥機構(gòu)、氮氣瓶及溫濕度監(jiān)控單元組成，控制排油注氮電磁機構(gòu)動作，排出變壓器高溫油體，注入氮氣，撲滅火源。

　　2．工作電源

　　交流220V  500W(溫濕度監(jiān)控單元工作電源)。

　　3．安裝

　　消防柜示意圖如下：

排油連接管安裝示意圖

注氮連接管安裝示意圖

　　消防柜位置應盡量靠近變壓器，采用地腳螺栓固定，其與變壓器之間的排油管道水平長度在3～8m之間，固定滅火箱的基礎(chǔ)必須水平，以防滅火箱的變形，造成快速排油、注氮機構(gòu)工作遲滯。

　　消防柜下部的事故排油通道應直接輸入到事故油池或采用管道連接到事故油池。為防止消防柜中的事故排油通道變形，因此連接到事故油池的管道直徑需采用150mm，消防柜中的事故排油通道外徑為104mm。

　　6.3關(guān)閉閥(控/斷流閥)設(shè)計與現(xiàn)場安裝

　　1．作用

　　關(guān)閉閥采用流速控制關(guān)斷。正常情況下處在開啟狀態(tài)，當火災發(fā)生時，關(guān)閉閥迅速切斷儲油柜(油枕)與變壓器內(nèi)部油體之間的聯(lián)系，防止儲油柜中油體澆到初燃的火上，加劇火勢。

　　2．相關(guān)參數(shù)

　　通經(jīng)：DN80mm，與重瓦斯繼電器通經(jīng)保持一致；

　　動作流量：50～100L/Min；

　　動作時間：≤1s；

　　接點容量：220V DC 5A；

　　復位方式：手動。

　　3．安裝

　　關(guān)閉閥安裝在儲油柜和變壓器油箱之間的管路上，箭頭指示方向是由儲油柜指向變壓器油箱。

控流閥示意圖及安裝圖

　　6.4.感溫探測器設(shè)計與現(xiàn)場安裝

　　1．作用

　　探測變壓器油箱體溫度。當火災發(fā)生時，感溫探測器將高溫信號傳遞給控制屏。

　　2．相關(guān)參數(shù)

　　數(shù)量：6只（標配）；

　　連接方式：并聯(lián)連接，或邏輯關(guān)系；

　　起跳溫度：130±10℃；

　　接點容量：220V DC 5A；

　　3．安裝

　　采用螺栓固定在變壓器頂部的支架上，探測器頭部要相對水平面向下傾斜2%，且探測應均勻分布在變壓器頂部。探測器支架如下圖。

　　6.5排油注氮管道設(shè)計與現(xiàn)場安裝

　　1.排油管道

　　位置

　　排油孔應設(shè)置在變壓器的頂端，距變壓器油箱頂部200mm處。

　　管道

　　在變壓器的排油孔處焊接一個接頭并安裝一個排油連接閥(可用碟閥)，由變壓器廠家完成，連接閥與排油管道法蘭配合(法蘭尺寸見下圖)，連接閥到消防柜的連接管道建議由變壓器廠根據(jù)具體滅火箱位置完成，由本公司指導安裝。

　　2.注氮管道

　　管徑

　　全部采用DN25mm的管道。

　　管道

　　在變壓器的注氮孔處焊接一個接頭并安裝一個注氮連接閥(可用碟閥)，由變壓器廠家完成，連接閥與注氮管道法蘭配合(法蘭尺寸見下圖)，連接閥到消防柜的連接管道建議由變壓器廠根據(jù)具體滅火箱位置完成，由本公司指導安裝。