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油浸式电力变压器排油注氮灭火系统的改进

分类:
行业动态
作者:
来源:
2018/09/13
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1.前言
  
  在电力安全生产中,电力变压器作为主设备之一,一直发挥着其“心脏”的功能。随着宁夏地区经济的持续发展,高耗能生产用电负荷不断增大,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电弧使油品电离并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,导致氧气进入与可燃气体混合,一旦遇明火或一定能量的电火花即刻爆炸起火,造成重大火灾事故。
  
  2. 变压器起火主要原因
  
  由于油浸式变压器内部存有大量的可燃变压器油,线圈、引线也使用纸、面纱等作绝缘材料,铁芯绝缘则主要由木块、纸板作支架和衬垫,这些都是可燃材料,再加上设备制造和运行过程中的一些因素,以及以下几种情况难以彻底避免,其变压器起火和爆炸的危险性无法根除。因此,除了提高变压器制造质量及运行水平,减少火灾隐患外,同时还有必要加强和改进对变压器的保护,以防止或减少变压器火灾带来的损失和危害。
  
  2.1线圈绝缘损坏造成短路,使线圈发热燃烧;
  
  2.2内部导电连接处接触不良产生高温,在松动或断开时,产生电弧造成爆炸起火;
  
  2.3高压套管损坏爆裂起火,套管发生漏水、渗油或长期积满油垢而闪络或套管绝缘层损坏、老化,绝缘击穿引起爆炸起火;
  
  2.4变压器油老化变质引起内络击穿而造成爆炸着火事故。
  
  3.现阶段宁夏地区使用的变压器灭火系统
  
  3.1 变压器排油注氮灭火系统,应用于220kV、330kV变压器。
  
  排油注氮灭火系统是九十年代由国外引进并在国内消化研制而成的一种专门针对油浸变压器和其它充油电气设备的灭火装置。系统主要包括火灾探测器、控流阀、消防柜(内设氮气瓶及相关附件)、电气控制柜、排油及充氮管路系统等。主要是通过采取立即切断油路,迅速排出热油,搅拌冷却油温,隔氧室熄灭火四种手段来达到消防灭火的目的。它具有准确、迅速、可靠等优点,宜于安装,土建工程小,不污染环境。适用于发电厂、变电站容量在5MVA以上的大型油浸电力变压器以及类似充电电力设备灭火消防。
  
  排油注氮灭火系统的灭火原理是:当变压器因内部故障发生火灾,系统同时接到火灾探测器和瓦斯继电器动作信号后,排油重锤动作,立即打开快速排油阀,降低变压器油箱油位,减轻油箱本体油压,防止变压器爆炸;同时自动关闭控流阀,切断油枕向本体供油。经数秒,氮气从变压器底部充入本体,并充分搅拌,使油温降至燃点以下而迅速灭火。全部充氮时间在十分钟以上,可使变压器油充分冷却,防止复燃。整个系统结构简单,运行维护方便。
  
  3.2 变压器“SP”合成型泡沫喷淋灭火系统,应用于750kV变压器。
  
  “SP”合成型泡沫喷淋灭火系统是近年来开发的一种新型灭火系统,其组成类似于高压细水雾(WATER MIST)灭火系统,主要由储液罐、氮瓶、电动阀、减压阀、安全阀、水雾喷头、压力表及管道等组成。该系统通过在水中添加一定比例的“ST”合成型阻燃灭火剂,在一定的压力下通过专用的水雾喷头,雾化后喷射到着火物体上进行灭火。“ST”合成型阻燃灭火剂是集灭A类火、B类火、C类火和阻燃等性能的多功能合成泡沫灭火剂,并具有良好的绝缘性能,稳定性好,具有生物降解性,对环境无污染。系统作用原理是结合水雾灭火和泡沫灭火的特点,借助水雾和泡沫的冷却、窒息、乳化和隔离等综合作用来达到迅速灭火的目的,对A、B、C类及带电火灾均有良好的灭火效果,且不易复燃。系统的启动方式是采用储存在钢瓶内的氮气作为动力源,直接驱动储液罐内的灭火剂混合液,经管道和水雾喷头喷出。
  
  排油注氮灭火系统和“SP”合成型泡沫喷淋灭火系统作为新型灭火装置,均已通过国家有关消防部门的检验和认证,并且在国内变压器消防上有了相当数量的应用。宁夏系统从90年代中期开始在部分变电所220kV-330kV的主变上采用排油注氮灭火系统,并积累了一定的应用经验。2007至2010年,在750KV银川东、贺兰山、黄河变电站的设计中,在仔细研究、消化吸收相关技术并改进了联动系统后,经技术经济比较,陆续采用了“SP”合成型泡沫喷淋灭火系统方案,并得到了消防部门的审查批准,现已在三座750kV变电站中运行。