1、电力变压器排油注氮消防系统的应摘要:本文介绍了电力变压器排油注氮消防系统的工作原理、结构组成、特点、以及需要注意的事项等,体现了电力变压器排油注氮消防系统在电力变压器消防系统中良好的应用前景。 关键词变压器 排油注氮消防系统 原理注意事项 中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号： 一、引言 据统计广西电网公司南宁供电局运行 40 台 220kV 及以上主变压器的消防系统主要有 3 种:水喷雾喷淋消防系统、排油注氮消防系统、合成泡沫喷雾消防系统。其中水喷雾消防系统占 5%，排油注氮消防系统占 50%，合成泡沫喷雾消防系统占 45%。排油注氮消防系统中 90%为深圳华电电力消防技术有限公司
2、生产。排油注氮装置是一种“预防为主、防消结合”的消防设施, 它在火灾发生造成严重损失之前就可发生作用, 所以在电力变压器消防系统中得到广泛的使用。 排油注氮消防系统工作原理 电力变压器是发电厂和变电站中最昂贵而最重要的设备，当前电力行业中绝大部分使用油浸变压器，而变压器本体含有大量的易燃物质，稍不注意极易发生变压器爆炸、着火、央及周围的设备，危及安全，造成停电和重大的经济损失。因此，需要特别注意对变压器的保护。通常，对变压器的保护主要着重电气参数上，而对变压器故障、变压器绝缘被破坏而产生压力突然猛增导致变压器爆炸未予以防止和保护。 当变压器内部发生故障，油箱内部产生大量可燃气体，引起气体继电器
3、动作闭合触点，使断路器跳闸，此时若变压器油箱压力继续增大，超过压力释放阀和压力控制器设定值则启动防爆防火程序，打开排油阀，排油卸压，防止变压器爆炸起火。 同时，变压器储油柜下的断流阀动作，自动切断储油柜到变压器箱体的补油油路，杜绝高位储油柜的“火上浇油” 。排油 1-3 秒钟后，氮气从变压器箱体底部注氮口注入，搅拌变压器油，强制冷却故障点及油温，并形成氮气保护层隔绝氧气的进入。当油温降到闪点（135150）和燃点（165190）以下时，便达到防火灭火的目的，即无火防火，有火灭火。随后可连续注氮 30 分钟。大量的氮气充分冷却变压器，彻底灭火，防止复燃（动作原理见图一） 。 图一 排油注氮消防系
4、统的构成（见图二） 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
5、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。控制柜设有手动控制方式及自动控制方式。 (1)自动控制:指充氮灭火系统的火灾探
6、测，报警部分与排油、充氮控制等部件自动控制操作。当自动消防装置接收到火灾探测器报警信号时，同时检测主变三侧开关已跳闸信号，则启动排油、充氮进行自动灭火的控制方式。 (2)手动控制:指人为远距离操纵灭火设备等系统组件的控制方式。 图二 四、排油注氮消防系统的特点 目前，我国变压器消防应用中较多的有水喷雾灭火系统和合成泡沫灭火系统，这两种灭火系统的共同特点是技术成熟，灭火效果显著，应用广泛。排油注氮消防与上述两种消防系统相比，具有以下几个方面的特点和优越性。 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
7、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，
8、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。体现出技术上先进、经济上合理的优越性。 五、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。 排油注氮消防系统一旦误启动会造成严重事故, 所以需采用各种措施避免人为误操作, 防止装置误动作。变压器排油注氮灭火
9、系统除消防控制柜外, 其他装置和部件都是室外露天布置的, 年久失修、腐蚀老化、机械电气故障、雷电影响、人为误操作都有可能造成设备和系统的误动作或不动作, 因此对排油注氮灭火设备及部件应有可靠的安全设计和保护。如排油和注氮的电磁机构采用封闭式, 为防止雷电及电气故障等误动作, 就应采用双路电磁铁和双回路控制等。 必须设计时序机械联动装置。排油注氮这种灭火方式对排油和注氮的时序要求非常严格, 必须是排油在先注氮在后。变压器油箱的安全压力一般小于 0.1MPa, 减压后的氮气压力一般为 0.50.8MPa, 远大于变压器油箱耐压值。万一在排油前注入氮气, 会直接造成变压器机体爆裂, 造成重大事故。机械联动注氮阀可以杜绝这种可能, 通过机械互锁, 在排油阀开启后才联动打开注氮管路, 保障时序的正确性, 同时防止各种误动作导致的注氮操作。排油注氮装置可在主控室或变压器事故现场强制启动, 作紧急事故处理。消防控制器中手动紧急启动按钮采用双钮破玻璃保险手动系统, 保证在 2 个按钮同时按下时排油注氮才能启动, 杜绝误动作。 结束语 随着人们对排油注氮系统的深入解, 其技术成熟度和安全可靠性不断提高, 以及设计施工国家规范的出台, 排油注氮系统必将成为 220kV 以上变电站的首选消防系统。
