主變壓器排油注氮滅火裝置改造方案及典型問題分析

張 亮

（1.廣東水電二局股份有限公司，廣州 511300；2.新疆粵水電能源有限公司，烏魯木齊 830000）

主變壓器排油注氮滅火裝置是針對變壓器火災(zāi)特點(diǎn)研制的一種專用滅火裝置。當(dāng)油浸變壓器發(fā)生火災(zāi)時(shí)，斷路器跳閘、氣體繼電器和火災(zāi)探測器分別動(dòng)作將火災(zāi)信號(hào)傳輸給消防控制柜，消防控制柜將3個(gè)信號(hào)反饋后輸出滅火指令，開啟重錘式快開閥將油箱頂部的熱油排出，同時(shí)斷流閥關(guān)閉，防止儲(chǔ)油柜中的油注入油箱。當(dāng)排油達(dá)到一定時(shí)間后，氮?dú)忉尫砰y自動(dòng)打開，在高壓氣瓶中經(jīng)減壓器減壓到0.7～1.0 MPa的氮?dú)忉尫牛ㄟ^注氮系統(tǒng)管路以一定的速度注入油箱底部，攪拌變壓器油，降低油表面溫度，達(dá)到滅火目的。其可在很短時(shí)間內(nèi)迅速撲滅由變壓器自身故障引起的火災(zāi)，適用于大、中型變壓器。

1 主變壓器排油注氮滅火裝置在運(yùn)行中常見的問題

1.1 主變壓器本體排油閥及注氮閥關(guān)閉

主變壓器排油注氮滅火裝置未投入運(yùn)行，主變本體與排油管道連接閥門關(guān)閉，與注氮管道連接閥門關(guān)閉，管道內(nèi)部未充油，管道內(nèi)壁銹蝕、臟污較嚴(yán)重。

1.2 啟動(dòng)控制條件不完善

①主變注氮滅火裝置啟動(dòng)控制條件僅接入重瓦斯及火災(zāi)探測器；②裝置自動(dòng)控制功能不完善，僅能手動(dòng)控制；③裝置控制回路接線錯(cuò)誤，裝置未調(diào)試；④裝置控制器故障，無法工作；⑤裝置信號(hào)回路不完整，信號(hào)無法上傳。

1.3 消防柜結(jié)構(gòu)簡單，裝置老舊

部分主變排油注氮滅火裝置屬于早期產(chǎn)品，消防柜內(nèi)部排油閥未采用重錘結(jié)構(gòu)，采用電動(dòng)閥門開啟，此類結(jié)構(gòu)排油閥啟動(dòng)速度緩慢，結(jié)構(gòu)簡單，信號(hào)不完整，啟動(dòng)試驗(yàn)無法模擬等缺點(diǎn)，這時(shí)應(yīng)對消防柜整體進(jìn)行更換。

1.4 重錘電磁閥松動(dòng)

部分主變排油注氮滅火裝置電磁閥功率不能滿足要求，重錘支撐部件松動(dòng)，重錘連桿無可靠擋板，易造成重錘掉落。

1.5 瓦斯繼電器非雙浮球結(jié)構(gòu)

瓦斯繼電器不是雙浮球結(jié)構(gòu)，應(yīng)提前準(zhǔn)備雙浮球瓦斯繼電器，雙浮球瓦斯繼電器購買前必須查詢變壓器圖紙，確定管道口徑、法蘭面尺寸及螺栓孔距，購買尺寸相符的繼電器，確保停電后能及時(shí)更換。

1.6 控制裝置面板信號(hào)指示燈不完整

消防控制柜控制裝置面板應(yīng)具有重瓦斯、油箱超壓、斷路器動(dòng)作及探測器動(dòng)作4個(gè)啟動(dòng)條件指示燈，排油閥動(dòng)作、注氮閥動(dòng)作指示燈、系統(tǒng)投入及系統(tǒng)退出指示燈、氮?dú)鈮毫Φ蛨?bào)警指示燈和截流閥關(guān)閉指示燈，完整的指示燈有利于運(yùn)維人員掌握裝置運(yùn)行狀況。

2 主變壓器注氮滅火裝置改造方案

針對裝置存在的問題，根據(jù)《變壓器固定自動(dòng)滅火系統(tǒng)完善化改造原則》，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行改造，完善排油注氮滅火裝置的動(dòng)作邏輯、傳感器、控制部分、監(jiān)控、信號(hào)及試驗(yàn)部分。排油注氮滅火裝置改造后應(yīng)同時(shí)具備自動(dòng)啟動(dòng)、手動(dòng)啟動(dòng)和遠(yuǎn)程啟動(dòng)滅火裝置功能。

2.1 動(dòng)作邏輯

排油注氮滅火裝置滿足防爆、滅火2種啟動(dòng)方式，如圖1所示。①防爆啟動(dòng)：重瓦斯+斷路器跳閘信號(hào)+油箱超壓。②滅火啟動(dòng)：重瓦斯+斷路器跳閘信號(hào)+探測器。

2.2 傳感器部分

2.2.1 火災(zāi)探測器

火災(zāi)探測器可采用玻璃球型火災(zāi)探測裝置或易熔合金型火災(zāi)探測器，火災(zāi)探測器應(yīng)布置成2個(gè)及以上的獨(dú)立回路，不同回路的探測器應(yīng)交叉布置。

2.2.2 瓦斯繼電器

安裝排油注氮滅火裝置的主變壓器的瓦斯繼電器必須采用雙浮球瓦斯繼電器。如圖2所示。

2.3 控制部分

2.3.1 電磁鐵啟動(dòng)

排油電磁鐵啟動(dòng)功率應(yīng)大于220 V×5 A（DC），注氮電磁鐵啟動(dòng)功率應(yīng)大于220 V×6 A（DC）。裝置從氮?dú)庾⑷腴_始至明火熄滅的時(shí)間應(yīng)不大于60 s，減壓裝置下游壓力降至油氣隔離裝置關(guān)閉的注氮時(shí)間應(yīng)不小于10 min。消防柜接收到消防控制柜發(fā)出的啟動(dòng)信號(hào)后啟動(dòng)排油閥排油，延時(shí)一定時(shí)間后再打開氮?dú)忉尫砰y向變壓器油箱內(nèi)注入氮?dú)?。排油閥應(yīng)無滲漏，排油閥從接到啟動(dòng)信號(hào)至完全開啟的時(shí)間應(yīng)不大于3 s。

2.3.2 機(jī)械連鎖

排油重錘與注氮重錘之間應(yīng)有機(jī)械連鎖。

2.3.3 檢修閉鎖

消防柜內(nèi)排油管道必須安裝檢修閥，檢修閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，應(yīng)能夠向消防控制柜提供檢修狀態(tài)信號(hào)，消防控制柜接收到消防啟動(dòng)信號(hào)后，應(yīng)能禁止滅火裝置啟動(dòng)實(shí)施排油注氮?jiǎng)幼鳌?/p>

2.3.4 控流閥

控流閥應(yīng)無滲漏，其動(dòng)作流量不應(yīng)大于生產(chǎn)單位公布值，控流閥的動(dòng)作應(yīng)靈活、可靠，并在此流量下能可靠輸出閉合信號(hào)，動(dòng)作后能手動(dòng)復(fù)位操作。

2.4 監(jiān)測、信號(hào)及試驗(yàn)

2.4.1 壓力監(jiān)視表

氮?dú)馄拷M應(yīng)具有壓力監(jiān)視表，壓力應(yīng)不低于8 MPa，減壓閥設(shè)定壓力為0.8～1 MPa，氮?dú)馄拷M壓力低于8 MPa時(shí)，能將氮?dú)馄壳穳盒盘?hào)上傳給消防控制柜。

2.4.2 信號(hào)及上傳

裝置面板必須有排油閥動(dòng)作、注氮閥動(dòng)作、氮?dú)馄繅毫Φ透婢?、重瓦斯?dòng)作、油箱超壓動(dòng)作、探測器動(dòng)作和斷流閥關(guān)閉等指示燈，并能上傳至監(jiān)控后臺(tái)。

2.4.3 密封性試驗(yàn)

消防柜排油管道及注氮管道應(yīng)進(jìn)行液壓密封性試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為0.15 MPa，壓力保持時(shí)間為5 min，管道應(yīng)無滲漏。

2.4.4 手動(dòng)滅火模擬試驗(yàn)

手動(dòng)滅火模擬試驗(yàn)，將消防控制柜的功能設(shè)定在手動(dòng)狀態(tài)下，手動(dòng)按下消防控制柜啟動(dòng)按鈕，閥門動(dòng)作過程及相應(yīng)信號(hào)顯示與自動(dòng)狀態(tài)下啟動(dòng)應(yīng)相同。

2.4.5 自動(dòng)滅火模擬試驗(yàn)

自動(dòng)滅火模擬試驗(yàn)，將消防控制柜的功能設(shè)定在自動(dòng)狀態(tài)下，主變?nèi)齻?cè)斷路器分位，按壓瓦斯繼電器壓桿，取下火災(zāi)探測器感溫元件及短接油箱超壓接點(diǎn)，相應(yīng)信號(hào)指示燈應(yīng)能準(zhǔn)確顯示，滿足以上條件時(shí)，排油閥能立即打開，延時(shí)一定時(shí)間后，氮?dú)忉尫砰y能打開，閥門打開同時(shí)，相應(yīng)指示燈應(yīng)能及時(shí)、準(zhǔn)確地在控制面板進(jìn)行指示，消防控制柜同時(shí)應(yīng)能發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。

3 主變壓器排油注氮滅火裝置改造安全措施

3.1 排油重錘及注氮重錘機(jī)械閉鎖

消防柜內(nèi)部將排油重錘及注氮重錘機(jī)械閉鎖，防止工作過程造成重錘誤動(dòng)。如圖3和圖4所示。

3.2 防止氮?dú)忉尫砰y動(dòng)作

將氮?dú)馄拷M閥門關(guān)閉，氮?dú)夤艿琅c氮?dú)馄窟B接部位打開，防止氮?dú)忉尫砰y動(dòng)作，將氮?dú)庾⑷胫髯儽倔w。

3.3 防止啟動(dòng)回路誤動(dòng)

退出裝置出口壓板，切斷裝置電源，防止啟動(dòng)回路誤動(dòng)。

3.4 防止運(yùn)行屏誤動(dòng)

如果是2套裝置共同裝在同一個(gè)控制屏內(nèi)，一套工作，另一套運(yùn)行，此時(shí)必須將另外一套運(yùn)行裝置前后用紅布簾遮擋，并將運(yùn)行裝置端子用膠帶遮擋，防止工作人員誤碰造成運(yùn)行主變排油。

3.5 防止對變壓器本體造成污染

拆除管道須用合格的變壓器油對管道內(nèi)壁進(jìn)行反復(fù)沖洗，確保管道內(nèi)壁干凈無水分和雜質(zhì)，沖洗干凈后再恢復(fù)安裝并注油，防止對變壓器本體造成污染。

3.6 防止反向安裝造成誤動(dòng)作

截流閥安裝在瓦斯繼電器和油枕之間的管道上，方向?yàn)榧^方向由油枕指向本體，安裝后進(jìn)行確認(rèn)，投運(yùn)前必須在運(yùn)行位置，防止反向安裝造成誤動(dòng)。

3.7 安全模擬重錘動(dòng)作

靜態(tài)模擬試驗(yàn)前，應(yīng)將重錘連桿與排油閥擋板之間的螺桿打開，可安全模擬排油重錘動(dòng)作；將注氮重錘下方壓桿拆掉，注氮重錘掉落不會(huì)開啟氮?dú)忉尫砰y，可安全模擬注氮重錘動(dòng)作。

3.8 防止造成火災(zāi)探測器及線纜損壞

變壓器頂部工作時(shí)，移動(dòng)過程禁止踩踏火災(zāi)探測器及相應(yīng)線纜，防止造成火災(zāi)探測器及線纜損壞。

3.9 防止氣體進(jìn)入主變壓器

在排油管道及注氮管道注油過程中，打開管道頂部排氣塞，緩慢開啟主變本體排油管道及注氮管道閥門，防止氣體進(jìn)入主變本體。

3.10 裝置上電調(diào)試

工作前斷開注氮滅火裝置控制屏直流電源，空開處懸掛“禁止合閘有人工作”標(biāo)示牌，所有工作結(jié)束后，征得運(yùn)行人員同意后，方可對裝置上電調(diào)試。

3.11 開關(guān)位置信號(hào)接入

在端子箱及匯控柜內(nèi)接入開關(guān)位置信號(hào)時(shí)必須有確保不誤碰其他運(yùn)行設(shè)備的安全措施，至少2人工作，必須有工作負(fù)責(zé)人或工作負(fù)責(zé)人指派的專責(zé)監(jiān)護(hù)人在現(xiàn)場進(jìn)行安全監(jiān)護(hù)。

4 裝置典型問題分析及處理措施

4.1 截流閥裝反

截流閥箭頭應(yīng)指向瓦斯繼電器，如果裝反，油流迅速下降時(shí)，將不能關(guān)斷，油流由本體流向油枕達(dá)到動(dòng)作值，將使閥門關(guān)閉，變壓器不能正常呼吸，內(nèi)部壓力增大，引起釋壓器動(dòng)作。

4.2 重錘排油閥部位滲漏油

重錘排油閥關(guān)閉不到位或閥體密封膠墊老化導(dǎo)致密封不良出現(xiàn)滲漏油。處理措施如下。①對排油閥管道增加防漏油報(bào)警裝置。②結(jié)合巡視，打開消防柜，拆除消防柜內(nèi)排油管道上觀察窗，用手觸摸排油管道內(nèi)壁，查看有無滲漏，并及時(shí)處理。③檢查對比主變本體儲(chǔ)油柜油位，如主變負(fù)荷及本體溫度變化不大的情況下發(fā)現(xiàn)油位有明顯下降，應(yīng)立即對排油閥進(jìn)行檢查。④如輕微滲油，可通過微調(diào)排油閥操動(dòng)機(jī)構(gòu)處理；如滲漏油較嚴(yán)重，調(diào)節(jié)后仍無法處理的，可能是由于閥體密封膠墊老化導(dǎo)致，應(yīng)關(guān)閉檢修閥，待主變停電后檢查并更換排油閥。

4.3 扇形聯(lián)扳與重錘連桿粘連，導(dǎo)致誤排油

由于事故排油閥扇形聯(lián)板與重錘連桿長期接觸，腐蝕等因素導(dǎo)致粘連在一起，在進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，重錘掉落，可能帶動(dòng)扇形聯(lián)扳打開事故排油閥，誤排主變絕緣油。①排油注氮滅火裝置進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，關(guān)閉主變本體事故排油管蝶閥，防止檢修人員操作不當(dāng)引起裝置誤動(dòng)排油，待靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)束后再行開啟。②拆除扇形聯(lián)板與重錘連桿連片后，應(yīng)將事故排油閥扇形聯(lián)板固定，將重錘輕微活動(dòng)，使扇形聯(lián)板與重錘連桿有效分離，防止重錘脫落帶動(dòng)事故排油閥開啟。

4.4 操作不當(dāng)導(dǎo)致氮?dú)庾⑷胱儔浩饔拖鋬?nèi)

裝置進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，由于措施不當(dāng)將氮?dú)忉尫砰y膜片刺破，導(dǎo)致氮?dú)庾⑷胱儔浩饔拖鋬?nèi)。處理措施如下。①靜態(tài)試驗(yàn)前，關(guān)閉主變本體側(cè)所有注氮管蝶閥，待靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)束后再行開啟。②將消防柜內(nèi)氮?dú)馄块y門關(guān)閉，待靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)束后再行開啟。③將氮?dú)忉尫砰y膜片拆下，模擬試驗(yàn)時(shí)僅檢查電磁閥的動(dòng)作情況，待試驗(yàn)結(jié)束后再行恢復(fù)，并保證其密封良好。

4.5 注氮滅火裝置控制柜內(nèi)部問題

注氮滅火裝置控制柜內(nèi)部工作，安全措施不到位，工作人員誤碰或短接出口繼電器回路，排油注氮電磁鐵動(dòng)作，造成主變排油。預(yù)控措施如下。①現(xiàn)場消防柜內(nèi)部排油重錘閉鎖、注氮重錘閉鎖，氣瓶閥門關(guān)閉。②退出裝置出口壓板。③切斷裝置電源。④控制屏端子排，將排油及注氮出口回路打開。⑤如果是2套裝置共同安裝在同一個(gè)控制屏，必須將另外一套運(yùn)行裝置前后用紅布簾遮擋，并將運(yùn)行裝置端子用膠帶遮擋。⑥做好以上措施可防止工作人員造成的裝置誤動(dòng)。

4.6 排油注氮滅火裝置誤動(dòng)后處理措施

4.6.1 關(guān)閉排油閥及注氮閥

變電站或主變附近須有工作人員，在注氮滅火裝置動(dòng)作報(bào)警后，應(yīng)立即打開主變消防柜門，將排油重錘抬起恢復(fù)至原位，用銷子閉鎖，此時(shí)重錘排油閥關(guān)閉，同時(shí)將注氮重錘抬起，用銷子閉鎖，注氮閥門關(guān)閉。

4.6.2 關(guān)閉氣瓶閥門

關(guān)閉氣瓶閥門，打開排油管道觀察孔，檢查排油閥是否關(guān)嚴(yán)，對閥門進(jìn)行調(diào)整，確保已經(jīng)關(guān)嚴(yán)，不再漏油。

4.6.3 單浮球瓦斯繼電器恢復(fù)

將主變轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)；如果為單浮球瓦斯繼電器，主變內(nèi)部放電跳閘，應(yīng)該對主變進(jìn)行吊罩檢查，根據(jù)故障情況確定恢復(fù)方案。

4.6.4 雙浮球瓦斯繼電器恢復(fù)

如果為雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作跳閘，主變恢復(fù)流程為油枕排油—本體排油至距離頂部20 cm處—主變抽真空—真空補(bǔ)油—靜放—排氣—試驗(yàn)后即可投運(yùn)。

5 結(jié)束語

作者經(jīng)過近幾年的工作實(shí)踐，在排油注氮滅火裝置完善化改造工作中總結(jié)出了一套切實(shí)可行的方法，對老舊裝置通過完善化改造，進(jìn)一步完善排油注氮滅火裝置的功能，保證裝置的可靠性與穩(wěn)定性，對整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。