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变压器

2013-11-25 9页 doc 106KB 17阅读

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变压器 油浸变压器的火灾危险性及预防措施 四川乐山市公安消防支队 杜本杰 摘要:简要介绍了电力变压器的火灾起因和其故障种类及保护措施,阐述了电力变压器火灾的危害性与预防的重要性,介绍了电力变压器的火灾预防。 关键词: 油浸电力变压器 火灾 消防 引言 某220KV变电所的油浸变压器起火后约20min内有9个消防队赶到现场,用水及泡沫灭火,外部明火在99min后方扑灭,油箱内...
变压器
油浸变压器的火灾危险性及预防措施 四川乐山市公安消防支队 杜本杰 摘要:简要介绍了电力变压器的火灾起因和其故障种类及保护措施,阐述了电力变压器火灾的危害性与预防的重要性,介绍了电力变压器的火灾预防。 关键词: 油浸电力变压器 火灾 消防 引言 某220KV变电所的油浸变压器起火后约20min内有9个消防队赶到现场,用水及泡沫灭火,外部明火在99min后方扑灭,油箱内的油在8h后才停止燃烧。这当然是一起不成功的灭火战例,但它却说明了油浸变压器具有较大火灾危险性。这是由油浸变压器的工作原理和组成决定的。变压器是根据电磁感应原理,以互感现象为基础,将一定电压的交流电能转变为不同电压等级的交流电能的设备。油浸电力变压器是电力变压器中最常见的一种,其内部含有大量的可燃的变压器油,一旦发生火灾,往往容易蔓延,难于扑救,而且,在扑救过程中稍有不慎,极易造成触电事故。因此,了解油浸电力变压器的火灾危险性及预防措施就显得十分重要。 一、油浸电力变压器的构造 油浸电力变压器主要由铁芯、绕组、油箱、冷却系统、绝缘套管和其他部件构成。其中铁芯是变压器的磁路部分,绕组是变压器的电路部分,绕组套在铁芯上共同放置在油箱内。油箱内装有变压器油,可以把铁芯和绕组发出的热量及时传出去。油箱盖上装有绝缘套管,其作用是把高、低压线圈从油箱中引出与外部的电源或负载连接。另外,为防止变压器事故,还有一些安全附件。     二、油浸电力变压器的火灾危险性 首先,油浸电力变压器内部有许多诸如纸张、布、木材等有机可燃物做成的绝缘支架,而且油箱内有大量的绝缘油。 其次,绝缘油受热分解,产生可燃性气体。变压器绝缘油是饱和的碳氢化合物,其闪点一般不小于135℃(国标GB261规定的变压器油的闭杯闪点135℃)。受热分解或在高电压下将产生氢气和烃类等易燃气体。变压器油分解物特性一览 最后,木材、纸张筹固体绝缘物受到变压器过负荷或接触不良造成过热时,也会分解产生C0、CO2气体,以上气体统称为油气。油气溶解在绝缘油中可使其闪点降低到52℃。显然,这些油气可被变压器本身温度引燃。如变压器密封较好,油与空气形不成混合物,燃烧爆炸就不能发生,但如故障时间过长,易燃气体越来越多,使变压器内部压力剧增,以致油箱爆裂,引起火灾。 三,变压器火灾的预防措施 从变压器的火灾危险性可以看出,变压器的火灾原因主要是由于其内部故障,长期运行,产生短路、产生高温、产生油气,而造成火灾。为此,应采取以下预防措施: 1、 计选型时,应尽量选用耐高温抗析气的性能优越的变压;对于大型高压变压器,必须采用抗析气变压器油,一般变压器可采用无析气性要求符合GB2536的普通变压器油。 2、 要严格试验,仔细检查,确保油箱、油枕各部位强度相同,能承受较大内力。 3、 根据变压器的不同容量等级和环境选用不同的保护装置。《电力设备典型消防规程》规定:变压器容量在120 MVA及以上时,宜设固定水雾灭火装置,缺水地区的变电所及一般变电所宜用固定的1211、二氧化碳或排油充氮灭火装置及单机容量为200 MW及以上的发电厂,其主变压器和厂用变压器均应装设固定水雾灭火装置。《建筑设计防火规范》规定:单台容量在40MW及以上的厂矿企业可燃油油浸电力变压器、单台容量在90MW及以上的可燃油油浸电厂电力变压器或220KV、330KV、500KV独立变电所,单台容量在125MW及以上的可燃油油浸电力变压器应设水喷雾灭火系统,在缺水或严寒地区应采用排油充氮灭火系统。乐山铜街子水电站采用了水喷雾灭火系统,乐山高新技术形式发区220KV变电所采用了排油充氮灭火系统。下面对这两个系统作较为详细的介绍: 水喷雾灭火装置 水喷雾灭火系统的组成   水喷雾灭火系统可用于扑救固体火灾,闪点高于60℃的液体火灾和气体火灾。并可用于可燃气体及甲、乙、丙类液体的生产、储存装置或装卸设施的防护冷却。所以水喷雾灭火系统特别适用于电力系统的油浸式电力变压器、油开关,油浸式电力变压器的集油坑,电力电缆等的灭火。   水喷雾灭火系统由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成,向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。   水雾喷头。在一定水压(用于灭火时不应小于035 MPa;用于防护冷却时不小于025 MPa)下,利用离心或撞击原理将水分解成细小水滴的喷头。水雾喷头应布置在变压器的周围,而不应布置在变压器的顶部,且保护变压器顶部的水雾不应直接喷向高压瓷套管。   雨淋阀组。由雨淋阀、电磁阀、压力开关、水力警铃、压力表以及配套的通用阀门组成的阀组。   系统的响应时间。由火灾自动报警系统发出火警信号起,至系统中最不利点水雾喷头喷出水雾的时间:规程规定,水喷雾灭火系统用于灭火时不应大于45 s;用于防护冷却时不应大于60 s。 水喷雾灭火系统的工作原理   水喷雾系统是一种自动或人工启动的固定消防管道系统,装配有专门设计的各类水喷雾头,能喷出一定速度、密度和水滴大小的水,提供有效的火势控制、灭火、阻燃或冷却。同时在其作用时不仅能冷却暴露面,而且还可以引导气流向着火方向流动,保护未着火部分的安全。   当火灾发生时,探测器动作发出火灾报警信号,火灾报警控制器对报警信号进行判断后,送出控制信号打开电磁阀,同时启动消防泵,雨淋阀组前管道的水通过雨淋阀组在喷头喷出水雾实施灭火。 水喷雾灭火系统的优缺点   冷却效果好 因为水雾在受热后容易变成蒸汽,在吸热过程中吸收大量的汽化热能,所以它的冷却效果优于密集水流。   窒息作用强 水雾和由它转化的蒸汽具有极强的窒息作用,笼罩于燃烧物的周围能阻止空气的补充。   电气绝缘好 因为它的分子并不像密集水流紧密联在一起。   遇水会有强烈反应的材料不能使用 如金属钠、碳化钙等不能使用水喷雾灭火,因这些物质遇水能产生氢气、乙炔,如用水雾扑救火灾就会引起爆炸。   难以解决的问题有:管道防锈、防杂物、南方防藻、北方防冻等都是固定式管道水喷雾系统难以解决的问题。 排油注氮灭火装置 排油注氮灭火系统的组成   排油充氮装置由瓦斯继电器、感温探测系统、阀门开启装置、放油蝶阀、预应力止回阀、氮储存与释放装置、恒压器、氮管道、油管道等组成。该装置的工作电源为直流。   瓦斯继电器探测到变压器内部的可燃气体后,根据可燃气体的浓度,决定是动作于信号,还是动作于跳开变压器各侧的断路器。   感温探测系统动作于变压器火灾,它与瓦斯继电器组成逻辑与门关系。当瓦斯继电器与感温探测系统都动作时,才开启放油蝶阀,迅速放掉变压器内部的油。   预应力止回阀在油流增大排放时关闭,其作用是隔离变压器油枕和箱体内的油,防止箱体内的油溶解油枕内的可燃气体。   恒压阀是决定氮气储存与释放装置是否向变压器充氮的关键部件,放油阀打开后,使管路内的油压发生变化,使恒压阀动作,氮气储存装置释放出的氮气通过多孔管道从变压器底部吹入变压器内。 排油注氮系统的工作原理   变压器内部故障产生高温使变压器油分解出大量气体(如前述),迫使瓦斯继电器动作,发出相应的信号和指令。当故障严重使变压器着火时,并联安装在变压器上部的火灾探测器同时动作,随后阀门开启装置动作,使放油蝶阀打开,将变压器油顶部的油迅速排放掉;预应力止回阀在油流增大排放时关闭,将油枕的油和箱体内的油断开。放油阀打开后造成原管路内油压的变化,使恒压器动作,氮气释放阀重锤落下,氮瓶内的氮气以1 MPa的压力从变压器底部两侧多孔管吹入,使变压器箱体内的油翻腾,促使上部油温迅速下降。油排出后留下的空间被氮气充满,将着火的油面与空气隔绝,使着火的油在短时间内熄灭。 排油注氮灭火装置的优缺点   排油充氮装置的工作全过程无须人的介入,即从火灾发生、氮自动进入变压器到火的熄灭都是自动完成的。   该装置在火灾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。   由于该装置采用了直流工作电源,所以不受交流停电的影响。该装置可随时进行模拟试验,且不会对变压器产生损坏或留下隐患。 由于整个装置是密封的,所以不存在防锈、杂物、藻菌、防冻等问题。   主要缺点是工程造价太高,虽然我国保定变压器厂和常州电力机械厂有生产,且价格下降到进口价的40%。但受投资额的限制,应用的比较少。 比较这两种灭火系统:排油充氮灭火系统适用范围广,施工安装简单,技术上业已成熟,国际上已经广泛应用,有取代水喷雾灭火系统的趋势。 4、 变压器安装过程中的绝缘油的管理和监督是确保变压器正常运行的关键。特别是要防止因杂质混入油中而带入主变压器内,致使变压器投运后短时间内出现变压器油介损快速上升而引起的变压器故障。主要应包括发下内容油质预检验、残油试验、新油进入设备前的检验、热油循环后的油质检验、变压器投入运行前的油质试验等。 5、 注意运行、维修工作。定期对绝缘油进行化验分析,并搞好巡视,及时发现异常声音、温度等,并要保持变压器良好的通风条件。 作者简介:杜本杰1968年生,1990年毕业,学士,四川乐山市公安消防支队防火处工程师 参考文献: [1] 《火力发电厂与变电站设计防火规范》 中国出版社 [2] 《水喷雾灭火系统设计规范》 中国计划出版社 [3] 《建筑设计防火规范》 中国计划出版社 [4] 《高压配电装置设计技术规程》 中国电力出版社 [5] 《电力设备典型消防规程》 中国电力出版社 [6] 《电力系统继电保护原理》 贺家李 宋从矩 水利电力出版社 [7] 《排油注氮设备书》 常州电力机械厂            
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