变压器水喷雾灭火系统的讨论
论变压器的水喷雾灭火系统

阀组、 过滤器和水雾喷头等组成的; 二是水源常采用蓄水池形 式, 蓄水池的容量需根据变压器的容量和外形尺寸, 喷头布置等 情况经计算确定, 根据计算结果建议选用国家标准图集中的蓄 水池; 三是供水设备选用两台( 一备一用) 质量好的消防水泵, 水 泵的技术参数应根据水喷雾灭火系统的管网计算结果确定; 四 是管道直径的选择要进行技术经济比较后确定; 五是喷头应选 用离心雾化型水雾喷头。 ( 管道的选择与布置 二) 对于变电站而言, 地上环管式较地下环管地上立管式对变 压器等保护对象能更有效进行保护, 达到我们预期的效果。 ( 喷头的选择与布置 三) 根据水喷雾灭火机理, 喷头的选择依据一般是根据喷头的 工作压力、 流量、 喷雾锥大小、 射程远近及喷雾效果等因素选用。 就工艺要求而言, 喷头的布置应符合如下原则: 一是满足带电部 分的安全净距要求;- -是水雾喷头的水平距离与垂直距离满足 水雾锥相交的要求, 即水雾满足包覆保护对象的要求; 三是喷头 不宜布置在变压器的顶部; 四是水雾不直接喷向高压套管; 五是 除变压器本体外, 冷却器、 油枕、 集油坑需设水雾喷头保护。 ( 消防水泵的选型 四) 对于变电站而言, 其消防水泵的选型主要是依据系统总流 量和系统总水头损失来选定。 ( 蓄水池容量的确定 五) 对于变电站而言, 建议用蓄水池作为消防供水水源, 并且尽 量选用国家标准图集中的蓄水池。0 4 . 小时是持续喷雾时间的 最低限, 在实际设计中, 所需要的水量要充分考虑一定的丰裕
文章编号:N 3 1 7F20)—1 — 2 C4 — 0 / ( 1 4 5 0 2 (7 9 作 者: 湖南邵阳商业技工学校讲师; 湖南, 邵阳, 20 4 00 2
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变压器消防水喷雾系统设计体会

变压器消防水喷雾系统设计体会设计变压器消防水喷雾系统的过程中,我积累了很多宝贵的经验和体会。
下面是我对该系统设计的一些体会。
首先,对于变压器消防水喷雾系统的设计,关键是要充分考虑变压器的特殊情况和需求。
变压器作为电力系统的关键设备之一,具有高温、易燃等特点,一旦发生火灾,后果将不堪设想。
因此,设计变压器消防水喷雾系统时,必须考虑到变压器的尺寸、温升、维护保养等因素。
其次,要根据变压器所处环境的条件,进行合理的选择和配置。
例如,如果变压器位于封闭的房间内,应当考虑选择定压式喷头和自动报警装置,以实现及时的火灾报警和火灾灭火。
如果变压器位于室外,应当考虑选择干式喷头和遥控控制装置,以满足外部环境条件的要求。
此外,设计变压器消防水喷雾系统还需要考虑水源供应和系统的稳定性。
水源供应是消防系统正常运行的前提条件,因此必须充分考虑供水管道的直径、供水压力以及水池或水泵的容量和性能。
同时,为了确保系统的稳定性,还应当合理配置备用水源和备用水泵,以应对突发情况和保证系统的正常运行。
此外,设计过程中还要充分考虑在变压器起火时如何及时探测和灭火。
一方面,可以选择温度传感器等设备对变压器进行实时监测,一旦温度超过预设值,就发出报警信号并启动自动喷水系统。
另一方面,可以设置手动按钮,由操作人员在发现火灾后立即启动喷水系统。
总之,变压器消防水喷雾系统的设计要充分考虑火灾探测和灭火的及时性。
最后,设计变压器消防水喷雾系统还需要综合考虑系统的经济性和可行性。
在保证系统性能的前提下,应当尽量选择经济实用的设备和材料,合理控制系统的投资成本。
同时,还要考虑系统的可维护性和可操作性,简化系统的操作流程和维护工作,降低运行和维护成本。
总结起来,设计变压器消防水喷雾系统需要全面考虑变压器的特殊情况和需求,合理选择和配置喷头和控制装置,确保水源供应和系统的稳定性,充分考虑火灾探测和灭火的及时性,同时综合考虑系统的经济性和可行性。
通过不断的实践和总结,我相信对变压器消防水喷雾系统的设计将会越来越熟练和深入。
变压器水喷雾灭火系统的讨论

变压器水喷雾灭火系统的讨论近年来,我国城乡电网日益发展,大中型变电站和发电厂越来越多。
变压器作为它们的主要设备,不管容量大小,原理基本相同,都是通过铁心和绕组之间的电磁转换升压或降压,以达到大功率、超高压和远距离输电的目的。
有关规范规定,大于一定容量的变压器应设置水喷雾灭火系统。
水喷雾在灭火时能起到表面冷却、窒息、乳化和稀释的作用,它可以可靠地扑灭闪点高于60度的液体火灾,且有不造成液体飞溅和电气绝缘度高的特点。
相关的《水喷雾灭火系统设计规范》中亦对变压器水喷雾灭火系统的设计作了一系列规定,但笔者在工程中,却发现有些情况无法按规范要求处理,并采取了一系列解决方法,在此提出,以供参考。
一、变压器的火灾危险性分析及保护部位的确定大容量变压器一般为油浸式,主要由铁心、绕组、油箱、油枕、散热器、高压套管和压力释放阀等组成。
变压器油是碳氢化合物,闪点在130度左右,为可燃液体,正常情况下在密闭油箱内部依靠温差自然循环或通过油泵强制循环,以冷却电磁交换过程中铁心和绕组等散发的热量。
变压器形式多样,且不规则,不方便作为一个整体处理,因此将变压器的水喷雾保护分为油箱主体、高压套管、油枕、散热器和集油坑五大部分(见附图)。
按规范规定,除集油坑的设计喷雾强度采用6l/min.m2外,其余部位均采用20l/min.m2,灭火时间均取0.4h,具体分述如下:1、油箱主体油箱主体内部充满变压器油,铁心、绕组等设备以及大量有机可燃物,如纸板、棉纱、布、木材等均浸泡在变压器油中。
当变压器内部短路发生电弧闪络,油受热分解气化,箱内压力急剧升高,压力释放阀喷油泄压,此时可能引起爆燃,如泄压不及时,甚至可能发生箱体爆炸。
另外雷击、过电压、变压器出线短路以及外界火源等均可引发火灾。
一般大型变压器油箱均有一侧要受到散热器的遮挡,喷头配水管可以穿过散热器间的空档,以保护主体。
2、高压套管高压套管的作用是将变压器油箱中的高、低压绕组引出线从油箱内引出,通过电极分别与高、低压线路相连,是变压器的薄弱环节。
变电站主变压器喷淋系统的运行维护问题探讨

变电站主变压器喷淋系统的运行维护问题探讨摘要:随着社会大环境用电量的持续增加,广大电力企业面临着空前的压力,保障安全稳定供电是电力系统的基本职能,也是存在的意义。
变电站作为电力系统的基本构成,在维护供电正常方面发挥着不可替代的功能。
做好变电站运行维护工作很有必要。
变压器喷淋系统作为变电站的基本组成,在运行环节时常存在问题。
鉴于此,该文章针对变电站主变压器喷淋系统运行维护相关问题展开相关的探讨。
首先就变电站主变压器喷淋系统的基本特征以及基本类别展开了探讨,然后分析了变电站主变压器喷淋系统运行维护环节存在的基本问题,最后提出了具体的运行维护对策。
关键词:变电站;主变压器;喷淋;运行维护;提升1.前言社会大环境的发展速度惊人,如此快节奏的发展需要各项配套设施都能够跟得上。
电力能源仍然是这个时代的主要能源物质。
社会对电能的需求量与日俱增,同时也需要供电更加稳定安全。
于是变电站的主变压器承载的负荷量不断提升,但是在工作环节难免会出现过载,过热等问题,保障设备运行的安全可能,将火灾发生率降到最低的关键。
变电站的主变压器喷淋系统就发挥了降低火灾发生的职能。
即使发生过载,喷淋系统只要是安装合理,运行正常就可以第一时间将火灾扑灭,但是前提是运行正常,例如误报警,误动作等情况都是不允许发生的。
2.概述变电站主变压器喷淋系统2.1分析主变压器喷淋系统的基本特征分析变电站主变压器喷淋系统的运行维护工作。
首先需要对主变压器的喷淋系统有全方位的认识。
明确喷淋系统的基本特征。
主要体现在高效性,成本低等方面。
所谓高效性指的是变电站的主变压器出现过热等不正常现象的适合,喷淋系统能够以较快的速度察觉到异常,然后借助水雾喷淋装置,快速处理发生的事故,将可能产生的影响控制到最低水平;其次就是运行成本低,这也是广大电力企业青睐于喷淋系统的重要原因之一,喷淋系统的组成装置仅仅需要较低的费用就可以完成,对于变电站来讲,喷淋系统实现了对主变压器故障的有效处理和控制,减少了不必要的经济损失。
变电站主变压器喷淋系统运维问题的探讨75

变电站主变压器喷淋系统运维问题的探讨摘要:变电站里的主变压器是一种大型的注油设备,如果在工作时出现了问题,就有可能会造成严重的后果,比如可能会发生严重的火灾。
所以,我们应该对变电站中变压器的防火喷淋系统的设置方式和平时的运维情况严格的进行定时的整修。
本文主要对变压器喷淋系统平时运行和整修的过程进行了详细的介绍,并且对常见故障问题的预防和发生后的措施进行了概括。
关键词:变电站;主变压器;喷淋系统;运行维护一、引言随着社会快速的发展,人们的供电需求也是不断的增加,所以国家对社会供电系统的供电要求也是越来越严格,随着用电量逐渐的增大,变电站主变压器所承受的负荷也是逐渐的增大,因此也会出现因主变压器负荷过高所造成的变压器超载、过热的情况。
为了能够让变电站主变压器正常持续运行,从而避免失火情况的出现,变电站中的防火喷淋系统的运维情况便显得尤为重要。
二、主变压器喷淋系统变压器喷淋系统是一种专门用来防火避火的装置,是现在国内用得较为广泛的固定自动消防方法,因为它不仅价格相对优惠,作用也并不比同类型产品差。
主变压器喷淋系统分成两种不同的控制方式,分别是人工和自动。
因为人工控制的反应比自动控制的反应相对来说慢一些,对主变压器的喷淋过程有着一定的影响,人工控制的喷淋系统有时会为工作带来很大的麻烦,所以变电站中基本是不会应用人工形式的。
但是自动控制的喷淋系统就有所不同了,自动控制的喷淋系统会在发生火灾时自动报警、自动启动进行消防工作,这样就能够有效地控制火势,灭掉初期小型的火灾。
自动控制的喷淋系统又分为两种不同的形式,分别是烟感式和温感式两种形式。
从名字就可以看出这两种自动控制的形式就是通过感应温度和烧烟的程度来判断火灾的,然后做出相应的感应后行为。
喷淋系统中的喷淋设备还分为两种形式,分别是:闭式喷淋和开式喷淋。
开式喷淋系统就是用来感应烟的,当火灾发生时就会出现浓烟,开式喷淋系统就会根据火灾发生的烟的浓度进行报警,同时还会自动启动排烟系统,进行排烟,并且自动开启喷头进行喷淋行为。
《水喷雾灭火系统设计规范》中变压器消防设计相关条文探讨

引言随着社会经济的不断发展和进步,现代工业对电力的需求也越来越大,变压器显得尤为重要。
变压器作为电力变换的核心部件,一旦出现故障,往往会造成严重的生产事故。
但同时,由于变压器本身的结构和使用环境的特殊性,一旦出现灾害事故,火势往往会迅速扩散,给人们生命、财产、环境等带来极大的危害。
因此,在变压器设计中,应加强对火灾防范和应急处理措施的规划和设计,以提高变压器的消防安全性。
本文主要探讨《水喷雾灭火系统设计规范》中与变压器消防设计相关的条文内容。
首先,本文会介绍变压器的特点和易发生的火灾现象,然后介绍水喷雾灭火系统的基本原理和应用情况。
接着,本文将分析规范中与变压器消防设计相关的条文,并提出相应的解决方案。
最后,本文总结了重点和亟待解决的问题,并对未来的变压器消防设计提出了展望。
一、变压器的特点和易发生的火灾变压器属于高压、高温、易发生火灾的电气设备。
一旦变压器内部故障、绝缘泄露、负载过载等问题发生,就容易引发火灾。
这些故障会导致局部发热和内部气体压力升高,从而造成油池内油液蒸发、气体鼓胀,引燃油气混合物,形成爆炸或火灾,随着火势的不断扩散,极易造成事故和损失。
二、水喷雾灭火系统的基本原理和应用情况水喷雾灭火技术主要依靠雾化水、化学雾化剂等混合介质作为灭火剂,并靠压力将介质喷射到火灾现场,从而实现灭火效果。
其应用范围广泛,可用于火灾扑救、灭火控制、热辐射隔离、烟雾抑制等方面,特别是在高温、高压和化学反应的危险环境下发挥了优异的效果。
目前,水喷雾灭火系统的应用越来越广泛,已在电气设备、核电设备、挖掘机、航空器等领域得到了广泛使用,并且在一些行业中已经形成了行业标准和技术规范,成为现代消防技术的重要组成部分。
三、规范中与变压器消防设计相关的条文1. 设计时需考虑消防安全性规范要求在设计变压器时,应考虑其消防安全性,制定相应的消防安全管理措施。
在变压器的设计、安装、运行和维护过程中,应遵守相关国家和地区的消防安全规范和要求,尤其是将火灾防范和应急处理作为重点考虑,以提高变压器的消防安全性。
于变电站主变压器喷淋系统运维问题探讨
于变电站主变压器喷淋系统运维问题探讨摘要:近年来,用电需求的增加对变电站的供电安全方面提出了更高的要求。
在变电站的所有设备中,主变压器设备承担的负荷相对较大,这种特点使得该设备的故障发生频率相对较高。
喷淋系统的应用可以对主变压器过热、过载等不良现象进行有效控制,进而保证整个变电站电能供应的稳定性和安全性。
水喷雾消防系统是变压器常见的消防装置,是防止变压器火灾的最后一道防线,本文结合现场工作实际,介绍变压器水喷雾消防系统的结构、常见的异常及运维方法。
关键字:变电站;主变压器;水喷雾消防系统;运维1.引言电力系统的变压器大多数为油浸式变压器,即变压器内部充有大量的变压器油。
其闪电140℃左右,燃点是165~190℃,自燃点是330℃左右,是可燃的绝缘性液体。
可见变压器火灾既是油类火灾,也是电气火灾,一旦发生险情,将会造成巨大的经济损失,同时会严重影响社会生产和人们的日常生活。
近年来,国内外发生了多起变压器火灾,事故严重时甚至箱体破裂,漏出的变压器油引燃邻近设备,严重影响了电网的安全稳定运行。
据中国电科院近20年收集的事故资料统计表明:我国变压器火灾发生概率约为0.01%~0.03%/年。
2.主变火灾实例分析(1)案例1某110 kV变电站1台63 MVA主变因雷击造成35 kV侧中性点避雷器爆炸,中性点避雷器引线被甩至主变 110 kV 侧套管引线处,35 kV 中性点套管爆裂,变压器油漫出并引起大火。
由于站内没有固定的水喷雾灭火装置,火势只能由消防车扑灭,最终导致主变套管、分接开关机构箱被烧坏。
(2)案例21台100 MVA主变因高压套管下瓷套末端均压球与铁轭间形成金属性短路故障导致着火燃烧。
事故发生后,水喷雾系统自动启动,将主变转冷备用,同时变电站值班人员和消防队立即投入灭火,1 h 左右将主变本体外部明火扑灭,16 h后将主变内部着火点扑灭。
本次事故造成变压器箱体严重变形,高压侧套管升高座下部箱体爆裂,爆裂口由下向上呈锥形。
核电厂变压器水喷雾消防设计浅析
核电厂变压器水喷雾消防设计浅析摘要:油浸式变压器水喷雾消防系统为变压器提供可靠的消防保证。
本文对核电厂变压器消防的管道布置,喷头选型,支架布置等方面进行介绍,根据工程经验,提出几点建议,可供核电项目变压器消防人员参考。
关键词:核电厂;变压器;消防设计;近年来,工业厂房火灾事故频发,不仅造成了巨额的经济损失,也对人民的生命造成了巨大的威胁。
消防救援的重要性也被再次凸显,同时不容忽视的还有自动灭火系统的灭火、防护冷却、阻碍火势蔓延功能。
核电厂的安全一直受到各界的广泛关注,固定式自动灭火系统以其响应迅速的特点,在核电厂各重要区域成为消防系统的重要组成部分。
本文主要介绍核电厂油浸式变压器消防设计一般原则及需要注意的事项。
1 油浸式变压器变压器种类众多,按冷却方式可分为:干式变压器,油浸式变压器。
干式变压器依靠空气对流进行自然冷却或增加风机进行冷却,没有冷却油,无需设置独立的固定消防系统。
而油浸式变态器采用油作为冷却介质,国标GB50219-2014规定,油浸式变压器必须设置水喷雾自动灭火系统。
目前,国内大部分核电厂使用的是油浸式变压器。
2 水喷雾灭火系统管径预估首先,需确定变压器的保护面积,总保护面积S应根据变压器外表面积S1(应减掉底面面积),集油坑面积S2(计算时应减掉变压器的投影面积)以及油枕的表面积S3确定。
根据规范要求,油浸式电力变压器的供给强度度q1不小于20L/(min·m2),集油坑消防供给强度q2不小于6L/(min·m2)。
由保护面积与喷雾强度可得到计算流量:Q1=q1×(S1+S3)+q2×S2;计算流量再乘以1.05~1.2的安全系数后,可作为系统估算流量Q2,进而对系统管径进行预估。
核电厂主变、厂变区域使用的消防主干管管径在DN150-DN200之间;锅炉变、辅助变等消防主干管管径在DN100-DN150之间。
3 水雾喷头的选择水雾喷头型号、种类众多,普通火力发电厂一般使用ZSTWB系列喷头。
关于变压器水喷雾的设计探讨
4油浸变压器水喷雾防火系统设计要点
第一,确定变压器的保护面积。变压器保护面积包括扣除底面面积以外的变压器油箱外表面面积,散热器的外表面面积,油枕及集油坑的投影面积。由于变压器外形复杂不规则,在确定保护面积时,一般将变压器调整成能够包容保护对象的规则体或规则体的组合体,然后按规则体或组合体的外表面面积确定保护面积。
(2)变压器水喷雾管道安装完毕后,应做水喷雾包络试验,并根据现场实际情况调整喷头角度,保证变压器全部被水雾包络。
(3)水喷雾喷头截面积小,如长期暴露在扬尘场所,容易导致管道堵塞,系统无法正常工作,水雾喷头应带防尘罩。同时,当变压器设置于室外时,水雾喷头宜带防尘帽。
(4)当发生火灾时,变压器油泄入集油坑,然后通过事故排油管道排入变压器事故油池,水喷雾开启后,大量的消防水也会流入集油坑,并通过事故排油管道排入变压器事故油池,设计变压器事故油池及事故排油管道时,需同时考虑消防水排入的情况。
本文通过分析电厂及变电站中油浸变压器防火规范的要求,介绍水喷雾保护油浸变压器的灭火系统,描述灭火系统的设计要点,灭火原理,系统组成等。
1变压器灭火系统种类
用于保护变压器的灭火系统主要有:二氧化碳气体灭火系统、排油注氮灭火系统,水喷雾灭火系统等。由于二氧化碳等气体灭火系统受风力等影响较大,而且造价高,很少用于室外变压器的灭火。排油注氮灭火系统属于主动灭火方式,具有防火防爆的性能,由于其占地面积小,系统简单,运行维护方便等,已广泛用于变电站等场所。但设备只能防火,不能控制火灾的蔓延。水喷雾灭火系统技术较为成熟,在国内外对变压器防火应用最为普遍。
变压器水喷雾灭火系统及其优化探析
变压器水喷雾灭火系统及其优化探析摘要:结合《火力发电厂与变电所设计防火标准》中的地11.5.4条规定:“单台容量为125MV·A及以上的油浸变压器、200Mvar及以上的油浸电抗器应设置水喷雾灭火系统或其他固定式灭火装置”,水喷雾灭火系统在变压器中应用设计差异性较为明显,为优化设计,节省设计费用,提升水喷雾灭火系统的性能,本文结合目前水喷雾消防系统在变压器中的设计应用,提出一些优化策略。
关键词:变压器;水喷雾灭火系统;优化策略前言在变电站中电力变压器是最为关键的电气设备,其中油浸式变压器的应用范围最为广泛,变压器作为绝佳的绝缘介质可以有效减少火灾的发生,但是如果变压器出现温度过高、短路等问题,就会造成火灾事故的发生,进而会造成巨大的财产损失,同时也可能会带来人员伤亡事件,根据变电站防火设计要求,对大于等于125MV·A的变压器除了要设置消火栓、移动灭火装置、消防沙池等没灭火设备,还应该设置如水喷雾消防系统等固定灭火设备,在变压器中设置水喷雾消防系统能有效应对变电站复杂的火灾事故。
1变压器水喷雾灭火系统的特点与工作原理1.1 水喷雾灭火系统的特点水喷雾灭火系统是一种高效的灭火系统,可以应对复杂的火灾事故,它是利用水雾喷头采用雾化技术将水滴进行雾化处理后实现灭火,同时水喷雾灭火系统也有防护冷却的功能,它构成极其精巧,主要由水源、消防水泵、雨淋阀组和水雾喷头等构成,主要有一下特点个:第一,可以应对火灾事故复杂且危险性高的灭火;第二,可以应对固体火灾事故,也可以扑灭液体、电气火灾事故;第三,水喷雾灭火系统不仅仅可以应对火灾,也可以实现快速的冷却,对火势也有控制作用。
目前,我国电力领域、石化领域均配备了水喷雾灭火系统,在很多变电站中的应用十分广泛[1]。
1.2 水喷雾的灭火原理水喷雾的应用原理主要包含以下方面:第一,表面冷却原理,利用水滴成雾的原理实现灭火,对于相同体积的水,将其利用雾化技术喷射出来,其辐射面积和威力会成百倍的增加,当雾化的水滴喷射到火灾面上,会让大面积的燃烧物质的表层温度迅速降低,且其温度会降低到满足物质热分解所需的温度临界点下,中断热分解,从而实现灭火;第二,窒息,在应用水喷雾灭火系统时,水雾在受到热传递作用后会分解成大于原体积近1700倍水蒸气,从而降低燃烧面的含氧量,燃烧在缺乏氧气支持后,就中断燃烧,从而实现阻断火灾的目的;第三,乳化,应用水喷雾灭火系统在应对液体火灾时,其原理主要是利用水雾喷射的巨大冲击力,在火灾面形成巨大的搅动力量,从而让液体可燃物的状态发生乳化现象,利用乳化层阻断了火灾;第四,稀释,在应用水喷雾灭火系统应对水溶性液体火灾时,利用以上综合性的原理达到了灭火目的。
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变压器水喷雾灭火系统的讨论近年来,我国城乡电网日益发展,大中型变电站和发电厂越来越多。
变压器作为它们的主要设备,不管容量大小,原理基本相同,都是通过铁心和绕组之间的电磁转换升压或降压,以达到大功率、超高压和远距离输电的目的。
有关规范规定,大于一定容量的变压器应设置水喷雾灭火系统。
水喷雾在灭火时能起到表面冷却、窒息、乳化和稀释的作用,它可以可靠地扑灭闪点高于60度的液体火灾,且有不造成液体飞溅和电气绝缘度高的特点。
相关的《水喷雾灭火系统设计规范》中亦对变压器水喷雾灭火系统的设计作了一系列规定,但笔者在工程中,却发现有些情况无法按规范要求处理,并采取了一系列解决方法,在此提出,以供参考。
一、变压器的火灾危险性分析及保护部位的确定大容量变压器一般为油浸式,主要由铁心、绕组、油箱、油枕、散热器、高压套管和压力释放阀等组成。
变压器油是碳氢化合物,闪点在130度左右,为可燃液体,正常情况下在密闭油箱内部依靠温差自然循环或通过油泵强制循环,以冷却电磁交换过程中铁心和绕组等散发的热量。
变压器形式多样,且不规则,不方便作为一个整体处理,因此将变压器的水喷雾保护分为油箱主体、高压套管、油枕、散热器和集油坑五大部分(见附图)。
按规范规定,除集油坑的设计喷雾强度采用6l/min.m2外,其余部位均采用20l/min.m2,灭火时间均取0.4h,具体分述如下:1、油箱主体油箱主体内部充满变压器油,铁心、绕组等设备以及大量有机可燃物,如纸板、棉纱、布、木材等均浸泡在变压器油中。
当变压器内部短路发生电弧闪络,油受热分解气化,箱内压力急剧升高,压力释放阀喷油泄压,此时可能引起爆燃,如泄压不及时,甚至可能发生箱体爆炸。
另外雷击、过电压、变压器出线短路以及外界火源等均可引发火灾。
一般大型变压器油箱均有一侧要受到散热器的遮挡,喷头配水管可以穿过散热器间的空档,以保护主体。
2、高压套管高压套管的作用是将变压器油箱中的高、低压绕组引出线从油箱内引出,通过电极分别与高、低压线路相连,是变压器的薄弱环节。
引发火灾的原因很多,其中包括制造缺陷、安装不当、损伤、老化以及出线短路和雷击过电压等。
它的爆炸喷油起火在变压器的火灾事故中占有最大比例。
规范中规定水雾不应直接喷向高压套管,笔者认为水雾包络至少应至套管底部的1/5处,但不应超过1/3。
经查阅大量资料,并在湖南省送变电建设公司的组织下做了带电喷雾实验,证明这种设置方式从安全和灭火的角度均是可靠的。
3、散热器大容量变压器的散热器一般有风扇,以增加散热片的通风量。
热油通过散热片中的管网,以达散热目的。
此部分的保护也很重要,但应避免水雾直射风扇电机,水雾喷头可沿风扇电机之间的中心线布置。
4、油枕油枕通过连接管与油箱主体中的变压器油相连,以缓冲油的热胀冷缩和确保油质。
油枕一般为规则圆柱体,位置在变压器的顶部,布管时须考虑到喷头和管道离高压带电体的间距。
如油枕靠变压器的一侧,处理就比较简单,但现在很多油枕设在变压器的正顶部,两旁均有高压套管,而规范要求油枕应受保护,且管道不宜穿越变压器顶部,二者有一定矛盾。
经和多个变压器厂家协商,一致认为紧靠变压器的顶部可以设置配水横管,这样可以通过高压套管的空档解决油枕的保护问题。
5、集油坑集油坑的保护往往被人忽视,其实以上设备主体火灾一旦发生,任何灭火系统均只能起到灭火和防止火势蔓延的作用,设备修复的可能性较小。
当变压器内部压力急剧升高时,变压器的压力释放阀会开启泄压,大量的油气泄入集油坑,集油坑内填满了石头,变压器油通过石头缝隙和集油坑底部管道进入远处集油井。
此时集油坑很可能引发火灾,因此集油坑的保护很重要,除应独立设置保护喷头外,建议采用大于12l/min?m2的灭火喷雾强度。
油浸变压器的大量变压器油极易导致火灾扩散并蔓延,停电也可能给社会造成巨大损失,后果严重,有必要设置可靠的消防保护系统。
二、工程实例本工程是一个220KV变电站,装配有三台的180MV A变压器,露天布置。
变压器之间设有防火墙,每台变压器采用独立的雨淋阀组和水雾配管系统。
现将本水喷雾灭火系统的设计特点简介如下:1、喷头、配管及雨淋阀组等的设置变压器的喷头和配管是变压器水喷雾设计的关键。
实验表明,在相同工作压力下,流量规格小的水雾喷头泄露电流小。
国内对水雾喷头的电气绝缘性能测定最大只测到了80l/min的喷头,因此喷头型号的选择不宜超过此流量范围。
笔者在工程设计中选用了63l/min和80l/min两种规格的喷头,并作了带电喷雾实验,取得良好效果。
设计时根据喷雾强度和被保护体的面积可算出喷头数量,然后选择合适的雾化角,确保有效射程,均匀布置即可。
我们可以不独立设置保护高压套管的喷头,但应确保水雾能包络到套管的底部,并不应超过套管长度的1/3。
喷头跟管道的连接不应直接采用90°弯头,而应采用两个90°弯头加上短管连接(见附图),这样可以在试喷雾时方便地调节水雾方向。
南方空气潮湿,且呈酸性,露天的开式管道容易腐蚀。
锈渣使水的电导率增加,也容易堵塞喷头,因此管道的防腐很重要。
过滤器后的配水管应采用内外热镀锌管,且用丝扣或法兰连接。
为保证配水均匀,我们将变压器的主管设计成DN150的环管,整个环管由八根DN150的管道和四个DN150的弯头用法兰连接。
法兰盘与管道以及其它小管与环管的连接只能采用焊接,焊点将破环镀层,并形成电化腐蚀,因此将管道焊接后作了二次热镀处理。
配管完成后,变压器被管网包围,由于采用丝扣和法兰连接,并不影响日后变压器和管网的维护。
雨淋阀组是由雨淋阀、手动阀、压力开关、水力警铃、压力表以及配套的通用阀门组成,主要作用是接通或关断水喷雾灭火系统的供水,它可以通过远程电控信号开启,也可以接收传动管信号开启或直接通过手动应急操作阀开启。
本工程所采用的雨淋阀组能自动启闭,且具备远程应急阀手动。
在雨淋阀组和变压器较远处均设有手动应急阀,完全满足消防和安全的要求。
为确保火灾时系统能可靠启动,必须定期试水,我们在雨淋阀的出管上装有试水装置,它也可以兼作泄水阀和排污口用。
考虑变压器的火灾主要是油类和电气火灾,不宜直接喷水灭火,笔者认为有设置消防水泵接合器的必要,以利消防车更有效救援。
每台变压器的喷头数量为75个,设计流量达到80l/s,需设置六台消防水泵接合器。
设计灭火时间取0.4h,消防水池有效容积应为250m3。
其它有关水泵、管网等的设置不再详述。
2、报警及控制变压器是供电枢纽的心脏,及时的火灾报警能争取到最好的战机,但误报造成的误动作也可能造成无法挽回的严重后果。
大容量变压器一般是露天设置或处于大空间的室内,目前国内外常用的探测器有感温电缆、空气管以及闭式喷头等。
本工程采用了两路感温电缆:一路为开关量感温电缆,距离变压器表面约5~10mm;另一路为模拟量可重定温感温电缆,紧贴变压器表面布置。
油枕、油箱以及输油管路等均缠绕了感温电缆。
考虑到高压套管是火灾多发部位,因此在所有套管的根部也绕上一圈的模拟量感温电缆。
经以上布置,实现了变压器的全方位保护,可及时感应到变压器表面温升和外部火灾。
变压器的灭火启动控制流程附后。
配水管网的接地很重要,我们在管网的两处进行了重复接地,管道的法兰连接部位均采用铜条短接。
三、问题及对策本工程完工后,我们做了系统联动和水喷雾试验,对部分喷头的角度进行了调整,整个变压器全部被水雾包络,高压套管根部的1/3也在水雾覆盖中,效果良好。
但也发现了一些问题。
1、油枕的保护油枕位于变压器的顶部,实际上也是位于两侧高压套管的中间,在有风的情况下,保护油枕的水雾改变了方向,直射到了高压电极上。
最后只得降低了油枕和喷头的保护距离并增加水雾喷头,但油枕还是未能全部被水雾覆盖,因此油枕的保护方式函待探讨,最好在变压器订货时向设备厂家提出要求,将油枕设置在变压器的一侧。
2、仪器仪表的防雾措施变压器上的仪器仪表均是防水的,但在我们在喷雾时发现水雾能穿过透气孔进入它们的内部。
为防不良影响,我们在试喷雾时采用了一定遮挡措施,也可在变压器订货时向设备厂家提出防雾要求。
3、多台变压器交叉灭火和循环灭火方式的解决本工程有三台变压器,我们只考虑了一台变压器起火的情况,并按此要求对水池容量、水泵等进行设计。
当一台变压器的雨淋阀启动灭火时,另外两台变压器的灭火系统必须在此台变压器的雨淋阀关闭后才能启动,而实际中也的确存在交叉火灾和人工误动的情况。
因此我们针对本系统雨淋阀能自动启闭的特点,在控制中心增加了远程自动和手动关阀的功能,实现了多台变压器的循环灭火,并且模拟实验成功。
由于雨淋阀的自动关闭在瞬间完成,造成了较大的水锤,可在雨淋阀组的前面设置水锤吸纳器。
4、带电喷雾对运行中变压器的影响一般情况下,水雾系统的自动启动可以设定在变压器跳闸以后,但水雾系统存在自动、手动以及机械应急手动等多种启动形式,因此不能排除变压器在运行状态下喷雾的情况。
喷头、管道和带电体的安全距离均满足电业安全规程和相关消防规范的规定,且喷雾时水雾只覆盖到了220KV和110KV套管的根部,因此不会对它们产生不利影响。
10KV套管和10KV引出母线铝排的位置较低,喷雾时整个套管和铝排均处在密集的水雾包络中,套管和变压器表面形成了厚厚的水膜。
由于消防管道中的水没有流动,腐蚀严重,是否会引起变压器10KV出线的相间闪络呢?带着这个问题,湖南省电力建设开发公司联合省电力中心实验研究所及省电力设计院等单位,做了与变压器现场情况相同的喷雾耐压实验,得出以下结论:a.正常水质下(导电率157us/cm),试验水压≥0.3MPa,试验电压达35KV,试验均可通过。
b.污秽水质下(导电率444us/cm),试验水压≥0.3MPa,试验电压不能超过20KV。
当超过20KV时,变压器和套管表面形成的水膜放电闪络,实验不能通过。
以上实验结果证明,正常运行状态下发生误喷是不会影响安全运行的,不会由于喷雾造成主变跳闸。
5、水喷雾灭火系统的启动方式上面的实验结果表明,水喷雾系统不一定要等到变压器跳闸后才启动。
变压器表面布置有两路不同类型的感温电缆,当一路感温电缆感应到火灾时,将发出报警信号,此时可人工判别火灾并可手动启动灭火系统。
当两路感温电缆均感应到火灾时,将自动启动灭火系统。
油浸变压器本身带有油温传感器、瓦斯继电器以及压力释放阀等,它们的报警一般较外部探测器要快,在本系统中,这些反馈讯号也可直接启动灭火系统。
四、总结油浸变压器内部贮有大量的变压器油,以上工程实例中的每台220KV变压器的贮油就达20吨。
内部火灾一旦发生,变压器油油温一般已超过闪点,并可能大大超过复燃温度,遇空气即可爆燃,火势极难控制。
因此在水喷雾灭火系统的设计和施工中应根据变压器的工艺特点和现场的实际情况,充分考虑各方面因素,做到全方位的火灾探测和水雾覆盖,将火灾消灭在初始阶段。