变压器排油注氮灭火装置
2023/10/12
一、概述
油浸电力变压器总是存在着发生火灾的危险。无论是电力变压器铁芯产生的持续高温，还是由于短路、过电压等的内部电弧产生的高能放电引起的突发性短暂高温，只要能使变压器油的温度大于400℃，就会分解出各种可燃气体，致使变压器内部压力增大。变压器内部超压造成其自身薄弱部位(如变压器瓷套管、器身焊缝、防爆口等处)破成裂口，使变压器油及产生的可燃气体一起从裂口中喷出，喷出的变压器油及可燃气体的混合物在与空气接触摩擦后，就产生火焰起火甚至爆炸，造成重大损失。
国家有关标准规定指出大型变压器必须配置灭火装置。数量众多的油浸变压器应用在工业、民用建筑群中。虽许多容量较小，却处于经济发展的中心位置和政治、军事、交通有关的地域，应配置灭火装置加以重点保护。在无人值守的变电站，对消防系统的要求也越来越高。
针对变压器故障的特点我公司研制了NS-BPZM型变压器排油注氮灭火装置，采用特制电磁阀机构，已通过国家鉴定的新型装置，经过多年的实践应用，得到用户的好评。
二、引用标准
NS-BPZM型变压器排油注氮灭火装置引用标准如下：
GB/T 2422 电工电子产品环境试验
GB/T 2423.1 电工电子产品基本环境试验规程 试验A：低温试验方法
GB/T 2423.2 电工电子产品基本环境试验规程 试验B：高温试验方法
GB/T 2423.4 电工电子产品基本环境试验规程 试验Db：交变湿热试验方法
GB/T 4208 外壳防护等级（IP代码）
GB/T 7251.1 低压成套开关设备和控制设备 第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备
GB/T 7261 继电器及继电保护装置的基本试验方法
GB/T 11287 电气继电器 第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第1篇：振动试验（正弦）
GB/T 14537 量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验
GB/T 14598.9 电磁兼容、试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T 14598.10 电磁兼容、试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T 14598.13 电磁兼容、试验和测量技术 1MHz（1kHz）脉冲群抗扰度试验
GB/T 14598.14 电磁兼容、试验和测量技术 静电放电抗扰度试验
GB/T 17626.8 电磁兼容、试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验
GB/T 17626.11 电磁兼容、试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验
JB3336 电站设备自动化装置通用技术条件
GB/T 1226 一般压力表
GB 5099 钢制无缝气瓶
GB/T 8979 纯氮
GA 61-2002 固定灭火系统驱动、控制装置通用技术条件
GA 835-2009 油浸变压器排油注氮灭火装置
CECS187:2005 油浸变压器排油注氮技术规程
三、产品特点
1、以防为主，防消结合。可以有效防止油浸变压器爆裂所产生的火灾，避免重大损失，利于变压器安全运行；
2、不用水或泡沫等灭火介质，免除了消防排水设计和相关设施；
3、属环保产品，该设施不对环境和变压器本身造成任何污染；
4、造价低，运行管理简单、维护方便；
5、本装置采用直流电源供电，工作稳定；信号与逻辑关系成立后，才启动电磁机构立即灭火，排除误动的可能，灭火时间短；
6、限制内部故障引起火灾的损坏范围，减少变压器火灾造成的损失；
7、结构紧凑，易于安装；
8、不受水源等地理环境限制，不会冻冰，阻塞；有效解决了我国华北、西北、东北等三北地区，因水资源缺乏而形成的“以水定所”的被动局面。
四、启动条件
1、防火灭火
当控制中心接收到以下信号：
? 温度探测器信号；
? 重瓦斯继电器信号；
? 断路器跳闸信号(可选)。
控制中心确认变压器存在重大火灾危险，发出声光报警。如系统处于自动状态，将启动消防柜，排油泄压，注氮灭火。
2、防爆泄压
当控制中心接收到以下信号：
? 超压探测系统动作信号；
? 重瓦斯继电器信号；
? 断路器跳闸信号(可选)。
控制中心确认变压器存在重大爆炸及火灾危险，发出声光报警。如系统处于自动状态，将启动消防柜，排油泄压，注氮灭火。
五、产品简介
结构与工作原理
NS-BPZM型变压器排油注氮灭火装置（以下简称装置），即为防止火灾危险的产生而开发的成套灭火装置。此装置不适用于变压器油箱外部和分接开关箱内部火源的灭火。
装置由消防柜、控制屏、排油注氮管道、探测器、关闭(控/断流阀)阀等组成。
装置工作原理见图
当变压器内部发生故障，油箱内部压力急剧增加，引起气体继电器跳闸动作，若变压器的温度继续升高，探测器达到动作温度，其感温元件熔断，触头接通，电磁机构动作，把快速排油阀打开，开始排出高温油层。延时0～20秒后，开启阀把氮气瓶打开，氮气通过减压阀、开启阀、注氮管路进入油箱底部，迫使油箱内部变压器油循环，使油箱下部较低温度的油和顶层高温油混合，消除热油层，并使表层油温度降到闪点之下，油箱内部火焰自动熄灭。
关闭阀的作用是在排油时自动关闭，防止储油柜中的油浇到初燃的火上，加剧火势。
六、装置设计与安装
6.1控制屏设计与现场安装
1．作用
控制屏由电气控制单元组成，采集信号、输出排油注氮电磁机构动作信号并将报警信息传递给用户，控制屏采用指示灯指示灭火装置工作状态，通过手动、自动两种灭火方式对消防柜进行远方控制。每面控制屏可根据用户需要安装1～4组彼此独立互不联系的控制单元，每组控制单元控制一台消防柜。
2．外形尺寸和颜色
标准控制屏尺寸为：2260(高)×800(宽)×600(深)或2360(高)×800(宽)×600(深)，单位mm，高度包含眉头60mm。颜色根据用户需求而定。
3．工作电源
直流220V，额定电流0.5A，电磁机构启动瞬间电流5A。
4．安装
控制屏应安装在主控室内便于观察和操作的位置。
6.2消防柜(灭火箱)设计与现场安装
1．作用
消防柜由排油注氮电磁阀机构、氮气瓶及温湿度监控单元组成，控制排油注氮电磁机构动作，排出变压器高温油体，注入氮气，扑灭火源。
2．工作电源
交流220V 500W(温湿度监控单元工作电源)。
3．安装
消防柜示意图如下：
排油连接管安装示意图
注氮连接管安装示意图
消防柜位置应尽量靠近变压器，采用地脚螺栓固定，其与变压器之间的排油管道水平长度在3～8m之间，固定灭火箱的基础必须水平，以防灭火箱的变形，造成快速排油、注氮机构工作迟滞。
消防柜下部的事故排油通道应直接输入到事故油池或采用管道连接到事故油池。为防止消防柜中的事故排油通道变形，因此连接到事故油池的管道直径需采用150mm，消防柜中的事故排油通道外径为104mm。
6.3关闭阀(控/断流阀)设计与现场安装
1．作用
关闭阀采用流速控制关断。正常情况下处在开启状态，当火灾发生时，关闭阀迅速切断储油柜(油枕)与变压器内部油体之间的联系，防止储油柜中油体浇到初燃的火上，加剧火势。
2．相关参数
通经：DN80mm，与重瓦斯继电器通经保持一致；
动作流量：50～100L/Min；
动作时间：≤1s；
接点容量：220V DC 5A；
复位方式：手动。
3．安装
关闭阀安装在储油柜和变压器油箱之间的管路上，箭头指示方向是由储油柜指向变压器油箱。
控流阀示意图及安装图
6.4.感温探测器设计与现场安装
1．作用
探测变压器油箱体温度。当火灾发生时，感温探测器将高温信号传递给控制屏。
2．相关参数
数量：6只（标配）；
连接方式：并联连接，或逻辑关系；
起跳温度：130±10℃；
接点容量：220V DC 5A；
3．安装
采用螺栓固定在变压器顶部的支架上，探测器头部要相对水平面向下倾斜2%，且探测应均匀分布在变压器顶部。探测器支架如下图。
6.5排油注氮管道设计与现场安装
1.排油管道
位置
排油孔应设置在变压器的顶端，距变压器油箱顶部200mm处。
管道
在变压器的排油孔处焊接一个接头并安装一个排油连接阀(可用碟阀)，由变压器厂家完成，连接阀与排油管道法兰配合(法兰尺寸见下图)，连接阀到消防柜的连接管道建议由变压器厂根据具体灭火箱位置完成，由本公司指导安装。
2.注氮管道
管径
全部采用DN25mm的管道。
管道
在变压器的注氮孔处焊接一个接头并安装一个注氮连接阀(可用碟阀)，由变压器厂家完成，连接阀与注氮管道法兰配合(法兰尺寸见下图)，连接阀到消防柜的连接管道建议由变压器厂根据具体灭火箱位置完成，由本公司指导安装。
