一起油浸電力變壓器火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

一起油浸電力變壓器火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

220kv變量油壓機(jī)起火后，九個(gè)消息員到達(dá)現(xiàn)場，用水和泡沫滅火，外部大火在99分鐘后滅火，油壓機(jī)的油壓機(jī)在8小時(shí)后停止燃燒。這當(dāng)然是一起不成功的滅火戰(zhàn)例,但它卻說明了油浸變壓器具有較大火災(zāi)危險(xiǎn)性。這是由油浸變壓器的工作原理和組成決定的。變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理,以互感現(xiàn)象為基礎(chǔ),將一定電壓的交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌妷旱燃?jí)的交流電能的設(shè)備。油浸電力變壓器是電力變壓器中最常見的一種,其內(nèi)部含有大量的可燃的變壓器油,一旦發(fā)生火災(zāi),往往容易蔓延,難于撲救,而且,在撲救過程中稍有不慎,極易造成觸電事故。因此,了解油浸電力變壓器的火災(zāi)危險(xiǎn)性及預(yù)防措施就顯得十分重要。1變壓器的磁路油浸電力變壓器主要由鐵芯、繞組、油箱、冷卻系統(tǒng)、絕緣套管和其他部件構(gòu)成。其中鐵芯是變壓器的磁路部分,繞組是變壓器的電路部分,繞組套在鐵芯上共同放置在油箱內(nèi)。油箱內(nèi)裝有變壓器油,可以把鐵芯和繞組發(fā)出的熱量及時(shí)傳出去。油箱蓋上裝有絕緣套管,其作用是把高、低壓線圈從油箱中引出與外部的電源或負(fù)載連接。另外,為防止變壓器事故,還有一些安全附件。2油氣的燃燒機(jī)理油浸電力變壓器內(nèi)部有許多諸如紙張、布、木材等有機(jī)可燃物做成的絕緣支架,而且油箱內(nèi)有大量的絕緣油。由于短路、過電壓等故障,會(huì)使絕緣油受熱分解,產(chǎn)生可燃性氣體。變壓器絕緣油是飽和的碳?xì)浠衔?其閃點(diǎn)一般不小于135℃(GB261規(guī)定的變壓器油的閉杯閃點(diǎn)135℃),受熱分解或在高電壓下將產(chǎn)生氫氣和烴類等易燃?xì)怏w。油氣溶解在絕緣油中可使其閃點(diǎn)降低到52℃。顯然,這些油氣可被變壓器本身溫度引燃。如變壓器密封較好,油氣與空氣形不成混合物,燃燒爆炸就不能發(fā)生,但如果故障時(shí)間過長,易燃?xì)怏w越來越多,使變壓器內(nèi)部壓力劇增,以致油箱爆裂,導(dǎo)致氧氣進(jìn)入,引起火災(zāi),造成重大事故。3變壓器安裝過程中絕緣油運(yùn)行監(jiān)控管理從變壓器的火災(zāi)危險(xiǎn)性可以看出,變壓器的火災(zāi)原因主要是由于其內(nèi)部故障,長期運(yùn)行,產(chǎn)生短路、高溫、油氣,而造成火災(zāi)。為此,應(yīng)采取以下預(yù)防措施:(1)設(shè)計(jì)選型時(shí),應(yīng)盡量選用耐高溫抗析氣的性能優(yōu)越的變壓器油;對(duì)于大型高壓變壓器,必須采用抗析氣變壓器油,一般變壓器可采用無析氣性要求但符合GB2536的普通變壓器油。(2)要嚴(yán)格試驗(yàn),仔細(xì)檢查,確保油箱、油枕各部位強(qiáng)度相同,能承受較大內(nèi)力。(3)變壓器安裝過程中的絕緣油的管理和監(jiān)督是確保變壓器正常運(yùn)行的關(guān)鍵。特別是要防止因雜質(zhì)混入油中而帶入主變壓器內(nèi),致使變壓器投運(yùn)后短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)變壓器油介損快速上升而引起的變壓器故障。主要應(yīng)包括以下內(nèi)容:油質(zhì)預(yù)檢驗(yàn)、殘油試驗(yàn)、新油進(jìn)入設(shè)備前的檢驗(yàn)、熱油循環(huán)后的油質(zhì)檢驗(yàn)、變壓器投入運(yùn)行前的油質(zhì)試驗(yàn)等。(4)注意運(yùn)行、維修工作。定期對(duì)絕緣油進(jìn)行化驗(yàn)分析,并搞好巡視,及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常聲音、溫度等,并要保持變壓器良好的通風(fēng)條件。(5)根據(jù)變壓器的不同容量等級(jí)和環(huán)境選用不同的保護(hù)裝置?！峨娏υO(shè)備典型消防規(guī)程》規(guī)定:變壓器容量在120MVA及以上時(shí),宜設(shè)固定水霧滅火裝置,缺水地區(qū)的變電所及一般變電所宜采用固定的1211、二氧化碳或排油充氮滅火裝置及單機(jī)容量為200MW及以上的發(fā)電廠,其主變壓器和廠用變壓器均應(yīng)裝設(shè)固定水霧滅火裝置。《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定:單臺(tái)容量在40MW及以上的廠礦企業(yè)可燃油油浸電力變壓器、單臺(tái)容量在90MW及以上的可燃油油浸電廠電力變壓器或220kV、330kV、500kV獨(dú)立變電所,單臺(tái)容量在125MW及以上的可燃油油浸電力變壓器應(yīng)設(shè)水噴霧滅火系統(tǒng),在缺水或嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)采用排油充氮滅火系統(tǒng)。4自動(dòng)滅火裝置的工作原理排油注氮滅火裝置由滅火箱、氮?dú)馄?、開啟閥、注氮回路、排油回路、快速排油閥、探測器、關(guān)閉閥和控制箱組成。排油充氮裝置由瓦斯繼電器、感溫探測系統(tǒng)、閥門開啟裝置、放油蝶閥、預(yù)應(yīng)力止回閥、氮儲(chǔ)存與釋放裝置、恒壓器、氮管道、油管道等組成。該裝置的工作電源為直流。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障,油箱內(nèi)部壓力急劇增加,引起氣體繼電器跳閘觸點(diǎn)動(dòng)作,若變壓器油起火時(shí),探測的感溫元件熔斷,觸頭接通,排油閥打開,開始抽油,20s后,開啟閥把氮?dú)忾y打開,氮?dú)馔ㄟ^減壓閥,經(jīng)注氮管進(jìn)入油箱底部,使油箱內(nèi)部變壓器油循環(huán),油箱下部較低溫度的油和頂層高溫油混合,即可消除熱油層,從而使表層油溫降到閃點(diǎn)以下,油箱內(nèi)部火焰自動(dòng)熄滅。瓦斯繼電器探測到變壓器內(nèi)部的可燃?xì)怏w后,根據(jù)可燃?xì)怏w的濃度,決定是動(dòng)作于信號(hào),還是動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)的斷路器。感溫探測系統(tǒng)動(dòng)作于變壓器火災(zāi),它與瓦斯繼電器組成邏輯與門關(guān)系。當(dāng)瓦斯繼電器與感溫探測系統(tǒng)都動(dòng)作時(shí),才開啟放油蝶閥,迅速放掉變壓器內(nèi)的油。預(yù)應(yīng)力止回閥在油流增大排放時(shí)關(guān)閉,其作用是隔離變壓器油枕和箱體內(nèi)的油,防止箱體內(nèi)的油溶解油枕內(nèi)的可燃?xì)怏w。恒壓閥是決定氮?dú)鈨?chǔ)存與釋放裝置是否向變壓器充氮的關(guān)鍵部件,放油閥打開后,使管路內(nèi)的油壓發(fā)生變化,使恒壓閥動(dòng)作,氮?dú)鈨?chǔ)存裝置釋放出的氮?dú)馔ㄟ^多孔管道從變壓器底部吹入變壓器內(nèi)。變壓器油分解出大量氣體(如前述),迫使瓦斯繼電器動(dòng)作,發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)和指令。當(dāng)故障嚴(yán)重使變壓器著火時(shí),并聯(lián)安裝在變壓器上部的火災(zāi)探測器同時(shí)動(dòng)作,隨后閥門開啟裝置動(dòng)作,使放油蝶閥打開,將變壓器油頂部的油迅速排放掉;預(yù)應(yīng)力止回閥在油流增大排放時(shí)關(guān)閉,將油枕的油和箱體內(nèi)的油斷開。放油閥打開后造成原管路內(nèi)油壓的變化,使恒壓器動(dòng)作,氮?dú)忉尫砰y重錘落下,氮瓶內(nèi)的氮?dú)庖?MPa的壓力從變壓器底部兩側(cè)多孔管吹入,使變壓器箱體內(nèi)的油翻騰,促使上部油溫迅速下降。油排出后留下的空間被氮?dú)獬錆M,將著火的油面與空氣隔絕,使著火的油在短時(shí)間內(nèi)熄滅。排油充氮裝置的工作全過程無須人的介入,即從火災(zāi)發(fā)生、氮自動(dòng)進(jìn)入變壓器到火的熄滅都是自動(dòng)完成的。該裝置在火災(zāi)時(shí)能自動(dòng)將變壓器油枕與本體的油隔開,由于滅火是從變壓器箱體內(nèi)部開始的,所以滅火速度快、損失小。且滅火后充氮仍然留在油箱內(nèi),能夠保證油不會(huì)復(fù)燃。由于該裝置采用了直流工作電源,所以不受交流停電的影響。該裝置可隨時(shí)進(jìn)行模擬試驗(yàn),且不會(huì)對(duì)變壓器產(chǎn)生損壞或留下隱患。由于整個(gè)裝置是密封的,所以不存在防銹、雜物、藻菌、防凍等問題