KTH变压器排油充氮灭火装置

       油浸式电力变压器是发电厂和变电站中最重要的设备之一。变压器油箱中含有大量的易燃物质，一旦着火将会迅速蔓延并发生爆炸，从而造成重大灾害。为了避免发生危险，我公司开发研制出了KTH型变压器充氮灭火装置。它是在吸收国内外同类产品先进技术的基础上，研究开发出的一种新型消防保护装置。它具有准确、迅速、可靠等优点，安装简便、易于维护、土建工程小、不污染环境。适用于发电厂、变电站容量在10MVA的大型油浸电力变压器以及电抗器等类似充油电力设备的灭火。
1、装置工作原理
       在同时接收到火灾探测器报警信号和重瓦斯报警信号后，本装置可以自动或手动启动消防，启动后，快速排油阀打开，将变压器油箱顶部热油迅速排出，释放压力，降低油位防止燃油溢出。同时控流阀关闭，切断油枕的补油通道，防止火上浇油。排油数秒后，氮气从油箱底部注入，强制热冷油交换，使油温迅速降至闪点以下。同时氮气覆盖油面，降低氧气浓度，使油面的明火在60s内迅速熄灭。之后氮气被连续注入油箱至少10min以上，使变压器充分冷却，防止复燃。
2、装置适用范围和运行环境
适用范围
（1）在国内外供、发电单位新建、扩建、改建的变电站（包括无人值守变电站）中使用的油浸电力变压器
（2）正在使用中的变压器消防装置的改造。
（3）缺水、寒冷、风沙大的地区尤其适用。
运行环境
电源：控制柜     220V.DC          （动作时）
消防柜     220V.AC  500W   （加热时）
工作环境：气温 –40℃~50℃
相对湿度：小于90%（约25℃时） 
      
3、主要部件的安装位置及作用
       充氮灭火装置由安装于变压器油箱顶盖的火灾探测器、装于气体继电器与油枕之间的控流阀、装于变压器附近的消防柜和装于控制室的控制柜等四部分组成，装置与变压器相互之间用管道和电缆连接。

       控流阀：安装在气体继电器与油枕之间的水平管道上，可在变压器油箱破裂溢油或发生火灾排油时自动切断补油通道。
火灾探测器：安装在变压器油箱顶部易着火的部位，着火时发出接点信号。
消防柜：安装在变压器附近，是排油充氮的执行部件。
控制柜：安装控制室内，提供工作状态信号指示、报警信号输出及启动控制。
4、技术指标和技术参数
技术指标
(1) 充氮开始至灭火时间：<60s
(2) 连续充氮搅拌时间：不少于10min
技术参数
(1) 控流阀
公称通径：φ80
控流阀关闭流速：  70-100L/min
(2) 火灾探测器
动作温度：93℃(绿色)
(3) 消防柜
a、外形尺寸(长×宽×高)
 1200×500×1900（mm）
b、重量：约500千克
附：排油充氮灭火升级改造方案
为进一步提高国家电网公司变电站（换流站）火灾防范水平，规范变压器固定自动灭火系统的设置标准和运作方式，国网公司制定了变压器固定自动灭火系统完善化改造原则，我公司依据改造升级原则并结合我公司设备特点制定施工方案并实施改造升级任务。
1、我公司充氮灭火设备升级改造后的特点
   为了增加系统稳定性，避免干扰及误动作的出现，我公司对充氮灭火设备系统控制回路，进行升级，由原来的信号源单一控制，改成双回路交叉校验控制，并增加电磁抗干扰装置，以确保系统的高可靠性。

二、具体改造内容：
根据国网关于主变充氮灭火系统完善改造原则，结合现场实际情况需针对以下几个方面进行改造：
（一）电源系统
充氮灭火装置需要具备主备两路电源，主备电源能实现自动切换。主备电源应取自直流系统的不同直流母线段，采用辐射状供电方式，充氮灭火装置电源开关应与直流屏内直流电源开关满足级差配合的要求，防止装置故障情况下越级跳开直流系统总开关。
（二）启动方式
根据国网最新要求，充氮灭火装置需要满足防爆、防火两种启动方式。
1.防爆启动方式。防爆方式需要满足重瓦斯信号、三侧开关位置及油箱超压信号，当三个启动条件全部具备时，才能启动装置。重瓦斯信号之前都有，如果气体继电器不是双浮球或双浮子的就要更换，重瓦斯信号从就地的气体继电器直接引出。三侧开关位置根据实际情况引入充氮灭火装置。油箱超压信号要求从速动油压继电器或压力释放阀引出接点，要确认速动油压继电器或压力释放阀是不是有多余无源接点，如果没有就要考虑更换速动油压继电器或增加重动继电器，以满足充氮灭火装置信号的需求。
2.灭火启动方式。灭火方式需要满足重瓦斯信号、三侧开关位置及2个及以上独立回路的火灾探测器发出信号，当三个启动条件全部具备时，才能启动装置。
3、两个独立回路的火灾探测器应使用两组不同原理的探头，一般为一路玻璃泡式火灾探测器、一路易熔金属式火灾探测器，两路信号需要独立铺设电缆至变压器本体端子箱。
（三）信号接入
根据国网最新要求，接入变电站监控系统的信号应该包括：系统电源的工作状态，系统的启、停信息，阀门（排油阀、氮气释放阀、断流阀等）位置状态，气瓶压力报警，装置异常。以前引入的信号很少或者名称不符合要求，需要根据实际情况完善。所有信号应经实际传动试验，严禁直接短接信号节点进行传动。
（四）控制电缆
控制电缆应使用带屏蔽层的控制电缆，屏蔽层应在电缆两侧可靠接地。根据回路改造需要，本体消防柜至控制柜的控制电缆应使用截面积不小于1.5平方毫米的17芯铠装阻燃控缆；三侧开关信号要引至消防控制柜，根据实际情况来铺设；双电源应取自不同直流母线段截面积不小于2.5平方毫米的4芯铠装阻燃控缆；消防控制柜至端子箱控制电缆应使用截面积不小于1.5平方毫米的7芯铠装阻燃控缆。

（五）氮气驱动装置
排油注氮系统氮气驱动装置选用抗干扰能力强的电磁式驱动阀。
（六）漏油报警装置
加装漏油报警装置，便于检测充氮灭火装置排油阀密封性。
漏油报警装置由收油盒、集油盒和浮球开关组成，当排油阀有漏油时，由收油盒把变压器油采集后流入集油盒，当集油盒内油量达至浮球开关动作油面后，浮球开关动作，发出漏油报警信号。安装于现场消防柜内排油阀的下端。
（七）氮气安全装置
注氮管路设置能够排出泄漏氮气的低泄安全阀，防止氮气泄漏进入变压器本体导致轻瓦斯频繁动作。
在平时状态下，上端排气孔直接与空气相通，有气体渗漏至此处，可以直接排于空气中，防止气体积压进入变压器内部，引起气体继电器动作。
在进行排油注氮时，由于气压高，使上端排气孔动作堵死，不会在低泄安全阀上排出气体。
安装于现场消防柜的气路回路上。
（八）排油注氮启动装置
排油注氮启动（触发）功率应大于220V×5A(DC)；注氮阀动作线圈功率应大于220V×6A(DC)。
（九）机械联锁阀门
注氮阀与排油阀间应设有机械联锁阀门。
在排油阀与注氮管路上加装了机械联锁装置，在排油阀不动的情况下，注氮阀误动作时，气体不会进入变压器，对变压器造成损伤，只有在排油阀动作后，注氮阀动作后的气体才能进入变压器，提高了设备的安全性。