KTH變壓器排油充氮滅火裝置

       油浸式電力變壓器是發電廠和變電站中最重要的設備之一。變壓器油箱中含有大量的易燃物質，一旦著火將會迅速蔓延并發生爆炸，從而造成重大災害。為了避免發生危險，我公司開發研制出了KTH型變壓器充氮滅火裝置。它是在吸收國內外同類產品先進技術的基礎上，研究開發出的一種新型消防保護裝置。它具有準確、迅速、可靠等優點，安裝簡便、易于維護、土建工程小、不污染環境。適用于發電廠、變電站容量在10MVA的大型油浸電力變壓器以及電抗器等類似充油電力設備的滅火。
1、裝置工作原理
       在同時接收到火災探測器報警信號和重瓦斯報警信號后，本裝置可以自動或手動啟動消防，啟動后，快速排油閥打開，將變壓器油箱頂部熱油迅速排出，釋放壓力，降低油位防止燃油溢出。同時控流閥關閉，切斷油枕的補油通道，防止火上澆油。排油數秒后，氮氣從油箱底部注入，強制熱冷油交換，使油溫迅速降至閃點以下。同時氮氣覆蓋油面，降低氧氣濃度，使油面的明火在60s內迅速熄滅。之后氮氣被連續注入油箱至少10min以上，使變壓器充分冷卻，防止復燃。
2、裝置適用范圍和運行環境
適用范圍
（1）在國內外供、發電單位新建、擴建、改建的變電站（包括無人值守變電站）中使用的油浸電力變壓器
（2）正在使用中的變壓器消防裝置的改造。
（3）缺水、寒冷、風沙大的地區尤其適用。
運行環境
電源：控制柜     220V.DC          （動作時）
消防柜     220V.AC  500W   （加熱時）
工作環境：氣溫 –40℃~50℃
相對濕度：小于90%（約25℃時） 
      
3、主要部件的安裝位置及作用
       充氮滅火裝置由安裝于變壓器油箱頂蓋的火災探測器、裝于氣體繼電器與油枕之間的控流閥、裝于變壓器附近的消防柜和裝于控制室的控制柜等四部分組成，裝置與變壓器相互之間用管道和電纜連接。

       控流閥：安裝在氣體繼電器與油枕之間的水平管道上，可在變壓器油箱破裂溢油或發生火災排油時自動切斷補油通道。
火災探測器：安裝在變壓器油箱頂部易著火的部位，著火時發出接點信號。
消防柜：安裝在變壓器附近，是排油充氮的執行部件。
控制柜：安裝控制室內，提供工作狀態信號指示、報警信號輸出及啟動控制。
4、技術指標和技術參數
技術指標
(1) 充氮開始至滅火時間：<60s
(2) 連續充氮攪拌時間：不少于10min
技術參數
(1) 控流閥
公稱通徑：φ80
控流閥關閉流速：  70-100L/min
(2) 火災探測器
動作溫度：93℃(綠色)
(3) 消防柜
a、外形尺寸(長×寬×高)
 1200×500×1900（mm）
b、重量：約500千克
附：排油充氮滅火升級改造方案
為進一步提高國家電網公司變電站（換流站）火災防范水平，規范變壓器固定自動滅火系統的設置標準和運作方式，國網公司制定了變壓器固定自動滅火系統完善化改造原則，我公司依據改造升級原則并結合我公司設備特點制定施工方案并實施改造升級任務。
1、我公司充氮滅火設備升級改造后的特點
   為了增加系統穩定性，避免干擾及誤動作的出現，我公司對充氮滅火設備系統控制回路，進行升級，由原來的信號源單一控制，改成雙回路交叉校驗控制，并增加電磁抗干擾裝置，以確保系統的高可靠性。

二、具體改造內容：
根據國網關于主變充氮滅火系統完善改造原則，結合現場實際情況需針對以下幾個方面進行改造：
（一）電源系統
充氮滅火裝置需要具備主備兩路電源，主備電源能實現自動切換。主備電源應取自直流系統的不同直流母線段，采用輻射狀供電方式，充氮滅火裝置電源開關應與直流屏內直流電源開關滿足級差配合的要求，防止裝置故障情況下越級跳開直流系統總開關。
（二）啟動方式
根據國網最新要求，充氮滅火裝置需要滿足防爆、防火兩種啟動方式。
1.防爆啟動方式。防爆方式需要滿足重瓦斯信號、三側開關位置及油箱超壓信號，當三個啟動條件全部具備時，才能啟動裝置。重瓦斯信號之前都有，如果氣體繼電器不是雙浮球或雙浮子的就要更換，重瓦斯信號從就地的氣體繼電器直接引出。三側開關位置根據實際情況引入充氮滅火裝置。油箱超壓信號要求從速動油壓繼電器或壓力釋放閥引出接點，要確認速動油壓繼電器或壓力釋放閥是不是有多余無源接點，如果沒有就要考慮更換速動油壓繼電器或增加重動繼電器，以滿足充氮滅火裝置信號的需求。
2.滅火啟動方式。滅火方式需要滿足重瓦斯信號、三側開關位置及2個及以上獨立回路的火災探測器發出信號，當三個啟動條件全部具備時，才能啟動裝置。
3、兩個獨立回路的火災探測器應使用兩組不同原理的探頭，一般為一路玻璃泡式火災探測器、一路易熔金屬式火災探測器，兩路信號需要獨立鋪設電纜至變壓器本體端子箱。
（三）信號接入
根據國網最新要求，接入變電站監控系統的信號應該包括：系統電源的工作狀態，系統的啟、停信息，閥門（排油閥、氮氣釋放閥、斷流閥等）位置狀態，氣瓶壓力報警，裝置異常。以前引入的信號很少或者名稱不符合要求，需要根據實際情況完善。所有信號應經實際傳動試驗，嚴禁直接短接信號節點進行傳動。
（四）控制電纜
控制電纜應使用帶屏蔽層的控制電纜，屏蔽層應在電纜兩側可靠接地。根據回路改造需要，本體消防柜至控制柜的控制電纜應使用截面積不小于1.5平方毫米的17芯鎧裝阻燃控纜；三側開關信號要引至消防控制柜，根據實際情況來鋪設；雙電源應取自不同直流母線段截面積不小于2.5平方毫米的4芯鎧裝阻燃控纜；消防控制柜至端子箱控制電纜應使用截面積不小于1.5平方毫米的7芯鎧裝阻燃控纜。

（五）氮氣驅動裝置
排油注氮系統氮氣驅動裝置選用抗干擾能力強的電磁式驅動閥。
（六）漏油報警裝置
加裝漏油報警裝置，便于檢測充氮滅火裝置排油閥密封性。
漏油報警裝置由收油盒、集油盒和浮球開關組成，當排油閥有漏油時，由收油盒把變壓器油采集后流入集油盒，當集油盒內油量達至浮球開關動作油面后，浮球開關動作，發出漏油報警信號。安裝于現場消防柜內排油閥的下端。
（七）氮氣安全裝置
注氮管路設置能夠排出泄漏氮氣的低泄安全閥，防止氮氣泄漏進入變壓器本體導致輕瓦斯頻繁動作。
在平時狀態下，上端排氣孔直接與空氣相通，有氣體滲漏至此處，可以直接排于空氣中，防止氣體積壓進入變壓器內部，引起氣體繼電器動作。
在進行排油注氮時，由于氣壓高，使上端排氣孔動作堵死，不會在低泄安全閥上排出氣體。
安裝于現場消防柜的氣路回路上。
（八）排油注氮啟動裝置
排油注氮啟動（觸發）功率應大于220V×5A(DC)；注氮閥動作線圈功率應大于220V×6A(DC)。
（九）機械聯鎖閥門
注氮閥與排油閥間應設有機械聯鎖閥門。
在排油閥與注氮管路上加裝了機械聯鎖裝置，在排油閥不動的情況下，注氮閥誤動作時，氣體不會進入變壓器，對變壓器造成損傷，只有在排油閥動作后，注氮閥動作后的氣體才能進入變壓器，提高了設備的安全性。