SP 合成泡沫喷雾灭火系统自动控制回路在电力变压器中的应用探讨

张玉龙

（云南电网公司曲靖供电局220kV 尖山变电站,云南 曲靖 655000）

“预防为主，安全第一“和防患于未然是长期以来安全生产的主题，近几年来，随着电力系统的快速发展和综合自动化变电站改造工作步伐的不断推进，电力系统的电网结构发生了翻天覆地的变化。变压器作为变电站的重要核心设备。变压器发生火灾不仅会造成重大的直接财产损失甚至人员伤亡，而且将给人民群众的生活带来严重影响，大型枢纽变电站的变压器发生火灾时还会造成大面积的停电事故，给工农业生产带来巨大的间接损失，危害极大。变压器自动灭火保护系统虽说是一套辅设施，应同样引起高度重视，以备防患于未然。

1 问题的提出

云南电网公司曲靖供电局新建220kV 尖山变电站，主变压器自动灭火保护系统采用SP 泡沫喷雾灭火装置，在对220kV 尖山变电站SP 泡沫喷雾灭火装置进行的验收过程中，向厂家安装调试人员提出了SP 泡沫喷雾灭火装置是否具有高可靠性和安全性的疑问，SP 泡沫喷雾灭火装置投入自动灭火位置时，正常运行中是否会因误动作而造成对运行中的主变压器喷射SP 合成泡沫液，引起正常运行中的主变因误喷SP 合成泡沫灭火液而事故跳闸等一系列的问题。安装调试人员无言以对。从SP 合成泡沫喷雾灭火系统原理看，SP 合成泡沫喷雾灭火系统是采用高效合成泡沫灭火剂通过气压式喷雾达到灭火的目的。SP 泡沫喷雾灭火系统由储液罐、合成泡沫灭火剂、启动装置、氮气驱动装置、电磁控制阀、水雾喷头和管网等组成。从SP 泡沫喷雾灭火系统原理看，该灭火系统灭火效率高，成本低，日常维护费用低，有效使用期为8年，社会效益和经济效益都十分明显。但从图1 中可以看出在启动控制回路上存在一定的问题。为此提出来进行分析和探讨。

图1 220kV尖山站现用的SP合成泡沫灭火装置控制回路结构图

图2 改进后的SP合成泡沫灭火装置控制回路结构图

动作原理：SP 合成泡沫喷雾灭火系统是采用高效合成型泡沫灭火剂储存于储液罐中，储液罐中高效合成型泡沫灭火剂并没有压力。当变压器出现火灾时，通过变压器本体上缠绕着的两根火灾探测感温双胶线感应主变压器本体温度,当主变本体两根火灾探测感温双胶线同时感应到温度达到105℃时，两根火灾探测感温双胶线外绝缘被击穿，向火灾自动报警联动控制装置发出火灾报警信号。当火灾自动报警联动控制装置收到火灾报警信号后，首先打开高压氮气驱动装置的瓶头阀。高压氮气通过减压后达到预定的工作压力，将氮气输送到储液罐中。当储液罐内压力增高到工作压力时，由火灾自动报警联动控制装置延时打开储液罐出口电磁阀，灭火剂即经过管道和水雾喷头将合成泡沫灭火剂喷向主变压器顶部。以下是我在对220kV尖山站SP 合成泡沫灭火装置验收过程中想到的一些存在问题，提出来进行探讨和分析：两根火灾探测感温双胶线裸露围绕在主变压器本体上，受主变压器在正常运行中的温升和空气中酸性物质腐蚀的影响火灾探测感温双胶线外绝缘在一定程度上会老化，绝缘将降低。当外绝缘老化后，将误发火灾报警信号给火灾自动报警联动控制装置，启动SP 合成泡沫喷雾灭火系统，从而影响主变压器的正常运行；

当值班人员误碰误动火灾自动报警联动控制装置回路上的手动启动按钮时，将会造成误启动SP 合成泡沫喷雾灭火系统，从而影响主变压器的正常运行；

从图1 可以看出SP 合成泡沫喷雾灭火系统，无机械应急启动回路设计，当火灾自动报警联动控制装置故障或损坏且又发生火灾时，手动启动SP 合成泡沫喷雾灭火系统回路时，因电磁阀打不开而失去起火初期的灭火作用；

另外由于变电站的主变压器自动灭火系统设计管线一般都在40米左右，这些管线由于长期处于备用状态，且管内正常运行时无填充物，受空气中酸性物质的腐蚀管网内壁氧化锈蚀，往往在需要用时确被锈渣淤塞喷头，影响水雾及泡沫喷雾的形成，特别是当使用手动喷雾控制阀门时，常因阀门锈死而无法操作等等一些因素。这类系统的致命缺陷是系统本身不具备自检功能，必须由专业人员定期检查，但因缺乏专业人员的定期检修维护，故障难以及时发现，在需要灭火时往往不能正常启动，形同虚设。延误火灾前期灭火控制。

2 SP 合成泡沫喷雾灭火系统控制回路改进建议

方案1：改进火灾报警信号回路，在两根火灾探测感温双胶线与火灾自动报警联动控制装置回路之间，串入主变三侧断路器跳闸位置继电器的闭接点或者串入差动和重瓦斯保护动作信号接点来完善控制回路的动作可靠性。此方案的优点是可以避免运行中的主变火灾探测感温双胶线误发火灾信号给火灾自动报警联动控制装置而误启动SP 合成泡沫喷雾灭火系统。但不能避免值班人员误碰误动火灾自动报警联动控制装置上的手动启动回路对运行中的主变压器误喷SP 合成泡沫灭火液。此方案同样存在对运行中的主变压器误喷SP 合成泡沫灭火液的危险性，因此不可取。

方案2：从变压器的结构来分析，当变压器内部发生较为严重的故障时首先被破坏的将是压力释放阀和高压套管与主变压器箱体结合处的部分，若将火灾探测感温双胶线换成热电阻温感探头，并安装在适当位置。对火灾自动报警联动控制回路进行改进，在火灾自动报警联动控制装置回路中，增加主变三侧开关量接点。如主变三侧断路器跳闸位置继电器的闭接点（三取二），或者差动和重瓦斯保护动作信号接点来完善SP 合成泡沫喷雾灭火系统启动回路动作的可靠性。此方案的优点可以避免对运行中的主变火灾探测器误发火灾信号给自动报警联动控制装置，误启动SP 合成泡沫喷雾灭火系统。同时也能避免值班人员误碰误动火灾自动报警联动控制装置上的手动启动回路。造成对运行中的主变压器误喷SP 合成泡沫灭火液而引起变压器事故跳闸。

同时，在设计SP 合成泡沫喷雾灭火系统时，尽量选择靠近被保护物的安全位置，以缩短管网的长度，降低被锈渣淤塞喷头的可能性，并在SP 合成泡沫罐出口处增加消防专接口和应急手动机械启动回路如图2 所示，可在SP 合成泡沫喷雾灭火系统在完全失去火灾自动报警联动控制时，实现人为手动机械启动SP 合成泡沫喷雾灭火系统对保护设备进行火灾前期的灭火防护，以达到自动、手动启动控制和应急手动机械启动三效合一的效果。

3 结束语

变压器是变电站的重要核心设备，它的安全运行直接关系到对用户供电的可靠性和电网的安全运行。尽管变压器的自动灭火系统为辅助设施，但为了安全运行起见，应考虑提高变压器自动灭火系统安全运行的可靠性。为了做到这一点，火灾自动报警联动控制系统回路的设计应考虑到必须在检测到主变温度的同时，对几种开关量的变化状态进行相应的检测。而最为可靠的方法是采用主变压器的重瓦斯保护和差动保护动作信号的接点，这两个信号对控制系统触发的逻辑关系是“或“的关系。或者采用主变压器三侧断路器的分闸位置继电器闭接点或断路器在分闸位置时的辅助闭接点（三取二）来进行相应的检测作为启动条件,提高火灾自动报警联动控制系统回路动作的可靠性。确保变压器处于安全可靠的运行状态。