浅析变电站变压器消防系统的故障处理方法

柯飞达　田小壮　钟明才　王伟光　童超　常世伟

摘要：变电站作为现代电力系统的重要组成部分，承担着改变电压和传输电力能源的重要责任。在常见的变电站组成中，变压器的类型使用较多的主要是油浸式变压器，这种变压器本身具有很多的燃油，一旦发生故障，极有可能引起火灾等严重事故，甚至造成爆炸，发生爆炸会直接导致此变压系统下的整个电力系统瘫痪，还可能对相关的工作人员造成严重的影响。因此，对其消防系统进行深入的研究显得非常必要，不仅能够及时检查在发展过程中的问题，并且进行解决问题，促进变电站的变压器消防系统能够不断完善，保证电站的安全运行，具有重要的现实意义。

关键词：变电站;主变压器;消防系统;措施

随着社会的发展和经济的进步，电力系统的完善对于整个社会的良好运行起着越来越重要的作用。当前，电力系统的供电量随着经济实际的发展而增加，设备的超负荷运行以及过热运行等等问题时有发生。油浸式变压器具有良好的绝缘性能以及导热性能，能够有效地解决变压器在运行过程中产生大量热量的问题，具有很好的使用优势。但是一旦出现变压器故障，设备温度升高，很容易导致变压器和其他的设备发生燃烧甚至是爆炸，造成不可估量的损失。为了进一步提高变电站运行的安全性以及可靠性，需要对变压器的消防系统进行一个合理的完善，保证出现意外情况能够及时的进行解决，保证电站的良好运行。

1 变压器常见的故障分析以及成因

1.1声音异常分析

在正常情况下，变压器工作过程中会发出有规律的嗡嗡声。如果听到其他的声音，一般都是有异常情况出现。变电站中变压器常见的问题主要有以下几点：电压系统中如果出现了超负荷运行，变压器可能产生一些不正常的声音，此时声调加高，音量较大;其次，主变压器内部的设备出现问题，这种状态下，变压器的运行状态不会发生明显的变化，电流和电压显示正常，但是运行声音确实有问题，带有明显的杂音;最后，一些开关接触不良，可能会出现局部放电的情况，造成“嘶”的声音。

1.2颜色和气味分析

颜色和气味是通过外在的特征分析的。造成这种现象的主要原因一是引线或者是线卡处的温度较高导致的;二是防爆管内部的防爆膜发生破裂;三是套管可能老化，外部的绝缘层发生了损坏;四是可能套管无损并产生电晕或闪络，在现场可闻到臭氧味;五是设备烧毁现场可明显闻到烧焦味。

1.3温度异常分析

一般来说，变压器内部的油温超过正常油温或者设备没有明显的变化，可以判断为设备内部出现了故障，造成以上故障的主要原因有以下几点：一是设备本身的故障，这种故障比较常见，主要是由于引线接头温度较高或者是由于灵虚不平衡，二是设备冷却器发生故障或者是损坏，冷却器异常导致设备无法有效散热也是导致设备温度异常的主要原因。冷却器包括散热风扇、潜油泵等设备。此外，散热管堵塞也会导致设备温度异常现象。

2 现有变电站变压器消防系统简介

2.1固定式水喷雾消防系统简介

2.1.1灭火原理简介

固定式水喷雾消防系统灭火原理比较简单，主要是指通过专用的雾化喷头把水转化成雾化水珠，经过雾化之后的水珠平均直径在0.1mm-0.7mm之间，一旦变压器发生故障引起火灾，水雾能够及时地喷洒到变压器的表面，及时地进行热量的转移和防止发生火灾等严重事故，通过雾化的水珠能够及时的隔绝空气，达到灭火的效果。当雾化的水珠到达变压器的表面时，经过变压器表面的热量能够使得水珠急速气化，隔绝了空气，并且能够带走表面很多的热量，达到快速降温的目的。

2.1.2技术的优缺点介绍

在火势较小时，这种灭火效果较好，原理相对简单，并且在灭火过程中成本较小，但是也存在很大的缺点，比如系统设计比较复杂，施工周期较长，维护的费用以及难度、工作量较大等等。另一方面，该消防系统的技术关键在于控制水雾能够全面的达到变压器表面，尤其是在油箱等重要部位。

2.2合成型泡沫消防系统概述

2.2.1灭火的基本原理

合成型泡沫消防系统的组成设备箱相对较多，包括泡沫罐、输送管道以及混合器、喷头等等。当变压器发生故障的时候，系统探测装置首先进行探测，将火警信号传输到相关的报警装置上面，同时泡沫罐输送管道中的泡沫混合阀的阀门打开，泡沫经过输送管道送到喷头处，然后进行喷洒灭火。泡沫在电压器表面形成一个空气隔膜，通过隔绝空气的方式来达到灭火的基本效果，具有良好的灭火效果。

2.2.2关键技术以及优缺点

在此种方式的灭火中，关键技术主要是指泡沫的配比以及准确的传输，在设计过程中需要合理的把握泡沫的基本配比以及喷头位置的设计。该技术具有良好的灭火优点，表现在系统驱动能源自备，具有良好的环保性能，方便安装和维修工作，系统整体建设性成本较少，在灭火过程中不需要额外的水源;该系统的缺点就是泡沫的成本較高，没有常用的备用设备，一旦消防设备发生损坏，整个维修周期相对较长。

2.3排油注氮消防系统简介

2.3.1结构组成以及灭火原理

相比于前面两种灭火方式，此种灭火方式结构较为复杂，主要有氮气瓶、控制箱、注氮管路、排油管路以及开启阀和相关的温度传感器和断流阀组成。当变压器发生异常起火的时候，相关传感器会经过报警给整个灭火系统，系统会开启氮气阀、排油阀，主要是讲油箱中的油排除，并且在其中冲入大量的氮气，使得整个燃烧条件遭到破坏，达到灭火的效果。

2.3.2技术关键以及优缺点

氮气瓶出口设置和内部压力设置是整个系统的控制要点，只有氮气在短时间内快速的充入才有可能破坏燃烧条件，达到灭火的效果。此系统的优点主要有以下几点：第一，灭火迅速，能够有效地降低整个系统发生爆炸的概率，第二，安装简单，具有良好的经济效益和使用寿命长等，第三，自动化集成程度较高。此消防方式具有良好的自动化程度，受到环境的影响相对较小。缺点就是启动条件相比于其他的消防灭火相对较高，并且不能够很好地处理变压器套管部位发生火灾的情况。

3 强化变压器消防系统运行的相关措施

3.1变压器火灾处理

如果已经发生了变压器的火灾，相关电气人员需要第一时间停止变电站所有设备的运行，并且使用现场的灭火器进行灭火处理，尽可能的保证火势能够得到控制，不蔓延到现场的其他设备上。然后针对不同的着火地点进行专门的灭火，如变压器顶部失火，需要及时的打开紧急事故排油阀，避免事故进一步扩大。

3.2油温过高处理措施

油温升高往往意味着设备运行出现了问题，电气工作人员需要进行全面的检查，检查主要包括设备负荷、冷却器的运行情况以及温度检查装置，如果以上环节没有出现异常，可以判斷为变压器内部出现问题，此时应对设备进行全面的检查，并且报告随时准备停机运行。电气工作人员在处理消防系统瓦斯保护过程中，应当结合现场的基本情况选择合适的处理方式，轻瓦斯保护主要是由变压器内部混入空气导致的，重瓦斯保护是由于变压器内部故障导致的。

3.3断路器故障解决方法

断路器是电气设备中的另一个重要设备，在运行过程中一旦发生跳闸或者是其他的情况，断路器就能够很好地保护整个电气设备，在进行维修过程中，要及时的进行记录以及检查各个设备的工作情况，如果确认没有问题之后再开闸。如果发生连续性的跳闸情况，需要查明原因之后才能够进行使用，一旦发生过爆炸情况，相关的人员及时进行灭火处理，必须按照相关规定进行防护服以及相关的防毒设备等措施，并且在上风口进行维修和查看。

3.4瓦斯保护故障

瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护装置，其中轻瓦斯作用于信号，而重瓦斯则作用于跳闸。引起瓦斯保护动作的原因：在变压器进行加油或滤油时，带入变压器内部的空气没有及时排出，变压器发生短路或内部故障产生气体，都会让瓦斯保护动作出现。

4 变压器事故处理原则

发现变压器有下列情况之一如未自动跳闸，应立即停电：变压器外壳破裂大量漏油;安全释放阀动作，向外喷油、喷烟或喷火;套管闪络、炸裂或端头熔断;因漏油使贮油器油面降至油位计的最低极限;变压器着火。

发现变压器有下列情况之一者也应立即停电，但有条件时，应尽可能先转移负荷：变压器声音特别异常且明显增大，内部有间歇的噼啪声或敲击声;因漏油使贮油器油面降至油位计的指示下限;套管有破损和放电现象;轻瓦斯保护频繁警报，且气体可燃;变压器附近的设备发生爆炸、着火等情况。

发现变压器有下列情况允许联系处理：内部音调异常或响声性质特别;安全释放阀动作，但未喷油;绝缘套管裂纹，并有闪络放电痕迹;变压器漏油或上盖掉落杂物，影响安全运行;油色变化显著，油化验不合格;轻瓦斯保护发出报警信号。

5 结语

变压器作为变电站的核心装备，在对于保证整个电力系统的安全运行有着重要的作用，在实际运行过程中，会受到各种环境因素以及自身设备因素的影响，严重的时候可能会引起一些事故，造成不可估量的损失。在现阶段主要使用到的消防方式有以上介绍的三种，施工人员需要根据电力系统的基本结构特点进行合适的设计，选择合适的消防方式，并且通过分析设备运行的故障，强化消防系统的实际作用。

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