变压器消防柜的改造案例分析

2020-08-28满凯凯刘爱丽

煤矿机电 2020年4期

满凯凯，刘爱丽

(国家电网山东省电力公司滨州供电公司，山东滨州 256600)

0 引言

近几年来，工业与居民安全频繁受到火灾事故威胁。变压器在电力系统中扮演着重要的角色。倘若变压器发生火灾，会引起大范围停电事故，造成无法挽回的重大经济损失。因此，变压器对消防装置的要求非常高。排油注氮灭火装置以其动作时间短、维护方便、不受地理环境约束等优势，逐渐在变压器消防领域得到了应用。消防柜是排油注氮灭火装置的执行单元。由于设计上的原因，消防柜经常发生排油阀渗油、误动作及氮气管道泄露等故障。本文以220 kV某变电站2号主变消防柜为例，阐明了变压器消防柜的内部结构、工作原理、常见故障，并提出了通过更换排油注氮机械机构、加装瓶头阀、增加微渗漏报警的改造方案，消除消防柜因设计不足所导致的缺陷，使装置的密封性和动作的可靠性得到提高[1]。

1 变压器消防柜的布局和动作原理

1.1 变压器消防柜的布局

某220 kV变电站2号主变BMH型排油注氮系统消防柜的总体布置与实物图如图1所示，其包括氮气瓶、压力表、电磁阀、排油阀、联锁球阀、重锤、加热器等。

(a) (b)

1) 氮气瓶：两只容量为40 L，用抱箍固定。

2) 电磁阀：通过电磁力控制阀门的开启与关闭。

3) 重锤：排油阀的开启动作控制单元。

4) 排油阀：与重锤、牵引装置组成排油动作机构，重锤在重力作用下落下，排油阀开启，排出变压器本体顶部的油，释放压力。

5) 联锁球阀：与排油阀动作机构为联锁对象，当排油阀在重锤重力作用下开启时，联锁球阀也在摆杆的作用下开启，为充氮装置做准备。

6) 加热器：额定电压220 V，加热功率200 W。当柜内温度降低至设定值时，加热器开始工作。

1.2 变压器消防柜的动作原理

油浸电力变压器因内部短路、过电压等故障原因产生火花，从而引起油温超过燃点，同时分解出大量可燃性气体。在着火初期，由瓦斯继电器和断路器跳闸、压力释放阀动作、靠近着火点的火灾探测器动作来启动消防柜内的排油动作机构，重锤自然下落，排油阀打开，释放压力，排出油箱顶部的油[2]。同时，断流阀关闭，切断油箱与储油柜之间的补油回路。3 s后，氮气通过注氮管路进入变压器油箱内部进行搅拌，强制热冷油进行混合热交换，并在油顶部形成氮气保护层，将空气挡在外部，变压器油无法燃烧，达到防火灭火的目的[3]。

2 变压器消防柜的常见故障

1) 排油阀渗漏油：排油阀没有关闭到位。

2) 氮气瓶压力低：氮气瓶与各管接头密封不当或高压金属铜管接头橡胶圈未压紧，造成氮气管道泄露。

3) 排油阀误动作：在振动等外部环境因素影响下，重锤自动下落，排油阀打开，导致误排油[4]。

3 变压器消防柜的改造方案

针对排油阀误动作、渗油、氮气管道泄露等故障，提出了针对性的改造方案：

1) 改变排油注氮机械机构。将重锤、牵引装置和排油阀组成的动作机构换为电磁阀与排油阀组成的动作机构，具备电动与手动开启、复位功能，减少机械重锤部件。改造后的排油注氮动作机构如图2所示。消防柜的密封性得到改善，同时防止由于变压器的振动引起重锤落下造成误排油注氮情况的发生。同样，在注氮管路也加装氮气电磁阀。

2) 加装瓶头阀。瓶头阀利用瓶内氮气产生的压力来推动活塞进行密封，密封性能大幅提高，如图3所示。这样气体就存在氮气瓶内，管路内没有气体，从根本上解决了高压管道渗漏的问题。