主变排油变充氮灭火装置调试方案

收稿日期：２０２０ ０４ ２２作者简介：满凯凯（１９８９ ），男，山东博兴人，研究生，工程师，从事变电设备检修与试验工作。

变压器排油注氮灭火装置改造技术方案满凯凯（国网滨州供电公司，山东　滨州　２５６０００）摘　要：排油注氮灭火装置在变电站消防系统中应用非常普遍。

目前，传统的油浸式电力变压器排油注氮灭火装置存在容易产生排油阀渗漏油、误动作等缺陷。

本文通过对排油注氮灭火装置的动作逻辑、传感器部分、控制部分、监控与信号部分的改造，进一步完善排油注氮灭火装置的功能，保证排油注氮灭火装置稳定运行。

关键词：排油注氮；改造；变压器中图分类号：　ＴＭ４０３．９ 文献标识码：　Ａ 文章编号：　１６７２ ９７０６（２０２０）０３ ００５３ ０５ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｃｈｅｍｅｆｏｒｔｈｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＯｉｌＤｒａｉｎＮｉｔｒｏｇｅｎＦｉｌｌｉｎｇＦｉｒｅ ＥｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇＤｅｖｉｃｅＭＡＮＫａｉｋａｉ（ＳｔａｔｅＧｒｉｄＢｉｎｚｈｏｕＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｂｉｎｚｈｏｕ２５６０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｏｉｌｄｒａｉｎｎｉｔｒｏｇｅｎｆｉｌｌｉｎｇｆｉｒｅ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅｉｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｒｅｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｓｕｃｈｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓａｓｏｉｌｄｒａｉｎｖａｌｖｅｌｅａｋａｇｅ，ｗｒｏｎｇａｃｔｉｏｎｓｔｈａｔｔｅｎｄｔｏｏｃｃｕｒｔｏｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｏｉｌ ｉｍｍｅｒｓｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂｙｍｏｄｉｆｙｉｎｇｔｈｅｍｏｔｉｏｎｌｏｇｉｃ，ｓｅｎｓｏｒｓ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｕｎｉｔ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｓｉｇｎａｌｉｎｇｐａｒｔ，ｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｏｉｌｄｒａｉｎｎｉｔｒｏｇｅｎｆｉｌｌｉｎｇｆｉｒｅ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅａｎｄｅｎｓｕｒｅｓｉｔｓｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｉｌｄｒａｉｎｎｉｔｒｏｇｅｎｆｉｌｌｉｎｇ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ０　引言在电力变换传输过程中，油浸式电力变压器担负着非常重要角色。

变压器排油充氮灭火电力油浸变压器消防的灭火介质和系统型式较多。

通常采用水喷雾灭火系统，中低压细水雾灭火系统，合成泡沫灭火系统等，但他们均是当变压器发生火灾后才动作的灭火设施，做不到“预防为主”，而排油注氮装置是一种“预防为主、防消结合”的消防设施。

目前排油充氮灭火已成为替代其他灭火设施的重要手段。

nM/倬做电尊=0=0= 关用■排油充氮灭火工作原理当控制装置同时接收到火灾探测器和重瓦斯双重报警信号后，控制装置将驱动排油阀打开，将变压器本体上层高温、易燃烧的油迅速排除，释放压力，降低油位防止燃油溢出，同时油枕的油通过安装在其下部的控流阀进行截止，从而防止“火上浇油”的现象。

排油阀开启并延时一段时间后，控制装置驱动充氮阀开启，氮气瓶的氮气经过减压装置减压后注入变压器本体，搅动、翻滚变压器本体的油，将变压器底部温度较低的油与上层温度较高的油进行混合，从而降低变压器油的温度至闪点以下，同时氮气覆盖油面，降低氧气浓度，使油面的明火在60s迅速熄灭。

之后氮气被连续注入油箱至少30min以上，使变压器充分冷却，防止复燃。

220kV绿洲变变压器排油充氮灭火系统调试方案一、排油----注氮灭火装置调试：1. 上电操作：1）控制屏总电源供电：检查测量控制屏两路输入电源均为DC220V 无误后，打开标有1#电源投入和2#电源投入指示灯的面板，将两个标有额定电流为20A的断路器合上，电源指示灯亮（先合上哪个断路器，对应的电源指示灯亮；两路电源输入互为备用，一路电源断电后另一路电源白动切换后供电，对应的电源指示灯亮）。

2）信号回路供电：打开信号指示灯的面板，将标有额定电流为6A的断路器合上，信号回路供电完成。

2. 转换开关操作：1）系统电源升关说明：将系统电源升关打到退出的位置，信号回路供电切断，系统为退出状态，系统退出信号指示灯亮；打到投入的位置，信号回路供电正常，系统投入信号指示灯亮。

2）方式选择升关说明：将方式选择升关打到“白动”位置，此时系统处在白动操作状态，手动启动按钮无效，当变压器探测器和重瓦斯继电器和变压器跳闸同时出现报警状态或油箱过压和重瓦斯继电器和变压器跳闸同时出现报警状态，系统白动排油，延时3~30S （可调节控制屏时间继电器控制）后注氮；当方式选择升关打到手动位置时，系统需要按手动启动按钮完成排油注氮功能，白动功能无效，既此时如当变压器探测器和重瓦斯继电器和油箱过压和变压器跳闸出现报警状态，系统不会进行白动排油注氮。

BMH-1A型排油—注氮式变压器灭火装置Fire Extinguish Equipment for BMH-1A Oil Draining and Nitrogen InjectingTransformer使用说明书USAGE SPECIFICATION保定天威电气成套设备有限公司BAODING TIANWEI ELECTRIC EQUIPMENT CO.,LTD天威成套设备公司简介:TIAN WEI ELECTRIC EQUIPMENT INTRODUCTION:保定天威成套设备有限公司隶属于保定天威集团有限公司。

成立日期2002年8月8日，是由原保定天威集团继电器厂、高压开关厂、电气控制设备厂经过新设合并，改制重组程的新型有限责任公司。

从根本上实现了人力、设备和技术等资源的优化组合，完善了多元投资的法人治理结构和现代管理制度，综合实力大为增强。

公司现在在岗员工526人，各类技术人员137余人，其中高级工程师8人，中级职称54人，初级职称36人，技师23人，公司占地面积6.5万平方米；注册资金1500万元，总资产8000万元，流动资金5000万元。

拥有国内先进的加工制造设备及精良的检测实验设备。

BAODING TIANWEI ELECTRIC EQUIPMENT CO.,LTD belongs to the BAODING TIANWEI GROUPCO.LTD. Founded in August 8,2002. It composed by the former BaoDing TianWei Relay Manufactory, High V oltage Switch Manufactory and Electric Control Equipment Manufactory. The company’s comprehensive strength was reinforced after the combination. In the company there are 526 employees and more than 137 technical staffs, in which 8 are senior engineers, 54 are middle post, 36 are junior post and 23 are artificers. The company occupies 6,5000 square meters land and have enrollment capital 15 million RMB, total capital 80 million RMB, active capital 50 million RMB. It have advantage manufacture equipment and test equipment.公司主要生产用于电力、铁路、矿山、冶金、建筑、化工、石油等行业的高、低压成套开关设备，电气控制设备，排油－注氮式变压器灭火装置，高压开关元件，保护及自动化继电器等。

油浸电力变压器排油注氮灭火装置设计摘要：众所周知，变压器是电力系统电力配送的关键环节，但是，变压器在运行过程中不可避免的会出现一些故障，在故障运行时会引发变压器起火事故，因此，电力部门应完善电力变压器的消防设计。

变压器的设备组成中绝缘油占了很大一部分比重，绝缘油在电力变压器中的主要作用有两个：一是使变压器内部结构与外部环境绝缘，二是散热。

当变压器内部结构出现故障时，如：线圈短路，会使线圈内部发热严重，变压器内部温度急剧上升，从而引起火灾或者爆炸的危险事故，一旦变压器出现问题，将给整个电力系统造成巨大的经济损失。

鉴于此，本文是对油浸电力变压器排油注氮灭火装置设计工作进行研究和分析，仅供参考。

关键词：油浸电力变压器；消防设计；技术引言：大型油浸式电力变压器室水力高电压等级变电站的核心设备，主要由铁芯、油箱、油枕、散热器、绕组高压套管等组成，其内部使用了大量易燃的固体绝缘材料和变压器油。

当过负荷、操作过电压、雷击过电压等外部因素或绝缘顺坏老化、接触不良、油质老化等内部因素出现，会导致短路、电弧、闪络、高温等电气故障现象发生，致使变压器油分解，产生大量的H2、C2H2等可燃气体。

在高温的作用下，急剧膨胀。

变压器箱内的温度和压力在短时间内剧增，当变压器油箱内温度、压力升高至极限时，可能导致变压器将燃烧、爆炸，油箱内部的燃油大面积涌出，火灾蔓延。

一、油浸电力变压器发生火灾的原因与危险性分析1、事故原因变压器事故的诱发原因有很多，如果不能对变压器的安全进行有效的管理，一旦发生火灾将会对变压器主机和整个电力系统造成不可弥补的损失。

由于变压器在电力系统中占据重要的地位，所以，电力企业一定要加强对变压器器的安全管理，分析引发变压器火灾的诸多原因，从源头消灭火灾隐患。

经过大量的实际研究发现，造成油浸电力变压器火灾事故的主要原因有以下几种：一是，变压器内部线圈绝缘层破损，使线路中的电流短路，从而引发线圈发热或燃烧；二是，变压器内部线圈一些关键部位接触不良使变压器内部出现电火花，在变压器内部引发爆炸事故；三是，变压器油更换不及时，老化变质的变压器油引发变压器火灾事故。

在不可能发生变压器紧急情况的情况下，当事情变得真实的时候，我们需要排干主变压器并激活氮灭火系统，是时候泉水化为行动了！我们必须清理区域，召集应急小组，不要浪费时间！我们一定要把这里绑起来不准做任何狡猾的生意然后我们的超级反应小组可以冲进来做他们的事让我们让这场演出上路让大家平安无事！
应急救援队伍需要具备所有合适的齿轮和工具来排出变压器，安全启动氮灭火系统。

他们必须保证变压器减压，所有电源在开始排水或灭火前全部关闭。

团队还必须知道如何使用氮火系统，并注意氮气。

而遵循制造商安全使用火力系统的准则，也是非常重要的。

在变压器大量排水和启动氮灭火器系统之后，有关各方必须严格监测局势，制定应急计划，以应对任何意外的事态发展。

至关重要的是，与应急小组和有关当局保持持续、透明的免疫，定期提供最新情况，并视需要请求任何额外援助。

在成功解决紧急情况后，必须对变压器和灭火系统进行全面检查，以确保没有任何残余的危险或损害。

必须彻底审查和记录应急程序，确定和执行必要的修订，以提高今后应急工作的效力。

变压器排油注氮灭火装置一、概述用于变压器及油罐的排油注氮灭火系统是由控制系统、消防柜、断流阀、排油管路、注氮管路等组成，用于油浸式变压器及油罐的具有防爆、防火和灭火功能的装置。

排油管路连接在变压器上部，通过排油阀控制系统排油泄压，主要包括排油管道、排油阀、检修阀、伸缩接头等，排油阀的开启杠杆配有重锤并由一个电磁铁控制，电磁铁由控制系统控制开启。

注氮管路连接高压氮气瓶及变压器，通过氮气释放阀控制向变压器底部注入氮气，主要包括注氮管路、氮气释放阀、油气隔离组件、流量调节阀等。

其灭火机理是：当变压器内部发生火灾或爆炸危险，控制系统启动重锤的电磁铁，重锤带动排油阀打开，开始排油，同时断流阀自动关闭，切断油枕向变压器本体供油，变压器油箱油位降低，油压减轻，防止变压器爆炸。

经过数秒延时，控制系统再启动氮气释放阀，高压氮气瓶内的氮气通过注氮管路进入变压器油箱底部，充入变压器本体，充分搅拌本体内的变压器油，使油温降至燃点以下，避免火灾危险。

断流阀的作用是排油注氮装置进行事故快速排油时，自动切断油枕与本体油箱之间的油流，防止“火上浇油”。

二、主要性能参数：1、工作环境温度范围消防柜工作环境温度范围分为如下2档：I档：-20℃～+60℃；II档：-40℃～+60℃。

消防控制柜工作环境温度范围： 0℃～+50℃2、工作环境相对湿度：40℃时相对湿度不大于85%3、排油注氮装置的供电电源：DC220V4、氮气瓶组的贮存压力：13MPa5、氮气瓶组安全泄放装置动作压力：19MPa6、减压装置的出口压力：0.7MPa减压装置出口流量：60m3/h7、流量调节阀出口流量：12m3/h8、断流阀的动作流量：3.9m3/h～6m3/h9、火灾探测器的形式：熔点合金火灾探测器动作温度：110℃±5℃10、电磁驱动器参数：工作电压：DC220V；工作电流:7A驱动力：100N11、金属软管的工作压力：13MPa12、注氮管路通径：公称通径DN25mm13、排油管路通径：公称通径DN125mm三、装置操作程序：1、启动方式1）自动防爆防火灭火启动：“锁控开关”处于自动位置，“断路器跳闸”、“重瓦斯动作”、“火警1”、“火警2”信号同时出现，排油阀开启排油，10秒后氮气释放阀开启注氮。

主变压器充氮灭火装置工作原理及运维检修一、背景介绍随着电力系统的不断发展和扩张，越来越多的电力设备被广泛应用。

主变压器作为电力系统中的重要组成部分，其安全性和可靠性对电力系统的运行和供电质量起着至关重要的作用。

主变压器充氮灭火装置是保障主变压器安全、防范发生火灾的重要设备，本文将介绍主变压器充氮灭火装置的工作原理及运维检修。

二、工作原理1. 充氮灭火装置的基本原理充氮灭火装置是利用氮气的惰性和低温特性，达到灭火效果的一种灭火装置。

通过加入氮气，将主变压器内的氧含量稀释到一定程度，达到防范火灾的效果。

2. 充氮灭火装置的工作流程当主变压器内温升和油位上升到警戒值时，充氮灭火装置将自动启动。

系统会自动采集主变压器内的氧气含量、压力和温度，并通过计算机地址码控制器（PCAC）的计算，判断是否进入灭火模式。

如果判断进入灭火模式，系统将自动开启氮气阀门，将高压氮气注入主变压器内，将内部氧气稀释到灭火浓度。

其中，灭火浓度一般为11%-14%。

3. 充氮灭火装置的主要部件充氮灭火装置的主要部件包括：氮气瓶组、氮气仓、氮气阀门、泄压阀、泄氮阀、压力传感器、氧气传感器及计算机地址码控制器等。

三、运维检修运维检修是保障充氮灭火装置运行正常和延长使用寿命的重要工作。

以下将介绍充氮灭火装置的运维检修内容及注意事项。

1. 运维检修内容•定期检查充氮灭火装置是否正常工作，并记录工作参数。

•定期检查氮气瓶组是否在有效期内，并按规定周期更换。

•定期检查氮气阀门、泄压阀、泄氮阀及压力传感器等各个部件的工作情况。

•定期更换氧气传感器及计算机地址码控制器等易损件。

•在装置停运或清洗期间，应将氮气瓶组存放在干燥的环境中。

2. 注意事项•在检修充氮灭火装置时，需严格按照操作规程操作，确保操作人员的安全。

•氮气瓶组应在固定位置放置，并注意存储环境的温湿度条件。

•充氮灭火装置应定期进行维护，并建立台账记录工作参数。

•如果发现充氮灭火装置存在故障或异常情况，应立即采取措施进行排查和修复。

目录1概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2 2装置适用范围及性能特点┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 2 3装置工作条件┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2 4装置的结构特征、各部件安装位置及主要功能┄┄┄┄┄┄┄┄┄3 5装置的工作原理及主要技术参数┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4 6安装┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6 7调试和投运┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10 8例行维护试验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12 9附图及附件目录┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄161.概述油浸式变压器（以下简称：变压器）总是存在着发生火灾的危险。

由于短路、过电压等引起的变压器内部电弧使油品电离并分解出多种可燃气体，并使油箱内压迅速升高，当此压力超过油箱所能承受极限时，油箱薄弱处就会破裂，导致氧气进入与可燃气体混合，一旦遇明火或一定能量的电火花即刻爆炸起火，造成重大火灾事故。

DBM型变压器充氮灭火装置（以下简称：本装置），是针对上述变压器火灾事故的特征而开发生产的消防装置。

为能使用户正确使用本装置，根据该装置的主要功能、特性及实际使用状况，详细编写了安装使用说明书，作为用户和设计院在设计、安装、使用与维护时参照，务请详细阅读．．．．．．。

2.装置适用范围及性能特点2.1适用范围(1)新建电厂及变电站所使用的，容量超过10MVA以上的油浸变压器（包括单相变压器、组合变压器和三相一体式变压器）；(2)符合上述容量参数的在用变压器改造；(3)各种类似的充油电力设备，如电抗器等。

2.2性能特点(1)集火灾探测、报警、灭火系统于一身，装置启动后可立即灭火 ，防止火灾蔓延及复燃；(2)缩小火灾的损失范围（避免了水或含水介质对变压器造成的二次损坏）；(3)火灾时排去变压器顶部部分热油，同时切断油枕油路，防止“火上浇油”；(4)占地面积少，土建工作量小，结构紧凑，易于设计、选址及安装；(5)无需水源，不受地理条件限制，不污染环境；(6)既可用于室内，也可用于室外；(7)所使用介质价廉易补充采购。

重庆市电力公司主变压器排油充氮灭火装置控制回路整改方案近年来，国网公司主变压器固定消防灭火装置故障频繁，2010年重庆公司也发生了一起排油充氮灭火装置误动引发500kV主变压器跳闸事件。

经对重庆公司现有主变压器排油充氮灭火装置的运行情况进行调研，发现现有排油充氮灭火装置存在安全隐患。

为防止排油充氮灭火装置误动作，公司组织相关单位制定了排油充氮灭火装置控制回路整改方案，具体内容和要求如下：一、整改要求（一）排油充氮灭火装置是为了防止主变压器内部火灾危险而开发的成套灭火装置。

现有装置通过重瓦斯信号、探测器超温信号启动充氮、排油回路，存在一定的设计缺陷。

为防止装置误动作，结合相关技术标准要求，须对公司现有主变压器排油充氮灭火装置的控制回路及相关元器件进行清理并整改,将变压器高压侧断路器位置信号、重瓦斯信号、探测器超温信号均接入控制回路中，当三者均启动，排油充氮灭火装置方能出口启动排油阀、充氮阀。

（二）具体整改思路：（1）将主变压器高压侧断路器的跳位接点接入排油充氮灭火装置二次回路中启动排油阀和充氮阀的负电端，同时应保持排油充氮回路声光监视正常。

当排油充氮灭火装置判断高压侧断路器在跳位后，装置才能出口开启排油阀、充氮阀。

（2）结合停电机会，更换排油充氮装置不合格元器件，并对装置开展一次全面检查、维护和功能调试。

（3）主变压器高压侧断路器需提供一副常闭位置接点，并施放二次电缆，接入排油充氮灭火装置控制回路中。

对于单相主变压器，按相别对应接入跳位信号；对三相一体的主变压器，如是三相联动的断路器，直接将跳位信号接入到控制回路中，如是三相可分相操作的断路器，则需将断路器的三相跳位信号串联后接入到控制回路中。

500kV变压器需将与之有电气联接的两个断路器的跳位信号串联接入到控制回路中。

（4）本次整改，尽量在主变压器旁的消防柜处进行二次回路改造，若经现场查勘不具备条件者，可在控制室内控制箱处进行整改。

二、控制回路整改范例本方案罗列了部分排油充氮灭火装置控制回路整改图纸，请结合实际，参照图纸，予以整改。

一、灭火箱焊接工序作业指导书1、检查电焊机的地线及耙子线，在焊箱体时地线与被焊箱体要绝对导电，不能出现接触不实现象。

2、在焊接时戴好面罩及电焊手套，以保护自己防止出现焊接时所放出的紫外线烧伤皮肤以及高温药皮烫伤手的现象。

3、根据需要选择适当的焊条，一般使用2.5mm的焊条。

4、按被焊箱体板的厚度调节电流的大小，电流范围为45A—180A，板越厚电流越大。

防止在焊薄板时因电流大出现烧透铁板或在焊厚板时因电流小而出现焊接不实的现象。

5、焊接成型后用小铁锤敲打焊接点，把药皮敲下，检查焊接点是否牢固，若有焊接不实的要进行补焊。

6、用磨光机将焊接点磨平，必要时可抹上原子灰（腻子），等晾干后再用砂纸打磨平，以防喷漆后出现凹凸不平现象。

7、操作人员要按时填写《焊接工序监控记录表》后交检查员专检并记录。

二、灭火箱喷塑作业指导书一、操作要求喷塑必须有专人负责操作，了解空压机的机械性能，熟知漆膜厚度，烘干时间，烘炉温度等各种技术要求。

二、准备工作1、喷塑前，执行《磷化作业指导书》；2、摸泥子要三道工序，每次都必须磨平，磨光滑加烘干后，才能进入下道工序。

三、启动空气压缩机1、首先检查压缩空气压力0.3～0.5Mpa，压缩空气流量＞1.5m3；2、检查无误后，开启空压机电源。

四、喷塑1、根据要求先选择好塑粉的种类；2、接通电源开关，开启压缩空气阀门，调节气流，清除泵内积水，调节空气压力，进行喷塑，注意掌握时间；3、漆膜厚度均匀，不能出现厚薄不均匀、小疙瘩、小气泡、颜色不正、没有光泽的现象，产品外观平整光亮，附着力强。

五、烤温烘烤温度170～180℃，烘烤时间20～30分钟。

六、安全注意事项1、喷塑时，应戴上防毒空气净化面罩，穿上防护服；2、对于电源导线、气带，使用前严格检查，如运转不正常，立即停车、检修；3、空压机定期检查润滑油液面，液面下降，应及时补充润滑油，防止缺油造成事故。

七、设备维修保养1、压缩机的储气筒、干燥器、过滤器，应定期检查，清洗，并进行设备运行检查；2、工作完毕切断电源，清理工具，搞好设备场地卫生，作好设备工作及维修情况记录。