昆明供电局变电运行一所云南省昆明市650000
摘要：在电力安全生产中，电力变压器作为主设备之一，一直发挥着其“心脏”的功能。随着社会经济的持续发展，高耗能生产用电负荷不断增大，变压器火灾隐患也随之增加。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。因此，本文对变压器排油注氮灭火装置的风险进行分析。
关键词：变压器；排油注氮灭火装置；风险
油浸变压器是发电厂和变电站的主要电力设备之一，一旦发生故障，将导致整个区域内的电力网瘫痪。为了确保变电站的安全可靠性，国家有关标准规定大型变压器必须配置排油注氮灭火装置。变压器排油注氮灭火装置是专门用于变压器防护和灭火的一种新型装置，弥补了当前水喷雾灭火系统及其他灭火系统不能预防火灾的不足。装置具有防爆、防火、灭火的功能，其特点是瞬间将要发生的灾害隐患消除在萌芽状态，一改传统的被动灭火为主动灭火，完全或最大限度地保护了变压器。
1变压器火灾危险性分析
变压器一旦发生故障，将会使整个电力系统的配送环节无法完成，使居民用电和工业都不同程度的受到一定的影响，因此，电力企业一定要重视电力输送环节过程中的变压器安全管理，避免因变压器故障导致整个配送电系统的瘫痪。目前，我国的一些重要变电场所都会配置相关的变压器管理人员，如果变压器所在地因变压器故障出现较大的火灾，很可能会威胁到电力工作人员的人身安全，并且给周边环境造成一定的影响。
2排油注氮消防系统工作原理
电力变压器是发电厂和变电站中最昂贵而最重要的设备，当前电力行业中绝大部分使用油浸变压器，而变压器本体含有大量的易燃物质，稍不注意极易发生变压器爆炸、着火、央及周围的设备，危及安全，造成停电和重大的经济损失。因此，需要特别注意对变压器的保护。通常，对变压器的保护主要着重电气参数上，而对变压器故障、变压器绝缘被破坏而产生压力突然猛增导致变压器爆炸未予以防止和保护。
当变压器内部发生故障，油箱内部产生大量可燃气体，引起气体继电器动作闭合触点，使断路器跳闸，此时若变压器油箱压力继续增大，超过压力释放阀和压力控制器设定值则启动防爆防火程序，打开排油阀，排油卸压，防止变压器爆炸起火。
同时，变压器储油柜下的断流阀动作，自动切断储油柜到变压器箱体的补油油路，杜绝高位储油柜的“火上浇油”。排油1-3秒钟后，氮气从变压器箱体底部注氮口注入，搅拌变压器油，强制冷却故障点及油温，并形成氮气保护层隔绝氧气的进入。当油温降到闪点（135℃―150℃）和燃点（165℃―190℃）以下时，便达到防火灭火的目的，即无火防火，有火灭火。随后可连续注氮30分钟。大量的氮气充分冷却变压器，彻底灭火，防止复燃。
3排油注氮消防系统的构成
3.1断流阀
断流阀是排油注氮灭火系统的重要部件，安装在储油柜与瓦斯继电器之间，用法兰连接。断流阀依靠流量突然变大时自动关闭切断油流的阀门，动作时，可输出电接点信号，事故处理完毕后，应手动复位。断流阔的作用是在变压器发生事故，箱体破裂，大量变压器油滋出，进行事故快速排油时，自动切断储油柜与箱体间流动的油，防止“火上浇油”。
3.2温感火灾探测器
温感火灾探测器装有高强度易熔合金探头，安装在变压器顶部易着火部位或高压套管、有载调压器旁，着火时，探测器发出电接点信号。事故处理完毕后，须更换易熔合金温感探头。
3.3消防拒
消防柜安装在变压器附近，是排油注氮灭火系统的执行部件。在接收到控制指令后，执行快速排油和注氮，可自动或由控制箱手动操作，亦可经过变电站的SCADA系统进行遥控操作。
3.4控制拒
控制柜安装在变电站的主控制室内，相当于整个排油注氮消防系统的大脑。通过采集变压器本期重瓦斯、变压器各侧断路器跳闸、温感火灾探测器等信号，启动消防控制，输出工作状态信号指示及报警信号等。其中，变压器各侧断路器跳闸信号，应取自变压器各侧断路器机构箱内辅助触点的常闭接点，因为从断路器机构箱内辅助触点采到的断路器位置信号最为可靠，确保控制柜能正确判断变压器保护装置已经保护动作出口，并可靠跳开各侧断路器。
4存在的安全风险
4.1由于国家电网公司系统已基本完成变电站无人值班改造，通常情况下站端无人值守；因此在变压器运行中将消防控制柜设置成手动启动状态时，一旦发生变压器火灾事故，虽然调控人员可在远方进行监视，但由于未将排油注氮灭火装置的启动操作回路接入监控系统，且运维人员无法在短时间内到达变电站控制室手动启动装置，从而无法发挥该装置的灭火功能。
4.2在变压器运行中将消防控制柜设置成退出状态，且将排油重锤机构和充氮重锤机构置于机械闭锁状态时，排油注氮灭火装置未投入运行。在这种状态下，一旦变压器发生火灾事故，需运行人员到就地消防柜解除充氮开启阀及排油重锤机构的机械闭锁后，才能在控制屏上启动排油注氮灭火装置。但为了缩小灭火气体输送距离和便于控制排油注氮，消防控制柜距变压器的距离不宜大于8m，因此通常将消防控制柜设置在变压器油坑附近。当变压器发生火灾事故时，运维人员无法靠近消防柜去取下机械锁销，导致排油注氮灭火装置无法启动，可能造成火灾事故扩大。
由上述分析可知，当前条件下排油注氮灭火装置所设置的运行状态均存在事故发生时无法及时启动装置灭火的缺陷，会导致火灾事故扩大，存在较大的管理责任风险。
5排油注氮技术的具体应用
变压器有很大的火灾危险性，并有发生爆炸的可能。变压器因严重故障，瞬间产生大量高温、高压可燃气体，使内部压力超过变压器壳体的承载力而造成壳体爆裂、变压器喷油的现象。因此，排油注氮系统的技术发展和应用尤为重要。
与其它灭火系统相比，排油充氮装置对于扑灭变压器火灾具有实用范围广、动作可靠、及时造成的损失小、设备简单、安装方便、无冰结、无阻塞、无误动、能连续自动检测等优点；其灭火时间小于2min，试验时灭火时间仅需22s，充氮时间大于30min，且费用较低。
目前排油充氮灭火在国际上已广泛采用，仅法国的SERGI公司的排油充氮装置已在20多个国家5000多台变压器上安装，中国现已逐步采用高性能的排油充氮灭火装置替代水喷雾和CO2气体灭火装置。已经在发电厂、110kV变电站、220kV变电站、500kV变电站等有了广泛的应用。
结束语：
综上所述，随着人们的用电量不断增加，由变压器引发的火灾也日趋增多，排油注氮灭火系统在电力系统中投入运行是重要的，加强变压器固定式灭火装置管理，保证装置可靠动作，有效预防和扑灭火灾事故，保障人身和财产安全。我们应该不断的通过改进，进一步增强排油注氮灭火系统功能和安全性能，使其今后真正广泛应用。
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