田 珍 刁懷亮 李 燕 田 會(huì)

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟(jì)南 250100)

主變壓器是變電站的最重要設(shè)備之一，是電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要保障。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016)、《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50229)以及《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》(DL5027)的規(guī)定，單臺(tái)容量為125MV·A及以上的主變壓器除配置移動(dòng)式滅火器外，還應(yīng)設(shè)置固定式滅火裝置。水噴霧滅火系統(tǒng)，合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)，干粉滅火系統(tǒng)和排油充氮滅火系統(tǒng)均是滿足要求的固定式滅火裝置。

1 主變壓器火災(zāi)的主要原因

變壓器在長期運(yùn)行中雖然比較安全可靠，但變壓器內(nèi)有大量的可燃變壓器油，一旦因變壓器內(nèi)部故障引起火災(zāi)，使變壓器油在極短的時(shí)間內(nèi)處于高溫，形成高壓油氣狀態(tài)，則可能產(chǎn)生燃燒甚至發(fā)生爆炸。

2 水噴霧滅火系統(tǒng)

水噴霧滅火系統(tǒng)是向保護(hù)對象噴射高壓水霧用于滅火或冷卻的一種滅火系統(tǒng)。在大型油浸電力變壓器的消防中應(yīng)用十分廣泛，滅火效率高。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

水噴霧滅火系統(tǒng)由專用消防水池、消防水泵、管道、雨淋閥組和水霧噴頭等組成。為維持滅火系統(tǒng)良好的備用狀態(tài)，需進(jìn)行定期試噴。水噴霧滅火系統(tǒng)，須有可靠的水源，并對主變壓器進(jìn)行水霧包覆，還需考慮其對電氣設(shè)備的安全凈距和設(shè)備的檢修，故管網(wǎng)和噴頭布置復(fù)雜，也給將來設(shè)備和系統(tǒng)檢修帶來困難。

2.2 水噴霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用

水噴霧滅火系統(tǒng)以其良好的滅火性能和電絕緣性，是大型油浸電力變壓器的主要固定消防形式，得到十分廣泛應(yīng)用。但水噴霧滅火系統(tǒng)受水源、防凍、防銹、防堵等的限制，系統(tǒng)復(fù)雜，日常維護(hù)量大，泵房水池占地面積大，噴頭易被風(fēng)沙堵塞，費(fèi)用高等使該系統(tǒng)的應(yīng)用受到影響。

2.3 全壽命周期分析

水噴霧滅火系統(tǒng)初投資大，占地多，日常維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用大，決定了采用水噴霧滅火系統(tǒng)在全壽命周期內(nèi)，費(fèi)用高，綜合效益低。

3 合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)

合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)適用于大型油浸電力變壓器的滅火，它利用合成型阻燃滅火劑作為滅火藥劑，滅火藥劑平時(shí)儲(chǔ)存在鋼制罐體中，用氮?dú)庾鳛閱?dòng)源和動(dòng)力源，藥劑在高壓氮?dú)獾淖饔孟拢筛咚賴婎^噴至保護(hù)對象，達(dá)到迅速滅火的目的，滅火效率高。

3.1 滅火機(jī)理

合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)借鑒水噴霧滅火和泡沫滅火的優(yōu)點(diǎn)，借助表面冷卻，窒息，乳化和隔離等共同作用，實(shí)現(xiàn)迅速滅火。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)主要由儲(chǔ)液罐、合成型泡沫滅火劑、電磁控制閥、氮?dú)鈫?dòng)源、氮?dú)鈩?dòng)力源、水霧噴頭和管網(wǎng)等組成。與水噴霧滅火系統(tǒng)相比，它不需要占地較大的泵房和水池。與常規(guī)泡沫滅火系統(tǒng)相比，它不需要發(fā)泡設(shè)備。

3.3 特點(diǎn)和應(yīng)用

3.3.1 效率高

合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)采用合成型泡沫滅火劑在一定壓力下通過專用的水霧噴頭，將藥劑噴射到滅火對象上，達(dá)到迅速滅火目的，并且抗復(fù)燃能力強(qiáng)。適用于A,B,C,E類火災(zāi)。

3.3.2 用量省，經(jīng)濟(jì)性好

按《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50151-2010)的規(guī)定，保護(hù)油浸電力變壓器時(shí)，噴霧強(qiáng)度為8L/(min·m2)，連續(xù)供給時(shí)間不小于15min。

3.3.3 安全環(huán)保

系統(tǒng)采用的滅火劑無腐蝕性，不導(dǎo)電，故誤噴不會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生損害，也不會(huì)對電網(wǎng)安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。系統(tǒng)所采用的藥劑具有良好的穩(wěn)定性，具有生物降解性，對環(huán)境無污染，符合我國的環(huán)保政策。

3.3.4 全壽命周期分析

合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)兼具水噴霧滅火和泡沫滅火的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)備簡單，造價(jià)較水噴霧有較大下降，缺水地區(qū)也可適用。

4 干粉滅火系統(tǒng)

4.1 干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

干粉滅火系統(tǒng)由儲(chǔ)存裝置、選擇閥、噴頭及相應(yīng)的管網(wǎng)組成。在保護(hù)對象發(fā)生火災(zāi)的狀況下，自動(dòng)或手動(dòng)開啟閥門，干粉滅火劑由噴頭噴出，迅速撲滅火災(zāi)。

干粉滅火系統(tǒng)按應(yīng)用方式可分為全淹沒滅火系統(tǒng)和局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)。主變干粉滅火系統(tǒng)屬于局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)。

干粉滅火系統(tǒng)中儲(chǔ)存裝置的布置應(yīng)方便檢查和維護(hù)，儲(chǔ)存裝置宜設(shè)在專用的儲(chǔ)存裝置間內(nèi)，且應(yīng)靠近防護(hù)區(qū)，出口應(yīng)直接通向室外或疏散通道。

4.2 干粉滅火系統(tǒng)的應(yīng)用

干粉滅火系統(tǒng)可用于撲救下列火災(zāi)，滅火前可切斷氣源的氣體火災(zāi)，易燃，可燃液體和可熔化固體火災(zāi)，可燃固體表面火災(zāi)以及帶電設(shè)備火災(zāi)。

干粉滅火系統(tǒng)無需水源，滅火效率高，滅火速度快，電絕緣性能好。

4.3 干粉滅火系統(tǒng)的全壽命周期分析

在全壽命周期內(nèi)，由于藥劑的失效與更換，費(fèi)用偏高，綜合效益偏低。

5 排油充氮滅火系統(tǒng)

5.1 排油充氮滅火系統(tǒng)的滅火過程

變壓器故障致使絕緣油升溫，探測器感溫元件動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合，發(fā)出電信號，氣體繼電器動(dòng)作，發(fā)出電信號。當(dāng)探測器和氣體繼電器兩者都發(fā)出電信號時(shí)，滅火裝置開始滅火程序，電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作，蝶閥打開排油，關(guān)閉閥自動(dòng)關(guān)閉，時(shí)間繼電器整定時(shí)間若干秒后，氮?dú)馄块_啟，氮?dú)馔ㄟ^減壓閥，注氮管進(jìn)入變壓器油箱底部進(jìn)行攪拌，油溫降低，早期火災(zāi)自行熄滅，實(shí)現(xiàn)滅火。

5.2 排油充氮滅火系統(tǒng)的組成及其功能

控流閥,安裝在油枕和瓦斯繼電器間的油路管道上，在事故發(fā)生時(shí)聯(lián)鎖關(guān)閉該閥，防止油品從油枕處外溢。

災(zāi)探測器,安裝在油箱頂部易著火部位，用于感應(yīng)火災(zāi)信息并發(fā)出信號。

消防柜,安裝在就地，是消防的執(zhí)行部件。

控制箱,安裝在控制室或監(jiān)控室，是滅火系統(tǒng)的控制單元。

5.3 排油充氮滅火系統(tǒng)的適用范圍

排油充氮滅火系統(tǒng)適用于10MVA以上的大型油浸電力變壓器，從氣象和地域上考慮，其尤其適用于以下狀況，即寒冷地區(qū)，尤其是我國的東北、西北及嚴(yán)寒地區(qū)及多風(fēng)沙和干旱缺水地區(qū)。

5.4 從全壽命周期分析排油充氮滅火系統(tǒng)

排油充氮滅火系統(tǒng)在所有固定式滅火系統(tǒng)中，價(jià)格最低，日常維護(hù)量最少，在全壽命周期內(nèi)，綜合費(fèi)用最低。

6 結(jié) 論

通過對水噴霧滅火系統(tǒng)、合成型泡沫噴霧系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)和排油充氮滅火系統(tǒng)等四個(gè)滅火系統(tǒng)的全面分析，對于主變壓器采用上述四種系統(tǒng)之一，在技術(shù)上都是可行的，四種滅火系統(tǒng)也各有優(yōu)缺點(diǎn)。在實(shí)際工程中，要綜合考慮各種因素以確定所采用的消防形式。