滿凱凱，劉愛麗

(國家電網(wǎng) 山東省電力公司濱州供電公司， 山東 濱州 256600)

0 引言

近幾年來，工業(yè)與居民安全頻繁受到火災事故威脅。變壓器在電力系統(tǒng)中扮演著重要的角色。倘若變壓器發(fā)生火災，會引起大范圍停電事故，造成無法挽回的重大經(jīng)濟損失。因此，變壓器對消防裝置的要求非常高。排油注氮滅火裝置以其動作時間短、維護方便、不受地理環(huán)境約束等優(yōu)勢，逐漸在變壓器消防領域得到了應用。消防柜是排油注氮滅火裝置的執(zhí)行單元。由于設計上的原因，消防柜經(jīng)常發(fā)生排油閥滲油、誤動作及氮氣管道泄露等故障。本文以220 kV某變電站2號主變消防柜為例，闡明了變壓器消防柜的內部結構、工作原理、常見故障，并提出了通過更換排油注氮機械機構、加裝瓶頭閥、增加微滲漏報警的改造方案，消除消防柜因設計不足所導致的缺陷，使裝置的密封性和動作的可靠性得到提高[1]。

1 變壓器消防柜的布局和動作原理

1.1 變壓器消防柜的布局

某220 kV變電站2號主變BMH型排油注氮系統(tǒng)消防柜的總體布置與實物圖如圖1所示，其包括氮氣瓶、壓力表、電磁閥、排油閥、聯(lián)鎖球閥、重錘、加熱器等。

(a) (b)

1) 氮氣瓶：兩只容量為40 L，用抱箍固定。

2) 電磁閥：通過電磁力控制閥門的開啟與關閉。

3) 重錘：排油閥的開啟動作控制單元。

4) 排油閥：與重錘、牽引裝置組成排油動作機構，重錘在重力作用下落下，排油閥開啟，排出變壓器本體頂部的油，釋放壓力。

5) 聯(lián)鎖球閥：與排油閥動作機構為聯(lián)鎖對象，當排油閥在重錘重力作用下開啟時，聯(lián)鎖球閥也在擺桿的作用下開啟，為充氮裝置做準備。

6) 加熱器：額定電壓220 V，加熱功率200 W。當柜內溫度降低至設定值時，加熱器開始工作。

1.2 變壓器消防柜的動作原理

油浸電力變壓器因內部短路、過電壓等故障原因產(chǎn)生火花，從而引起油溫超過燃點，同時分解出大量可燃性氣體。在著火初期，由瓦斯繼電器和斷路器跳閘、壓力釋放閥動作、靠近著火點的火災探測器動作來啟動消防柜內的排油動作機構，重錘自然下落，排油閥打開，釋放壓力，排出油箱頂部的油[2]。同時，斷流閥關閉，切斷油箱與儲油柜之間的補油回路。3 s后，氮氣通過注氮管路進入變壓器油箱內部進行攪拌，強制熱冷油進行混合熱交換，并在油頂部形成氮氣保護層，將空氣擋在外部，變壓器油無法燃燒，達到防火滅火的目的[3]。

2 變壓器消防柜的常見故障

1) 排油閥滲漏油：排油閥沒有關閉到位。

2) 氮氣瓶壓力低：氮氣瓶與各管接頭密封不當或高壓金屬銅管接頭橡膠圈未壓緊，造成氮氣管道泄露。

3) 排油閥誤動作：在振動等外部環(huán)境因素影響下，重錘自動下落，排油閥打開，導致誤排油[4]。

3 變壓器消防柜的改造方案

針對排油閥誤動作、滲油、氮氣管道泄露等故障，提出了針對性的改造方案：

1) 改變排油注氮機械機構。將重錘、牽引裝置和排油閥組成的動作機構換為電磁閥與排油閥組成的動作機構，具備電動與手動開啟、復位功能，減少機械重錘部件。改造后的排油注氮動作機構如圖2所示。消防柜的密封性得到改善，同時防止由于變壓器的振動引起重錘落下造成誤排油注氮情況的發(fā)生。同樣，在注氮管路也加裝氮氣電磁閥。

2) 加裝瓶頭閥。瓶頭閥利用瓶內氮氣產(chǎn)生的壓力來推動活塞進行密封，密封性能大幅提高，如圖3所示。這樣氣體就存在氮氣瓶內，管路內沒有氣體，從根本上解決了高壓管道滲漏的問題。

圖2 改造后的排油注氮動作機構

(a) 瓶頭閥

(b) 加裝瓶頭閥

3) 加裝微滲漏報警裝置。在觀察窗內加裝排油閥微滲漏報警裝置，能夠在線實時監(jiān)測排油閥的密封狀況，如圖4所示。

圖4 加裝后的漏油報警裝置

4 結論

在排油注氮滅火控制系統(tǒng)中，消防柜是非常重要的執(zhí)行單元。目前，消防柜存在排油閥誤動作、滲油及注氮管路泄露等缺點，嚴重影響排油注氮滅火裝置的穩(wěn)定可靠運行。通過更換排油注氮機構、加裝瓶頭閥、增加微滲漏報警的改造方案，進一步減少了排油注氮系統(tǒng)故障的發(fā)生，為下一步消防柜的改造提供了工程實踐經(jīng)驗[5]。