220kV变压器排油注氮灭火装置说明书

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1、目录1概述22装置适用范围及性能特点23装置工作条件24装置的结构特征、各部件安装位置及主要功能35装置的工作原理及主要技术参数46安装67调试和投运1 08例行维护试验1 29附图及附件目录1611. 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

2、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)

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。(8) 运行维护方便，可靠性好，简易实用。3. 装置工作条件3.3.1 探测器、断流阀、消防柜可在户外安装， 控制箱在室内安装，安装场地应无剧烈振动与冲击， 无腐蚀性气体。3.3.2 环境温度a) 户外设备：-40 C60 C；b) 室内设备：5C30C。3.3.3 相对湿度a) 户外设备：w 95 %(在20C 5C时)；b) 室内设备：w 8

4、5 %(在20C 5C时)。334电源a）加热电源：220V.AC 50Hz;b）工作电源：DC220V或DC110V4装置的结构特征、各部件安装位置及主要功能注氮接口阀（DN25法兰连接，对角布置；- :220V A/(500W)3#附图1.系统总体布置示意图#本装置由探测器、断流阀、消防柜和控制柜四个相对独立的基本部件组成，各个部件之间无机 械连接。各个部件的安装位置（参见附图1）及主要作用如下： 探测器部件安装在变压器油箱顶部的易着火部位，其数量至少4个，最多10个，视变压器油箱大小而定，标准配置为 8 个。其主要功能是探测变压器顶部的温度，一旦达到或超过预定温度即 向控制系统发出超温开

5、关信号。 断流阀部件安装在气体继电器和储油柜（油枕）之间的管路上，其主要功能是在本装置启动排 油（或油箱破裂大量溢油） 等非正常油流时，切断油枕至油箱的补油通道，防止“火上浇油”。此 部件纯油流驱动，一旦关闭需人工打开，不受控制系统控制。 消防柜部件属柜式结构，安装在变压器附近（靠近排油接口阀一侧），上部与变压器油箱之间 有排油管道和注氮管道连接，底部需预埋通向事故油池或油坑的疏油管道，柜内配有排油驱动装 置、注氮驱动装置、氮气存储容器等执行部件、是本装置唯一需要安装基础的部件，是实施排油 注氮搅拌冷却灭火的执行部件。控制柜部件为标准柜式结构（600X800X2260），每面柜最多可安装3个独

6、立的控制单元（插箱），安装在控制室内，是本装置按预定逻辑实施信号显示、故障报警、启动消防的控制单元。5 装置的工作原理及主要技术参数5.1 工作原理（参见附图 2） 变压器充氮灭火装置是以冷却燃烧介质，减少燃烧面供氧两种物理原理进行快速灭火的变压 器专用灭火装置。它的灭火机理完全基于重质油品的燃烧原理和变压器的火灾特征之上。装置本 身不带任何冷却剂而只是提供一种必要的手段促使（液态）燃烧介质中占绝大多数（容积）的低温 液体去吸收燃烧液面高温液体中的热能，从而达到降温灭火的目的。处在固定容器内的液体被加热时，热能首先被靠近热源的液体所吸收，被加热的液体受热后 体积膨胀、密度降低，在浮力的作用下上

7、升至液面，这就是自然对流原理。如果没有外力作用， 高温液体总是向上运动至液面，低温液体总是在下，即使油面起火燃烧时，这种状态也不会改 变。本装置在自动运行状态下，以重瓦斯信号及靠近着火点的温度探测器两个信号逻辑与作 为判别火灾发生的启动信号，充氮灭火装置在接到火灾信号后 ,利用连接在变压器与装置之间的排 油管道立即从油箱顶部排出部分热油，排出顶部部分热油的目的，首先是充分释压，切断油枕补 油通道（由连接在气体继电器与储油箱之间的断流阀执行） ，制止油流外溢；其次是为氮气注入时 为其覆盖燃烧油面提供空间。在实施排油若干秒后，充氮灭火装置以一定流量的氮气从底部注入油箱，强迫油液上下搅 动，迅速将油

8、面温度降至闪点以下并使油面含氧量急度减少无法维持燃烧而灭火。5.2 主要技术指标及参数5.2.1 气体注入至灭火时间：V 60S5.2.2 探测器公称动作温度：93C变压器外部着火瓦斯信号发生高温.-.r vV V V V V X/V72 V快速排油阀开启减压防爆 I _f 0. 1秒内关闭靳流阀，隔藹油枕排油减压數秒后，干氮注入，前秒内 衷火.氮气持续注入10分钟 以上*防止貫熾把燃烧中油的温度冷却在 燃点以下，以防止进一步 前爆炸和燃烧对设备的内 却及外部造磴损坏；Ti3 2匚忆恳慫臥注氮搅拌5.2.3断流阀关闭流量：50100L/ min5.2.4断流阀动作时间： 10 30mi n5.

9、2.6氮气瓶额定压力：13.515 MPa5.2.7排油管道公称通径：DNI255.2.8注氮管道公称通径：DN255.2.9断流阀公称通径：DN806安装6.1总则6.1.1本章仅适用于本公司生产的DBM装置。设备运抵现场应妥善保管，开箱时应根据装箱清单逐一清点核对，安装前及安装过程中请仔细阅读本安装说明。6.1.2设备安装前，安装现场应具备以下条件：a）变压器已安装就位，并具备与本装置安装有关的所有接口条件，其中包括：排油管道接口 法兰及阀门、充氮管道接口法兰及阀门、探测器安装底座、断流阀安装接口法兰，以及适 量的，用于支撑器身四周充氮管道的固定件安装底座，以上接口均应由变压器厂在工厂配

10、置完成。b）消防柜安装基础，包括基础底部至油坑的疏油管道和电缆管已施工结束；c）工厂预制成型的排油管道和注氮管道。如是现场配制，应备置足量的、规格符合要求的管 道（见6.2.2 ），管道内壁均应经除锈防腐处理，不锈钢材质的除外；d）与变压器成套配置的气体继电器应具备两对独立的重瓦斯接点。6.2设备安装6.2.1消防柜的安装6.2.1.1消防柜基础（附图3）rnrnunw面地出高 面础基墩泥水消防柜反面（面向变压器）附图3.消防柜基础消防柜基础应符合下列条件：a）应位于变压器附近靠近排油接口一侧（见附图4），距变压器距离：至少在油坑外，最长不超过9 m；3附图4.消防柜位置示意图b）基础的方向应

11、保证消防柜就位时背对变压器，消防柜底板下抛出的排油管端部刚好插入基础预埋的疏油管，插入长度不小于50毫米；c）按A位置布置时，基础疏油管中心（消防柜排油管中心）应正对变压器排油口，B、C 位置时，基础疏油管中心至变压器排油接口阀门端面应向外偏移至少400mm最大800mmd）基础预埋疏油管相对基础平面高出170mm电缆管高出平面 3050mme）预埋钢板外沿宽度应大于530mmf）基础平面高出周围地平面高度以小于100mm为宜。6.2.1.2消防柜本体与基础的固定采用焊接，应在管道安装或配制结束后进行。6.2.1.3本装置氮气瓶与消防柜分开包装运输，最终就位宜在管道、电缆接线结束后进行。6.2

12、.2排油及注氮管道安装本装置消防柜与变压器之间的相对位置由施工设计确定，因此本装置不提供消防柜与变压器 之间的连接管道，只对管道的规格及走向作必要的说明。a）排油管道通径：DN125 （133X 4.5 ）无缝管注氮管道通径：DN25（32X 3.5）无缝管b）管道走向（见附图5）c）油管排气组件（附件 1，随机提供）应直接与变压器油箱排油接口阀连接（排气塞向上）， 油管补偿器（波纹管）直接与消防柜顶端排油口连接。排油管安装结束后，应随即将油管补偿器上 端法兰的固定螺母（上下共 6个）拧松至少5mm。d）排油管水平管道宜向消防柜端下倾（约1: 100）;水平管长度超过 5m时，应在管线适当部位

13、添加支撑；e）附件2为氮管排气组件，应安装在与消防柜顶部连接的竖管顶端（兼作弯头），排气塞向上;f）附件3为氮气分流组件，倒“ T”字形安装，水平向两端通向变压器注氮口，垂直向上端通向消防柜氮气出口，其安装位置以满足通向两注氮口的管道长度基本相同为宜。重要提示：在所有检查试验结束后，管道应注油检查!623控制柜的安装本装置控制柜采用立式标准柜体结构，安装在控制室内，安装时应注意安装方面的基本预防 措施：a吊装及拆箱必须小心，避免冲击与碰撞。b必须安装在控制室内，便于观察的场所。624断流阀的安装断流阀安装在气体继电器与油枕之间的水平连管上（附图 6）。应注意：a ）阀体不能倾斜，箭头指向瓦斯继

14、电器。b ）从油枕往变压器注油时，应逆时针转动断流阀手柄，使内部拔杆挡住活门，直到注油结束阀门两端充满油为止（从变压器底部注油时免此操作）。c ）拧松排气塞（逆时针）排除阀内空气后拧紧。d ）断流阀与气体继电器之间的连接管宜采用柔性管 （波纹管）连接。e ）接线盒内不允许进水，下雨时不允许开盖接线，必要时另加防雨措施。n心 一 二附图6.断流阀安装图6.2.5探测器安装火灾探测器安装于变压器顶盖上面最可能引起火灾的地方，即在变压器顶部的套管、有载调压 器等电接口处。为了能及时有效地进行探测，必须注意以下几点：a）将探测器水平（卧）装在变压器箱盖以上1020cm。（见附图7）b）探测器应置于套管

15、、防爆门、及释放阀等电气接口附近，离变压器盖外沿0.3m以上。c）探测器引线应从与其高度相当的接线支架或线槽内敷设。一般说来，中大型的三相变压器，每一个套管间隔内必须安装一个探测器，在有载调压器（如果有）附近安装一个探测器。d）下雨天不允许开盖接线作业；9#附图7.探测器安装图#626电缆敷设与接线6.261本装置所需连接电缆：a）探测器、断流阀至变压器端子箱连接电缆随机提供；b）变压器端子箱至消防柜电缆：6芯，1.5平方（用户自备）；c）消防柜至控制柜电缆：19芯，1.5平方（用户自备）；d）电源、报警输出及外部输入信号电缆均由用户自备。6.262 本装置电缆敷设及接线由施工方实施，以工程设

16、计方的施工图为准，本说明书所供图样 仅供参考。7调试和投运7.1调试7.1.1氮气管路密封性检查消防柜内的氮气管路的密封性能在本装置出厂前均经检验合格，因本装置氮气瓶及连接软管 经重新拆装，因此在所有机械及管道安装、系统接线完毕并经校验正确后，必须再次对密封性能 进行复查试验，并确认合格后方能投入运行。具体步骤如下：a）联接氮瓶出口高压软管，联接减压阀出口软管（一根）至氮阀进口（侧面）。联接螺母应充分紧 固。b）打开氮瓶主阀，待表计压力稳定后（高压：1O-15MPa低压：0.8-1.0MPa）再将氮瓶关闭。c）保持1小时，高压表指示值下降w 0.5MP&如超过此值，应用肥皂水检查管路泄漏处并排

17、除 之。d）打开排油管上（位于排油阀下部）的检查孔（见附图9），关闭排油阀，用手检查阀板是否处在水平（关闭）位置（必要时可用重锤带动扇形板调整），待管内注油时必须再次复查其密封性，不允许有泄漏现象。7.1.2露天安装部件状态及防雨措施检查对断流阀接线盒、探测器开关、盖板、探测器穿线螺母等处的防水密封垫进行仔细检查。a）断流阀接线盒盖板密封垫片平整，紧固螺钉不松动。b）探测器开关盖板密封垫片平整，紧固螺钉不松动。c）探测器接线盒两侧穿线螺母与探测器本体连接处应充分紧固，不允许有松动现象；d）检查确认探测器开关全部处在“断开”状态。e）检查确认断流阀活门处于打开状态，拧松排气塞，排尽阀内空气后拧紧

18、并擦尽溢出油。7.1.3电气接线检查检查前确认消防柜排油、充氮阀门均在关闭状态，两阀全部机械锁定！a）合闸通电前，检查电源电压和极性（220V.DC）；b）接通电源，将三位选择开关打到【断开】位置，控制面板只有【系统退出】灯显示；按【试灯按钮】、指示灯应全部显示，蜂鸣器鸣叫；c）将三位选择开关打到【自动】或【手动】位置，控制面板【系统投入】 【系统退出】 【油阀关】 【氮阀关】四盏灯显示；d）拔出消防柜两个“锁定”插销后，【系统退出】灯熄灭 ，【系统投入】【油阀关】【氮阀关】 三盏灯显示；e）在变压器就地接线盒内短接探头超温、断流阀、重瓦斯引线端子，控制柜上都应有相应指示，重瓦斯信号在系统内有

19、自保回路，因此应用选择开关打到“断开”位置予以复位；f）调节消防柜电接点压力表下限针 （绿色），使其与压力指针（黑色）接触，控制柜上【氮压低】 灯应显示。7.1.4 动作试验（启动）7.1.4.1 启动试验应在管道注油前进行，本装置生产两种控制方式的控制单元（继电器方式和PLC方式），本说明以继电器控制方式为例。A、手动启动a）把三位选择开关打到【手动】位置；b）插入控制柜面板下方的两阀投退压板；c）解除两阀机械锁定插销；d）按下【手动 /消防】按钮，此时排油重锤立即落下打开排油阀；【油阀关】指示灯灭，【油 阀开】和灯亮，蜂鸣器鸣叫；e）延时数秒时间后，注氮重锤落下，【氮阀关】灯灭，【消防进行

20、】灯亮，手动方式试验即 告结束。f）将三位选择开关打到【停止】位置，恢复阀门状态（关闭阀门）。B自动启动（信号模拟）a）把三位选择开关打到【自动】位置；b）插入两阀投退压板；c）先后短接（触发）重瓦斯和探头引入接点，【重瓦斯动作】和【探测器动作】灯对应显示、 蜂鸣器鸣叫，此时排油重锤立即落下打开排油阀，【油阀关】灯灭，【油阀开】灯亮）；d）延时数秒后，注氮重锤落下， 【氮阀关】灯灭， 【消防进行】灯亮，自动方式试验即告结束。e）把三位选择开关打到【停 止】，恢复阀门状态，并拔出两阀投退压板，插入两阀机械锁定 插销。7.1.4.2 在进行上述启动试验时，同时校对“装置异常”和“消防进行”报警输出

21、。7.2 投运7.2.1 在以上试验结束，并经用户确认无误后，本装置即具备投运条件。在正式投运前，应分别 打开变压器端的排油接口阀和充氮接口阀，以及对应管道中的排气组件，缓慢向管道内注油排 气。7.安全插入投退压板，解除机械锁定，由用户用选择自动或手动方式运行。 在排油和充氮管道注油后，无论投运与否均不得关闭接口阀门，确保管道呼吸畅 通！8例行维护试验8.1排油开阀装置的结构与操作8.1.1结构及动作原理附图8为排油开阀装置结构图，附图8a为排油开阀重锤支承释放机构结构详图。由支承杆将重锤支起，一旦接到“排油”信号，电磁铁推动支承机构脱扣使重锤失去依托而下 落，带动打开排油蝶阀完成开阀动作。行

22、程开关（油阀锁）行程开关（油阀关）锁定操作方向锁定挡块手柄11#附图8.排油开阀装置#杆块程板杆te承 挡挡行钩椎钩支行程开关（氮阀关）行程开关（氮阀锁）锁定插销阀杆顶帽=1附图8a.排油重锤支承（释放）机构8.1.2操作及注意事项 （复位）操作步骤：抬起重锤越过支承块（附图8a）后，支承块在扭簧作用下自动复位，再将重锤放在支承杆上即可。 操作结束后，必须打开观察孔检查排油蝶阀，确保可靠关闭。停运或检修期间，应在开 阀装置复位后，将锁定挡块顺时针转动90,使支承块无法转动，同时锁定挡块压下行程开关，控制系统发出【系统退出】信号。8.2注氮开阀装置的结构与操作8.2.1结构及动作原理13#附图9

23、.注氮开阀装置#附图9为注氮开阀装置结构图，附图9a为轴测图。注氮阀、重锤及闭锁（释放）机构集中于一体。支承杆将 重锤（杆）支起“闭锁”，一旦接到“注氮”信号，电磁铁推 动拨杆使支承杆缩进，重锤失去依托而下落，将位于重锤杆 根部的注氮阀杆压下，完成开阀操作。822操作及注意事项 （复位）操作步骤按图示向右拉动支承杆，向上抬起重锤待挡住支承杆 头部时松开支承杆，继续上抬重锤至上止点，支承杆会在弹 簧作用下自动复位，松开重锤即可。注意事项停运及检修期间，应在开阀装置复位后，把锁 定插销插入锁定孔（必须穿过重锤杆孔），并拔出控制柜面板上 的两块投退压板。附图9a8.3电接点压力表操作消防柜中的氮气瓶

24、压力变化用电接点压力表进行监视报警，上限指针（红色）在本装置中不起作用，出厂时一般调至最大，下限指针（绿色）一般调在68 （MPa，如果氮气瓶内压力下降到设定值（黑色压力指针与绿针接触时），控制箱上的“氮压低”灯就会显示，同时蜂鸣器鸣叫提 示，装置异常接点接通。暂时消除方法：将绿针逆时针旋至与黑针脱离即可，待补气后再将绿针恢复至原来位置。8.4报警信号本装置有下列情况之一时，系统发出“装置异常”报警信号：a）【氮压低】b）【断流阀关】c）【瓦斯动作】d）【探头动作】e）【排油阀开】本装置启动注氮时，系统发出“消防进行”（即氮阀打开）报警信号。上述报警信号中，除 【氮压低】可用调节压力表限值的方

25、法暂时消除外，其它报警信号在报警 因素没有排除之前不可解除。8.5例行试验8.5.1为了确保本装置能长期可靠运行，定期对本装置的动作部件进行试验是十分必要的，每年 至少进行一次，试验时用户应严格按照操作步骤及注意事项执行操作。需要时可致电本公司给于 必要的指导。8.5.2试验操作规程8.521安全措施A、控制柜端：a）拔出两块投退压板；b）将选择开关打倒“断开”位置，使系统暂时退出运行。B消防柜端：a）将两阀全部机械锁定（转动挡块、插入插销）；b）拆除（手拧）充氮阀上的阀杆顶帽；c）卸掉扇形板上两个连扳固定螺母后，向内侧卸下连接板。C.以上操作经确认无误后将两个锁定全部解除。8.5.2.2 启

26、动与恢复A、启动a）插入控制柜面板上的投退压板；b）将选择开关打到“手动”位置；c）掀开启动按钮防护罩，按下按钮；d）按下启动按钮后，消防柜中的排油重锤立即落下（不排油），若干秒钟以后，充氮重锤落 下，控制柜上的显示状态、顺序与调试试验相同（不充氮）。重要提示：上述启动操作过程中，除不打开阀门外，其它动作过程和信号指示，以及报警接点输出 与正常启动时完全相同！B恢复a）拔出控制柜端两块投退压板；b）将选择开关打倒“断开”位置，使系统退出运行；c）抬起排油重锤在支承块上就位，装上连接板并紧固螺母（至此，排油重锤恢复完毕）；d）右手向外拉动支承拉杆（参见附图9），用左手抬起充氮重锤，当重锤杆挡住支

27、承杆时松开拉杆，支承拉杆在弹簧作用下自动复位（支在重锤杆之下）；e）拧上充氮阀上的阀杆顶帽（至此，充氮重锤复位完毕）；f）在控制柜上插入投退压板，选择运行方式重新投入运行。8.6维护及保养 8.6.1本装置除了 8.5所规定的每年12次例行试验和常规检查外，基本上无需其它维护。 例行试验（即装置功能校验）和常规检查周期见下表。装置功能校验和常规检查周期表各部件检查检查周期备注每周每月每年检查气瓶压力控制箱试灯装置功能校验V校验方法见8.5例行试验862消耗品为保证质量，本装置的所有部件，出厂前均经检查合格，由于氮气管路使用了软管连接，因而会有少量的气体泄漏。试验证明，这种泄漏非常小，气瓶压力可

28、足够保持6个内不会降到整定值以下，但是，为保证在每一检查周期内气瓶保持足够的压力，因此气瓶压力应每周记录一次以 便能安排必要的充气计划。充气步骤如下：首先将运行状态切换至“断开”位置，其次将排油注氮重锤机械锁定，拔出 控制柜面板上下方的两阀投退压板，并将氮气瓶阀关闭后拆下瓶上高压软管，气瓶充气后，把高 压软管连接处拧紧，选择开关切换至原来位置，指示灯显示正常后，解除机械锁定装置，合上两 阀投退压板。每次补气操作（更换氮气）后，应先打开氮气瓶待压力稳定后再将氮气瓶关闭，观察高压表压 力指示一小时，一小时压力下降值应小于0.2 MPa，再将氮气瓶全部打开，如果压力下降值超过0.2MPa应仔细检查高

29、压管与气瓶接口的密封并排除之。9附图及附件9.1本说明书所列附图仅作为帮助用户正确安装、使用和维护设备所用，不作为系统设计依据。本 公司保留随时更改的权利。选用或配套本装置的变压器制造商、工程设计单位以本公司单独提供的“设计参考资料图”为准，欢迎随时索取最新资料。9.2附图目录附图1:系统总体布置示意图 P3附图2:工作原理图 P5附图3:消防柜基础 P6附图4:消防柜位置示意图 P7附图5:管道走向示意图 P8附图6:断流阀安装图 P9附图7:探测器安装图 P9附图8:排油开阀装置 P12附图8a:排油重锤支承（释放）机构详图 P13附图9:注氮开阀装置 P13附图9a:注氮开阀装置轴测图

30、P14附图10:消防柜外形图 P18附图11:消防柜结构图 P19附图12:系统接线图（继电器） P20附图13:系统接线图（PLC） P2117注氮出口法兰#附图10：消防柜外形图#排油入口低压表高压表ft单向节流阀氮气减压器充氮重锤机构充氮阀氮瓶主阀排油重锤机构排油重锤支撑机构氮气瓶排油阀排油阀检查孔除湿加热器氮气出口附图11:消防柜结构图190乙#W：CWWW# kMW 警播qx孙伽聊神b#123456114E51StaUI(XL) lH(Xb)ij il辭+f220V.ACW(500W)S*SBu-34#8010115rsFsr1日剧，(W:DC24V/AC220,2A)IWitbXl-X2t：17S. 15W； ZXXbtt 巴 U5W；3、DC220VW：40W);4、AC220V：500KCMI).找电嶷肘鵰.侦辭Xb倔出#厂自餐附图13:系统接线图（PLC控制方式）21