淺析變電站變壓器消防系統(tǒng)的故障處理方法

柯飛達　田小壯　鐘明才　王偉光　童超　常世偉

摘要：變電站作為現代電力系統(tǒng)的重要組成部分，承擔著改變電壓和傳輸電力能源的重要責任。在常見的變電站組成中，變壓器的類型使用較多的主要是油浸式變壓器，這種變壓器本身具有很多的燃油，一旦發(fā)生故障，極有可能引起火災等嚴重事故，甚至造成爆炸，發(fā)生爆炸會直接導致此變壓系統(tǒng)下的整個電力系統(tǒng)癱瘓，還可能對相關的工作人員造成嚴重的影響。因此，對其消防系統(tǒng)進行深入的研究顯得非常必要，不僅能夠及時檢查在發(fā)展過程中的問題，并且進行解決問題，促進變電站的變壓器消防系統(tǒng)能夠不斷完善，保證電站的安全運行，具有重要的現實意義。

關鍵詞：變電站;主變壓器;消防系統(tǒng);措施

隨著社會的發(fā)展和經濟的進步，電力系統(tǒng)的完善對于整個社會的良好運行起著越來越重要的作用。當前，電力系統(tǒng)的供電量隨著經濟實際的發(fā)展而增加，設備的超負荷運行以及過熱運行等等問題時有發(fā)生。油浸式變壓器具有良好的絕緣性能以及導熱性能，能夠有效地解決變壓器在運行過程中產生大量熱量的問題，具有很好的使用優(yōu)勢。但是一旦出現變壓器故障，設備溫度升高，很容易導致變壓器和其他的設備發(fā)生燃燒甚至是爆炸，造成不可估量的損失。為了進一步提高變電站運行的安全性以及可靠性，需要對變壓器的消防系統(tǒng)進行一個合理的完善，保證出現意外情況能夠及時的進行解決，保證電站的良好運行。

1 變壓器常見的故障分析以及成因

1.1聲音異常分析

在正常情況下，變壓器工作過程中會發(fā)出有規(guī)律的嗡嗡聲。如果聽到其他的聲音，一般都是有異常情況出現。變電站中變壓器常見的問題主要有以下幾點：電壓系統(tǒng)中如果出現了超負荷運行，變壓器可能產生一些不正常的聲音，此時聲調加高，音量較大;其次，主變壓器內部的設備出現問題，這種狀態(tài)下，變壓器的運行狀態(tài)不會發(fā)生明顯的變化，電流和電壓顯示正常，但是運行聲音確實有問題，帶有明顯的雜音;最后，一些開關接觸不良，可能會出現局部放電的情況，造成“嘶”的聲音。

1.2顏色和氣味分析

顏色和氣味是通過外在的特征分析的。造成這種現象的主要原因一是引線或者是線卡處的溫度較高導致的;二是防爆管內部的防爆膜發(fā)生破裂;三是套管可能老化，外部的絕緣層發(fā)生了損壞;四是可能套管無損并產生電暈或閃絡，在現場可聞到臭氧味;五是設備燒毀現場可明顯聞到燒焦味。

1.3溫度異常分析

一般來說，變壓器內部的油溫超過正常油溫或者設備沒有明顯的變化，可以判斷為設備內部出現了故障，造成以上故障的主要原因有以下幾點：一是設備本身的故障，這種故障比較常見，主要是由于引線接頭溫度較高或者是由于靈虛不平衡，二是設備冷卻器發(fā)生故障或者是損壞，冷卻器異常導致設備無法有效散熱也是導致設備溫度異常的主要原因。冷卻器包括散熱風扇、潛油泵等設備。此外，散熱管堵塞也會導致設備溫度異?，F象。

2 現有變電站變壓器消防系統(tǒng)簡介

2.1固定式水噴霧消防系統(tǒng)簡介

2.1.1滅火原理簡介

固定式水噴霧消防系統(tǒng)滅火原理比較簡單，主要是指通過專用的霧化噴頭把水轉化成霧化水珠，經過霧化之后的水珠平均直徑在0.1mm-0.7mm之間，一旦變壓器發(fā)生故障引起火災，水霧能夠及時地噴灑到變壓器的表面，及時地進行熱量的轉移和防止發(fā)生火災等嚴重事故，通過霧化的水珠能夠及時的隔絕空氣，達到滅火的效果。當霧化的水珠到達變壓器的表面時，經過變壓器表面的熱量能夠使得水珠急速氣化，隔絕了空氣，并且能夠帶走表面很多的熱量，達到快速降溫的目的。

2.1.2技術的優(yōu)缺點介紹

在火勢較小時，這種滅火效果較好，原理相對簡單，并且在滅火過程中成本較小，但是也存在很大的缺點，比如系統(tǒng)設計比較復雜，施工周期較長，維護的費用以及難度、工作量較大等等。另一方面，該消防系統(tǒng)的技術關鍵在于控制水霧能夠全面的達到變壓器表面，尤其是在油箱等重要部位。

2.2合成型泡沫消防系統(tǒng)概述

2.2.1滅火的基本原理

合成型泡沫消防系統(tǒng)的組成設備箱相對較多，包括泡沫罐、輸送管道以及混合器、噴頭等等。當變壓器發(fā)生故障的時候，系統(tǒng)探測裝置首先進行探測，將火警信號傳輸到相關的報警裝置上面，同時泡沫罐輸送管道中的泡沫混合閥的閥門打開，泡沫經過輸送管道送到噴頭處，然后進行噴灑滅火。泡沫在電壓器表面形成一個空氣隔膜，通過隔絕空氣的方式來達到滅火的基本效果，具有良好的滅火效果。

2.2.2關鍵技術以及優(yōu)缺點

在此種方式的滅火中，關鍵技術主要是指泡沫的配比以及準確的傳輸，在設計過程中需要合理的把握泡沫的基本配比以及噴頭位置的設計。該技術具有良好的滅火優(yōu)點，表現在系統(tǒng)驅動能源自備，具有良好的環(huán)保性能，方便安裝和維修工作，系統(tǒng)整體建設性成本較少，在滅火過程中不需要額外的水源;該系統(tǒng)的缺點就是泡沫的成本較高，沒有常用的備用設備，一旦消防設備發(fā)生損壞，整個維修周期相對較長。

2.3排油注氮消防系統(tǒng)簡介

2.3.1結構組成以及滅火原理

相比于前面兩種滅火方式，此種滅火方式結構較為復雜，主要有氮氣瓶、控制箱、注氮管路、排油管路以及開啟閥和相關的溫度傳感器和斷流閥組成。當變壓器發(fā)生異常起火的時候，相關傳感器會經過報警給整個滅火系統(tǒng)，系統(tǒng)會開啟氮氣閥、排油閥，主要是講油箱中的油排除，并且在其中沖入大量的氮氣，使得整個燃燒條件遭到破壞，達到滅火的效果。

2.3.2技術關鍵以及優(yōu)缺點

氮氣瓶出口設置和內部壓力設置是整個系統(tǒng)的控制要點，只有氮氣在短時間內快速的充入才有可能破壞燃燒條件，達到滅火的效果。此系統(tǒng)的優(yōu)點主要有以下幾點：第一，滅火迅速，能夠有效地降低整個系統(tǒng)發(fā)生爆炸的概率，第二，安裝簡單，具有良好的經濟效益和使用壽命長等，第三，自動化集成程度較高。此消防方式具有良好的自動化程度，受到環(huán)境的影響相對較小。缺點就是啟動條件相比于其他的消防滅火相對較高，并且不能夠很好地處理變壓器套管部位發(fā)生火災的情況。

3 強化變壓器消防系統(tǒng)運行的相關措施

3.1變壓器火災處理

如果已經發(fā)生了變壓器的火災，相關電氣人員需要第一時間停止變電站所有設備的運行，并且使用現場的滅火器進行滅火處理，盡可能的保證火勢能夠得到控制，不蔓延到現場的其他設備上。然后針對不同的著火地點進行專門的滅火，如變壓器頂部失火，需要及時的打開緊急事故排油閥，避免事故進一步擴大。

3.2油溫過高處理措施

油溫升高往往意味著設備運行出現了問題，電氣工作人員需要進行全面的檢查，檢查主要包括設備負荷、冷卻器的運行情況以及溫度檢查裝置，如果以上環(huán)節(jié)沒有出現異常，可以判斷為變壓器內部出現問題，此時應對設備進行全面的檢查，并且報告隨時準備停機運行。電氣工作人員在處理消防系統(tǒng)瓦斯保護過程中，應當結合現場的基本情況選擇合適的處理方式，輕瓦斯保護主要是由變壓器內部混入空氣導致的，重瓦斯保護是由于變壓器內部故障導致的。

3.3斷路器故障解決方法

斷路器是電氣設備中的另一個重要設備，在運行過程中一旦發(fā)生跳閘或者是其他的情況，斷路器就能夠很好地保護整個電氣設備，在進行維修過程中，要及時的進行記錄以及檢查各個設備的工作情況，如果確認沒有問題之后再開閘。如果發(fā)生連續(xù)性的跳閘情況，需要查明原因之后才能夠進行使用，一旦發(fā)生過爆炸情況，相關的人員及時進行滅火處理，必須按照相關規(guī)定進行防護服以及相關的防毒設備等措施，并且在上風口進行維修和查看。

3.4瓦斯保護故障

瓦斯保護是變壓器內部故障的主要保護裝置，其中輕瓦斯作用于信號，而重瓦斯則作用于跳閘。引起瓦斯保護動作的原因：在變壓器進行加油或濾油時，帶入變壓器內部的空氣沒有及時排出，變壓器發(fā)生短路或內部故障產生氣體，都會讓瓦斯保護動作出現。

4 變壓器事故處理原則

發(fā)現變壓器有下列情況之一如未自動跳閘，應立即停電：變壓器外殼破裂大量漏油;安全釋放閥動作，向外噴油、噴煙或噴火;套管閃絡、炸裂或端頭熔斷;因漏油使貯油器油面降至油位計的最低極限;變壓器著火。

發(fā)現變壓器有下列情況之一者也應立即停電，但有條件時，應盡可能先轉移負荷：變壓器聲音特別異常且明顯增大，內部有間歇的噼啪聲或敲擊聲;因漏油使貯油器油面降至油位計的指示下限;套管有破損和放電現象;輕瓦斯保護頻繁警報，且氣體可燃;變壓器附近的設備發(fā)生爆炸、著火等情況。

發(fā)現變壓器有下列情況允許聯系處理：內部音調異常或響聲性質特別;安全釋放閥動作，但未噴油;絕緣套管裂紋，并有閃絡放電痕跡;變壓器漏油或上蓋掉落雜物，影響安全運行;油色變化顯著，油化驗不合格;輕瓦斯保護發(fā)出報警信號。

5 結語

變壓器作為變電站的核心裝備，在對于保證整個電力系統(tǒng)的安全運行有著重要的作用，在實際運行過程中，會受到各種環(huán)境因素以及自身設備因素的影響，嚴重的時候可能會引起一些事故，造成不可估量的損失。在現階段主要使用到的消防方式有以上介紹的三種，施工人員需要根據電力系統(tǒng)的基本結構特點進行合適的設計，選擇合適的消防方式，并且通過分析設備運行的故障，強化消防系統(tǒng)的實際作用。

參考文獻：

[1] 馮柏乾.工程消防系統(tǒng)故障分析與處理[J].科技尚品，2015（07）：6+12.

[2] 張艷麗.連鎖失效評估方法研究及其在船舶消防系統(tǒng)的應用?[D].哈爾濱工程大學，2015，22-23.

[3] 郭正位，劉湘蒞，郭新菊，呂東，路曉軍，景川，劉存凱.油浸式變電站主變壓室泄壓面積研究[J].消防科學與技術，2015，34（03）：303-306.

[4] 李駱.艦船火災結構建模及消防系統(tǒng)故障分析研究[D].哈爾濱工程大學，2012，45-46.

[5] 董斌.福建沿海城鎮(zhèn)室外消防給水系統(tǒng)的可靠性分析與優(yōu)化研究[D].中南大學，2008，155-156.

[6] 張國芳，張麟.關于變電運行故障分析及處理方法探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2012：12-13.