合肥博瑞经济技术发展有限责任公司安徽合肥230000
摘要：变压器是非常关键的输变电设施设备，选择科学合理的消防系统对变压器进行全面保护具有十分重要的意义。据此，本文对油浸式变压器消防系统进行了简要分析，对水喷雾灭火系统、泡沫喷雾灭火系统、排油注氮灭火系统做了对比，选择了安全性与可靠性最佳的排油注氮灭火系统。
关键词：变压器；消防系统；选择
一、油浸式电力变压器的火灾危险性
在电力生产中，发电厂和变电所内设置的大型油浸式变压器作为核心设备之一在运行中一般均较为安全可靠，变压器的总体火灾事故率也一直较低，但在电力生产火灾事故中，特别是在重、特大火灾事故中变压器火灾事故占有一定的比例。大型电力变压器的火灾不仅会造成重大的直接财产损失甚至人员伤亡，给人民群众生活也带来严重影响，大型枢纽变电所的变压器火灾造成大面积停电，给工农业生产带来的损失极大。
由于油浸式变压器自身的结构特点，其内部存有大量的可燃变压器油，器身大量使用绝缘纸、绝缘板等作绝缘材料，铁芯也使用木块、纸板作支架和衬垫，这些都是可燃材料，再加上设备制造和运行中的一些因素，变压器起火和爆炸的危险性无法根除。因此，除了提高变压器制造质量及运行水平，减少火灾隐患的同时还必须加强和改进对变压器的保护，以防止或减少变压器火灾带来的损失和危害。
二、变压器消防系统的选择与应用
（一）水喷雾灭火系统
1、工作原理
油浸变压器水喷雾灭火系统是一种典型的变压器固定式灭火系统，通过高压产生细小的水雾滴直接喷射到正在燃烧的物质表面起到表面冷却、窒息、乳化、稀释等作用，从水雾喷头喷出的雾状水滴，粒径细小表面积大，遇火后迅速汽化，带走大量的热量，使燃烧表面温度迅速降到燃点以下，以达到冷却目的。
2、系统组成
水喷雾灭火系统主要由水雾喷头、雨淋阀、过滤器、供水管网组成。雨淋阀是一种消防专用的水力快开阀，能够满足水喷雾灭火系统的自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式的要求，雨淋阀组应设置在环境温度不低于4℃，并有排水设施的室内。油浸变压器水喷雾灭火系统应采用离心雾化型水雾喷头，在设计时除要考虑喷头的有效射程外还要考虑喷头及管道与电气设备的安全距离。雨淋阀组至水雾喷头之间的管道为干式管道，只有在喷水试验或灭火时充压、充水。
3、优点
1）技术成熟，安全可靠，误报率低，适用范围广泛。
2）能迅速使变压器主体表面冷却降温，产生的细小水雾可使周围空气中的氧含量降低，在达到窒息灭火目的的同时还能将外泄的油品乳化和稀释，增强灭火效果。
4、缺点
1）属于被动灭火方式，不能有效控制变压器内部火灾，防爆性能较差。
2）系统配套设施多占地面积大。水喷雾灭火系统不仅包括消防系统设施，还包括设置水池、泵房等配套系统和必要的排水系统，不利于总平面优化，投资高。
3）后期维护量大，要进行日常巡检，防冻、防堵塞，以保证系统的正常运行。
4）在缺水地区、寒冷地区不宜采用。
（二）泡沫喷雾灭火系统
1、工作原理
泡沫喷雾灭火系统采用高性能泡沫灭火剂，通过高压动力瓶组内的高压氮气驱动储液罐中的泡沫喷雾灭火剂灭火，不需水泵水池等配套设施。
泡沫喷雾灭火系统通过泡沫和水雾的冷却、窒息、乳化、隔离等效应迅速灭火，它具备更高的灭火效率和更高的绝缘性能，尤其适应于各种可燃液体火灾和高压电气场所。
2、系统组成
泡沫喷雾灭火系统是由储液罐、泡沫灭火剂、管网、分区阀、泡沫喷雾喷头、驱动气体瓶组、驱动管路、动力瓶组、集流管等部件组成，采用高效泡沫液作为灭火剂，在一定压力下通过专用泡沫喷雾喷头，将灭火剂喷射到被保护物上，使之迅速熄灭。
泡沫喷雾灭火系统有自动、手动和机械应急操作三种启动方式。
油浸变压器泡沫喷雾灭火系统应采用带过滤器的泡沫喷雾喷头，在设计时除了要考虑喷头的有效射程外也要考虑喷头及管道与电气设备的安全距离。
3、优点
泡沫喷雾灭火系统同时吸收了水雾灭火和泡沫灭火的特点，技术先进、灭火效率高、安装维护简单，是一种高效、安全、经济、环保的灭火系统。
泡沫喷雾灭火系统优点：
1）可用于扑灭固体火灾、液体或可熔化的固体火灾，特别适用于扑救热油流淌火灾。
2）灭火剂使用量小，无毒，并具有生物降解性，不污染环境，具有良好的阻燃和绝缘性能，对设备无影响。
3）灭火迅速、无复燃。
4）采用气体储压式动力源，无需消防水池和配置给水设备。
4、缺点
1）属于被动灭火方式，不能有效控制变压器内部火灾，防爆性能较差。
2）泡沫液储存温度一般为0-40℃，泡沫液储罐和气体瓶组需要设置专门的设备间，占地面积较大。
3）需要进行日常巡检，定期更换泡沫，运行管理费用较高。
（三）排油注氮灭火系统
1、工作原理
排油注氮灭火系统是根据变压器的火灾特点而研制的集火灾探测报警与防爆灭火功能为一体的灭火系统。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，发出重瓦斯信号，断路器跳闸；变压器内部故障还导致油温升高，布置在变压器上的温感火灾探测器动作，向消防控制柜发出火警信号。消防控制中心接到火警信号、重瓦斯信号、断路器跳闸信号后，启动排油注氮系统，排油泄压，防止变压器爆炸；同时，储油柜下面的断流阀自动关闭，切断储油柜向变压器油箱供油，变压器油箱油位降低。一定延时后（一般为3s至20s），氮气释放阀开启，氮气通过注氮管从变压器箱体底部注入，搅拌冷却变压器油并隔离空气，达到防火灭火的目的。
2、系统组成
排油注氮系统主要包括排油系统、断流系统、注氮系统和控制系统四部份。当变压器发生火灾或爆炸危险时，排油系统开启，部份变压器油通过排油管路排出，起泄压作用；当排油注氮系统排油时，断流系统的断流阀自动切断油枕与油箱之间的油流，防止“火上浇油”；注氮系统开启后，氮气通过注氮系统的注氮管路从变压器下部充入变压器，冷却变压器油，同时隔离空气。控制系统具有独立的信号采集系统和远程输出控制功能，能够防止系统之间的干扰，可外接防雷、防火、防入侵等其他系统。
3、优点
排油注氮系统的突出优点有：
1）属于主动灭火方式，以防为主、防消结合。可以有效防止油浸变压器爆裂所产生的火灾，避免重大损失，利于变压器安全运行；2）不用水或泡沫等灭火介质，免除了消防排水设计和相关设施；
3）属环保产品，该设施不对环境和变压器本身造成任何污染；
4）系统安装简单，维护方便，无论新变压器安装或旧变压器改造均容易实施;
5）系统价格低，在一般情况下，其投资均在其他灭火系统的50%以下。
6）尤其适合在缺水地区、严寒地区、风沙地区安装。
7）适用于变电站无人值班。
4、缺点
排油注氮系统对变压器初期火灾灭火效率高，但当变压器油箱爆裂，变压器油流出时，该系统不能继续发挥作用，因此应在变电站内配置必要数量的灭火器或其他辅助设施。
综上所述，从灭火主动性来说，水喷雾灭火系统和泡沫喷雾灭火系统都是在变压器发生明火后，才进行扑灭，此时变压器基本已经处于报废状态，造成的直接经济损失严重；排油注氮系统是一种“预防为主、防消结合”的消防系统，能够最大程度的保全变压器，减少设备的损失；从经济性来说，排油注氮系统比水喷雾灭火系统和泡沫喷雾灭火系统占地面积小，辅助设施少；从运行维护性来说，排油注氮系统比水喷雾灭火系统和泡沫喷雾灭火系统日常维护量少，可以实现无人值守变电站在技术上的各种要求。总之，排油注氮系统具有安全可靠、经济合理、方便使用的特点，目前已成为替代其他灭火设施的重要手段。
参考文献
[1]林蔚兰.变电站主变压器消防灭火系统的选择[J].城市建筑,2013(14):160-160.
[2]张虎南.室内外油浸电力变压器固定式灭火系统的选择[J].消防技术与产品信息,2009(4):33-35.
[3]李忠,汪霞,余群等.变压器水喷雾消防系统在柘林水电厂的应用[J].科技经济导刊,2016(30).
[4]郭朝云,朱萍,张志鹏.变压器消防系统的选择与应用[J].科技风,2013(24):84-84.