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BCMX变压器排油注氮防爆防火灭火装置技术文件一、装置工作原理当变压器内部产生高温和电弧，变压器油和内部材料分解出瓦斯气体，变压器内部压力增加时，变压器进入非正常工作状态；如果产生的可燃气体数量或压力超过变压器的容许值时，将从变压器器身的薄弱环节喷射出来而造成火灾。电力变压器在系统的设计上与实际应用中，根据不同的需要采取了不同形式的保护措施。但是电力系统的继电保护并不是针对消防而设置，所以不能从根本上保证电力变压器杜绝火灾的发生。因为当瓦斯保护动作时(就算动作于信号)，变压器内部的可燃气体已累计到相当的浓度即已处在火灾的边缘，因此必须采取实际上更有意义的火灾探测报警与灭火系统，并使之与变压器的各种继电保护(主要是瓦斯保护)相互配合，这样才能从根本上解决电力变压器发生火灾的问题。BCMX变压器排油充氮防爆火灭火装置正是为此而设计的新一代变压器消防灭火装置。防爆防火保护启动：装置仅在同时收到重瓦斯信号、断路器跳闸信号、箱体超压力信号后方可启动，开启快速排油阀，3秒后注入氮气，保护变压器，缺少任何一个信号，装置都不会启动，可有效防止误动作。灭火保护启动：装置在同时收到重瓦斯信号、断路器跳闸以及变压器顶盖上任何一个温感火灾探测器发出的信号后方可启动，开启快速排油阀，20秒后注入氮气，保护变压器，缺少任何一个信号，装置都不会启动，可有效防止误动作。手动启动：装置设有手动/自动选择开关。装置在收到断路器跳闸信号后，将控制箱上自动/手动开关切换到手动启动，用手动启动确认按钮，可随时启动装置。装置启动后，快速排油阀打开，将变压器油箱顶部热油迅速排出，释放压力，降低油位，防止燃油溢出。同时截流阀关闭，切断油枕的补油通道，防止火上浇油。排油数秒后，氮气从油箱底部注入，强制热冷油交换，使油温迅速降至闪点以下，同时氮气覆盖油面，降低氧气浓度，使油面的明火在60s内迅速熄灭。之后氮气被连续注入油箱30分钟以上，使变压器充分冷却，防止复燃。整个过程可实行实时监控，并具备图像显示及数据记录(选件)。二、装置启动条件（控制单元面板信号布置见下图）A、I类信号启动防爆防火功能。必须同时出现重瓦斯信号、断路器跳闸及油箱超压信号。B、II类信号启动灭火启动必须同时出现重瓦斯信号、断路器跳闸及温感火灾探测器信号。C、手动启动紧急状态人工启动。断路器跳闸（可选）+手动启动设置开关+手动启动确认按钮。三、主要零部件配置说明控制主机（屏）：控制主机（屏）设在变电站首层消防控制室内，柜式安装，其尺寸为800X600X2260(长X宽X高)。控制单元具备相应的指示灯，可同时将来自变压器：温感火灾探测器信号、截流阀信号、重瓦斯信号、压力释放阀；来自断路器：断路器跳闸信号；来自消防柜：氮气控制阀、快速排油阀、氮气压力、继电器LR；等相关信号用相应的指示灯指示。火灾探测器：火灾探测器采用低熔点合金点式感温探测器，其动作温度为135（710）。截流阀：截流阀的公称直径与变压器气体继电器的管径一致。具有自动复位装置，且在接点闭合时能输出声光信号。消防柜：消防柜内设有快速排油装置、充氮控制装置及高压氮瓶；工作环境温度为-555，在柜内设有温控器和加热器以满足冬季需求，保证设备正常运行，消防柜外型为红色。氮气：排油注氮装置的氮气瓶符合现行国家标准钢质无缝气瓶GB5099的有关规定，设2个氮气瓶，每瓶40升，工作压力150.5MPa（20），注氮工作压力0.50.8 MPa，氮气为纯度不低于99.99%的工业氮气。注氮孔为4个,充氮开始至灭火时间60s,连续充氮时间30min。 四、货物需求一览表变压器排油注氮防爆防火灭火装置（数量：1套）名 称 及 规 格单位数量备 注1消防控制柜套1(高X宽X厚)2050X1000X600红色2控制主机套1放3台控制单元控制3台变压器1控制柜（电力柜）个1 (高X宽X厚)2260X800X6002控制单元个13截流阀套1变压器厂按图纸安装4温感火灾探测器套6-85排油接口阀（DN125）个16油管排气组件个17氮管排气组件个18氮气瓶40L个29耐高温阻燃电缆（21.5）米3510 电缆敷设说明：变压器端子箱、控制柜和消防柜之间的电缆铺设由最终需方根据变压器厂设计图纸进行铺设，本公司指导安装。五、装置技术参数和性能特点技术参数 灭火介质：纯氮99.99%。灭火时间：不大于1min。注氮时间：大于30min（当氮气减压器出口的压力为0.6MPa时）。氮气瓶容积：240L氮气瓶压力：20时，氮气瓶压力为13MPa15MPa注氮管路通径：公称通径DN25mm排油管路通径：公称通径DN100mm/DN125mm（可选）温感火灾探测器动作温度：1357快速排油阀动作时间：0.2s氮气减压器出口的压力：0.6Mpa（0.5Mpa0.8Mpa可调）技术性能特点安装6-8个温感火灾探测器在变压器顶部；控制单元具备各种信号指示，手动/自动启动及投入/退出运行切换等功能；控制单元提供无源电源指示信号、装置启动信号、火灾报警信号、氮气欠压信号。A户外使用条件序号名称单位买方要求值卖方保证值1周围空气温度最高气温4550最低气温-30-35最大日温差K25352海拔m100010003太阳辐射强度wcm20.10.14污秽等级5覆冰厚度mm10106风速 / 风压m/s / Pa30/1008.230/1008.27湿度日相对湿度平均值9595月相对湿度平均值90908耐受地震能力（水平加速度）g0.20.29二次系统中感应的电磁干扰kV1.61.6B技术参数响应表序号名称买方要求值卖方保证值1气体注入至灭火时间60 s符合要求2探测器起跳温度135符合要求3断流阀动作流量7595 L/min符合要求4断流阀动作时间1 s符合要求5断流阀通径DN80 mm符合要求6充氮搅拌时间30 min符合要求7充氮管道通径DN25 mm符合要求8氮气瓶额定压力1415 MPa符合要求9氮气瓶额定容积45L2符合要求10排油管道通径DN125m符合要求11控制柜电源DC 220V 符合要求12消防柜电源AC 220V符合要求C、防爆、防火灭火及远程控制（监视）性能特点：防爆功能：本装置所有部件均采用防爆部件（选件），并采用双桥丝电路设计保证装置在过流、过压状态时自动保护，同时自动预留多达到5组变压器相关信号输入接口，对相关信号（重瓦斯、断路器跳闸、压力释放阀等）通过PLC自动整合处理，确保变压器及装置安全防爆。防火灭火功能：本装置所有部件均采用防火部件，并对所有可能引起的火灾条件或相关信号进行自动组合处理，严格按照用户的要求、步骤进行灭火处理程序。确保变压器排油充氮灭火的实现。远程控制（监视）功能：这是本装置的最大特点！该装置不仅具有传统排油充氮灭火装置的所有功能，而且采用了独特的自动控制部件代替传统的机械机构，它不仅可以预留远空接口，满足火灾的监视及装置远控的操作要求（可以提供多达5组远控信号输出），而且可以通过网络，实时在线侦测温度探测器、重瓦斯、断路器跳闸、变压器压力等信号及状态，用于判断是否启动灭火程序，绝对杜绝误操作的可能。同时可远程实时控制灭火动作的启、停及各种状态的恢复（详见相关操作资料）。并可以一定的采样周期登记，提供装置维修的参考数据。避免了传统机械装置需要定期人工检查，复修的繁琐工作。D、结构特点：1、本公司生产的排油充氮灭火装置具有结构简单、性能可靠、易于安装、维护检修安全方便的特点。2、消防柜的防锈、防寒、防小动物、防尘、防潮、防雨，防护等级为IP54。其底部导线管、排油管、充气管的入口处设有遮板，机构箱与外部管道和电缆的连接设计便于拆卸和移动，柜体防雨性能良好，在不利的气候条件下完全可以开门检修。柜正面设有铰链的密封门，把手式门锁。3、本公司所用的零部件除有色金属和热镀锌铁件外，所有光洁的和经机械加工的外露件均除锈涂漆，并采取措施防止运输中漆层剥落与变质。设备的外壳表面均为喷塑处理，具有较高的防护能力。六、型式检验本公司设计、制造的变压器排油充氮灭火装置已通过国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的型式检验，具体报告请参见附件检验报告（国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心）七、装置安装的分工（一）新建变电站 消防柜安装基座由最终需方负责建造并就位。1、下列部分的安装由变压器生产厂家负责安装：本装置消防柜与变压器本体排油接口处的结构； 本装置消防柜与变压器本体充氮接口处的结构；本装置探测器在变压器本体上的安装底座本装置断流阀在变压器油枕下面的安装位置2、下列部分的安装由本公司负责在现场安装：本装置消防柜与变压器本体的管道连接3、 以下部分接线由变压器生产厂家负责在现场接线：探测器到变压器本体接线箱断流阀到变压器本体接线箱4、 其余以上条款未尽部分由本公司与变压器生产厂家协商解决。（二）现有变电站改造1消防柜基座的建造及就位-最终需方负责，我方提供相关图纸；2如果变压器预先预留相关排油充氮接口，我方负责法兰直接连接相关管道；如果变压器没有预留相关排油充氮接口，我方将通过变压器原来的排油口定制相应的排油和充氮的转换二/三通，在不改变现状的情况下将消防柜与变压器连接。3截流阀的连接将利用变压器原有的瓦斯继电器的管道或波纹管有机嵌入（去掉原来的波纹管或将原有的管道截短）。4高温探测器将全部由我方负责安装连接（无论变压器顶部有否安装底座）5其它的安装及电缆的连接等与新建变电站的要求一致。八、装置的安装81、装置安装总体示意图整个装置主要包括：消防控制柜、管道、截流阀、高温探测器、控制主机、线缆等五部分（图一）。8.2、消防控制柜的安装消防控制柜的内部总体布置图如下：BCMX消防控制柜总体布置图1、安装尺寸：按图一所示尺寸进行混凝土基础设计（消防柜门应背对变压器），预埋疏油管、电缆管及金属预埋件。2、安装位置：消防控制柜应安装在变压器排油出口一侧；如室外安装，则应安装于变压器油坑外（距油坑最远不超过9米）；如室内安装，则应与变压器隔墙安装。3、安装步骤：先将疏油管、电缆管安装就位，再将消防柜底座与金属预埋件之间焊接牢固（注: 疏油管通径：150mm）。4、安装要求：消防控制柜内排油管与消防控制柜基础疏油管之间应可靠连接，消防控制柜不得有倾斜现象。 BCMX消防控制柜基础8.3、管道的安装整个系统的管道主要包括排油管及充氮管，其总体安装模型及走向示意图如下（见图二）：图二管道走向示意图（180MVA以上）8.4、排油管的安装（见图三、图四）1、安装步骤：先将变压器油箱的排油接口阀与油管排气组件的一端用法兰连接（见图三，排气塞向上），再将油管排气组件的另一端用法兰与水平管道连接，拐弯处用90弯头法兰连接，最后将垂直管与消防控制柜柜体排油进口法兰处用油管补偿器连接。2、安装要求：A消防控制柜柜体排油进口法兰处油管补偿器连接安装结束后应将调节螺母拧松3-4牙，保持其特性。B安装时排油管水平管道应向消防控制柜端下倾（约1：100）；当水平管道长度超过5米时，应在管道适当部位添加支撑。C法兰连接处橡胶密封垫应平整地放在法兰槽内，法兰螺栓应对角顺序紧固。D安装完毕后，检查法兰连接处及焊接部位状况是否良好，不得有渗漏现象发生。附：排油管部分组件 BCMX直管式油管排气组件8.5、充氮管的安装(见图五、图六)1、安装步骤：先将氮气分流组件安装在变压器两侧充氮管之间等分处（见图五），充氮管道与变压器、消防控制柜、氮气分流组件、氮管排气组件，均采用法兰式连接对焊；氮气排气组件安装在充氮管最高处（见图六，排气塞位置朝上）；2、安装要求：A分流组件的安装位置距变压器两充氮口的实际管道长度应基本相等；绕变压器布置的水平段管道应采用支架固定。B法兰连接处橡胶密封垫应平整地放在法兰槽内，法兰螺栓应对角顺序紧固。C安装完毕后，检查法兰连接处及焊接部位状况是否良好，不得有渗漏现象发生。附：充氮管部分组件8.6、截流阀的安装1、安装步骤：将截流阀安装于气体继电器与油枕之间的水平管道上，用波纹管与气体继电器连接。连接方式为法兰式。2、安装要求：截流阀安装时应将阀体电动装置垂直朝上，阀体箭头应指向气体继电器。8.7、高温探测器的安装1、安装步骤：先在变压器顶部预留的安装底座处安装好支架，用于固定高温探测器，再将高温探测器平卧在支架上用螺钉固定（见图八）。2、安装要求：A变压器厂应在变压器顶部最易引起火灾的地方预留高温探测器的安装底座；B高温探测器应安装在变压器最易引起火灾的地方（如套管、防爆阀、释压阀等）；C变压器每个套管之间及释压阀或防爆阀附近应至少安装一个高温探测器（40MVA以下为8-10个，40MVA以上为10-12个）；8.8、控制主机的安装控制主机安装在主控制室内，采用标准19英寸机柜，与其他机柜并列排放整齐即可(见图九)。（如采用挂壁式或上屏式机箱，由用户指定具体规格、颜色及安装位置）图九 控制主机外形尺寸图8.9、线缆的安装1、电源线：控制主机的供电电源（DC220/110V）用2芯(2.5mm*2)电缆连接。加热器的供电电源（AC220V）用2芯(2.5mm*2)电缆连接。2、高温探测器控制线：用2芯(1.5mm*2)耐高温专用电缆并联连接。见下图：高温探测器接线示意图3、截流阀控制线：用4芯(1.5mm*2)耐高温专用电缆连接。4、控制主机与消防控制柜之间连线： 用30芯（1.5mm2）屏蔽专用电缆连接（连接方式见图十一）5、消防控制柜及控制主机内部连线：本公司已在出厂前连接完毕。 （如用户要求添加自动启动信号（断路器跳闸信号、压力释放阀等），可通过增加控制连线接入并实施远程自动监测及数据记录（选件）截流阀、高温探测器穿（引）线结构图注：高温探测器及截流阀信号接线端子