一種防爆的75mva變壓器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防爆的75MVA變壓器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學技術(shù)的發(fā)展，變壓器電壓等級越來越高，容量越來越大，稍有不慎就容易釀成大事故，供電的安全可靠性更顯重要。被稱為主動型的防爆防火滅火設(shè)備，是油浸變壓器的忠誠衛(wèi)士，將會更加廣泛地應用于變電站和發(fā)電站，將為全國電廠及變電站安全生產(chǎn)做出更大貢獻。75MVA的油浸變壓器是發(fā)電廠和變電站的主要應用的電力設(shè)備之一。變壓器長期過負荷運行、絕緣油的裂解腐蝕作用都會引起繞組絕緣老化、變質(zhì)，使絕緣強度降低，嚴重時失去絕緣作用，造成繞組匝間短路；變壓器進水使絕緣強度降低而引起匝間短路；焊渣、鐵磁等雜物(如過濾網(wǎng)及活性氧化鋁)進入變壓器，以及制造質(zhì)量不良都會導致繞組匝間短路。繞組發(fā)生短路故障時產(chǎn)生放電電弧，其溫度達3000°C以上，絕緣油在高溫作用下，分解出大量氫氣、乙炔、甲烷等可燃氣體。同時伴隨著內(nèi)部壓力不斷增大，當壓力超過油箱的機械強度，就會發(fā)生噴油或油箱爆裂。當可燃氣體與空氣混合達到一定濃度，箱體內(nèi)的變壓器油即刻燃燒。變壓器內(nèi)充滿著大量的變壓器油，變壓器油閃點是135°C左右，燃點為165°C -190°C,自燃點是330°C左右。變壓器油是一種是可燃的絕緣液體，所以在選擇安裝、使用油浸變壓器時要采用防火措施，特別是變電站綜合自動化技術(shù)中，更應選擇主動性的滅火設(shè)備，確保變電站的安全可靠性。當變壓器出現(xiàn)故障，如果壓力探測器、有載調(diào)壓開關(guān)和套管的爆破膜和爆破感應器無法送出信號，防爆防火系統(tǒng)便會由傳統(tǒng)的氮氣滅火方法名叫“排出和攪拌”來做出后援。在這個時期系統(tǒng)由兩個信號啟動:來自火焰探測器的高溫信號再加上電氣保護(接地，壓力釋放閥，高電流或瓦斯)的其中一個信號為了增加探測火(任何來源)的面積，變壓器箱體、有載調(diào)壓開關(guān)和套管的溫度探測器會連接在一起。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種防爆的75MVA變壓器系統(tǒng)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)統(tǒng)一調(diào)控，使各個單元良好的配合，可以使單元間的系統(tǒng)更有效的提高防爆性，各個壓力傳感器能夠減少信號誤報時造成的事故，安全有效的提高防爆效果，能夠最大限度的降低變壓器內(nèi)部的壓力，以便于防止二次事故的發(fā)生。同時避免了變壓器I油的浪費，及時對變壓器油進行轉(zhuǎn)移并降溫、凈化?？梢杂行У姆乐寡b置的誤動作或誤報警。能夠?qū)⑾到y(tǒng)統(tǒng)一調(diào)控，使各個單元良好的配合，可以使單元間的系統(tǒng)更有效的提高防爆性，各個壓力傳感器能夠減少信號誤報時造成的事故，安全有效的提高防爆效果，降低變壓器內(nèi)部的壓力，以便于防止二次事故的發(fā)生。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明公開了一種防爆的75MVA變壓器系統(tǒng)，包括:
控制單元； 變壓器單元，包括殼體、油枕、鐵芯、繞組；油枕固定在殼體頂部并通過瓦斯繼電器和斷流閥連通到殼體內(nèi)；三相的繞組設(shè)于殼體內(nèi)，各繞組內(nèi)包裹有鐵芯，在各繞組的上中下三個位置各設(shè)置一個溫度傳感器；在殼體的上部、中部和下部分別設(shè)置一個壓力傳感器，用于檢測殼體內(nèi)的油溫或瓦斯氣體溫度；變壓器的下方設(shè)有地下室；
壓力釋放單元，包括排油箱、排油池、排油栗、點火器、壓力釋放閥；排油箱設(shè)于變壓器的下方的地下室內(nèi)，在變壓器殼體的中部和下部外側(cè)均一個電磁閥，兩電磁閥并連后與排油箱相連；在排油箱下部設(shè)有排油口，排油口上設(shè)有額定壓力為55kpa的安全閥；變壓器的殼體上部外側(cè)連接有一額定壓力為52kpa安全閥，該安全閥通過上排油管接通到排油池中，排油池中設(shè)有厚度為10-20cm的水膜層，上排油管的出口位于水膜層中，排油栗設(shè)置在上排油管上加快其油的抽取速度便于排油，上排油管穿過滅火箱的中部；在排油栗的兩側(cè)并聯(lián)有一個單向電磁閥，在排油池的上方通過管徑為5-8cm的管道連接有排氣口，該排氣口遠離變壓器至少12m，并且在該排氣口處設(shè)置有點火器；點火器通過與控制單元相連；壓力釋放閥的額定壓力為45kpa_50kpa，該壓力釋放閥通過管道連通到排氣口 ；
氣體混合單元，包括混合器、電磁閥、滅火罐，滅火罐包括氦氣罐、氮氣罐、七氟丙烷罐，滅火罐出口處連有壓力表、壓力傳感器、額定壓力為70kpa電磁閥，混合器中的初始壓力為100 土 10%kpa，混合器中設(shè)有混合腔，混合腔上設(shè)有壓力傳感器，混合器的出口處設(shè)有電磁閥，混合腔與滅火罐上的電磁閥相連；
滅火單元，包括氣體增壓栗、噴嘴機構(gòu)、加熱器和換熱器，噴嘴機構(gòu)包括噴頭和噴座，噴座與噴頭通過活動連接件連接；換熱器設(shè)置在上排油管與滅火罐之間用于熱交換；加熱器設(shè)置在滅火罐上，滅火罐連接有壓力傳感器；在殼體外側(cè)與三相的繞組的上部、中部、下部相對的位置分別連接一個電磁閥；下部的電磁閥和中部的電磁閥并聯(lián)后與混合器相連；上部的電磁閥通過管道連接氣體增壓栗，同時上部的電磁閥連接到變壓器內(nèi)部的噴嘴機構(gòu)上，該氣體增壓栗與混合器相連；在與殼體相連的電磁閥處設(shè)有壓力傳感器用于檢測該電磁閥處滅火氣體的壓力；在滅火罐上設(shè)有加熱器；
檢漏單元，包括隔熱環(huán)，隔熱環(huán)環(huán)套在管道的連接處，在隔熱層外設(shè)置有溫度傳感器，各個溫度傳感器與控制單元相連；
凈化單元，包括凈化栗、凈化器、及磁選器；排油箱的排油口處管道側(cè)壁上連接有凈化器，在凈化器的入口處設(shè)置50-80目的過濾網(wǎng)，在凈化器內(nèi)設(shè)置有褶皺狀的過濾芯，過濾芯采用2-3_的聚丙烯為材料制成，在過濾芯外還套設(shè)有厚度1-1.2_無紡布層；在凈化器的出口處連接有磁選器，在磁選器的兩側(cè)設(shè)有電磁板，電磁板之間具有平行磁場，在磁選器的內(nèi)部設(shè)有80-100目的陶瓷網(wǎng)和厚度為3-3.5mm的活性炭網(wǎng)；在磁選器的出口連接有凈化栗，凈化栗連接到排油箱頂部，在排油箱的外側(cè)壁上設(shè)有散熱器，排油箱底部設(shè)有磁鐵條；控制單元與凈化單元、檢漏單元、滅火單元、壓力釋放單元、及變壓器單元相連，用于采集各個單元的信號并控制各個單元的動作及相互配合動作，各個單元所所使用的溫度傳感器、壓力傳感器或油位傳感器的導電部分由石墨烯制成。
[0006]由于上述系統(tǒng)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)統(tǒng)一調(diào)控，使各個單元良好的配合，可以使單元間的系統(tǒng)更有效的提高防爆性，各個壓力傳感器能夠減少信號誤報時造成的事故，安全有效的提高防爆效果，能夠最大限度的降低變壓器內(nèi)部的壓力，以便于防止二次事故的發(fā)生。同時避免了變壓器油的浪費，及時對變壓器油進行轉(zhuǎn)移并降溫、凈化。有效的提供防爆滅火系統(tǒng)的安全可靠性。
[0007]
更進一步，該系統(tǒng)的氣體混合方法:
(1)、其氦氣罐、氮氣罐、七氟丙烷罐中的初始壓力為分別為8±10%MPa、10± 10%MPa、6.5±10%kpa ；
(2)、控制單元首先打開氦氣罐上方電磁閥向混合器中注氦，至混合器中的氣壓至20-22kpa，然后關(guān)閉氦氣罐電磁閥，并控制氮氣罐向混合器中注氮至混合器中氣壓為50-53kpa，然后關(guān)閉氮氣罐，并控制七氟丙烷罐打開是混合器中的氣壓至60-65kpa，然后關(guān)閉七氟丙烷罐；
(3)、將混合器出口處的電磁閥打開，使混合器與變壓器相連的管道中氣壓上升至15-18kpa后關(guān)閉該電磁閥，此時混合器中的氣壓下降至30_35kpa ；
(4)、控制單元依次打開或關(guān)閉氦氣罐、七氟丙烷罐、及氮氣罐至混合器中氣壓至80kpa，并使混合器中含量比氦氣:七氟丙烷:氮氣=(8.5-9.4):(4.6-5.3):(11.3-15.2)；然后依照該比例繼續(xù)依次打開或關(guān)閉氦氣罐、七氟丙烷罐、及氮氣罐至混合器中氣壓為100±10%kpa ；
(5 )、當氦氣罐、氮氣罐、七氟丙烷中的壓力降至其初始壓力的15 %- 2 O %時，應及時補充。
[0008]由于上述方法，采用混合型滅火氣體，能夠避免單一滅火氣體因其自身缺陷而造成不必要的損失，最大限度的保證供電安全性。同時該方法對連接混合器、及與混合器中的管道進行充壓，能夠降低這些設(shè)備的故障率，利用提高其滅火單元相關(guān)設(shè)備的抗氧化性，能夠保證防爆設(shè)備的安全性，其氣體的適當比例同樣能夠有效的提高防爆能力，同時避免各個單一滅火氣體的缺陷。
[0009]
更進一步，該系統(tǒng)的滅火方法:
(1)、控制器根據(jù)繞組上測得最高溫度值的溫度傳感器的位置，判斷出短路點位置；混合器出口處的電磁閥打開后，控制單元根據(jù)短路點的位置，控制距離該短路點最近的滅火單元的電磁閥打開以對短路點降溫；
(2)、控制單元測得變壓器內(nèi)短路點溫度高于55°C時，控制單元發(fā)出報警信號；高于65°C時，同時瓦斯繼電器檢測到瓦斯氣體，控制單元發(fā)出輕瓦斯報警信號；高于85°C時，同時瓦斯繼電器檢測到油流變化，控制單元發(fā)出重瓦斯信號，同時控制單元控制變壓器的輸入端斷電；溫度高于95攝氏度時，滅火單元的電磁閥打開；
(3 )、混合器中的壓力降低后，控制器控制氦氣罐、氮氣罐、及七氟丙烷罐上部的電磁閥部分打開，并以氦氣:七氟丙烷:氮氣=9:4.8:12的比例進入混合器中合為混合氣體，是混合器中的氣壓不低于95kpa ；
(4)、變壓器內(nèi)的平均溫度高于85攝氏度時，控制單元控制與滅火單元上部的電磁閥打開，同時控制增壓栗打開，增壓栗將混合氣體增壓至250kpa以上，并通過變壓器上部的噴嘴噴出，噴嘴往復運動，均勻的噴出混合氣體；
(5)、滅火單元的換熱器吸收排出的變壓油的熱量，并對滅火罐進行加熱，使滅火罐的壓力升高，便于滅火罐內(nèi)的氦氣、七氟丙烷或氮氣氣化； (6)、當氦氣、七氟丙烷或氮氣中的氣壓低于3.3MPa時，控制器控制滅火單元的加熱器對滅火罐進行加熱，使滅火罐的罐體溫度平均為55°C -60°C。
[0010]由于上述方法，利用滅火氣體對短路點進行降溫，避免變壓器內(nèi)局部溫度過高對設(shè)備零件疲勞度的影響，直接對短路點降溫的方法能夠避免二次事故的發(fā)生，降低其短路的影響程度，能夠保護周圍的其他設(shè)備，降低損失。其利用排出的變壓器油的熱量或者對加熱器，對滅火罐進行加熱，有利于罐內(nèi)滅火氣體的