变电站大型含油设备综合消防系统及方法
变电站大型含油设备综合消防系统及方法
【专利摘要】一种变电站大型含油设备综合消防系统，包括主控制器、排油注氮装置、干粉灭火装置、变电站含油设备；所述主控制器的输入输出端分别与排油注氮装置、干粉灭火装置连接；所述排油注氮装置用于实时监测采集变压器的状态参数并传输给主控制器，接受主控制器的相应的控制信号；所述干粉灭火装置用于实时监测采集变电站大型含油设备的状态参数并传输给主控制器，接收主控制器相应的控制信号；本发明将排油注氮技术与干粉灭火技术相结合，在综合考虑变电站大型含油设备的工况之后，实施自动控制，并加入冗余控制信号，最大限度地防止误动和拒动，提高了500kV及以上变电站大型含油设备的消防监控及自动灭火功能，达到有效预防和有效扑救的效果。
【专利说明】变电站大型含油设备综合消防系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电站消防安全领域，特别是涉及针对含油设备的消防系统及方法。
【背景技术】
[0002]作为变电站内核心一次设备的变压器、电抗器、电容器等，大多采用油浸自然冷却式，其矿物绝缘油用量巨大，例如500kV主变单相油重约50吨，而100kV主变单相油重则更是达到约130吨、调补变单相油重达到约48吨，高压电抗器单相油重达到约70吨。所用绝缘油闪点在135?150°C，燃点在165?195°C，自燃点约332°C，易蒸发、燃烧，同空气混合能构成爆炸混合物。若一旦发生严重过载、短路等故障，绝缘物和油在电弧的作用下急剧汽化使容器内部压力急剧增加，轻则损坏或烧毁变压器，重则起火爆炸，大量喷油还能进一步扩大火灾，严重危害供电可靠性，甚至有可能造成电网瓦解，其危险性大、损失大，社会负面影响较大。
[0003]我国220kV变压器的消防手段目前大多为排油注氮装置，该装置由控流阀、感温式火灾探测器、就地消防柜、远程控制柜等组成。当变压器内部发生故障时，猛烈的电弧使绝缘油分解，在箱体内部产生大量可燃气体，使瓦斯气体继电器动作造成断路器跳闸。在热惯性的作用下油箱压力会继续增大，超过压力释放阀和压力控制器设定值时，迫使顶部套管或变压器本体破裂，大量燃烧的油可能会涌出，当其温度超过排油充氮装置靠近着火点的感温式火灾探测器的设定温度(一般高于变压器跳闸的设定温度值)时，感温玻璃球爆裂，发出报警信号，联锁打开排油阀排去油箱顶部的变压器油卸压以防止爆炸起火。同时装在油枕下的断流阀在流量变化时自动关闭，切断油枕到变压器箱体的补油油路，杜绝因高位油枕外溢的“火上浇油”。排油3?1s后，减压后的氮气以0.8?1.0MPa的压力从箱体底部注入，搅拌和强制冷却绝缘油，并在油面上层形成氮气保护层隔绝氧气，达到降温和阻燃的目的。
[0004]排油注氮装置在实际使用过程中，均存在不同程度的误动现象，误动时变压器仍带负荷工作，此时排油会造成变压器的不可恢复性损坏，因而经常被投切为“手动”，此状态下，消防柜需就地打开才能投入使用，而一旦变压器发生火灾人员很难接近消防柜，未能起到应有的作用。
[0005]目前针对电容器、电抗器的消防手段大致以视频及手动灭火器材为主，没有自动动作的消防设施。
[0006]因此，迫切需要将排油注氮技术与干粉灭火技术相结合，在综合考虑变电站大型含油设备的工况之后，实施自动控制，并加入冗余控制信号，最大限度地防止误动和拒动，提高500kV及以上变电站大型含油设备(包括变压器、调补变压器、电抗器、电容器等，调补变压器也是变压器，500kV变电站里没有，只在新型特高压电力设备中才有)的消防监控及自动灭火功能，达到有效预防和有效扑救的效果。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种变电站大型含油设备综合消防系统及方法，用于实现排油注氮装置的自动化以及干粉灭火装置的辅助应用，提高整体的自动控制水平与可靠性。
[0008]一种变电站大型含油设备综合消防系统，包括主控制器、排油注氮装置、干粉灭火装置、变电站含油设备；所述主控制器的输入输出端分别于排油注氮装置、干粉灭火装置连接，干粉灭火装置与排油注氮装置、变电站含油设备配套设置；所述排油注氮装置用于实时监测采集变压器的状态参数并传输给主控制器，接受主控制器的相应的控制信号，执行相应的控制动作保护变压器；所述干粉灭火装置用于实时监测采集变压器、电抗器、电容器的状态参数并传输给主控制器，接收主控制器相应的控制信号，执行相应的控制动作；所述主控制器用于接收排油注氮装置、干粉灭火装置采集的各状态参数，分析计算后按照预设程序发出相应的控制信号。
[0009]所述干粉灭火装置包括氮气进气管路、气粉混合管路、干粉储气罐；干粉储气罐罐体上设置有进气口、出气口，氮气进气管路的出气口连接干粉储气罐的进气口，干粉储气罐的出气口连接气粉混合管路的进气口 ；从干粉储气罐的进气口开始沿氮气进气管路方向依次设置有氮气单向阀、氮气入口流量计、氮气入口电磁阀、氮气入口；从干粉储气罐的出气口开始沿气粉混合管路方向依次设置有气粉混合出口手动阀、气动电动阀、气粉混合管路流量计。
[0010]所述干粉储气罐中设置有搅拌器。
[0011]所述排油注氮装置包括氮气注入通路、变压器本体补油通路、排油通路、氮气排出通路。
[0012]所述氮气注入通路为=N2钢瓶通过管路与注氮电磁阀的进气端口连接，注氮电磁阀的出气端口通过管路与限流减压阀的进气口连接，限流减压阀的出气口通过管路与单向阀的进气端连接，单向阀的出气端连接变压器本体的进气端口，在N2钢瓶与注氮电磁阀之间的管路上设置有入口气路N2压力检测电接点，限流减压阀与单向阀之间的管路上设置有入口 N2压力检测电接点；
[0013]所述氮气排出通路为:紧急排氮电磁阀的进气端与变压器本体的出气端连接，紧急排氮电磁阀的出气端与氮气出口连接；
[0014]所述变压器本体补油通路为:断流电磁阀的进油口连接变压器油枕的出油口，断流电磁阀的出油口通过管路连接变压器本体的进油口，断流电磁阀与变压器本体之间的管路上设置有瓦斯继电器；
[0015]所述排油通路为:排油电磁阀的进油口通过管路与变压器本体的出油口连接，排油电磁阀的出油口通过管路与排油出口连接，排油电磁阀与排油出口之间的管路上设置有流量计。
[0016]一种变电站大型含油设备综合消防方法，包括以下步骤:
[0017]S1、初始化，打开第一检修手动阀、第二检修手动阀、第三检修手动阀、第四检修手动阀、气粉混合出口手动阀、断流电磁阀；闭合防氮气内漏电磁阀、注氮电磁阀、紧急排氮电磁阀、排油电磁阀、氮气入口电磁阀、气动电动阀；
[0018]S2、选择是进行手动控制还是进行自动控制；
[0019]S3、当选择自动控制时，主控制器判断变压器温度是否超温、瓦斯浓度是否超标、断路器是否跳闸、视频信号是否正常、环境风速是否正常。
[0020]S4、当主控制器监测到瓦斯超标或者断路器跳闸或者温度超温或者视频信号异常时立即发出报警信号；当温度超温、瓦斯浓度超标、断路器跳闸同时发生时时发出报警信号，同时启动排油注氮装置；当视频信号异常、瓦斯超标同时发生时发出报警信信号，同时启动干粉灭火装置；
[0021]S02、当进行手动控制时，操作人员发现系统工作异样时，根据具体情况启动排油注氮装置或者干粉灭火装置，启动排油注氮装置的具体操作为，关闭断流电磁阀，打开防氮气内漏电磁阀、排油电磁阀，之后再打开注氮电磁阀；启动干粉灭火装置的具体操作为，打开氮气入口电磁阀、气动电动阀；
[0022]S5、完成灭火保护工作后重新初始化系统。
[0023]本发明的有益效果为，将排油注氮排油注氮技术与干粉灭火技术相结合，在综合考虑变电站大型含油设备的工况之后，实施自动控制，并加入冗余控制信号，最大限度地防止误动和拒动，提高了 500kV及以上变电站大型含油设备(含油设备包括变压器、电抗器、电容器，但不限于上述所列设备)的消防监控及自动灭火功能，达到有效预防和有效扑救的效果。
[0024]下面结合附图对本发明的变电站大型含油设备综合消防系统及方法作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为变电站大型含油设备综合消防系统原理图；
[0026]图2为干粉灭火装置原理图；
[0027]图3为排油注氮装置原理图；
[0028]图4为变电站大型含油设备综合消防方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示，本发明变电站大型含油设备综合消防系统，包括主控制器1、排油注氮装置2、干粉灭火装置3、变电站含油设备4 ;所述主控制器I的输入输出端分别与排油注氮装置2、干粉灭火装置3连接，干粉灭火装置3与排油注氮装置2、变电站含油设备4配套设置；所述排油注氮装置2用于实时监测采集变压器的状态参数并传输给主控制器1，接受主控制器I的相应的控制信号，执行相应的控制动作保护变压器；所述干粉灭火装置3用于实时监测采集变压器、电抗器、电容器的状态参数并传输给主控制器1，接收主控制器I相应的控制信号，执行相应的控制动作；所述主控制器I用于接收排油注氮装置2、干粉灭火装置3采集的各状态参数，分析计算后按照预设程序发出相应的控制信号。排油注氮装置2实现对变压器的防火即故障的预防保护，干粉灭火装置3用于实现变电站含油设备4的防火即故障预防，其中变电站含油设备4包括变压器、电抗器、电容器等；主控制器I采用PLC控制器。
[0030]如图2所示，干粉灭火装置3包括氮气进气管路、气粉混合管路、干粉储气罐04 ；干粉储气罐04罐体上设置有进气口、出气口，氮气进气管路的出气口连接干粉储气罐04的进气口，干粉储气罐04的出气口连接气粉混合管路的进气口 ；从干粉储气罐04的进气口开始沿氮气进气管路方向依次设置有氮气单向阀03、氮气入口流量计02、氮气入口电磁阀V01、氮气入口 01 ;从干粉储气罐04的出气口开始沿气粉混合管路方向依次设置有气粉混合出口手动阀V02、气动电动阀V03、气粉混合管路流量计06。当变电站含油设备4出现明火时，干粉灭火装置3工作进行灭火，氮气入口电磁阀V01、氮气单向阀03、氮气入口流量计02打开，氮气从氮气入口 01进入经干粉储气罐04吹起干粉，形成气粉混合物，经气粉混合管路喷出实现灭火作用；主控制器I的第一、第二信号输出端分别连接氮气入口电磁阀V01、氮气单向阀03，控制其开关；主控制器I的第一、第二信号输入端分别连接氮气入口流量计02、气粉混合管路流量计06，监测氮气、气粉混合物的流量；变电站含油设备4的现场设置有视频监测装置，用于监测现场是否有明火出现，该视频监测装置与主控制器I的第三信号输入端连接。
[0031]上述实施例的基础上干粉储气罐04中还设置有搅拌器05，搅拌器05与主控制器I的第三信号输出端连接，搅拌器05用于定时搅拌干粉储气罐04中的干粉，防止时间长后干粉固化，设备失效，搅拌器05在主控制器I的控制下每间隔12小时搅拌10分钟。
[0032]此外，还可以在现场设置环境风速监测装置并与主控制器I的第四信号输入端连接，当现场风速超过预设值时，干粉灭火装置3不启动，以免喷出的干粉非但起不到灭火的作用，反而被吹散到周围影响现场消防人员的观察视线。
[0033]如图3所示，排油注氮灭火装置包括N2钢瓶G、入口 N2压力检测电接点PGl、防氮气内漏电磁阀Vl、注氮电磁阀V2、限流减压阀X、入口气路N2压力检测电接点PG2、单向阀D、第一检修手动阀V3、变压器本体B、第二检修手动阀V4、变压器本体压力检测电接点PG3、紧急排氮电磁阀V5、氮气出口 CK、变压器油枕YZ、第三检修手动阀V6、断流电磁阀V7、瓦斯继电器W、第四检修手动阀V8、排油电磁阀V9、流量计LL、漏油报警装置L、排油出口 P。
[0034]上述各装置器件构成了氮气注入通路、氮气排出通路、变压器本体补油通路、排油通路；
[0035]氮气注入通路:N2钢瓶G通过管路与注氮电磁阀V2的进气端口连接，注氮电磁阀V2的出气端口通过管路与限流减压阀X的进气口连接，限流减压阀X的出气口通过管路与单向阀D的进气端连接，单向阀D的出气端连接变压器本体B的进气端口，在N2钢瓶G与注氮电磁阀V2之间的管路上设置有入口气路N2压力检测电接点PGl，限流减压阀X与单向阀D之间的管路上设置有入口 N2压力检测电接点PG2 ；
[0036]氮气排出通路:紧急排氮电磁阀V5的进气端与变压器本体B的出气端连接，紧急排氮电磁阀V5的出气端与氮气出口 CK连接；
[0037]变压器本体补油通路:断流电磁阀V7的进油口连接变压器油枕YZ的出油口，断流电磁阀V7的出油口通过管路连接变压器本体B的进油口，断流电磁阀V7与变压器本体B之间的管路上设置有瓦斯继电器W ;
[0038]排油通路:排油电磁阀V9的进油口通过管路与变压器本体B的出油口连接，排油电磁阀V9的出油口通过管路与排油出口 P连接，排油电磁阀V9与排油出口 P之间的管路上设置有流量计LL。
[0039]氮气注入通路用于向变压器本体B提供氮源；氮气排出通路用于降低变压器本体B内的压力以及排出变压器本体B内的残余气体；变压器本体补油通路用于给变压器本体B补充漏掉的油源；排油通路用于排出变压器本体B内的油源。
[0040]变压器正常工作下氮气注入通路没有氮气注入，氮气排出通路不通，排油通路打开，补油通路打开与变压器本体B连通，变压器正常工作过程中当排油通路检测到变压器本体B漏油时，补油通路自动给变压器本体B补油；当变压器工作出现异常时(如温度过高、猛烈的电弧使绝缘油分解，在变压器本体内部产生大量可燃气体)，变压器本体补油通路断开不再向变压器本体B补充油源，同时排油通路打开将变压器本体B内的油源排出一定量，开始排油3?1s (时间根据实际情况可自行设定)后氮气注入通路打开开始向变压器本体B内注入氮气。
[0041]首先断开补油通路与变压器本体B的连接可以防止变压器油枕YZ补油扩大事故。
[0042]入口气路N2压力检测电接点PGl用于检测氮气钢瓶I出口压力，确保氮气钢瓶内经减压后的气体足够供给，当压力小于1.0MPa时报警；注氮电磁阀V2用于控制氮气注入通路的通断；限流减压阀X用于对N2钢瓶G内流出的氮气进行压力设定，避免压力过高；入口N2压力检测电接点PG2用于检测氮气注入通路上的所有阀门是否通畅打开，如限流减压阀X、注氮电磁阀V2、单向阀D三者中的任一未打开，则其压力显示为0，发出报警信号；注氮过程中，当压力小于0.6MPa时，发出报警信号；单向阀D用于防止变压器本体B内的油源流入氮气注入通路；
[0043]紧急排氮电磁阀V5用于控制氮气排出通路的通断；变压器油枕YZ用于给变压器本体B补充油源，断流电磁阀V7用于控制变压器本体补油通路的通断，瓦斯继电器W用于检测变压器本体B内部的瓦斯浓度，当检测到有瓦斯浓度大于预设值时发出报警信号；排油电磁阀V9用于控制排油通路的通断，流量计LL用于检测排油是否通畅，以及检测排油电磁阀V9是否打开:V9未打开时，流量计LL上无流量显示；变压器本体B内的油从高处通过管路流出，其流量稳定，当流量计LL显示的流量值小于稳定值时，可认为排油通路有堵塞。
[0044]变压器正常工作情况下，注氮电磁阀V2闭合，氮气注入通路断开；紧急排氮电磁阀V5闭合，氮气排出通路断开；断流电磁阀V7打开，变压器本体补油通路打开；排油电磁阀V9闭合，排油通路断开；当变压器内部工作异常时，断流电磁阀V7闭合，变压器本体补油通路断开；排油电磁阀V9打开，排油通路打开；之后注氮电磁阀V2打开，氮气注入通路打开；在变压器正常工作情况下因为信号的误传而开始进行注氮排油动作时，可以在停止排油注氮程序后，打开紧急排氮电磁阀V5将注入变压器本体B的高压氮气及时排除，避免随着氮气的注入产生的高压对变压器本体B造成损坏。
[0045]在上述实施例的基础上，在注氮电磁阀V2与入口气路N2压力检测电接点PGl之间的管路上设置有防氮气内漏电磁阀VI，防氮气内漏电磁阀Vl与注氮电磁阀V2双重电磁阀对氮气注入通路的通断进行控制，正常情况下，不发生注氮动作，此时防氮气内漏电磁阀Vl作为注氮电磁阀V2的防漏前级；注氮动作时，注氮电磁阀V2打开后，防氮气内漏电磁阀Vl才打开，防止氮气的突然加压使得注氮电磁阀V2拒动，增加了系统的安全冗余度。
[0046]紧急排氮电磁阀V5与变压器本体B之间的管路上设置有变压器本体压力检测电接点PG3，用于实时监测变压器本体B内部的压力，在注氮排油过程结束后，当变压器本体压力超过设定值时，联动紧急排氮电磁阀V5打开，氮气从氮气排出通路排出，避免变压器本体超压。
[0047]流量计LL与排油出口 P之间的管路上设置有漏油报警装置L，漏油报警装置L为浮球式成熟产品，串接在排油通路上，排油时只作为通路流通，不排油时，如管路有微泄漏，随着泄漏油液的增多，逐渐将浮球漂起，当浮球的位置达到设定值时，即发出排油管路漏油的报警，告知工作人员检查阀门管路。
[0048]单向阀D与变压器本体B之间的管路上设置有第一检修手动阀V3，变压器本体压力检测电接点PG3与变压器本体B的出气端之间的管路上设置有第二检修手动阀V4，断流电磁阀V7与变压器油枕YZ之间的管路上设置有第三检修手动阀V6，排油电磁阀V9与变压器本体B之间的管路上设置有第四检修手动阀V8 ;变压器正常工作时第一检修手动阀V3、第二检修手动阀V4、第三检修手动阀V6、第四检修手动阀V8为常开状态，当需要各个通路需要检修时可以闭合相应的检修手动阀，使相应的通路与变压器本体B隔离。
[0049]主控制器I的第四至第九信号输出端分别连接防氮气内漏电磁阀VI，防氮气内漏电磁阀V1、紧急排氮电磁阀V5、断流电磁阀V7、排油电磁阀V9、限流减压阀X，控制其的开关动作；主控制器I的第五至第十信号输入端分别连接流量计LL、漏油报警装置L、入口 N2压力检测电接点PGl、入口气路N2压力检测电接点PG2、瓦斯继电器W、变压器本体压力检测电接点PG3，接收其采集的流量信息、报警信息、压力信息等。
[0050]如图4所示，本发明变电站大型含油设备综合消防方法包括如下步骤:
[0051]S1、初始化，打开第一检修手动阀V3、第二检修手动阀V4、第三检修手动阀V6、第四检修手动阀V8、气粉混合出口手动阀V02、断流电磁阀V7 ;闭合防氮气内漏电磁阀V1、注氮电磁阀V2、紧急排氮电磁阀V5、排油电磁阀V9、氮气入口电磁阀VO1、气动电动阀V03 ；
[0052]S2、选择是进行手动控制还是进行自动控制；
[0053]S3、当进行自动控制时，主控制器I判断变压器温度是否超温、瓦斯浓度是否超标、断路器是否跳闸、视频信号是否正常、环境风速是否正常。
[0054]S4、当主控制器I监测到瓦斯超标或者断路器跳闸或者温度超温或者视频信号异常时立即发出报警信号；当温度超温、瓦斯浓度超标、断路器跳闸同时发生时发出报警信号，同时启动排油注氮装置2 ;当视频信号异常、瓦斯超标同时发生时发出报警信信号，同时启动干粉灭火装置3 ;
[0055]S02、当进行手动控制时，操作人员发现系统工作异样时，根据具体情况启动排油注氮装置或者干粉灭火装置，启动排油注氮装置的具体操作为，关闭断流电磁阀(V7)，打开防氮气内漏电磁阀(VI)、排油电磁阀(V9)，之后再打开注氮电磁阀(V2);启动干粉灭火装置的具体操作为，打开氮气入口电磁阀(VOl)、气动电动阀(V03)；
[0056]S5、完成灭火保护工作后重新初始化系统。
[0057]在步骤S4中启动排油注氮装置2后:
[0058]如果主控制器I判断为系统误动作，则发出报警信号，工作人员可按下排油注氮装置急停按钮，此时注氮电磁阀V2、防氮气内漏电磁阀V1关闭，紧急排氮电磁阀V5打开，将管路及变压器内氮气从氮气排出通路排出；
[0059]如果主控制器I接收到的变压器本体压力检测电接点PG3实时监测的压力超过设定值，联动紧急排氮电磁阀V5动作,氮气从氮气排出通路排出；
[0060]如果变压器本体未爆裂时，排油注氮工作结束后，腔内仍然存在残余的氮气，则打开紧急排氮电磁阀V5排出腔内余气，便于检修时的开腔工作。
[0061]在步骤S4或步骤S02中启动干粉灭火装置2后:
[0062]如果主控制器I接收环境风速监测装置的监测值后，判断风速超过设定风速，则控制干粉灭火装置停止工作或禁止干粉灭火装置工作。
[0063]此外在步骤S4中启动排油注氮装置后，还要实时监测氮气钢瓶I出口压力，确保氮气钢瓶内经减压后的气体足够供给，当压力小于1.0MPa时报警；入口 N2压力检测电接点PG2用于检测氮气注入通路上的所有阀门是否通畅打开，如限流减压阀X、注氮电磁阀V2、单向阀D三者中的任一未打开，则其压力显示为0，发出报警信号；注氮过程中，当压力小于0.6MPa时,发出报警信号；
[0064]当启动干粉灭火装置后，还要实时监测干粉罐的重量，以确保当干粉量过少是能够及时的补给，此外搅拌器会每隔12小时搅拌10分钟，防止干粉板结影响使用。
[0065]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种变电站大型含油设备综合消防系统,包括主控制器1，其特征在于还包括排油注氮装置2、干粉灭火装置3、变电站含油设备4 ;所述主控制器I的输入输出端分别与排油注氮装置2、干粉灭火装置3连接，干粉灭火装置3与排油注氮装置2、变电站含油设备4配套设置；所述排油注氮装置2用于实时监测采集变压器的状态参数并传输给主控制器1，接受主控制器I的相应的控制信号，执行相应的控制动作保护变压器；所述干粉灭火装置3用于实时监测采集变电站大型含油设备的状态参数并传输给主控制器1，接收主控制器I相应的控制信号，执行相应的控制动作；所述主控制器I用于接收排油注氮装置2、干粉灭火装置3采集的各状态参数，分析计算后按照预设程序发出相应的控制信号。
2.根据权利要求1所述的变电站大型含油设备综合消防系统，其特征在于所述干粉灭火装置包括氮气进气管路、气粉混合管路、干粉储气罐04 ;干粉储气罐04罐体上设置有进气口、出气口，氮气进气管路的出气口连接干粉储气罐04的进气口，干粉储气罐04的出气口连接气粉混合管路的进气口 ；从干粉储气罐04的进气口开始沿氮气进气管路方向依次设置有氮气单向阀03、氮气入口流量计02、氮气入口电磁阀V01、氮气入口 01 ;从干粉储气罐04的出气口开始沿气粉混合管路方向依次设置有气粉混合出口手动阀V02、气动电动阀V03、气粉混合管路流量计06。
3.根据权利要求2所述的变电站大型含油设备综合消防系统，其特征在于所述干粉储气罐04中设置有搅拌器05。
4.根据权利要求3所述的变电站大型含油设备综合消防系统，其特征在于所述排油注氮装置包括氮气注入通路、变压器本体补油通路、排油通路、氮气排出通路。 所述氮气注入通路为=N2钢瓶(G)通过管路与注氮电磁阀(V2)的进气端口连接，注氮电磁阀(V2)的出气端口通过管路与限流减压阀⑴的进气口连接，限流减压阀⑴的出气口通过管路与单向阀(D)的进气端连接，单向阀(D)的出气端连接变压器本体(B)的进气端口，在N2钢瓶(G)与注氮电磁阀(V2)之间的管路上设置有入口气路N2压力检测电接点(PGl)，限流减压阀(X)与单向阀(D)之间的管路上设置有入口 N2压力检测电接点(PG2)； 所述氮气排出通路为:紧急排氮电磁阀(V5)的进气端与变压器本体(B)的出气端连接，紧急排氮电磁阀(V5)的出气端与氮气出口(CK)连接； 所述变压器本体补油通路为:断流电磁阀(V7)的进油口连接变压器油枕(YZ)的出油口，断流电磁阀(V7)的出油口通过管路连接变压器本体⑶的进油口，断流电磁阀(V7)与变压器本体(B)之间的管路上设置有瓦斯继电器(W)； 所述排油通路为:排油电磁阀(V9)的进油口通过管路与变压器本体(B)的出油口连接，排油电磁阀(V9)的出油口通过管路与排油出口⑵连接，排油电磁阀(V9)与排油出口(P)之间的管路上设置有流量计(LL)。
5.根据权利要求4所述的变压器排油注氮灭火装置，其特征在于，在所述注氮电磁阀(V2)与所述入口气路N2压力检测电接点(PGl)之间的管路上设置有防氮气内漏电磁阀(Vl);所述紧急排氮电磁阀(V5)与所述变压器本体(B)之间的管路上设置有变压器本体压力检测电接点(PG3);所述流量计(LL)与所述排油出口⑵之间的管路上设置有漏油报警装置(L)。
6.根据权利要求5所述的变压器排油注氮灭火装置，其特征在于，单向阀(D)与变压器本体(B)之间的管路上设置有第一检修手动阀(V3)，变压器本体压力检测电接点(PG3)与变压器本体(B)的出气端之间的管路上设置有第二检修手动阀(V4)，断流电磁阀(V7)与变压器油枕(YZ)之间的管路上设置有第三检修手动阀(V6)，排油电磁阀(V9)与变压器本体(B)之间的管路上设置有第四检修手动阀(V8)。
7.一种变电站大型含油设备综合消防方法，其特征在于包括以下步骤: 51、初始化，打开第一检修手动阀(V3)、第二检修手动阀(V4)、第三检修手动阀(V6)、第四检修手动阀(V8)、气粉混合出口手动阀(V02)、断流电磁阀(V7);闭合防氮气内漏电磁阀(VI)、注氮电磁阀(V2)、紧急排氮电磁阀(V5)、排油电磁阀(V9)、氮气入口电磁阀(VOl)、气动电动阀(V03)； 52、选择是进行手动控制还是进行自动控制； 53、当进行自动控制时，主控制器I判断变压器温度是否超温、瓦斯浓度是否超标、断路器是否跳闸、视频信号是否正常、环境风速是否正常； 54、当主控制器I监测到瓦斯超标或者断路器跳闸或者温度超温或者视频信号异常时立即发出报警信号；当温度超温、瓦斯浓度超标、断路器跳闸同时发生时发出报警信号，同时启动排油注氮装置2 ;当视频信号异常、瓦斯超标同时发生时发出报警信信号，同时启动干粉灭火装置3 ； S02、当进行手动控制时，操作人员发现系统工作异样时，根据具体情况启动排油注氮装置或者干粉灭火装置，启动排油注氮装置的具体操作为，关闭断流电磁阀(V7)，打开防氮气内漏电磁阀(VI)、排油电磁阀(V9)，之后再打开注氮电磁阀(V2);启动干粉灭火装置的具体操作为，打开氮气入口电磁阀(VOl)、气动电动阀(V03)； 55、完成灭火保护工作后重新初始化系统。
8.根据权利要求7所述的变电站大型含油设备综合消防方法，其特征在于在步骤S4中启动排油注氮装置(2)后: 如果主控制器(I)判断为系统误动作，则发出报警信号，工作人员可按下排油注氮装置急停按钮，此时注氮电磁阀(V2)、防氮气内漏电磁阀(Vl)关闭,紧急排氮电磁阀(V5)打开，将管路及变压器内氮气从氮气排出通路排出； 如果主控制器(I)接收到的变压器本体压力检测电接点PG3(11)实时监测的压力超过设定值，联动紧急排氮电磁阀(V5)动作，氮气从氮气排出通路排出； 如果变压器本体未爆裂时，排油注氮工作结束后，腔内仍然存在残余的氮气，则打开紧急排氮电磁阀(V5)排出腔内余气，便于检修时的开腔工作。
9.根据权利要求7所述的变电站大型含油设备综合消防方法，其特征在于在步骤S4或步骤S02中启动干粉灭火装置(2)后: 如果主控制器(I)接收环境风速监测装置的监测值后，判断风速超过设定风速，则控制干粉灭火装置停止工作或禁止干粉灭火装置工作。
【文档编号】A62C3/16GK104436477SQ201410718105
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】范明豪, 祁炯, 李伟 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司电力科学研究院
【专利摘要】一种变电站大型含油设备综合消防系统，包括主控制器、排油注氮装置、干粉灭火装置、变电站含油设备；所述主控制器的输入输出端分别与排油注氮装置、干粉灭火装置连接；所述排油注氮装置用于实时监测采集变压器的状态参数并传输给主控制器，接受主控制器的相应的控制信号；所述干粉灭火装置用于实时监测采集变电站大型含油设备的状态参数并传输给主控制器，接收主控制器相应的控制信号；本发明将排油注氮技术与干粉灭火技术相结合，在综合考虑变电站大型含油设备的工况之后，实施自动控制，并加入冗余控制信号，最大限度地防止误动和拒动，提高了500kV及以上变电站大型含油设备的消防监控及自动灭火功能，达到有效预防和有效扑救的效果。
【专利说明】变电站大型含油设备综合消防系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电站消防安全领域，特别是涉及针对含油设备的消防系统及方法。
【背景技术】
[0002]作为变电站内核心一次设备的变压器、电抗器、电容器等，大多采用油浸自然冷却式，其矿物绝缘油用量巨大，例如500kV主变单相油重约50吨，而100kV主变单相油重则更是达到约130吨、调补变单相油重达到约48吨，高压电抗器单相油重达到约70吨。所用绝缘油闪点在135?150°C，燃点在165?195°C，自燃点约332°C，易蒸发、燃烧，同空气混合能构成爆炸混合物。若一旦发生严重过载、短路等故障，绝缘物和油在电弧的作用下急剧汽化使容器内部压力急剧增加，轻则损坏或烧毁变压器，重则起火爆炸，大量喷油还能进一步扩大火灾，严重危害供电可靠性，甚至有可能造成电网瓦解，其危险性大、损失大，社会负面影响较大。
[0003]我国220kV变压器的消防手段目前大多为排油注氮装置，该装置由控流阀、感温式火灾探测器、就地消防柜、远程控制柜等组成。当变压器内部发生故障时，猛烈的电弧使绝缘油分解，在箱体内部产生大量可燃气体，使瓦斯气体继电器动作造成断路器跳闸。在热惯性的作用下油箱压力会继续增大，超过压力释放阀和压力控制器设定值时，迫使顶部套管或变压器本体破裂，大量燃烧的油可能会涌出，当其温度超过排油充氮装置靠近着火点的感温式火灾探测器的设定温度(一般高于变压器跳闸的设定温度值)时，感温玻璃球爆裂，发出报警信号，联锁打开排油阀排去油箱顶部的变压器油卸压以防止爆炸起火。同时装在油枕下的断流阀在流量变化时自动关闭，切断油枕到变压器箱体的补油油路，杜绝因高位油枕外溢的“火上浇油”。排油3?1s后，减压后的氮气以0.8?1.0MPa的压力从箱体底部注入，搅拌和强制冷却绝缘油，并在油面上层形成氮气保护层隔绝氧气，达到降温和阻燃的目的。
[0004]排油注氮装置在实际使用过程中，均存在不同程度的误动现象，误动时变压器仍带负荷工作，此时排油会造成变压器的不可恢复性损坏，因而经常被投切为“手动”，此状态下，消防柜需就地打开才能投入使用，而一旦变压器发生火灾人员很难接近消防柜，未能起到应有的作用。
[0005]目前针对电容器、电抗器的消防手段大致以视频及手动灭火器材为主，没有自动动作的消防设施。
[0006]因此，迫切需要将排油注氮技术与干粉灭火技术相结合，在综合考虑变电站大型含油设备的工况之后，实施自动控制，并加入冗余控制信号，最大限度地防止误动和拒动，提高500kV及以上变电站大型含油设备(包括变压器、调补变压器、电抗器、电容器等，调补变压器也是变压器，500kV变电站里没有，只在新型特高压电力设备中才有)的消防监控及自动灭火功能，达到有效预防和有效扑救的效果。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种变电站大型含油设备综合消防系统及方法，用于实现排油注氮装置的自动化以及干粉灭火装置的辅助应用，提高整体的自动控制水平与可靠性。
[0008]一种变电站大型含油设备综合消防系统，包括主控制器、排油注氮装置、干粉灭火装置、变电站含油设备；所述主控制器的输入输出端分别于排油注氮装置、干粉灭火装置连接，干粉灭火装置与排油注氮装置、变电站含油设备配套设置；所述排油注氮装置用于实时监测采集变压器的状态参数并传输给主控制器，接受主控制器的相应的控制信号，执行相应的控制动作保护变压器；所述干粉灭火装置用于实时监测采集变压器、电抗器、电容器的状态参数并传输给主控制器，接收主控制器相应的控制信号，执行相应的控制动作；所述主控制器用于接收排油注氮装置、干粉灭火装置采集的各状态参数，分析计算后按照预设程序发出相应的控制信号。
[0009]所述干粉灭火装置包括氮气进气管路、气粉混合管路、干粉储气罐；干粉储气罐罐体上设置有进气口、出气口，氮气进气管路的出气口连接干粉储气罐的进气口，干粉储气罐的出气口连接气粉混合管路的进气口 ；从干粉储气罐的进气口开始沿氮气进气管路方向依次设置有氮气单向阀、氮气入口流量计、氮气入口电磁阀、氮气入口；从干粉储气罐的出气口开始沿气粉混合管路方向依次设置有气粉混合出口手动阀、气动电动阀、气粉混合管路流量计。
[0010]所述干粉储气罐中设置有搅拌器。
[0011]所述排油注氮装置包括氮气注入通路、变压器本体补油通路、排油通路、氮气排出通路。
[0012]所述氮气注入通路为=N2钢瓶通过管路与注氮电磁阀的进气端口连接，注氮电磁阀的出气端口通过管路与限流减压阀的进气口连接，限流减压阀的出气口通过管路与单向阀的进气端连接，单向阀的出气端连接变压器本体的进气端口，在N2钢瓶与注氮电磁阀之间的管路上设置有入口气路N2压力检测电接点，限流减压阀与单向阀之间的管路上设置有入口 N2压力检测电接点；
[0013]所述氮气排出通路为:紧急排氮电磁阀的进气端与变压器本体的出气端连接，紧急排氮电磁阀的出气端与氮气出口连接；
[0014]所述变压器本体补油通路为:断流电磁阀的进油口连接变压器油枕的出油口，断流电磁阀的出油口通过管路连接变压器本体的进油口，断流电磁阀与变压器本体之间的管路上设置有瓦斯继电器；
[0015]所述排油通路为:排油电磁阀的进油口通过管路与变压器本体的出油口连接，排油电磁阀的出油口通过管路与排油出口连接，排油电磁阀与排油出口之间的管路上设置有流量计。
[0016]一种变电站大型含油设备综合消防方法，包括以下步骤:
[0017]S1、初始化，打开第一检修手动阀、第二检修手动阀、第三检修手动阀、第四检修手动阀、气粉混合出口手动阀、断流电磁阀；闭合防氮气内漏电磁阀、注氮电磁阀、紧急排氮电磁阀、排油电磁阀、氮气入口电磁阀、气动电动阀；
[0018]S2、选择是进行手动控制还是进行自动控制；
[0019]S3、当选择自动控制时，主控制器判断变压器温度是否超温、瓦斯浓度是否超标、断路器是否跳闸、视频信号是否正常、环境风速是否正常。
[0020]S4、当主控制器监测到瓦斯超标或者断路器跳闸或者温度超温或者视频信号异常时立即发出报警信号；当温度超温、瓦斯浓度超标、断路器跳闸同时发生时时发出报警信号，同时启动排油注氮装置；当视频信号异常、瓦斯超标同时发生时发出报警信信号，同时启动干粉灭火装置；
[0021]S02、当进行手动控制时，操作人员发现系统工作异样时，根据具体情况启动排油注氮装置或者干粉灭火装置，启动排油注氮装置的具体操作为，关闭断流电磁阀，打开防氮气内漏电磁阀、排油电磁阀，之后再打开注氮电磁阀；启动干粉灭火装置的具体操作为，打开氮气入口电磁阀、气动电动阀；
[0022]S5、完成灭火保护工作后重新初始化系统。
[0023]本发明的有益效果为，将排油注氮排油注氮技术与干粉灭火技术相结合，在综合考虑变电站大型含油设备的工况之后，实施自动控制，并加入冗余控制信号，最大限度地防止误动和拒动，提高了 500kV及以上变电站大型含油设备(含油设备包括变压器、电抗器、电容器，但不限于上述所列设备)的消防监控及自动灭火功能，达到有效预防和有效扑救的效果。
[0024]下面结合附图对本发明的变电站大型含油设备综合消防系统及方法作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为变电站大型含油设备综合消防系统原理图；
[0026]图2为干粉灭火装置原理图；
[0027]图3为排油注氮装置原理图；
[0028]图4为变电站大型含油设备综合消防方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示，本发明变电站大型含油设备综合消防系统，包括主控制器1、排油注氮装置2、干粉灭火装置3、变电站含油设备4 ;所述主控制器I的输入输出端分别与排油注氮装置2、干粉灭火装置3连接，干粉灭火装置3与排油注氮装置2、变电站含油设备4配套设置；所述排油注氮装置2用于实时监测采集变压器的状态参数并传输给主控制器1，接受主控制器I的相应的控制信号，执行相应的控制动作保护变压器；所述干粉灭火装置3用于实时监测采集变压器、电抗器、电容器的状态参数并传输给主控制器1，接收主控制器I相应的控制信号，执行相应的控制动作；所述主控制器I用于接收排油注氮装置2、干粉灭火装置3采集的各状态参数，分析计算后按照预设程序发出相应的控制信号。排油注氮装置2实现对变压器的防火即故障的预防保护，干粉灭火装置3用于实现变电站含油设备4的防火即故障预防，其中变电站含油设备4包括变压器、电抗器、电容器等；主控制器I采用PLC控制器。
[0030]如图2所示，干粉灭火装置3包括氮气进气管路、气粉混合管路、干粉储气罐04 ；干粉储气罐04罐体上设置有进气口、出气口，氮气进气管路的出气口连接干粉储气罐04的进气口，干粉储气罐04的出气口连接气粉混合管路的进气口 ；从干粉储气罐04的进气口开始沿氮气进气管路方向依次设置有氮气单向阀03、氮气入口流量计02、氮气入口电磁阀V01、氮气入口 01 ;从干粉储气罐04的出气口开始沿气粉混合管路方向依次设置有气粉混合出口手动阀V02、气动电动阀V03、气粉混合管路流量计06。当变电站含油设备4出现明火时，干粉灭火装置3工作进行灭火，氮气入口电磁阀V01、氮气单向阀03、氮气入口流量计02打开，氮气从氮气入口 01进入经干粉储气罐04吹起干粉，形成气粉混合物，经气粉混合管路喷出实现灭火作用；主控制器I的第一、第二信号输出端分别连接氮气入口电磁阀V01、氮气单向阀03，控制其开关；主控制器I的第一、第二信号输入端分别连接氮气入口流量计02、气粉混合管路流量计06，监测氮气、气粉混合物的流量；变电站含油设备4的现场设置有视频监测装置，用于监测现场是否有明火出现，该视频监测装置与主控制器I的第三信号输入端连接。
[0031]上述实施例的基础上干粉储气罐04中还设置有搅拌器05，搅拌器05与主控制器I的第三信号输出端连接，搅拌器05用于定时搅拌干粉储气罐04中的干粉，防止时间长后干粉固化，设备失效，搅拌器05在主控制器I的控制下每间隔12小时搅拌10分钟。
[0032]此外，还可以在现场设置环境风速监测装置并与主控制器I的第四信号输入端连接，当现场风速超过预设值时，干粉灭火装置3不启动，以免喷出的干粉非但起不到灭火的作用，反而被吹散到周围影响现场消防人员的观察视线。
[0033]如图3所示，排油注氮灭火装置包括N2钢瓶G、入口 N2压力检测电接点PGl、防氮气内漏电磁阀Vl、注氮电磁阀V2、限流减压阀X、入口气路N2压力检测电接点PG2、单向阀D、第一检修手动阀V3、变压器本体B、第二检修手动阀V4、变压器本体压力检测电接点PG3、紧急排氮电磁阀V5、氮气出口 CK、变压器油枕YZ、第三检修手动阀V6、断流电磁阀V7、瓦斯继电器W、第四检修手动阀V8、排油电磁阀V9、流量计LL、漏油报警装置L、排油出口 P。
[0034]上述各装置器件构成了氮气注入通路、氮气排出通路、变压器本体补油通路、排油通路；
[0035]氮气注入通路:N2钢瓶G通过管路与注氮电磁阀V2的进气端口连接，注氮电磁阀V2的出气端口通过管路与限流减压阀X的进气口连接，限流减压阀X的出气口通过管路与单向阀D的进气端连接，单向阀D的出气端连接变压器本体B的进气端口，在N2钢瓶G与注氮电磁阀V2之间的管路上设置有入口气路N2压力检测电接点PGl，限流减压阀X与单向阀D之间的管路上设置有入口 N2压力检测电接点PG2 ；
[0036]氮气排出通路:紧急排氮电磁阀V5的进气端与变压器本体B的出气端连接，紧急排氮电磁阀V5的出气端与氮气出口 CK连接；
[0037]变压器本体补油通路:断流电磁阀V7的进油口连接变压器油枕YZ的出油口，断流电磁阀V7的出油口通过管路连接变压器本体B的进油口，断流电磁阀V7与变压器本体B之间的管路上设置有瓦斯继电器W ;
[0038]排油通路:排油电磁阀V9的进油口通过管路与变压器本体B的出油口连接，排油电磁阀V9的出油口通过管路与排油出口 P连接，排油电磁阀V9与排油出口 P之间的管路上设置有流量计LL。
[0039]氮气注入通路用于向变压器本体B提供氮源；氮气排出通路用于降低变压器本体B内的压力以及排出变压器本体B内的残余气体；变压器本体补油通路用于给变压器本体B补充漏掉的油源；排油通路用于排出变压器本体B内的油源。
[0040]变压器正常工作下氮气注入通路没有氮气注入，氮气排出通路不通，排油通路打开，补油通路打开与变压器本体B连通，变压器正常工作过程中当排油通路检测到变压器本体B漏油时，补油通路自动给变压器本体B补油；当变压器工作出现异常时(如温度过高、猛烈的电弧使绝缘油分解，在变压器本体内部产生大量可燃气体)，变压器本体补油通路断开不再向变压器本体B补充油源，同时排油通路打开将变压器本体B内的油源排出一定量，开始排油3?1s (时间根据实际情况可自行设定)后氮气注入通路打开开始向变压器本体B内注入氮气。
[0041]首先断开补油通路与变压器本体B的连接可以防止变压器油枕YZ补油扩大事故。
[0042]入口气路N2压力检测电接点PGl用于检测氮气钢瓶I出口压力，确保氮气钢瓶内经减压后的气体足够供给，当压力小于1.0MPa时报警；注氮电磁阀V2用于控制氮气注入通路的通断；限流减压阀X用于对N2钢瓶G内流出的氮气进行压力设定，避免压力过高；入口N2压力检测电接点PG2用于检测氮气注入通路上的所有阀门是否通畅打开，如限流减压阀X、注氮电磁阀V2、单向阀D三者中的任一未打开，则其压力显示为0，发出报警信号；注氮过程中，当压力小于0.6MPa时，发出报警信号；单向阀D用于防止变压器本体B内的油源流入氮气注入通路；
[0043]紧急排氮电磁阀V5用于控制氮气排出通路的通断；变压器油枕YZ用于给变压器本体B补充油源，断流电磁阀V7用于控制变压器本体补油通路的通断，瓦斯继电器W用于检测变压器本体B内部的瓦斯浓度，当检测到有瓦斯浓度大于预设值时发出报警信号；排油电磁阀V9用于控制排油通路的通断，流量计LL用于检测排油是否通畅，以及检测排油电磁阀V9是否打开:V9未打开时，流量计LL上无流量显示；变压器本体B内的油从高处通过管路流出，其流量稳定，当流量计LL显示的流量值小于稳定值时，可认为排油通路有堵塞。
[0044]变压器正常工作情况下，注氮电磁阀V2闭合，氮气注入通路断开；紧急排氮电磁阀V5闭合，氮气排出通路断开；断流电磁阀V7打开，变压器本体补油通路打开；排油电磁阀V9闭合，排油通路断开；当变压器内部工作异常时，断流电磁阀V7闭合，变压器本体补油通路断开；排油电磁阀V9打开，排油通路打开；之后注氮电磁阀V2打开，氮气注入通路打开；在变压器正常工作情况下因为信号的误传而开始进行注氮排油动作时，可以在停止排油注氮程序后，打开紧急排氮电磁阀V5将注入变压器本体B的高压氮气及时排除，避免随着氮气的注入产生的高压对变压器本体B造成损坏。
[0045]在上述实施例的基础上，在注氮电磁阀V2与入口气路N2压力检测电接点PGl之间的管路上设置有防氮气内漏电磁阀VI，防氮气内漏电磁阀Vl与注氮电磁阀V2双重电磁阀对氮气注入通路的通断进行控制，正常情况下，不发生注氮动作，此时防氮气内漏电磁阀Vl作为注氮电磁阀V2的防漏前级；注氮动作时，注氮电磁阀V2打开后，防氮气内漏电磁阀Vl才打开，防止氮气的突然加压使得注氮电磁阀V2拒动，增加了系统的安全冗余度。
[0046]紧急排氮电磁阀V5与变压器本体B之间的管路上设置有变压器本体压力检测电接点PG3，用于实时监测变压器本体B内部的压力，在注氮排油过程结束后，当变压器本体压力超过设定值时，联动紧急排氮电磁阀V5打开，氮气从氮气排出通路排出，避免变压器本体超压。
[0047]流量计LL与排油出口 P之间的管路上设置有漏油报警装置L，漏油报警装置L为浮球式成熟产品，串接在排油通路上，排油时只作为通路流通，不排油时，如管路有微泄漏，随着泄漏油液的增多，逐渐将浮球漂起，当浮球的位置达到设定值时，即发出排油管路漏油的报警，告知工作人员检查阀门管路。
[0048]单向阀D与变压器本体B之间的管路上设置有第一检修手动阀V3，变压器本体压力检测电接点PG3与变压器本体B的出气端之间的管路上设置有第二检修手动阀V4，断流电磁阀V7与变压器油枕YZ之间的管路上设置有第三检修手动阀V6，排油电磁阀V9与变压器本体B之间的管路上设置有第四检修手动阀V8 ;变压器正常工作时第一检修手动阀V3、第二检修手动阀V4、第三检修手动阀V6、第四检修手动阀V8为常开状态，当需要各个通路需要检修时可以闭合相应的检修手动阀，使相应的通路与变压器本体B隔离。
[0049]主控制器I的第四至第九信号输出端分别连接防氮气内漏电磁阀VI，防氮气内漏电磁阀V1、紧急排氮电磁阀V5、断流电磁阀V7、排油电磁阀V9、限流减压阀X，控制其的开关动作；主控制器I的第五至第十信号输入端分别连接流量计LL、漏油报警装置L、入口 N2压力检测电接点PGl、入口气路N2压力检测电接点PG2、瓦斯继电器W、变压器本体压力检测电接点PG3，接收其采集的流量信息、报警信息、压力信息等。
[0050]如图4所示，本发明变电站大型含油设备综合消防方法包括如下步骤:
[0051]S1、初始化，打开第一检修手动阀V3、第二检修手动阀V4、第三检修手动阀V6、第四检修手动阀V8、气粉混合出口手动阀V02、断流电磁阀V7 ;闭合防氮气内漏电磁阀V1、注氮电磁阀V2、紧急排氮电磁阀V5、排油电磁阀V9、氮气入口电磁阀VO1、气动电动阀V03 ；
[0052]S2、选择是进行手动控制还是进行自动控制；
[0053]S3、当进行自动控制时，主控制器I判断变压器温度是否超温、瓦斯浓度是否超标、断路器是否跳闸、视频信号是否正常、环境风速是否正常。
[0054]S4、当主控制器I监测到瓦斯超标或者断路器跳闸或者温度超温或者视频信号异常时立即发出报警信号；当温度超温、瓦斯浓度超标、断路器跳闸同时发生时发出报警信号，同时启动排油注氮装置2 ;当视频信号异常、瓦斯超标同时发生时发出报警信信号，同时启动干粉灭火装置3 ;
[0055]S02、当进行手动控制时，操作人员发现系统工作异样时，根据具体情况启动排油注氮装置或者干粉灭火装置，启动排油注氮装置的具体操作为，关闭断流电磁阀(V7)，打开防氮气内漏电磁阀(VI)、排油电磁阀(V9)，之后再打开注氮电磁阀(V2);启动干粉灭火装置的具体操作为，打开氮气入口电磁阀(VOl)、气动电动阀(V03)；
[0056]S5、完成灭火保护工作后重新初始化系统。
[0057]在步骤S4中启动排油注氮装置2后:
[0058]如果主控制器I判断为系统误动作，则发出报警信号，工作人员可按下排油注氮装置急停按钮，此时注氮电磁阀V2、防氮气内漏电磁阀V1关闭，紧急排氮电磁阀V5打开，将管路及变压器内氮气从氮气排出通路排出；
[0059]如果主控制器I接收到的变压器本体压力检测电接点PG3实时监测的压力超过设定值，联动紧急排氮电磁阀V5动作,氮气从氮气排出通路排出；
[0060]如果变压器本体未爆裂时，排油注氮工作结束后，腔内仍然存在残余的氮气，则打开紧急排氮电磁阀V5排出腔内余气，便于检修时的开腔工作。
[0061]在步骤S4或步骤S02中启动干粉灭火装置2后:
[0062]如果主控制器I接收环境风速监测装置的监测值后，判断风速超过设定风速，则控制干粉灭火装置停止工作或禁止干粉灭火装置工作。
[0063]此外在步骤S4中启动排油注氮装置后，还要实时监测氮气钢瓶I出口压力，确保氮气钢瓶内经减压后的气体足够供给，当压力小于1.0MPa时报警；入口 N2压力检测电接点PG2用于检测氮气注入通路上的所有阀门是否通畅打开，如限流减压阀X、注氮电磁阀V2、单向阀D三者中的任一未打开，则其压力显示为0，发出报警信号；注氮过程中，当压力小于0.6MPa时,发出报警信号；
[0064]当启动干粉灭火装置后，还要实时监测干粉罐的重量，以确保当干粉量过少是能够及时的补给，此外搅拌器会每隔12小时搅拌10分钟，防止干粉板结影响使用。
[0065]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种变电站大型含油设备综合消防系统,包括主控制器1，其特征在于还包括排油注氮装置2、干粉灭火装置3、变电站含油设备4 ;所述主控制器I的输入输出端分别与排油注氮装置2、干粉灭火装置3连接，干粉灭火装置3与排油注氮装置2、变电站含油设备4配套设置；所述排油注氮装置2用于实时监测采集变压器的状态参数并传输给主控制器1，接受主控制器I的相应的控制信号，执行相应的控制动作保护变压器；所述干粉灭火装置3用于实时监测采集变电站大型含油设备的状态参数并传输给主控制器1，接收主控制器I相应的控制信号，执行相应的控制动作；所述主控制器I用于接收排油注氮装置2、干粉灭火装置3采集的各状态参数，分析计算后按照预设程序发出相应的控制信号。
2.根据权利要求1所述的变电站大型含油设备综合消防系统，其特征在于所述干粉灭火装置包括氮气进气管路、气粉混合管路、干粉储气罐04 ;干粉储气罐04罐体上设置有进气口、出气口，氮气进气管路的出气口连接干粉储气罐04的进气口，干粉储气罐04的出气口连接气粉混合管路的进气口 ；从干粉储气罐04的进气口开始沿氮气进气管路方向依次设置有氮气单向阀03、氮气入口流量计02、氮气入口电磁阀V01、氮气入口 01 ;从干粉储气罐04的出气口开始沿气粉混合管路方向依次设置有气粉混合出口手动阀V02、气动电动阀V03、气粉混合管路流量计06。
3.根据权利要求2所述的变电站大型含油设备综合消防系统，其特征在于所述干粉储气罐04中设置有搅拌器05。
4.根据权利要求3所述的变电站大型含油设备综合消防系统，其特征在于所述排油注氮装置包括氮气注入通路、变压器本体补油通路、排油通路、氮气排出通路。 所述氮气注入通路为=N2钢瓶(G)通过管路与注氮电磁阀(V2)的进气端口连接，注氮电磁阀(V2)的出气端口通过管路与限流减压阀⑴的进气口连接，限流减压阀⑴的出气口通过管路与单向阀(D)的进气端连接，单向阀(D)的出气端连接变压器本体(B)的进气端口，在N2钢瓶(G)与注氮电磁阀(V2)之间的管路上设置有入口气路N2压力检测电接点(PGl)，限流减压阀(X)与单向阀(D)之间的管路上设置有入口 N2压力检测电接点(PG2)； 所述氮气排出通路为:紧急排氮电磁阀(V5)的进气端与变压器本体(B)的出气端连接，紧急排氮电磁阀(V5)的出气端与氮气出口(CK)连接； 所述变压器本体补油通路为:断流电磁阀(V7)的进油口连接变压器油枕(YZ)的出油口，断流电磁阀(V7)的出油口通过管路连接变压器本体⑶的进油口，断流电磁阀(V7)与变压器本体(B)之间的管路上设置有瓦斯继电器(W)； 所述排油通路为:排油电磁阀(V9)的进油口通过管路与变压器本体(B)的出油口连接，排油电磁阀(V9)的出油口通过管路与排油出口⑵连接，排油电磁阀(V9)与排油出口(P)之间的管路上设置有流量计(LL)。
5.根据权利要求4所述的变压器排油注氮灭火装置，其特征在于，在所述注氮电磁阀(V2)与所述入口气路N2压力检测电接点(PGl)之间的管路上设置有防氮气内漏电磁阀(Vl);所述紧急排氮电磁阀(V5)与所述变压器本体(B)之间的管路上设置有变压器本体压力检测电接点(PG3);所述流量计(LL)与所述排油出口⑵之间的管路上设置有漏油报警装置(L)。
6.根据权利要求5所述的变压器排油注氮灭火装置，其特征在于，单向阀(D)与变压器本体(B)之间的管路上设置有第一检修手动阀(V3)，变压器本体压力检测电接点(PG3)与变压器本体(B)的出气端之间的管路上设置有第二检修手动阀(V4)，断流电磁阀(V7)与变压器油枕(YZ)之间的管路上设置有第三检修手动阀(V6)，排油电磁阀(V9)与变压器本体(B)之间的管路上设置有第四检修手动阀(V8)。
7.一种变电站大型含油设备综合消防方法，其特征在于包括以下步骤: 51、初始化，打开第一检修手动阀(V3)、第二检修手动阀(V4)、第三检修手动阀(V6)、第四检修手动阀(V8)、气粉混合出口手动阀(V02)、断流电磁阀(V7);闭合防氮气内漏电磁阀(VI)、注氮电磁阀(V2)、紧急排氮电磁阀(V5)、排油电磁阀(V9)、氮气入口电磁阀(VOl)、气动电动阀(V03)； 52、选择是进行手动控制还是进行自动控制； 53、当进行自动控制时，主控制器I判断变压器温度是否超温、瓦斯浓度是否超标、断路器是否跳闸、视频信号是否正常、环境风速是否正常； 54、当主控制器I监测到瓦斯超标或者断路器跳闸或者温度超温或者视频信号异常时立即发出报警信号；当温度超温、瓦斯浓度超标、断路器跳闸同时发生时发出报警信号，同时启动排油注氮装置2 ;当视频信号异常、瓦斯超标同时发生时发出报警信信号，同时启动干粉灭火装置3 ； S02、当进行手动控制时，操作人员发现系统工作异样时，根据具体情况启动排油注氮装置或者干粉灭火装置，启动排油注氮装置的具体操作为，关闭断流电磁阀(V7)，打开防氮气内漏电磁阀(VI)、排油电磁阀(V9)，之后再打开注氮电磁阀(V2);启动干粉灭火装置的具体操作为，打开氮气入口电磁阀(VOl)、气动电动阀(V03)； 55、完成灭火保护工作后重新初始化系统。
8.根据权利要求7所述的变电站大型含油设备综合消防方法，其特征在于在步骤S4中启动排油注氮装置(2)后: 如果主控制器(I)判断为系统误动作，则发出报警信号，工作人员可按下排油注氮装置急停按钮，此时注氮电磁阀(V2)、防氮气内漏电磁阀(Vl)关闭,紧急排氮电磁阀(V5)打开，将管路及变压器内氮气从氮气排出通路排出； 如果主控制器(I)接收到的变压器本体压力检测电接点PG3(11)实时监测的压力超过设定值，联动紧急排氮电磁阀(V5)动作，氮气从氮气排出通路排出； 如果变压器本体未爆裂时，排油注氮工作结束后，腔内仍然存在残余的氮气，则打开紧急排氮电磁阀(V5)排出腔内余气，便于检修时的开腔工作。
9.根据权利要求7所述的变电站大型含油设备综合消防方法，其特征在于在步骤S4或步骤S02中启动干粉灭火装置(2)后: 如果主控制器(I)接收环境风速监测装置的监测值后，判断风速超过设定风速，则控制干粉灭火装置停止工作或禁止干粉灭火装置工作。
【文档编号】A62C3/16GK104436477SQ201410718105
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】范明豪, 祁炯, 李伟 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司电力科学研究院
最新回复(0)