CECS 187-2005（条文说明） 油浸变压器排油注氮装置 技术规程.pdf

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1、中国工程建设标准化协会标准油浸变压器排油注氮装置技术规程CECS 187 : 2005 条文说明目次1总则.( 2 5) 3 装置设计.( 2 8) 3. 1 一般规定们3.2 装置设计( 2 9) 3. 3装置部件门川3.4控制和操作门们4 施工及验收U们4. 1施工准备门们4.2 施工和安装( 3 7) 4.3 管道吹扫和试压门门4.4 装置调试( 3 8) 4. 5 装置验收U们5 维护管理. ( 4 0) 23 1总则1. 0. 1 油浸变压器消防的灭火介质和系统型式较多，通常采用水喷雾灭火系统、中低压细水雾灭火系统、合成泡沫灭火系统、室内变压器的气体灭火系统和适用于室内外的油浸变压器

2、排油注氮装置及新型的具有防爆、防火、灭火功能的油浸变压器排油注氮装置（以下简称排油注氮装置）。除排油注氮装置外的其他灭火系统和装置，都是当变压器发生火灾后才动作的灭火设施，做不到“预防为主”，而排油注氮装置是一种“预防为主、防消结合”的消防设施，具有经济、有效、适用的特点，目前已成为替代其他灭火设施的重要手段。我国于1989年由法国瑟吉公司引进的油浸变压器排油注氮装置，是仅具有扑灭变压器初期火灾功能的2000型灭火装置，经国产化在我国已有16年的运行历史。5年前，法国瑟吉公司对排油注氮装置进行了技术改进，推出了防爆防火灭火型（3000型）装置，我国也进行了国产化。这种集防爆、防火、灭火功能于一

3、体的新一代产品，已经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检测中心检验，通过了产品鉴定，并在我国推行使用。排油注氮装置已在20多个国家安装了5000多台，技术已经成熟。排油注氮装置的突出特点如下：1.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.造价低，运行管理简单、方便。为了解决排油注氮装置应用过程中有关产品质量、施工质量和管理等问题，保证设计和施工验收有章可循，故制定本规程。本规程为排油注氮装置的应用提供了依据，也为消防监督管理部

4、门的监督和审查提供了依据。1. 0. 2 根据排油注氮装置的特点，结合国情，为尽可能减少油浸变压器发生火灾所造成的财产和人身安全损失，本条规定了规程的适用范围。本规程适用于新建、扩建和经技术改造的采用油浸变压器的防爆、防火、灭火工程项目。大型油浸电抗器是重要的电气设备，为保护其安全运行和减少火灾损失，也可采用排油注氮装置。国家标准建筑设计防火规范GBJ16-87 ( 2001年版）第8. 7.4条规定：单台容量在40MVA及以上的厂矿企业可燃油油浸电力变压器、单台容量在90MVA及以上的可燃油油浸电厂电力变压器，或单台容量在125MVA及以上的独立变电所可燃油油浸电力变压器应设置水喷雾灭火系统

5、。当设置在缺水或严寒地区时，应采用水喷雾灭火系统以外的其他灭火系统。国家标准火力发电厂与变电所设计防火规范GB50229-96规定了火力发电厂90MVA及以上的油漫变压器应设置火灾探测报警系统、水喷雾灭火系统或其他固定灭火装置；独立变电所单台容量为125MV A及以上的主变压器应设置水喷雾灭火系统、其他灭火装置或合成泡沫喷淋系统。在编制本规程的过程中，进行了大量的调查研究，发现除了国家标准所规定的大型油浸变压器外，尚有数量众多的不同容量的油浸变压器在工业、民用建筑群中应用，且许多容量较小，却处于经济发展的中心位置、商务中心位置和与政治、军事、交通有关的地域，需要重点保护。由于经济和技术的发展，

6、无人值守的变电站也越来越多，常规性的消防系统已难以满足无人值守变电站在技术上的各种要求。 26 此外，我国是一个水资源缺乏的国家，尤其是华北、西北、东北等三北地区，在选择变电站时，往往因为水资源而形成“以水定所”的局面，而排油注氮装置能够解决硝防水摞不足的问题。地下变电站的消防问题也很突出，用水系统、泡沫灭火等涉及到消防排水、清污等诸多问题。1. 0. 3 本条规定了排油注氮装置的工程设计和施工原则：安全可靠、方便使用和经济合理。排油注氮装置的安全可靠主要体现在两大方面：其一，在世界范围内，20多个国家安装使用的5000多台该类装置的运行实践表明，该装置尚未发生过因误动作而造成变压器事故的先例

7、。其二，当变压器内部故障压力升高，将导致变压器箱体爆裂时，该装置能有效地释放压力，防止爆裂，防止火灾发生。其方便使用的优势更加明显，火灾探测报警与防爆、防火、灭火功能为一体，施工简便，维护管理方便。而设施的投资则比目前所采用的其他各种灭火介质的消防系统均为低廉，在一般情况下，其投资均在其他灭火系统的50%以下。1. 0. 4 排油注氮装置的工程设计、施工、验收及维护管理，目前尚无国家标准作出明确的规定，但与现行国家标准建筑设计防火规范GBJ16和火力发电厂与变电所设计防火规范GB50229等有联系，因此，在执行本规程时，尚应符合现行国家标准的有关规定。 27 3装置设计3. 1一般规定3. 1

8、. 1 排油注氮装置的技术是从法国引进的，这项技术在进行试验时是根据单台油浸变压器容量、油量和构造进行的。我国在对该装置国产化的研制中也是针对单台变压器进行的，还没有深入进行组合分配系统的相关试验和研究，该装置目前尚不能设计成为组合分配系统，所以作了本条规定。3. 1. 2 当油浸变压器设置排油注氮装置时，按变压器容量来配置不同数量、不同容积的氮气瓶。氮气瓶属压力容器，应符合现行国家标准钢质元缝气瓶GB5099及有关压力容器的规定。注氮流量计算如下：1.气瓶和氮气基本参数：氮气瓶A容积WA=40L 氮气瓶B容积WB=63L 氮气瓶数量n=2 氮气瓶初始压力P1 =15MPa 减压后氮气压力P2

9、 =O. 6MPa 减压后氮气体积w A2 =2W AP! I P2 =2000(L) WB2 =2l串BP1/P2=3150(L) 2.氮调节阔的出口流量：1)连续注氮时间t二三3lmin氮气保持减压后的压力和连续注氮时间，注氮调节阔的出口流量为： 28 QA 50,360 63 2 15 0.6 3150 31 101. 61 3.45 6 16.94 3.1. 3 本条规定了排油注氮装置灭火介质工业纯氮的纯度，以保证排油注氮装置能达到设计要求。3. 1. 4 本条规定了排油注氮装置供电电源的等级。消防安全工程的电源至关重要，供电电源的设计应符合现行国家标准火力发电厂与变电所设计防火规范G

10、B50229的有关规定。3.2装置设计3.2. 1 本条规定了火灾探测器的布置。 29 油浸变压器火灾事故往往伴随着变压器爆裂，而排油注氮装置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装置。因此，火灾探测器的安装位置至关重要，一般将火灾探测器布置在变压器的顶部易于接近热气流的位置，尤其在套管附近要布置火灾探测器，以保证排油注氮装置在变压器发生事故时能实现防爆、防火和灭火的功能。3.2.2 本条规定了排油孔的布置。排油注氮装置的排油孔应开在变压器端面离顶部200mm处，以利发生事故时能排油。排油管的计算与变压器油量有关。油浸变压器容量与油量的关系见表2、表30表2三（单

11、相油漫电力变压器总量、油量和外形尺寸额定电压（kV)重量（t) 型号生产厂高压中压低压总重量油重SSP-370000/500 525 20 293.2 62.5 沈变白，p-360000/220 242 18 260 46 沈变SFP- 300000/500 550 13.8 283 60 西变SFP-300000 I 500 525 15.75 250 57 西变SSP-300000/500 500 15. 75 280 58 沈变ODFPSZl一250000/500525 230/./3 63 223 55.5 沈变ODFPS-250000/500 500 230/./3 35 184 4

12、1. 5 沈变ODFPS-250000/500 525/,/3 230.言35 188. 5 51 西变ODFPSZ-250000/500 550/,/3 230点20 205 48 西变DFP一240000/500525/3 20 230 30 西变DFPl -240000/500 550/3 20 196 29 沈变SFP?-240000/220 242 15. 75 196. 7 29. 7 沈变SFP?-240000/220 242 121 15. 75 257.8 44.5 沈变SFPSZ9-180000/220 220 115 10.5 226.9 50 沈变SFPSZ9-1800

13、00/220 220 121 10.5 213.3 50.2 沈变OSFPS7一180000/220220 115 37.5 189.9 49 沈变OSFPS7 -180000/220 220 115 37.5 175 41. 8 沈变 30 续表2额定电压（kV)重量（t) 型号生产厂高压中压低压总重量油重SFP7一180000/220220 69 234 54 沈变OSFPSZ7-150000/220 230 135 34 167. 5 56.5 沈变SFPSZ7- l 50000 /220 220 121 11 203.5 47.6 沈变SFPS7-150000/220 242 118

14、13. 8 228.3 46.3 沈变OSFPS7-150000/220 242 118 13. 8 228.3 46.3 沈变SFPZ7-120000/220 220 38.5 188 48.9 沈变OSFPZ7 -120000/220 220 121 38.5 149.5 42.8 沈变SFPSZ9 120000/220 230 121 10. 5 170.2 42. 6 沈变SFPSZ8-90000/220GY 220 115 35 151. 5 41. 7 沈变SFPS7-90000/220 230 110 38. 5 152. 7 33. 7 沈变SFSZS-63000/110 11

15、0 38.5 10.5 86. 5 19. 7 南通友邦SFSS-63000/110 110 35 10.5 70. 5 12. 7 南通友邦SFSZS-50000/110 110 35 10.5 74.92 18. 6 南通友邦SFSS-50000/110 110 35 10.5 60.92 11. 6 南通友邦SFSZS-40000/110 110 35 10.5 68.9 17.64 南通友邦SFSS-40000/110 110 35 10.5 53.4 10.3 南通友邦SFSZS-31500/110 110 35 10. 5 58.26 15. 14 南通友邦SFSS-31500/1

16、10 110 35 10.5 45. 2 9.3 南通友邦SFSZB-25000/110 110 35 10.5 45. 6 10.6 南通友邦SFSS-25000/110 110 35 10. 5 36. 6 7. 6 南通友邦SFSZ8一20000/110110 35 10.5 39.2 9. 63 南通友邦SFS8 20000/110 110 35 10.5 31. 2 5. 83 南通友邦SFSZS-10000/110 110 35 10.5 26.48 7.2 南通友邦SFSS-10000/110 110 35 10.5 22.48 5. 2 南通友邦SFSS-8000/110 11

17、0 35 10.5 21. I 4.55 南通友邦SZ9一8000/3535 10.5 21. 17 6.45 南通友邦SFSZS-6300/110 110 38.5 10.5 21. 47 6.44 南通友邦SFSB- 6300/110 110 35 10.5 19.47 4.4 南通友邦SZ9-6300/35 35 10. 5 16. 53 5. 13 南通友邦 31 表3按统计变压器容量与油量的对应关系变压器容量MVAl 油重（t) 平均计算汹重（t) 40 6.3 17.64 4. 4 11 360 50 60 11. 6 30 370 62.5 62.5 变压器排油管管径计算：1 变

18、压器排油时油流的设定速度V12m/s。2 变压器快速排油阀启动到开始注氮时的排油时间t=3s。变压器所排油量按变压器的平均总油重的1%考虑，既排油卸压，又不会导致空气进入油箱。变压器容量不小于360MVA时QA =0. 625t 变压器容量50360MVA时QB =0. 3t 变压器容量小于50MVA时QO. llt 3 在上述条件下，变压器排油管管径（变压器油密度p=895kg/m3): dA =0. 157(m) ,d8 =0. 109(m) ,de =0. 066(m) 4 选用变压器排油管管径：DN150,d1=150(mm); DNlOO ,d2 = lOO(mm) 5 变压器标准排

19、油管中前3s的油流速度z(1）变压器容量不小于360MVA。排油管DN150，排油管中的油流速度zVA =4QA/3di.= 13. 18(m/s) 注z取dA=d1=150mm0 (2）变压器容量50360MVA 排油管DNlOO，排油管中的油流速度：VB=4QB/3dl4. 23(m/s) 注：取da=d2二lOOmm。(3）变压器容量小于50MVA 排油管DNlOO，排油管中的油流速度z 32 Yc=4Qcl3pd 5. 22(m/s) 注：取dc=d2=lOOmm.所以，排油管选用如下：当变压器容量不小于360MVA时，选用排油管DN150;当变压器容量50360MVA时，选用排油管D

20、NlOO;当变压器容量小于50MVA时，选用排油管DNlOO。排油管和注氮管的安装需要变压器生产厂配合，安装如图1所示。图I排油注氮装置安装示意1 消防柜；2一排泊连接阀；3一波纹管；4排汹管胳；5断流阀$6 感温火灾探测器；7一排气旋塞；8检修阀；92号压力控制器$10 远传压力表；11高压软管；12快速操动机构；13氮气瓶；14一1号压力控制器；15油气隔离组件g16 节流阀；17一减压器s18一氮气阀g19一注氮管路；2。一注氮阀；21一导油管3.2.3 本条对注氮孔布置作出了规定。注氮管开在变压器两侧距底部lOOmm处，以利于变压器发生事故时氮气由变压器底部 33 进入变压器油内进行搅

21、拌，并阻隔空气的接触，实施防爆、防火和灭火功能。根据变压器的不同容量，所开注氮孔数不相间是根据注氮时间、注氮孔流量和氮气容量而确定的，孔径一般均为DN25。3.2.4 本条规定了消防柜的安装要求。提出消防柜应安装在变压器旁，与排油连接阔的距离不应小于3m，不宜大于8m，主要是为了相互之间不发生干扰，以利于排油注氨和管道尽量缩短，节省投资。3.2.5 本条规定了控制柜的安装要求。对于发电厂，控制柜宜安装在主控室内，变电所则可安装在继电保护室内，这些地方有人值守便于对火灾的监控和消防操作。在无人值守的场所，火灾报警和消防装置的启动信息应能传递到有人监控的场所，以保证安全。3.2.6 本条是对控制室

22、模拟屏功能的规定。要具有指示装置工作状态和启动装置动作的功能。3.2.7 排油管的排油接管点的做法，一般接至变压器旁的排油沟内，继而进入变压器事故油池。这种做法比较简易，但浪费变压器油，为了回收事故排放的变压器油，且免除环境污染，因此，有条件时应将排油管接至变压器事故排油管，并设置钢质地下储油罐，储油罐的容积可按变压器总油量的30%设计。3.3装置部件3.3.1 本条是对排油注氮装置部件的规定。排油注氮装置的各种部件都应符合国家现行标准的规定，并应经国家消防产品质量监督检测中心检验合格后方可使用。3.3.2,3.3.3 断流间是依靠流量突然变大时自动关闭切断油流的阀门。它能在变压器发生事故、箱

23、体破裂、大量变压器油溢出或排油注氮装置保护启动进行事故快速排油时，自动切断储油柜与箱体间的油流，防止“火上烧油”。 34 断流阀安装在储油柜与瓦斯继电器之间，用法兰连接。断流阅动作时，可输出电接点信号。事故处理完毕后，应手动复位，断流阀的安装由变压器生产厂配合。3.3.4 本条对感温火灾探测器作了规定。感温火灾探测器装有高强度易熔合金探头，在温度为130土10时动作，可保证变压器发生事故时发出报警，行使排油注氮装置的防爆、防火、灭火功能。感温火灾探测器安装在变压器顶部，一般为68只。安装在高压套管、有载调压器旁和容易发生火灾的部位。发生事故或火灾时，探测器发出电接点信号。事故处理完毕后，应更换

24、易熔合金探头。3.3.5 钢材采用热镀铸处理和焊缝防锈处理，都是为了减少腐蚀对装置部件的影响。3.3.6 本条规定了消防柜的工作环境温度，以保证排油注氮装置能够正常发挥应有的作用。3.4 控制和操作3.4. 1、3.4. 2 这两条的规定主要参考了国内外有关资料和产品型式，旨在使排油注氮装置做到技术先进、经济合理、使用方便和安全可靠。因此，排油注氮装置的控制方式设置了自动启动和手动启动两种方式，且为了防止因误报警而使装置启动，提出了“自动启动控制和于动启动控制要在接到2个或2个以上信号后方能启动”。3.4.3,3.4.4 为了排油注氮装置的安全、正常运行，在所设置的控制箱上，要显示主要部件是否

25、处于正常状态的反馈信号、事故状态的指示信号、动作状态的指示信号，并且所有信号都应能进行自检。 35 4 施工及验收4. 1施工准备4. 1. 1 本条规定了排油注氮装置的施工单位资质和施工专业人员资格的要求。随着消防事业的发展，消防工程施工单位发展很快，但施工队伍的素质普遍不高。各地区都制定了相应的管理办法，1998年5月施行的中华人民共和国建筑法和2000年颁布的建筑工程质量管理条例等对建设工程中勘查、设计、施工、监理等单位的从业资质和人员的职业资格都作了规定，本条在这些规定的基础上提出了相应的要求。为了保证排油注氮装置的施工质量，施工队伍中的施工人员应经专业技术培训，考试合格，具备一定的专

26、业技能。为了保证施工顺利进行，应根据现场情况提供必要的作业装备，如施工工具、施工人员的保护用品和器材等。4. 1. 2、4.1. 3 施工前应准备完整的技术文件，包括设计图、排油注氮装置的技术要求和操作规程，产品的检验报告和出厂合格证等，这些技术文件是施工时的主要技术依据。施工前应确认并修整现场条件，核对设备产品装箱单，保证施工顺利进行。设计图纸如果有变动，应出具经原设计单位同意的变更文件后方可施工。4. 1. 4 本条是对排油注氮装置施工应具备的基本条件作了规定，以保证装置的施工质量和进度。设计单位向施工单位技术交底，使施工单位更深刻了解设计意图，尤其是关键部位、施工难度比较大的部位以及施工

27、程序、技术要求、做法、检查标准等都应向施工单位交待清楚，这样才能保证施工质量。 36 施工前对管材和管件的规格、型号进行查验，确认其符合设计要求，这样才能保证施工进度要求。场地、道路、电源等也是施工的前提条件，直接影响施工进度，因此应满足要求。此外还需要检查基础、预留孔和预埋件是否符合设计要求。4.2 施工和安装4.2. 1 施工图和技术文件都应经过有关机构的审核，它是施工的基本技术依据，应坚持按图施工的原则，不得随意更改。当确需更改时，应经原设计单位同意，并出具变更文件。4.2.2 本条规定了排油注氮装置施工和安装时应执行现行国家标准工业金属管道工程施工及验收规范GB50235和现场设备、工

28、业管道焊接工程施工及验收规范GB50236的规定。4.2.3 本条规定了排油管、注氮管法兰连接的方式。4.2.4 为了便于管道充油时管道内残留气体从排气旋塞排出，本条规定了排油管和注氮管伸向消防柜的水平管道应有2%的上升破度，以防止残留气体进入变压器油箱。4. 2. 5 排油注氮装置应保证管道内部清洁，不致造成管道堵塞和污染变压器，对此本条作了规定。4.2.6 排油注氮装置电气设备的安装没有特殊之处，只要按照设计要求，符合现行国家标准电气装置安装工程施工及验收规范中的相关规定即可，本规程不再另作规定。4.3 管道吹扫和试压本节的有关规定是为了保证施工和安装质量，并明确管道的空气吹扫和试压应按现

29、行国家标准工业金属管道工程施工及验收规范GB50235的有关规定执行。此外，对管道试压位置和有关参数作出了规定。 37 4.4装置调试4.4. 1 本条对排油注氮装置的调试要求作出了规定。排油注氮装置安装完毕，以及消防柜、控制柜分别调试完成，并在管道未充油前，应对该装置进行调试。施工与调试单位有可能不是同一个单位，即使同一个单位也有可能是不同的专业人员，因此，明确调试前后顺序有利于协调工作，保证调试顺利进行。4.4.2 本条规定调试前应具备的技术资料。排油注氮装置的调试是保证装置能正常工作的重要步骤。完成该项工作的重要条件是调试所必需的技术资料完整。这样才能使调试人员确认所采用的材料、产品是否

30、符合国家有关标准的要求、是否按照设计要求进行施工、安装质量如何等。便于及时发现存在的问题，保证调试工作的顺利进行。4.4.3 本条规定了参加调试人员的资格和调试应遵守的原则。排油注氮装置的调试工作是一项专业技术非常强的工作，因此要求调试负责人由专业技术人员承担，即调试人员应熟悉排油注氮装置的原理、性能和操作，以避免调试时发生不应有的事故。另外，要做好调试人员的组织工作，做到职责明确，并应按照预先确定的调试程序进行，这也是保证调试成功的关键因素之一。4.4.4 本条规定了调试前应对施工完毕的排油注氮装置进行施工质量检查，并及时处理所发现的问题，以保证装置的调试顺利进行。主要是检查相关产品的规格、

31、型号、数量和外观，合格后方可进行调试。4.4.5 本条规定了调试前应将需要临时安装在排油注氮装置上的仪器、仪表安装完毕，如压力表等。调试时所需的检验设备应准备齐全。4.4.6、4.4.7 调试分为机械部分调试和电气部分调试。机械部分的主要内容为：所有管道是否己安装完毕，螺栓是否紧固，法兰密封良好，无渗漏；检查相应阀的开关状态及信号输出是否对应；操作机构动作是否可靠、灵活；所有过程开关动作到位情况和指示情况；氮气瓶上气压表压力状况及气密性评价；氮气控制阀各组件的装配是否正确等。电气部分的主要内容为：各装置元件接线是否正确。火灾探测器、断流阀用耐高温阻燃电缆布线安装，布置是否到位，接线是否正确，交

32、流电源电压状况，电源保护开启动作是否正常，控制回路线间和对地绝缘电阻是否大于SMO，各工作组是否正常等。鉴于调试工作的专业性，应由熟悉排油注氮装置原理、性能和操作的专业技术人员担任，并按本条的规定执行。4.5装置验收4.5. 1 本条规定了排油注氮装置竣工后进行验收时应由有关单位组成验收组。验收应有验收结论，并在验收结论上签字和盖章。4.5.2 本条规定排油注氮装置验收时，应按本条的内容对装置的施工质量进行检查，并应符合设计要求。为了使排油注氮装置的验收能够顺利进行，尽管施工时已进行了全面检查并进行了调试，但验收时还应按本条规定的内容对装置的各个组成部分进行检查，以保证装置的施工质量和正常运行

33、，达到设计要求。验收时可参照现行国家标准气体灭火系统施工及验收规范GB50263的有关规定执行。4.5.3 排油注氮装置竣工后，应对排油管和注氮管进行检查和试验，同时对装置的控制与操作进行检查测试。4.5.4 本条规定了验收时，施工建设单位应提供的技术文件。这些文件是验收工作的重要依据。4.5.5 填报“排油注氮装置验收表”是装置验收工作的一项重要内容，验收合格是排油注氮装置投入使用的前提条件。 39 5维护管理为了确保排油注氮装置对油浸变压器保护的可靠性，制定了本章的规定。对排油注氮装置进行定期检查及维护保养是该装置安全可靠运行的保障。应严格按规定填写“氮气压力记录表”、“排油注氮装置月检查记录表飞“排油注氮装置年检查记录表”等。需由经过专门培训合格的技术人员负责装置的维护、管理、操作和定期检查。 40 需本标准可按如F地址索购：地址：北京臼厅庄建设部中国工程建设标准化协会邮政编码：100835rlr占：（010 )88375610 不得私自翻印。统一书可：1580058.676 元价：10.00元