Пожарная опасность трансформаторных подстанций. Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности

Для вентиляции камер трансформаторов  и помещений ПС (КТП), размещаемых  в помещениях пыльных или с  воздухом, содержащим проводящие или  разъедающие смеси, воздух должен забираться извне либо очищаться фильтрами. Система вентиляции должна предотвращать подсос неочищенного воздуха из производственного помещения.

В зданиях с негорючими перекрытиями отвод воздуха из камер трансформаторов  и помещений ПС (КТП), сооружаемых внутри цеха, допускается непосредственно в цех.

В зданиях с трудногорючими перекрытиями отвод воздуха из камер трансформаторов  и помещений ПС (КТП), сооружаемых  внутри цеха, должен производиться  по вытяжным шахтам, выведенным выше кровли здания не менее чем на 1 м.

Полы внутрицеховых, встроенных и  пристроенных ПС должны быть не ниже уровня пола цеха.

Открыто размещенные в цеху КТП  и КРУ должны иметь сетчатые ограждающие  конструкции. Внутри ограждений должны быть предусмотрены проходы не менее  указанных в 4.2.91.

Как правило, КТП и  КРУ следует размещать в пределах "мертвой зоны" работы цеховых  подъемно-транспортных механизмов. При расположении ПС и РУ в непосредственной близости от путей проезда внутрицехового транспорта, движения подъемно-транспортных механизмов должны быть приняты меры для защиты ПС и РУ от случайных повреждений (отбойные устройства, световая сигнализация и т.п.).

 

Пожарная опасность  трансформаторов. Меры профилактики.

 

Надежная эксплуатация трансформаторов и масляных реакторов  и их пожарная безопасность должны обеспечиваться:

• Соблюдением номинальных и допустимых режимов работы в соответствии с ПТЭ.
• Соблюдением норм качества масла и, особенно, его изоляционных свойств и температурных режимов.
• Содержанием в исправном состоянии устройств охлаждения, регулирования и защиты оборудования.
• Качественным выполнением ремонтов основного и вспомогательного оборудования, устройств автоматики и защиты.
• Маслоприемные устройства под трансформаторами и реакторами, маслоотводы (или специальные дренажи) должны содержаться в исправном состоянии для исключения при аварии растекания масла и попадания его в кабельные каналы и другие сооружения.
• В пределах бортовых ограждений маслоприемника гравийная засыпка должна содержаться в чистом состоянии и не реже одного раза в год промываться.
• При сильном загрязнении (заносами пыли, песка и т.п.) или замасливании гравия его промывка должна проводиться, как правило, весной и осенью.
• При образовании на гравийной засыпке твердых отложений от нефтепродуктов толщиной не менее 3 мм или появлении растительности и в случае невозможности ее промывки должна осуществляться полная или частичная замена гравия.
• Одновременно с промывкой гравийной засыпки или опробованием стационарной установки пожаротушения (при ее наличии) на трансформаторе или масляном реакторе должна проверяться работа маслоотводов и заполнение аварийной емкости.
• Бортовые ограждения маслоприемных устройств должны выполняться по всему периметру гравийной засыпки без разрывов высотой не менее 150 мм над землей.
• В местах выкатки трансформаторов и масляных реакторов бортовое ограждение должно предотвращать растекание масла и выполняться из материала, легко убираемого при ремонтах с последующим восстановлением его целостности.
• Запрещается использовать (приспосабливать) стенки кабельных каналов в качестве бортового ограждения маслоприемников трансформаторов и масляных реакторов.
• Вводы кабельных линий в шкафы управления, защиты и автоматики, а также в разветвительные (соединительные) коробки на трансформаторах должны быть тщательно уплотнены водостойким несгораемым материалом.
• Аварийные емкости для приема масла от трансформаторов, масляных реакторов и выключателей должны проверяться не реже 2 раз в год, а также после обильных дождей, таяния снега или тушения пожара. Стационарные уровнемеры должны содержаться в работоспособном состоянии.
• Стационарные установки пожаротушения, которыми оборудованы трансформаторы и масляные реакторы, должны содержаться в технически исправном состоянии и соответствовать проекту.
• Система трубопроводов этой установки и запорная арматура должны окрашиваться в красный цвет.
• Проверка работы стационарной установки пожаротушения и полноты орошения огнетушащим составом (вода, пена) трансформатора или масляного реактора должна проводиться при возможных технологических их отключениях (на срок 8 часов и более), а также обязательно после проведения ремонтов на этом силовом оборудовании.
• Результаты опробования записываются в оперативный журнал, а замечания — в журнале (картотеке) дефектов и неполадок с оборудованием.
• Горловина выхлопной трубы трансформатора не должна быть направлена на рядом (ближе 30 м) установленное оборудование и сооружения, а также на пути прохода персонала. В необходимых случаях должны устанавливаться отбойные щиты.
• Материал и устройство мембраны на выхлопной трубе должны соответствовать техническим требованиям.
• Запрещается их выполнение из материала, не предусмотренного заводом-изготовителем.
• При осмотре трансформатора должна быть обеспечена возможность контроля целостности мембраны.
• При обнаружении свежих капель масла на гравийной засыпке или маслоприемнике немедленно должны быть приняты меры по выявлению источников их появления и предотвращению новых поступлений (подтяжка фланцев, заварка трещин) с соблюдением мер безопасности на работающем маслонаполненном оборудовании.
• При возникновении пожара на трансформаторе (или масляном реакторе) он должен быть отключен от сети всех напряжений, если не отключился от действия релейной защиты, и заземлен. Персонал должен проконтролировать включение стационарной установки пожаротушения (при ее наличии), вызвать пожарную охрану и далее действовать по оперативному плану пожаротушения.
• Запрещается при пожаре на трансформаторе или масляном реакторе сливать масло из корпуса, так как это может привести к распространению огня на его обмотку и затруднить тушение пожара.
• В местах установки пожарной техники должны быть оборудованы и обозначены места заземления.
• Места заземления передвижной пожарной техники определяются специалистами энергетических объектов совместно с представителями гарнизона пожарной охраны и обозначаются знаком заземления.
• Запрещается включение в эксплуатацию трансформаторов и масляных реакторов на электростанциях и подстанциях, если не обеспечена полная готовность к работе установок пожаротушения, предусмотренных проектом.

 

 

Защита и  автоматика

 

Трансформаторы  тока, предназначенные для питания  токовых цепей устройств релейной защиты от КЗ, должны удовлетворять следующим требованиям:

1. В целях  предотвращения излишних срабатываний  защиты при КЗ вне защищаемой  зоны погрешность (полная или  токовая) трансформаторов тока, как  правило, не должна превышать 10 %. Более высокие погрешности допускаются при использовании защит (например, дифференциальная защита шин с торможением), правильное действие которых при повышенных погрешностях обеспечивается с помощью специальных мероприятий. Указанные требования должны соблюдаться:

для ступенчатых  защит — при КЗ в конце зоны действия ступени защиты, а для  направленных ступенчатых защит  — также и при внешнем КЗ;

для остальных  защит — при внешнем КЗ.

Для дифференциальных токовых защит (шип, трансформаторов, генераторов и т. п.) должна быть учтена полная погрешность, для остальных защит — токовая погрешность, а при включении последних на сумму токов двух или более трансформаторов тока и режиме внешних КЗ — полная погрешность.

При расчетах допустимых нагрузок на трансформаторы тока допускается в качестве исходной принимать полную погрешность.

2. Токовая погрешность  трансформаторов тока в целях  предотвращения отказов защиты  при КЗ в начале защищаемой  зоны не должна превышать:

по условиям повышенной вибрации контактов реле направления мощности или реле тока — значений, допустимых для выбранного типа реле;

по условиям предельно допустимой для реле направления  мощности и направленных реле сопротивлений  угловой погрешности — 50 %.

3. Напряжение  на выводах вторичной обмотки  трансформаторов тока при КЗ в защищаемой зоне не должно превышать значения, допустимого для устройства РЗА.

Трансформаторы, реакторы и конденсаторы наружной установки  для уменьшения нагрева прямыми  лучами солнца должны окрашиваться в  светлые тона красками, стойкими к атмосферным воздействиям и воздействию масла.

Защита от грозовых перенапряжений

Защита от грозовых перенапряжений РУ и ПС осуществляется:

от прямых ударов молнии - стержневыми и тросовыми молниеотводами;

от набегающих волн с  отходящих линий - молнеотводами от прямых ударов молнии на определенной длине этих линий защитными аппаратами, устанавливаемыми на подходах и в РУ, к которым относятся разрядники вентильные (РВ), ограничители перенапряжений (ОПН), разрядники трубчатые (РТ) и защитные искровые промежутки (ИП).

Открытые РУ и ПС 20-750 кВ должны быть защищены от прямых ударов молнии.

Защиту зданий закрытых РУ и ПС, имеющих металлические  покрытия кровли, следует выполнять  заземлением этих покрытий. При наличии  железобетонной кровли и непрерывной  электрической связи отдельных ее элементов защита выполняется заземлением ее арматуры.

Защиту зданий закрытых РУ и ПС, крыша которых не имеет  металлических или железобетонных покрытий с непрерывной электрической  связью отдельных ее элементов, следует  выполнять стержневыми молниеотводами, либо укладкой молниеприемной сетки непосредственно на крыше зданий.

При установке стержневых молниеотводов на защищаемом здании от каждого молниеотвода должно быть проложено не менее двух токоотводов  по противоположным сторонам здания.

Молниеприемная сетка  должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром 6-8 мм и уложена  на кровлю непосредственно или под  слой негорючих утеплителя или гидроизоляции. Сетка должна иметь ячейки площадью не более 150 (например, ячейка 12 х 12 м). Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Токоотводы, соединяющие молниеприемную сетку с заземляющим устройством, должны быть проложены не реже чем через каждые 25 м по периметру здания.

В качестве токоотводов  следует использовать металлические  и железобетонные (при наличии хотя бы части ненапряженной арматуры) конструкции зданий. При этом должна быть обеспечена непрерывная электрическая связь от молниеприемника до заземлителя. Металлические элементы здания (трубы, вентиляционные устройства и пр.) следует соединять с металлической кровлей или молниеприемной сеткой.

При расчете числа  обратных перекрытий на опоре следует  учитывать увеличение индуктивности  опоры пропорционально отношению  расстояния по токоотводу от опоры  до заземления к расстоянию от заземления до верха опоры.

Защита зданий и сооружений, в том числе взрывоопасных  и пожароопасных, а также труб, расположенных, на территории электростанций, осуществляется в соответствии с  технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

Защита ОРУ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защитное действие высоких объектов, которые являются молниеприемниками (опоры ВЛ, прожекторные мачты, радиомачты и т.п.).

Если зоны защиты стержневых молниеотводов не закрывают всю  территорию ОРУ, дополнительно используют тросовые молниеотводы, расположенные  над ошиновкой.

 

Тушение трансформаторов, реакторов и масляных выключателей.

 

Агрегаты и установки энергетических предприятий размещают в специально спроектированных зданиях I и II степеней огнестойкости. В главном корпусе электростанций размещают котельный цех, машинный зал, служебные помещения. В этом же корпусе или на небольшом расстоянии от него располагают главный щит управления и распределительные устройства генераторного напряжения. Закрытые или открытые распределительные устройства высокого напряжения (35; 110; 220; 500 кВ) располагают отдельно от главного корпуса.

Опасность представляют и подстанции. Пожары на подстанциях могут возникать на трансформаторах, масляных выключателях и в кабельном хозяйстве. Крупные районные подстанции имеют специальные масляные станции, где находится большое количество трансформаторного масла. Трансформаторы и выключатели распределительных устройств устанавливают на фундаменты, под которыми располагают маслоприемники, соединенные с аварийными емкостями. Каждый трансформатор, как правило, помещают в отдельной камере, которая соединяется монтажными проемами с помещением распределительного щита и кабельными каналами.

Особенности развития пожаров трансформаторов зависит  от места его возникновения. При  коротком замыкании в результате воздействия электрической дуги на трансформаторное масло и разложения его на горючие газы могут происходить взрывы, которые приводят к разрушению трансформаторов и масляных выключателей и растеканию горящего масла. Пожары из камер, где установлены трансформаторы, могут распространяться в помещение распределительного щита и кабельные каналы или туннели, а также создавать угрозу соседним установкам и трансформаторам. О размерах возможного очага пожара можно судить по тому, что в каждом трансформаторе или реакторе содержится до 100 т масла.

Пожары на электростанциях  и подстанциях могут приводить к остановке не только энергетического объекта, но и других народнохозяйственных объектов из-за недостатка электрической энергии.

Все электростанции и  подстанции снабжены надежной системой аварийной защиты и сигнализации. При возникновении пожаров поврежденное оборудование и аппараты автоматически отключаются устройствами релейной защиты.

Горящие трансформаторы отключают со всех сторон и заземляют. На развившихся пожарах организуют защиту от высокой температуры соседних трансформаторов, реакторов, оборудования и установок. Пожары трансформаторов, реакторов и масляных выключателей тушат пеной средней кратности с интенсивностью подачи раствора пенообразователя 0,2 л/(м² · с), а также тонкораспыленной водой с интенсивностью 0,1 л/(м² · с). В процессе разведки определяют характер повреждения трансформаторов, реакторов и трубопроводов, содержащих трансформаторное масло, направления растекания горящей жидкости в сторону соседних трансформаторов и другого оборудования, опасность взрыва расширительных бачков, наличие стационарных пенных или водяных установок пожаротушения и, при необходимости, возможность приведения их в работу.

Если масло горит  над крышкой трансформатора и  ниже ее масляный бак не поврежден, то на тушение вводят один-два ручных водяных ствола с насадками НРТ-5, которые обеспечивают оптимальный расход воды при интенсивности подачи 0,2-0,24 л/(м² · с). Если расширительный бачок на трансформаторе оказывается в огне, часть масла, равную его объёму (примерно 10% объема масла в баке трансформатора), сливают в аварийную емкость. Больше сливать масла из трансформатора (реактора) запрещается, т.к. это может привести к повреждению внутренних обмоток и усложнению пожара.

Если в условиях пожара крышка трансформатора сорвана, то масло  может гореть в баке и вокруг трансформатора. В этом случае вначале ликвидируют горение масла вокруг трансформатора распыленной водой, воздушно-механической пеной средней кратности или в комбинации распыленной струёй и огнетушащими порошками одновременно. Если тушение масла производят распыленными струями, стволы целесообразно располагать по периметру пожара равномерно, а при тушении пеной или комбинированным способом огнетушащие вещества подают в сопутствующем потоке воздуха. Это наиболее эффективный прием, обеспечивающий поступление порошка и распыленной воды в зону горения одновременно. Тушение масла в баке при сорванной крыше осуществляют пеной средней кратности, которую подают с помощью пеноподъемников или выдвижных лестниц.