System Ochrony Przed Pożarami w Transformatorach – Przyczyny, Typy i Wymagania

Przyczyny pożarów transformatorów

Transformatory mogą ulec zapłonowi z powodu kilku kluczowych problemów, w tym nadmiernego przegrzewania, ciężkich zwarć, awarii izolacyjnego oleju oraz uderzeń piorunów. Choć pożary transformatorów są stosunkowo rzadkie, ich konsekwencje mogą być katastroficzne. Jak pokazuje rysunek poniżej, transformator ogarnięty ogniem często zostaje nieodwracalnie uszkodzony w ciągu kilku minut. Jednak kluczowe jest uwzględnienie potencjalnego wpływu takich pożarów na sąsiednie urządzenia i struktury, ponieważ odpowiednie środki zaradcze mogą ograniczyć uboczne szkody.

Ryzyko pożarowe i ochrona transformatorów

Niekontrolowany pożar transformatora może spowodować rozległe uszkodzenia i prowadzić do długotrwałych, nieplanowanych przerw w dostawie energii. Dla wysokowoltowych transformatorów o napięciu przekraczającym 123 kV, standardową praktyką jest instalacja dedykowanych systemów ochrony przed pożarami. Jednym z powszechnych rozwiązań są stałe systemy spryskiwaczy wodnych, często nazywane systemami "deluge" lub "fire water", jak pokazano na Rysunku 1.

Te systemy są zaprojektowane do szybkiego gaszenia pożarów poprzez ochlapywanie transformatora kontrolowanym, dużym strumieniem wody, co zmniejsza ryzyko rozprzestrzeniania się ognia na sąsiednie urządzenia lub struktury i minimalizuje czas przestoju.

Systemy ochrony transformatorów przed pożarami

Ten system jest aktywowany przez detektory płomienia, jeśli transformator jest zamontowany na zewnątrz, lub przez detektory dymu, jeśli wewnątrz.

Rodzaje systemów ochrony transformatorów przed pożarami

Systemy ochrony transformatorów przed pożarami można podzielić na:

Systemy wodne i mgławicowe

• Składniki: Pompki przeciwpożarowe, stałe systemy spryskiwaczy wodnych/wyloty, zawory, elementy zaworowe i rurociągi.

• Funkcja: Szybkie gaszenie pożarów poprzez ochlapywanie transformatora wodą, wykorzystując wysokie ciśnienie sprysku lub drobne mgły do chłodzenia powierzchni i duszenia płomieni.

Systemy wykrywania pożarów

• Składniki: Detektory pożarowe (termiczne, dymu lub płomienia), panele sterujące i kablowanie.

• Funkcja: Wczesne wykrycie zagrożeń pożarowych i uruchamianie systemów gaszenia lub alarmów, aby zminimalizować czas reakcji.
  

Uwagi dotyczące łagodzenia skutków

Gaszenie pożaru może być mniej krytyczne, jeśli:

• Transformator znajduje się z dala od budynków i innych urządzeń.

• Płonący olej może być skutecznie zatrzymany (np. za pomocą ogniotrwałych barier lub systemów odprowadzania).

Jednak w większości przypadków, ochrona obiektów, sąsiednich urządzeń i personelu wymaga środków gaszenia pożarów.

Alternatywne rozwiązania

Używanie mniej łatwopalnych płynów izolujących (np. olejów o wysokiej temperaturze zapłonu lub syntetycznych esterów) może zmniejszyć ryzyko pożarowe i może eliminować potrzebę aktywnych systemów gaszenia, czyniąc je realistyczną alternatywą w niektórych instalacjach.

Wymagania dotyczące ochrony transformatorów przed pożarami

Poniżej przedstawione są fundamentalne zasady ochrony transformatorów przed pożarami:

Nowe obiekty z transformatorami wypełnionymi olejem mineralnym

• Nowe instalacje z dużymi transformatorami wypełnionymi olejem mineralnym, umieszczonymi w pobliżu obiektów lub innych urządzeń, muszą obejmować aktywne systemy gaszenia pożarów, aby chronić obiekt, sąsiednie urządzenia i środowisko.

• Dodatkowo wymagane są odpowiednio zaprojektowane systemy zabezpieczające (np. wały retencyjne) zapobiegające zanieczyszczeniu środowiska przez rozlaną olej.

• Dla nowych obiektów - i tam, gdzie to możliwe w istniejących zakładach - transformatory wypełnione olejem mineralnym powinny być umieszczane z dala od budynków, innych urządzeń i dróg wodnych, aby zminimalizować ryzyko pożaru i szkód środowiskowych. W takich przypadkach aktywne systemy gaszenia mogą być niepotrzebne, jeśli odległości i inne środki łagodzące ryzyko są wystarczające.
  

Istniejące obiekty

• Funkcjonalne systemy gaszenia pożarów w eksploatacji powinny nadal chronić obiekty i urządzenia, ale muszą być okresowo przeglądane pod kątem adekwatności i zgodności z obowiązującymi normami i standardami.

• Niezakłócające lub nieaktywne systemy gaszenia pożarów muszą być oceniane pod kątem zgodności ze współczesnymi standardami i przywrócone do stanu użytkowania, jeśli to wymagane.

• Istniejące obiekty bez systemów gaszenia pożarów muszą je zainstalować, jeśli to konieczne, aby chronić krytyczne obiekty lub urządzenia, jak wynika z analizy ryzyka.

Konserwacja i ocena transformatorów

• Transformatory wymagają okresowych ocen stanu, oprócz rutynowych inspekcji, testów i konserwacji. Jednostki o niskich wskaźnikach stanu powinny być priorytetem pod względem rehabilitacji lub wymiany, aby zmniejszyć ryzyko awarii.

Struktury zabezpieczające przed pożarem

• Ściany ogniotrwałe lub bariery powinny być instalowane między sąsiednimi transformatorami, między transformatorami a obiektami, między jednofazowymi jednostkami, lub między transformatorami a innymi urządzeniami, gdzie to możliwe. Te bariery ograniczają rozprzestrzenianie się ognia i eksplozji, minimalizując uboczne szkody.

Eksploatacja systemów i zgodność

• Systemy gaszenia pożarów muszą być regularnie eksploatowane, konserwowane i testowane, aby zapewnić niezawodność w sytuacjach awaryjnych.

• Struktury zabezpieczające przed rozlanym olejem i separujące olej i wodę (np. wały retencyjne, zbiorniki intercyzy) muszą być zgodne ze wszystkimi odpowiednimi prawami, regulacjami i standardami branżowymi, aby zapobiec zanieczyszczeniom.

Dostęp i bezpieczeństwo publiczne

• Dostęp do stref transformatorów powinien być ograniczony tylko do upoważnionego personelu. Powinny być podjęte środki, aby fizycznie ograniczyć bliskość publiczności do transformatorów, zmniejszając ryzyko obrażeń lub nieuprawnionego ingerowania.

• Wszystkie środki ochrony przed pożarem i zabezpieczające muszą być zgodne z odpowiednimi przepisami środowiskowymi, aby zapobiec niezgodności z regulacjami i szkodom ekologicznym.

Przestrzegając tych zasad, obiekty mogą efektywnie łagodzić ryzyko pożarowe, chronić infrastrukturę, ochronić personel i zminimalizować wpływ na środowisko wynikający z incydentów z transformatorami.