Instalacja zraszaczowa dla transformatorów w elektrowni

Problem

• transformatory wysokiego napięcia są obarczone ryzykiem pożaru i wybuchu w wyniku zwarcia elektrycznego
• zdarzenia tego typu są gwałtowne, tym samym brak stałego systemu gaszenia może doprowadzić do całkowitego zniszczenia transformatora
• taka sytuacja grozi także przeniesieniem się pożaru na dalszą część instalacji

Rozwiązanie

• wykonaliśmy obliczenia hydrauliczne oraz zaprojektowaliśmy instalację zraszaczową, która szczelnie pokrywa wodą całą powierzchnie transformatora
• wykonaliśmy połączenie hydrauliczne i elektryczne z istniejącymi układami, w tym z systemem sterowania

Pożary transformatorów – przykłady i przyczyny

• Marzec 2014 – TVN24 informuje, że 18 zastępów straży pożarnej gasi pożar transformatora i kanałów kablowych w elektrowni w Rybniku.
• Luty 2021 – Polska Agencja Prasowa informuje, że strażacy ugasili pożar transformatora w Elektrociepłowni Siekierki, który wybuchł dwa dni wcześniej.
• Luty 2021 – Państwowa Agencja Atomistyki podaje informację o pożarze transformatora w elektrowni jądrowej Trillo-1 w Hiszpanii. Pożar nie naruszył systemów bezpieczeństwa.

To tylko trzy z dziesiątek pożarów transformatorów jakie miały miejsce w ostatnich latach. Szczególnie dobrze przeanalizowane zostało zdarzenie w Elektrowni Rybnik. Powód tego zdarzenia przedstawił w opracowaniu Inż. Bolesław Słowiński, starszy specjalista ds. elektrycznych w koncernie w EDF Polska S.A. (ówczesny właściciel Elektrowni Rybnik). Było nim uszkodzenie przepustu izolatorowego transformatora, co doprowadziło do potężnego zwarcia.

Słowiński tak opisał sekwencję zdarzeń: Następstwem zwarcia elektrycznego była eksplozja w kadzi transformatora. Skutkiem siły eksplozji w transformatorze, przyspawana górna pokrywa kadzi na ok. 50% jej obwodu została rozwarta na ok. 80 mm. Nastąpił wyrzut i wypływ oleju transformatorowego, który się zapalił, a następnie pożar objął cały transformator blokowy.

Uszkodzenie przepustu to jedna z dwóch najczęstszych przyczyn tego typu awarii. Inną przyczyną pożaru i wybuchu transformatora może być zwarcie w wyniku uszkodzenia izolacji na uzwojeniu transformatora. Schemat zdarzeń jest tu jednak podobny do tego opisanego powyżej.

Pożar i / lub wybuch transformatora wiąże się ze sporymi kosztami naprawy lub wymiany urządzenia, a także często z zatrzymaniem produkcji. To jednak nie koniec – pożar w niekorzystnym scenariuszu może przenieść się na blok energetyczny.

Instalacja gaszenia transformatorów – przykład

Instalacja gaszenia transformatorów

Nasz klient – firma działająca w branży energetycznej – był w pełni świadomy opisanych zagrożeń. Już wcześniej chronił przeciwpożarowo dwa inne transformatory na terenie tego samego zakładu. Naszym zadaniem było wykonanie obliczeń oraz zaprojektowanie instalacji zraszaczowej dla dwóch nowych transformatorów.

Instalacja miała formę klatki, która otaczała transformatory z każdej ze stron. Na wspomnianej klatce zamontowano kilkadziesiąt zraszaczy, które zostały rozlokowane w taki sposób, aby pokryć wodą cała konstrukcję transformatora oraz jego oprzyrządowania.

Aby ułatwić obsługę instalacji zastosowano analogiczne rozwiązania do tych pracujących już w obrębie dwóch starszych transformatorów.

Zadanie zostało wykonane zgodnie z wytycznymi NFPA15 (Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection) oraz NFPA 850 (Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations), a zastosowane komponenty posiadają wszelkie niezbędne certyfikaty i aprobaty w tym CNBOP.

Sterowanie instalacją gaszenia transformatorów

Dla prawidłowej pracy instalacji zraszaczowej przeznaczonej do gaszenia transformatorów blokowych przewidziano system kontrolno-pomiarowy. Umożliwiał on uruchamianie alarmu dźwiękowo-optycznego oraz aktywację systemu gaszenia. Podstawowe zadanie tego układu to:

1. Uruchomienie instalacji zraszaczowej przyciskiem start z pomieszczenia nastawni i pomieszczenia zaworów zalewowych.
2. Monitorowanie stanów zaworu zalewowego.
3. Monitorowanie trójpasmowej czujki płomienia.
4. Monitorowanie przekaźnika Buchholza.
5. Udostępnianie procedur alarmowych.

W zakresie tej części zadania współpracowaliśmy ściśle z partnerem, który odpowiadał za wdrożenie systemu informatycznego do sterowania.