摘要：喜河水电厂330kV并联电抗器安装在大坝上游右岸，因建厂时未设计事故排油池，若电抗器发生爆炸或变压器油泄露时，直接排至汉江，造成环境污染。本文介绍了喜河水电厂电抗器事故排油池设计方案优。
关键词：330kV电抗器事故油池设计优化
1/概述工程概况
喜河水电厂位于汉江上游陕西省石泉县喜河镇附近，距上游石泉水电站46km，距下游安康水电站约150km。电站安装3台60MW机组，建成后，将担负陕西省电网部分调峰、填谷和事故备用任务。年发电量为4.94亿kWh，年利用小时数2710h。有喜安,喜洋两条330kV出线，在喜洋线出口端加装一组330kV电抗器，变压器油总重量50T。
2/事故油池设计方案提出的背景
当电抗器事故喷油时，短时间内，大量的变压器油从电抗器内喷溅出来，泄往四周。如不采用专门的防护措施，一是对电抗器场内及周边环境造成污染；二是事故喷油后极易引起大火。因此，无论是从环境保护，还是从消防安全各方面考虑，都必须将这部分事故喷油安全有序地引到专门的设施中去，使其与外界火源隔离，降温存储起来，留待日后分离回收，加以处理，尽量利用。
对于水电站主变事故排油方式，早期有些水电站设计时是将事故油排至下游尾水，实践证明这是不可取的。由于水电站尾水出口多有反坡，水流产生纵向回旋，变压器油将集聚于尾水水面，如遇火苗，火灾危险仍然存在。况且，事故油排至下游将污染河道，这种办法早已被禁用。另一种是将油排入事故排油池，这是目前对变压器事故油主要采用的处理办法。变压器事故排油池作为变压器故障或火灾发生后排油的主要构筑物，对有效避免损失扩大、防止环境污染具有不容忽视的作用。
根据GB/T5218-2005《200~330kv变电站设计规范要求》，变电所内应设置事故油坑和总事故贮油池，以备变压器发生泄油事故时，将溢流的变压器油贮存，不致污染环境。GB50229-2006《火力发电厂与变电所设计防火规范》要求，多台变压器设置总事故贮油池时，其容量宜按最大一个油箱容量的60%确定，并且，事故排油池的设计在满足容积要求的同时，还应尽可能避免废油外排产生二次污染。
3方案设计
喜河电厂由于在设计时未考虑电抗器事故排油池，也未预留地下事故排油池安装位置。因此，该事故排油池的设置和设计方案，需考虑电厂配置装置及厂房建筑的实际情况，并结合现有事故排油池的主要型式及结构特征，因地制宜的制定。
电抗器事故排油机率很低，一旦排油，往往和消防用水同时发生，油水混合排入油池。常见的事故排油池有双池式和虹吸式，这两种油池均利用油水比重不同能自行分离油水，并适当考虑排油时，油水混合物分离时间差的影响。另一种事故油池为集油池加油水分离器的形式，集油池主要完成对事故油的收集、临时存储，随后通过自吸油泵，将集油池的事故油泵送至油水分离器中进行油水分离，最后将事故油存储起来，多余的水排走。
双池式事故排油池型式如图1所示，事故排油池主要由池体、排油管道、排水管道、通气管、人孔等组成。事故排油池中用墙分隔成双池。在变压器未发生事故时，事故排油池内保存一定高度的水，当变压器事故排油时，变压器事故油混合消防水将自排油管道注入事故排油池。在池中将存水和油水分离后的水排出池外，油始终存于池内。
虹吸式事故排油池型，油池利用虹吸原理排水蓄油，在一个池内实现排水蓄油功能，亦称单池式。
喜河电厂具有足够的条件布置上述三种事故排油池，但是考虑到事故油需要自流进入油池，所以双池式和虹吸式事故排油池需要足够的深度才行，所以这两种事故油池的开挖深度较深、工程量大，且施工复杂。而集油池加油水分离器方案不仅工程量小，造价低，且施工简单。所以，经过综合比较之后，采用集油池加油水分离器方案。
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4布置方案
经过现场勘测，主变压器旁有足够的场地进行事故排油池的布置，根据常规的设计要求，同时结合现场的实际工作环境，特拟定两种方案，各方案的详细介绍如下：
4.1方案一
集油池为地下布置，其顶板低于变压器排油阀门安装高程，油水分离器布置于集油池上方的空地处。
设置一个公共主变事故排油池，油池容量按照最大一台主变油量的60%确定。各台电抗器事故泄漏绝缘油经各自排油阀和排油管道，排至事故排油池的集油池内，集油池内油水混合物再经油泵提升至上部的油水分离器中进行分离，最终存储下事故油，排出消防水。
电抗器事故排油由事故排油阀和贮油坑排油两部分，贮油坑底设置连通事故排油池排油管的通道，以便及时排除贮油坑堆积的事故油料。由于贮油坑为敞开式布置，为了避免异物堵塞事故排油管，需在连接排油管部位设置栅格阻挡异，且为了防止无油渗漏时雨水进入事故排油管，格栅后贮油坑排油管进口处设置闸阀。
按照相关规范，电抗器事故排油池在布置上要对周围建筑物满足防火安全距离要求，对电抗器也有一定安全距离要求。并且，为了能够在电抗器发生火灾时正常开启事故排油阀和贮油坑排油管闸阀，需在上述阀门与电抗器油坑之间布置轻质防火隔墙，其高度应该是从油箱的底部向外45°角发散射线与防火墙中轴相交点以上50cm。另外防火墙体表面应加钢丝网粉刷层，以防爆炸发生时墙体填充物飞出。
4.2方案二
方案二与方案一的设计和布置形式相似，工作原理也一样，只是布置位置略有不同。考虑到油水分离器排水的便利性，将事故排油池布置于河岸侧。
5主要参数
1）排油管径：选择120mm 排油管坡度：≥2%
2）集油池尺寸：
取油容量γ=0.80 t/m3，则有效贮油容积：V=Q/0.80*0.6≈11.5（m3）
取油池投影面积为：s=4.0m×4.0m=16m2
集油池深度：h=1.5m
3）潜水泵组参数：
管道油泵：YG125-100
数量：一台。
供电电源：单回380V
控制方式：自动启停和备用
5集油池结构设计
5.1 结构设计
集油池净长4.0m，净宽4.0m，净深1.5m；池壁和底板均为0.4m厚的C25混凝土，盖板则为0.2m厚的C25混凝土；集油池盖板与地面齐平，盖板设0.7m×0.7m的人孔。
5.2 总造价估算
方案一与方案二仅在布置位置上有所区别，所以两方案的造价也相近。
6 方案比选
相比于方案二，方案一距离油池略近，由于事故油自流坡度的影响，其集油池开挖深度略浅于方案二；且方案一布置于场地的角落处，对今后场地的规划及交通影响较小。因此，推荐采用方案一。
作者；（1969— 陕西安康人，工程师，变配电高级技师 喜河水电厂员工）
论文作者:梁邦彦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/21
标签：事故论文; 油管论文; 变压器论文; 方案论文; 电抗器论文; 电厂论文; 油水论文; 《电力设备》2018年第14期论文;