变电站的消防管理

变电站的消防管理（精选6篇）

变电站的消防管理 篇1

摘要：消防, 是工业设计和电气设计中的重要问题, 如消防系统出现问题, 造成的损失无可估量, 对于110kv无人值班变电站的消防系统更是如此, 由于无人值班, 那么人的机动性就不能起到任何作用, 完全靠着自动化报警系统来对110KV无人值班变电站来进行保护。所以这套系统的设计非常重要, 笔者简单谈下110KV无人值班变电站的消防系统设计, 希望对各位有所帮助。

关键词：无人值班,变电站,消防

1 110KV无人值班变电站的日常工作情况

我们知道, 无人值班变电站的意义就在于利用科学技术的精确, 严谨, 来节省人力资源的作用。变电站中的所有电压变化工作, 都是由电脑系统中的电脑程式完成的, 这些程序按照固定的时间, 固定的模式, 固定的数据, 来进行有序的工作。可是如果当变电站中出现异常情况, 而无人察觉, 那么变电站的变电系统将会非常危险。举个例子来说, 当变电站发声电路短路现象的时候, 变电站中的线路就会电流迅速增长, 由于是无人值班的情况下, 如果消防报警系统恰好失效, 那么我们的损失可想而知。无人值班变电站本身就是一种新型工作形式, 电脑程序运营纵然十分精确, 但是当危险来临的时候, 也是电脑无法预计到的问题。在这样的情况下, 我们就更要设计好相应的消防系统才能对无人值班变电站做到最为稳妥的保护。

2 110KV无人值班变电站的消防系统设计

针对目前110KV无人值班变电站的工作, 我们将设计出一套对应的消防系统。以供变电站的日常消防工作。

首先我们知道在110KV无人值班变电站的变电设备组成中有避雷针这一设备。其主要原因是因为大部分的变电站在变电过程中会产生大量的电磁波, 而这些电磁波可能会引发雷电袭击, 因此, 在各个变电场所中, 发现避雷针的存在也就不稀奇了, 当然今天所说的避雷针这一设备, 可以说也是变电站消防系统中的一个组成部分。

所谓无人值班变电站, 就是利用所有的科技资源来对变电站的工作进行程序自动化的设计, 已达到无人监控时, 变电站也可以正常工作。变电的过程中产生大量的电磁波, 而这些电磁波就是变电站中所蕴含的灾害隐患之一。下面我们来看看变电站的消防系统设计。

首先我们对变电站中安装了一套消防探测设备。一般情况下来说, 变电站中最大的安全隐患就是电流短路, 和大量的电磁波囤积。那么首先我们就针对变电站从这两个方面来进行设计。

电流短路的情况, 我们都比较熟悉, 那么在变电站中, 我们可以看到的是电路运转正常, 而当电流迅速增大, 电压随之增大的时候, 就行成了短路情况, 此时最容易发生的就是由于电流过大产生的热量又无法散发出去, 很容易就引起了电火灾的情况。针对这一问题, 我们消防设计人员首先将电流增大的情况纳入到程序当中, 当电流检测达到了一定的临界值时, 消防系统就会自动报警, 这样的话消防中心的人就可以知道变电站的电流出现异常情况, 需要紧急处理的立即做出相应的处理措施, 这样就可以很好的避免异常灾难的发生。而当消防设备检测到的电流值达到了报警系统的高峰值的的时候, 电脑设备就会自动切断电源, 让变电站处于断电状态, 无法继续工作, 如此一来, 就可以等待消防人员赶到后, 查清灾害原因而争取时间。

在110KV的变电站中既有由输入电压变为高压电的情况, 也有由输入电变为低压电的情况, 而无论是从哪个方式来说, 变电站中都会囤积一定的电磁波。而这些电磁波一旦囤积达到一定的量值, 就有可能会引起灾害。针对这一情况, 我们消防人员则在整个消防系统中安装了电磁浓度探测器, 在正常的情况下, 每隔一段时间, 我们就会间变电站内的电磁波进行内部消磁工作, 让站内电磁波浓度保持在一个量值范围内。当站内的电磁波浓度超出一个量值的时候, 变电站的消防系统就会强制停止变电工作, 启动站内消磁系统, 进行消磁工作。而报警值与强制消磁的量值之间还有一段距离, 所以在一般情况下, 如果能够及时的清除掉站内的电磁波, 降低站内电磁浓度, 是不会影响到变电站的日常工作的。

上述两种情况, 就是无人值班变电站内的消防系统日常工作的情况。由于消防系统完全是按照电脑程序来进行工作的, 那么就要求前端的探测设备十分精确。下面我就来系统的介绍一下无人值班变电站的消防系统。

事实上, 无人值班变电站的的消防系统, 是由前端危险探测设备, 中段信号传输设备, 后端信号分析处理设备以及消防措施执行设备组成。整个系统需要的是一个精确的前端传感系统, 完整的通信系统, 而最为重要的就是最后的信号, 数据分析处理系统以及消防措施执行系统。整个消防系统的工作过程是这样的, 首先由前端的传感探测系统对环境进行实时探测, 其探测到的信号经过传输信道传输到终端。最终进入数据分析系统, 如果数据分析结果在正常范围内, 就可以不做处理, 如果信号值出现异常, 达到报警值时, 那么就可以让数据处理系统发出执行消防指令, 对前端的消防执行系统进行控制, 最终达到消防的作用。

3 对于无人值班变电站消防系统的建议

对于整个无人值班变电站的消防系统来说, 最重要的还是自动报警系统的精确性问题, 在一个无人当值的环境下, 完全靠着计算机来进行执行指令, 是不够的。对此, 笔者提出几点建议:

第一, 对于消防探测设备要定期巡查其灵敏度。如果前端探测设备的灵敏度不够, 那么传送出来的数据也是不准确的, 就像是摆设一样, 无法发挥其正常的作用, 更不用说是保证变电站的工作安全了。

第二, 对变电站的情况进行定期巡查, 对其消防系统的数据进行实时更新。根据环境的变化, 相应的消防指标数据也会有所变化, 所以, 要定期对变电站的情况进行巡查, 由于是无人值班的变电站, 在环境变化的时候无法及时的做出汇报, 所以对于变电站的定期巡查是非常必要的。

4 结束语

综上所述, 无人值班的变电站是科学进步的标志, 对于其消防工作的设计与执行, 变得十分重要。对国家和普通民众来说, 变电站的安全运行与我们的生活息息相关, 所以未来对于变电站的消防工作还要继续研究, 更加完善。

参考文献

[1]张俐, 张长勇.110kV无人值班变电站运行管理模式探讨[J].科技情报开发与经济, 2011 (01) :190-192

[2]胡蓬春, 杨辉, 王丽萍.110kV无人值班变电站综合自动化的改造现状及建议[J].电力系统保护与控制, 2009 (04) :79-81

变电站的消防管理 篇2

关键词：全户内变电站,水喷雾灭火,七氟丙烷气体灭火,二氧化碳气体灭火,消火栓系统

随着人们对生存环境和生活质量提出更高的要求, 放置于户外的变压器所产生的噪声及户外设备与城市景观的不协调成为比较突出和亟待解决的问题。同时为了节省用地、减少建筑面积、控制工程造价和与城建规划相协调, 许多变电所都设计为综合自动化无人值班变电所, 采用全户内布置方案。

相对于民用建筑, 工业建筑尤其是变电站对于消防安全具有更高的要求, 一旦发生火灾, 损失和影响都是十分巨大的。为杜绝火灾隐患, 提高消防设计的合理性是十分必要的。然而, 在常规变电所设计中, 消防设计的地位并不重要, 而在城市全户内变电所设计中, 由于工艺布置与常规变电所不同, 其重要性和特殊性就凸现出来, 且随着设计规范的更新, 全户内配电装置楼对消防设计的要求也越来越高。

1城市户内变电所建筑特点分析

根据电网典型设计, 城市220k V全户内变电站主要为一栋地上五层的高层配电装置楼, 主要建筑布置为:一层为电缆层及主变压器室;二层为10k V配电装置室、电抗器室、接地变室;三层为110k VGIS室、电容器室;四层为继保室、通信室、蓄电池室;五层为220k VGIS室。

其中火灾危险性对于建筑物的消防设计具有重要的影响。根据防火设计规范, 油浸变压器室火灾危险性为丙类, 耐火等级为一级;电容器室含可燃介质, 火灾危险性分类为丙类, 耐火等级为一级;电缆层主要为电气二次的控制电缆, 目前常用的电缆均为B类阻燃电缆, 未达到A类, 因此电缆层的火灾危险类别为丙类。因此, 220k V全户内配电装置楼的火灾危险性为丙类, 耐火等级为二级, 且建筑高度≥24m。

针对变电站的建筑特点及其火灾危险性, 全户内变电站消防设计主要包括以下几部分:室内外消火栓系统设计、主变压器水喷雾系统设计、电容器室气体灭火系统设计、10k V配电装置室和继保通信室的二氧化碳气体灭火系统、火灾报警系统及灭火器消防设施配置等。

2室内外消火栓系统

根据防火规范, 本变电站建筑耐火等级为二级, 建筑火灾危险性类别为丙类, 综合楼建筑体积为≤50000m3, 建筑高度>24m, 需设置室内外消火栓系统, 设计参数如下: (1) 室外消火栓系统用水量30l/s, 火灾延续时间3h; (2) 室内消火栓系统用水量30l/s, 火灾延续时间3h。根据相关规范计算室内、外消火栓用水量为648m3。另外, 在为满足火灾初期10min的消防用水量, 按计算本工程屋面设置18m3的装配式不锈钢消防水箱一个。

3主变压器水喷雾系统设计

电力变压器在电力系统中发挥着“心脏”的功能, 是电力系统不可缺少的重要部件, 一旦发生故障, 将导致整个区域内的电力网瘫痪;特别是其器身内充有几十吨的绝缘油, 在变压器短时或持续性故障时间里, 将分解出甲烷、乙烷、氢等可燃性气体, 如果产生的可燃气体数量或压力超过变压器的容许值时, 将从变压器器身的薄弱环节喷射出来而造成火灾。因此, 主变压器是变电所内消防的重点。根据防火规范, 当单台主变压器容量在125MVA以上及布置在户内的油浸变压器, 应设置水喷雾系统。

水喷雾系统设计强度:本体部分20l/m2.s, 油坑部分6l/m2.s, 灭火时间0.4小时。考虑火灾次数为一次, 单台主变压器设计流量约100l/s, 水喷雾消防用水量约144吨。系统针对一台主变设一台雨淋阀组, 阀组设在主变室外, 并设不锈钢雨淋阀间。干管管径DN200。当发生火灾时, 设于各主变的两类不同型号的探测器同时报警时, 水喷雾系统自动启动实施喷雾消防。

4消防水源、贮水池及消防水泵的设计

消防水源为市政供水管网接入消防水池经水泵加压后供室内外消防所需的水量。消防水池容积按火灾时一次最大室内、外消火栓用水量及主变水喷雾用水量之和计算, 需设储水量为800立方米的消防水池, 分设两个消防水池。

室内外消火栓给水系统与水喷雾灭火系统合在同一套管网, 统一由消防泵房内消防水泵加压供水。当仅由消防栓动作时, 启动1台消防泵, 当水喷雾动作时启动2台消防泵, 两用一备, 同时设置稳压设备一套 (一用一备稳压泵、气压罐) 。

5电容器室七氟丙烷气体灭火系统设计

配电装置楼户内油浸式电容器室消防也是所内消防的重点。考虑本变电所无人值守特点, 电容器室采用自动化程度较高的七氟丙烷气体灭火系统。

户内油浸电容器室的七氟丙烷系统采用全淹没组合分配系统, 共设两套七氟丙烷系统, 每套储存装置系统保护6个电容器室, 按防护区同一时间内发生最大的一次火灾考虑, 设计强度:七氟丙烷灭火系统的灭火设计浓度采用8.3%, 喷放时间为8s, 系统设计用量为184.8kg, , 充装率为723.23kg/m3。当探测系统接收到火灾信号后, 报警至主盘并送至有关单位, 并自动开启电磁启动阀实施灭火。

6二氧化碳气体灭火系统设计

根据《建筑设计防火规范》, 高层厂房应设置自动喷淋系统, 考虑到配电楼内均为电气房间, 不适用自动喷水系统, 因此对重要的电气设备房间采用二氧化碳气体灭火系统。

本设计对10kv配电室、继保及通信室、电缆层采用二氧化碳气体灭火系统, 按防护区内同一时间内发生最大的一次火灾考虑, 设计强度:设计浓度为47%, 喷发时间为1min, 系统设计用量为1883kg。当设于电气设备房间内的两类不同型号的探测器均报警时, 气体灭火系统自动启动。

7火灾自动报警系统的设计

按照SDJ2-88《220~500k V变电所设计技术规定》中有关条款, 城市户内变电所的主要建筑物有关房间和设备必须设置火灾自动报警系统。火灾自动报警系统一般均采用集中报警系统, 由火灾自动报警系统及消防联动控制系统组成。

根据安装位置和电气设备的特点, 在10k V配电室、继保及通信室、会议室等场所设置感烟探测器;在厨房平时油烟较大的场所设置感温探测器;在蓄电池室设置防爆感温、感烟探测器、电容器室设置感烟、感温两种探测器;主变压器、电缆层设置缆式感温电缆。

对采用水喷雾灭火系统的主变压器, 采用两路不同型号的缆式感温探测器。当两类不同型号的探测器均报警时, 水喷雾灭火系统自动启动。电容器室和10k V配电装置室、继保通信室、电缆层均采用感温、感烟两种探测器, 当两种探测器军报警时, 气体灭火系统自动启动。

消防联动的控制方式为手动、自动控制, 本工程联动控制主要是消火栓系统、水喷雾系统、气体灭火系统及排烟风机的联动, 可实现对消火栓系统、水喷雾灭火系统及气体灭火系统的监视及控制, 并接收相应的反馈信号。

8其他消防设备的配置

根据不同物质的火灾, 不同场所中工作人员特点, 配置灭火器应按《建筑灭火器配置设计规范》中有关规定执行。另外, 在主变压器附近设置消防小室, 小室内除配置相应的推车式干粉灭火器外还配置以下设备:消防砂池、消防铲、消防桶、消防斧等设施。主变压器均设置事故油池, 事故油池有效容积按变压器油量100%设计, 当发生火灾时, 将变压器油排入事故油池安全存放, 切断变压器火灾的燃烧源。

9结语

变电站消防稳压系统事故分析 篇3

关键词：消防稳压系统,稳压泵,止回阀,控制回路

0 引言

变电站消防系统的可靠性对电力设备的安全运行至关重要。稳压系统是变电站消防系统的重要组成部分,一旦出现异常,就可能导致火灾时消防系统无法及时供水灭火。

1 事故现象

某变电站有关人员巡视至消防泵房时听到异常声响。经检查,发现泵房内有大量蒸汽,且#1稳压泵持续启动,稳压泵出口水管处有水流涌出,消防管网压力表(该表装在稳压泵止回阀母线侧)指示为0,稳压泵控制面板上#2稳压泵过载灯亮。为此立即断开稳压泵电机电源。

2 消防稳压系统简介

该站消防稳压系统配备2台稳压泵及1个稳压罐。正常运行时,2台稳压泵的止回阀都处于打开状态,稳压泵控制面板上的稳压泵切换开关位于#1泵位置,消防管网压力由#1泵和稳压罐共同维持。事故发生后,经现场检查,发现事故是由#1泵止回阀回水渗漏引起的。但当时没有止回阀备品,所以并未立即更换,仅将稳压泵切换开关暂时置于#2泵位置,并关闭#1泵止回阀。

3 事故分析

该站稳压系统控制回路如图1所示。S1为稳压泵切换开关,S2为稳压泵自动/手动选择开关。

事故发生前,S1位于#2泵位置,S2位于自动位置。在这种状态下,若管网压力正常,则Ⅲ区中的P3、P2连通,P1、P2打开,继电器KA4得电,常闭接点KA4打开,继电器KA3失电;Ⅱ区中的常开接点KA3打开,接触器KM2无电;I区中的主触头KM2打开,#2泵不运转。若管网压力低于整定压低点,则Ⅲ区中的P1、P2连通,P3、P2打开,继电器KA3得电;Ⅱ区中的接点KA3闭合,ABCDEHI回路导通,接触器KM2得电,#2泵开始运行。当管网压力达到整定值高点时,P3、P2连通,P1、P2断开,接触器KM2失电,#2泵停转。

由此可看出,Ⅱ区中接点KA3闭合时,倘若D和E间的电路开路,则接触器KM2失电,造成a框内的接点KM2闭合;另一方面,由于继电器KA2始终得电,即b、c框内的接点KA2始终闭合,此时ABCDFGHI电路导通,造成接触器KM1得电,#1泵自动投运。同理,若S1置于#1泵位置,在对应的状态下#2泵也会自动投运。因此,本站消防稳压系统控制回路具有稳压泵“备自投”功能,即当运转的稳压泵由于特殊原因停转后,另一稳压泵会自动投运。

由以上分析可得到以下结论:

(1)根据“#2稳压泵过载灯亮”现象,可断定#2泵热继电器FR2动作,导致图1中D和E间的接点FR2打开,进而使#1泵自动投运。

(2)由于#1泵止回阀关闭,且管网压力表在止回阀母线侧,因此,即使#1泵一直运转也无法建压,从而造成Ⅱ区的接点KA3始终闭合。

(3)#1泵持续投运使稳压泵与止回阀间的密闭管道压力不断上升,造成管道沙眼扩大,水流涌出。同时,电机对管道里的水长时间做功,造成水温升高,蒸汽产生。

(4)#2泵热继电器动作原因不明,估计为管网漏水导致长时间打压造成的。

4 反措

为了消除#1泵止回阀回水渗漏缺陷,关闭#1泵止回阀,投入#2泵,但没有考虑到#2泵热继电器动作后#1泵会自动投运,这是本次事故发生的原因。

不难看出,对于该站稳压系统,当任一稳压泵止回阀关闭时,都须将稳压泵“备自投”功能解除,使停运的稳压泵不能自动投运。为避免此类事故再次发生,提出三种反措。

(1)关闭稳压泵止回阀时,手动使其电机热继电器脱扣。对于本次故障,可在关闭#1泵止回阀的同时手动使热继电器FR1脱扣(接点FR1打开),这样,当#2泵热继电器动作时,#1泵就不会自动投运。

(2)增加“备自投功能投退开关”S3。该开关应设置两个接点,分别与继电器KA1和继电器KA2串联,如图2所示。“备自投功能投退开关”置于投入位置时,接点S3闭合,若此时运行的稳压泵热继电器动作,则另一泵会自动投运。当任一稳压泵止回阀关闭时,应将“备自投功能投退开关”置于退出位置,断开接点S3,这样,工作的稳压泵热继电器动作时,停运的稳压泵就不会自动投运。

变电站的消防管理 篇4

随着国网公司“三集五大”体系建设的深入开展, 福建电网500 k V变电站全部实现无人值守。传统的变电站安消防系统已无法满足“远程集中监控, 现场无人值守”的要求, 建设变电站安消防远程集中监控系统已迫在眉睫。

在对全省500 k V变电站站端安消防系统调研过程中发现存在以下问题:

(1) 站端安消防厂家众多, 各家的安消防主机采用私有的技术协议, 安消防数据难以直接从其主机获取。

(2) 尝试直接从安消防传感器采集数据后发现, 未经站端安消防主机处理的数据频报、误报严重。单个变电站曾经出现每月2 000个告警信号。

(3) 未经站端安消防主机处理的告警信号与现场的安消防装置告警不一致。

1 系统架构设计

针对存在的问题, 并对安消防厂家的私有技术协议进行分析和研究, 确定出福建电网变电站安消防集中监控系统建设的技术路线:不直接采集安消防传感器的数据, 自主研发能够适应各主流安消防主机的通讯模块, 获取经处理后的安消防数据, 通过安消防IED/CMU和安消防CAC/SMU, 采用103规约将告警数据传送到安消防集中监控系统。

1.1 子站采集架构

根据确定的技术路线, 确定变电站安消防子站采用过程层、间隔层和站控层的架构方式[1], 各层的主要功能如下:

过程层:对安消防厂家的私有技术协议进行分析和研究, 研发能够适应多协议的安消防通讯板卡, 从安消防主机获取各类原始数据, 经处理后得到安消防的特征数据。采用RS485/RS232通信规约, 将特征数据传到间隔层的安消防IED/CMU。

间隔层:各安消防IED/CMU得到安消防的特征数据后, 通过网络或光纤, 采用IEC61850通讯规约[2]将数据汇总到站端监测单元CAC/SMU。监测数据就地存储, 网络或光纤将数据发送到站端监测单元。在网络失效的情况下, IED/CMU仍能独立完成设备的就地监控功能。

站控层:站端监测单元CAC/SMU对接收到的安消防监测数据进行分析、处理、存盘、展示, 同时将加工后的数据采用IEC103规约发送到安消防集中监控系统的前置子系统。

子站的三层架构方式解决了引言中提出的告警信号频报、误报以及和现场告警不一致的问题, 其架构方式如图1所示。

1.2 主站系统架构

安消防集中监控主站系统采用了Linux操作系统平台, 并使用My SQL数据库, 应用总线控制技术和模块化设计原理, 使系统具备很强的抗干扰性和很高的稳定性。安消防集中监控主站系统将变电站安消防信号集成一体, 完成信号采集、数据处理、信号传输、诊断分析、故障告警、视频关联、统计分析、参数设置等功能, 实现对变电站周界及消防的远程监控, 同时系统具有开放性和扩展性, 能够与其他系统进行通讯接口连接。主要包括前置子系统、视频监控系统、安消防监控子系统。

2 系统功能

2.1 告警展示

在主界面中提供四种总信号:安防告警、消防告警、故障

告警、高温告警。安消防告警采用告警灯闪烁和声音提醒方式。收到告警信号, 告警灯红色闪烁, 经人工确认后, 告警灯显示红色但不再闪烁;收到复位信号, 告警灯绿色闪烁, 经人工确认后, 告警灯显示绿色但不再闪烁。同时以滚屏方式显示最新的告警记录, 显示内容包括告警类型、告警点名称、告警时间、告警信息以及复位时间等。

2.2 告警联动

系统能够自动实现安消防告警联动, 当任意一设备发生告警时, 将触发联动变电站的其他系统执行相应的预案。如:当继保室烟感发出告警时, 系统自动发出告警声音, 并同时联动现场的摄像机, 监控实时图像;联动现场的灯光、空调设备, 并执行各种消防预案;联动电子地图, 显示告警点的位置。联动方式如图2所示。

2.3 告警确认

对于变电站安消防告警, 不管告警是否结束, 都需监控员对此告警进行确认操作。对于已经人工确定的告警, 如果此告警已经结束, 则告警总信号灯恢复显示为绿色, 如告警信号尚未结束, 设定时间内即使告警信号再次传送至中心, 系统也不进行告警声音及告警闪烁提示, 但告警灯依然显示为红色, 直到告警信号结束恢复为绿色为止。

2.4 挂牌屏蔽

运维人员在对变电站进行检修和测试时, 提前向监控员进行报备, 运维人员对此变电站安消防信号进行挂牌屏蔽, 系统主界面在对应变电站下方悬挂检修牌。此时系统在后台记录运维人员检修产生的各类信号, 但不向监控员推送告警信号。

2.5 告警查询

在告警查询页, 可对历史的安防告警、消防告警及故障告警日志信息进行查询。查询条件包括类型、时间、变电站等, 查询结果以表格的方式显示告警类型、变电站、告警点名称、时间、操作人员、内容等。

2.6 电子地图

可实现在电子地图图层上进行关联的视频通道察看、告警设备控制等功能。通过点击图层上的摄像机图标既可打开该摄像机视频播放界面, 也可对告警设备布防、撤防、告警状态进行察看。当告警发生时, 告警地点以醒目的标记闪烁在电子地图上, 同时自动打开相关视频图像。

3 结论

(1) 本项目研发的能够适应多协议的安消防通讯板卡, 已在安消防主机中部署, 以此获取有效信号量, 滤除无用干扰信号, 并在就地端IED实现安消防信号量的IEC61850数据转换, 解决了安消防节点信号的获取与解析这一难题。

(2) 将安消防信号进行IEC61850建模, 使得每一个安消防信号都有迹可循;对安消防信号告警建立一套完整的确认机制, 遵循谁确认谁负责的原则;对每一笔安消防告警都进行确认, 实现对变电站安消防信号的可靠监控。

(3) 自主研发一套安消防硬件和软件系统, 该系统采用了来电自启动、过热自告警、系统自动唤醒机制、告警记录就地存储、就地文件自动管理等先进技术, 大大提高了系统的稳定性和可靠性。

福建电网变电站安消防集中监控系统自投运以来, 运行稳定, 告警准确可靠, 满足国网公司“远程集中监控, 现场无人值守”的要求, 其建设经验具有很好的推广价值。

摘要：研究开发能够适应各主流安消防主机的通讯模块, 从安消防主机获取经处理后的安消防数据, 通过安消防IED/CMU和安消防CAC/SMU, 采用103规约将告警数据传送到安消防集中监控系统, 使得变电站安消防集中监控系统满足“远程集中监控, 现场无人值守”的要求。

关键词：安消防,集中监控系统,告警

参考文献

[1]胡俊.基于以太网的变电站智能监视监控系统研究[D].西安:西安石油大学, 2014.

变电站的消防管理 篇5

水电站是以水能为动力,通过水轮发电机组实现水能向电能的转换,同时向电网输出电能的特殊工业建筑。根据水电站的规模,可以分为巨型水电站(装机容量1 000 MW以上)、大型水电站(装机容量300 MW以上)、中型水电站(装机容量50 MW以上)和小型水电站(装机容量50 MW以下)。

建筑物或生产场所的火灾危险性,由其本身的特点所决定,水电站不同于一般的工业与民用建筑,它具有以下主要特点:自动化程度高,工作、运行人员少,人员均经过较严格、系统的专业培训;机电设备多,但设备具有较完善的监控、保护功能;除机电设备外,厂房内可燃物很少。

水电站本身的设备特点,决定了其发生火灾的可能部位包括:发电机、主变压器、油浸变压器(电抗器)、油开关、电缆等电力、电气设备;绝缘油、透平油系统;建筑装修可燃物等。另外,对于老式的铅酸蓄电池室,尚存在蓄电池氢气泄漏、积聚爆炸的隐患。

排除人为纵火的因素,水电站最可能发生火灾的原因是电气设备绝缘老化或事故引发短路造成火灾;油浸变压器遭雷击爆炸起火;油开关起火;设备长期超负荷运行或局部接触不良发生起火。水电站发生的火灾主要为A类和B类火灾。

水电站厂房的火灾危险性较小,根据《水利水电工程设计防火规范》(SDJ278-90),火灾危险性类别一般为丁、戊两类居多,部分场所为丙类。从发生火灾的情况看,国内外水电站发生火灾的情况并不多见,甚至远低于变电站发生火灾的情况。造成这种现象的原因,除水电站本身火灾危险性较低的原因外,水电站运行人员经过培训流动性较小,人为火灾隐患较低,这是其不同于一般公共建筑的地方。同变电站相比,水电站机电设备满负荷运行时间较短,也是一个重要因素。

2水电站消防设计原则和遵循的规程规范

水电站的消防设计应根据水电站的具体特点,遵循重点突出、预防为主、实用合理、安全可靠的方针。

目前在工业及民用建筑消防设计中,已经形成了以国家标准《建筑设计防火规范》(以下简称“建规”)和《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称“高规”)为通用规范,同时以《火灾自动报警系统设计规范》等若干专用消防系统工程规范为补充的完整规范体系,可以作为消防设计的依据。但目前尚没有专门用于水电站的国家标准。

1990年,由能源部、水利部水利水电规划设计总院和公安部消防局共同制订了《水利水电工程设计防火规范》(SDJ278-90)(以下简称“水电规”),并作为水利水电行业标准执行。1993年,电力部针对除核电以外的电力企业编制制定的《电力设备典型消防规程》(DL5027-93)(以下简称“电力规”),也可作为水电工程参照。除此之外,在水电消防设计中,同时执行建筑设计防火系列规范、消防系统工程系列规范等。然而,“水电规”并不是一部完整的规范,规范中虽重点对水电站的主要防火特点进行了规定,但对一些细节未做进一步明确,只是提出除必须执行本规范的规定外,尚应符合国家现行的有关设计标准、规范的要求,这就造成了在水电站消防设计、审查和验收过程中,理解分歧经常出现。

3中小水电站消防设计问题

3.1 消防水源

水电站消防水源可取自水库、电站进水压力钢管、尾水(河流),消防给水可采用自流(减压)供水、水泵加压供水或消防水池供水。水电站的消防水源和给水方式选择余地较大,可靠性高。在消防审查时,较常遇到的问题为是否设置消防水池。

对大多数水电站而言,采用水库取水、尾水(河流)取水、电站进水压力钢管取水,通过自流、自流减压或水泵加压的方式,消防供水已具有很高的可靠性。

对于引水式电站,如采用电站进水压力钢管取水,

则只有在引水系统断水检修时(此种情况很少出现,且时间很短),压力钢管才可能断水,此时如考虑应急供水,完全可采用临时水泵取尾水、河道水加压解决。设置消防水池与否,除应考虑布置条件外,还应与生活供水统筹考虑,否则如单独设置消防水池在经济上不合理,也无必要。

3.2 火灾自动报警系统

“水电规”明确规定,大型水力发电厂应设火灾自动报警系统,且明确了火灾自动报警系统使用部位。这些场所包括:中控室、继保室、计算机室、通信室、单机容量125 MW以上发电机风罩内;屋内式地下110 kV 以上油浸式变压器室、开关站;大型电缆室,电缆隧道和大型电缆竖井;厂房内装有固定式灭火系统的油罐室、油处理室;电梯机房等。

按规范规定,中小型电站在上述部位并未明确必须设置固定灭火设备和火灾自动报警系统。近年来,随着水电站自动化水平的提高,水电站的运行值班人员越来越少,一些电站已实现了“无人值班(少人职守)”,在此情况下对火灾的及早发现十分关键。因此,根据电站的实际情况,适当扩大火灾自动报警系统的设置范围,在中小型电站中设置火灾自动报警系统也有必要。但应遵循重点突出的原则,并应充分考虑电站的运行方式和设备本身的特点,如电站的运行方式是否为“无人值班(少人职守)”,变压器是油浸式还是干式变压器,开关是油开关还是真空开关或SF6开关,电缆是充油电缆还是普通电缆。

水电站设置固定灭火系统和火灾报警系统的部位是非常有限的,中小型电站更是如此。对于大多数中小型水电站,火灾探测器的点位总数不会超过60～100个。火灾自动报警系统可从简设置,只要能满足关键部位报警和联动要求即可。

消防设计审查中常出现的问题是:火灾自动报警系统设置部位扩大化,系统规模偏大,造成投资浪费,并且增加运行管理成本。

3.3 固定灭火设备

水电站设置固定灭火设备主要应与火灾自动报警系统联动使用,中小型电站主要使用部位在水轮发电机风罩、油浸变压器、油罐室、油处理室。固定灭火设备一般选用水喷雾灭火装置。

“水电规”规定:额定容量12.5 MW及以上水轮发电机,单个充油油罐容积超过50 m3室内油罐,单个充油油罐容积超过80 m3室外油罐,单台容量在90 MVA以上的电厂主变压器应设固定水喷雾灭火装置。

对主变压器设固定灭火设备的条件“水电规”未明确规定,只提出参照“建规”执行。在“建规”中规定:单台容量在90 MVA以上的电厂主变压器应设固定式灭火设备。而在“电力规”中又规定:变压器容量120 MVA及以上(新建工程单机容量200 MW以上),宜(应)装设固定水喷雾灭火装置。

按照以上规范规定,大多数中型和小型水电站除水轮发电机以外,其余部位可不设置固定水喷雾灭火装置。但鉴于水电站值班人员少,设置火灾自动报警系统和固定水喷雾灭火装置,一旦发生火灾,可及早发现、及时处理,非常有必要。特别要注意的是,水轮发电机水喷雾灭火装置绝对不允许误动作,否则将会造成重大损失,而目前火灾自动报警系统尚无法避免误报。因此,水轮发电机水喷雾灭火装置一般不宜与火灾自动报警系统联动,而应由值班人员确认后启动。如电站是属“无人值班”电站,则至少应有2个以上不同种类的报警器或报警条件同时动作,才能自动启动。

3.4 防排烟系统设计

在普通工业与民用建筑中,防烟、排烟的目的是将火灾产生的大量烟气及时予以排除,阻止烟气向防烟分区以外扩散,以确保建筑物内人员的顺利疏散、安全避难和为消防人员创造有利的扑救条件。而排烟与灭火又存在一定的矛盾,为防止火灾的蔓延,在规范中明确规定,当烟气温度超过280 ℃时,应自动关闭排烟口和排烟风机,以防止窒息灭火和火灾的蔓延。

水电站与普通建筑不同,水电站值班人员少,且经过严格培训,熟悉工作环境,火灾时可迅速撤离,对于无人值班电站,主、副厂房内已实现无人值班。在此情况下,如火灾时立即开启排烟设施,将可能造成火灾随空气流动迅速蔓延。而对于地下厂房、封闭厂房、坝内厂房等人员疏散相对困难的区域,则应在主要供人员撤离和消防人员进出的通道、消防电梯井、楼梯间设防烟设置,并且采用正压送风。其余场所火灾时均应迅速关闭送、排风系统,火灾后手动启动排烟系统。

在“水电规”中,只要求在地下厂房、封闭厂房、坝内厂房油浸变压器、油罐室、电缆室等场所设排烟设施,但对排烟、防烟的使用条件尚不明确,往往易在消防审查时造成分岐。新版的《水力发电厂房采暖通风与空气调节设计规程》(DL/T5165-2002)第9章,对此有了较明确的要求和解释,应参照执行。

中小水电站如采用地面厂房,则应尽量考虑采用自然排风(烟),对设于厂内的油浸变压器室、油罐室、蓄电池室、电缆室、电缆廊道、电缆竖井等,可酌情考虑设置事故机械排烟设施,以便灭火后开启排烟。

3.5 消防配电

水电站厂用电交流回路一般均具有两路以上的供电回路,并有外来电源,直流系统也很可靠。水电站厂用电的可靠性远高于一般的工业、民用建筑,作为消防用电完全能满足要求。因此,一般不应再单独设置专用消防供电设备。

3.6 灭火方式和设备的选择与使用

实际运行表明,水电站的灭火方式主要是水灭火和化学灭火两种,其中水灭火(包括水喷雾灭火)已能解决大多数种类的火灾,而化学灭火是对水灭火的一种补充。

水电站消防设备的配置,尤其是中小型水电站应立足于可靠、实用、经济和维护方便。实践证明,大多数电站火灾,水灭火或水喷雾灭火已完全能够达到要求。

在水电站中,火灾探测器和固定灭火设备主要设置在室内油浸变压器室、发电机、主变压器、开关柜室、中控室、电缆道(井)等部位。对于中控室、通信室、计算机室等贵重设备房间,可考虑配置一定的气体灭火器。使用干粉灭火器灭火后的处理非常困难,对设备造成损害大,可用于油库、变压器等场所和设备上。对于自动气体灭火系统,其初期投资大,维护费用高,且存在一定安全隐患。而规范并未要求在中小型电站采用。因此,在中小型电站中一般不宜选用。

另外,从笔者对一些电站的回访中发现,普遍存在消防设备维护不善的现象,有的灭火器已经过期仍未更换,有的水喷雾系统喷头堵塞现象较严重,这些问题应着力改进。

电站建设期间,尤其是机电安装和检修期间,火灾隐患较大,火灾危险性高。而水电站火灾很多都是在此期间发生,应重点防范。同时,消防器材应提前配置到位。如某中型电站,在安装过程中油开关不慎失火,幸好现场已提前配置了1211灭火器,火灾很快就被扑灭,避免了经济损失。

3.7 水电站机电设备选型

水电站机电设备选型应尽可能考虑消防方面的因素,而消防设计专业也应积极与其他专业配合,充分了解设备特点,提出合理的消防方案。例如,在水电站中,目前已越来越多地采用干式变压器、封闭母线、GIS、真空开关、SF6开关、免维护蓄电池等先进设备,这些设备替代了油浸变压器、油开关、普通铅酸蓄电池,普通电缆。另外目前中小型水电站,由于自动化水平提高,运行管理多采用委托运行和委托检修方式,有条件的中小水电站已取消透平油和绝缘油库,这也将减少很大部分的消防配置投入,同时大大降低或免除火灾隐患,提高了电站消防安全。

4结语

中小型水电站消防设计应遵循实用、适用的原则,在满足工程要求的前提下,尽可能节省工程投资。

目前的水电站消防设计规范尚未完善,尤其是对按“无人值班”设计的中小型水电站针对性不强,这就给实际使用、执行规范造成了较大不便。希望尽快修订水电防火规范,加强规范的针对性,以适应新的形势和技术发展要求。

参考文献

[1]尹迅飞,陈萍.水利水电工程消防设计中的有关问题[J].水力发电,1995,(10):57-58.

英布鲁水电站通风空调和消防设计 篇6

1 通风空调系统设计

水电站设置通风和空调系统的目的就是改善厂房或房间的室内空气品质,为机电设备的安全运行和工作人员的日常工作创造一个适宜的环境。室内空气品质由许多因素构成,主要的几项有:有害物质的浓度、空气温度、空气相对湿度、室内空气流速,而针对英布鲁水电站来说,除了个别房间(如油处理室等房间)有危险物质散发外,大多数房间设置通风空调系统的目的就是控制室内空气的温度、湿度、流速在一个合理的区间内,而这些区间在相关的设计规范内都有明确的要求。设计工作就是通过设计计算、系统布置和集成,使得通风与空调系统的容量和规模既能满足功能的要求,又具有较好的经济性。

英布鲁工程建设地属典型赤道几内亚气候区,全年分成雨季和旱季两个季节。6月中旬至9月底为旱季,气压高、气温低、云层厚、雨量少。10月至转年6月上旬为雨季,雷暴雨多、雨量大、一般在下午,历时1～2 h。多年平均降雨量1 598mm,年降雨天数142 d。多年平均气温26.3℃,极端最高温度37.6℃,一般发生在3月;极端最低气温14.5℃,一般发生在7月份。多年平均最大相对湿度为97%,按照每日时段统计,多年平均均相对湿度:早晨94%,中午13点64%,晚上19点81%。多年平均日照时数2 335 h,主导风向为西南风,平均风速1.2 m/s。从气象参数来说属于高温高湿型气候。

根据工程合同的附件———《技术报告》,本工程通风空调系统用室外设计参数如下:

通风室外计算温度/℃30.6

通风室外计算相对湿度/%80

空调室外计算干球温度/℃36

空调室外计算相对湿度/%90

空调室外计算日平均温度/℃30.6

根据中国规范DL/T 5165—2002《水力发电厂厂房采暖通风与空气调节设计规程》,主厂房内设计温度小于等于35℃,相对湿度小于等于80%。副厂房除个别房间外,室内设计温度不大于等于28℃。

本工程主厂房设置了机械通风系统,副厂房除电缆室等个别房间外设置了空调系统,运行村的住宅、学校、宾馆、酒吧等建筑也设置了空调系统。

1.1 主厂房通风系统设计

根据交钥匙工程合同的附件———《技术报告》,英布鲁水电站的主厂房只设置通风系统,因此,本次设计时沿用《技术报告》的方案,主厂房内只设置通风系统。

《技术报告》的通风方案为:“发电机层采用自然进风、机械排风与自然排风相结合的方式,水轮机层采用自然进风、机械排风的通风方式。”而且通风量巨大,主厂房总的通风量达到了30×105m3/h。本次设计根据气象资料和相关专业提供的设计资料,对通风方案做了调整。

本次设计的主厂房通风系统为全机械通风系统,根据主厂房功能和机电设备房间的布置分为3个系统。

主机间的送风系统从上游侧进风竖井取风,经风机加压后送风至主厂房发电机层(高程298.00m),送风方式为侧送风,在上游侧的空腔内布置总的送风风道,上右侧墙上布置8个送风口向发电机层下游侧射流送风,总送风量为127 920 m3/h。送风口的安装高度在5.5 m左右,保证工作区基本处于回风区,厂房发电机层的风速控制在0.8m/s以下,为工作人员创造较为舒适的工作环境。这部分送风分成两部分排出,一部分利用主厂房下游侧墙高处安装的轴流风机直接排风至室外大气中,以排出主厂房发电机层上部的热气,降低上部的空气温度,通风量为21 896 m3/h;另一部分通过楼梯间和吊物孔洞,进入水轮机层,改善水轮机层空间的温湿度环境后从水轮机层排至室外大气,风量为101 646 m3/h。水轮机层的排风系统利用上游侧管道廊道内的土建风道引风至298.00 m高程的排风机房,经排风风机加压后排到主厂房下游侧的室外大气中。

主厂房安装场下的机电设备房间主要有油罐室、油处理室、空压机室、水泵房等,这些房间单独从室外大气经进风竖井取风,送风机房布置在上游侧291.00 m高程的送风机房内,分成油罐室、油处理室和空压机室、水泵房两个送风系统单独送风。在油罐室和油处理室旁设置独立的排风机房,设置专用的防爆风机直接排到室外大气中。而空压机室、水泵房则将风直接排到水轮机层的主机间内,通过主机间的排风系统排至室外大气。油罐室和油处理室的通风量按照6次换气计算,为5 448 m3/h,空压机室和水泵房的通风量为4 360 m3/h。油罐室和油处理室和空压机室、水泵房的通风系统改善了这两个区域的温湿度环境,同时,油罐室和油处理室的通风系统还排出了透平油在储存和处理过程中散发到空间内的油雾,降低了发生爆燃事故的危险性。

主厂房尾水平台下布置有两层机电设备辅助用房,上层地面高程为291.00 m,安排有高、低压盘柜和厂用变压器室等房间,下层的地面高程为285.30 m,主要是电缆廊道。上层的盘柜室从主厂房水轮机层取风,利用墙上安装的轴流风机送风,排风则设置1套排风系统,利用共用的风道从各房间引风至本层的排风机房,用风机经排风竖井排至室外大气,其通风量为25 942 m3/h。285.30 m高程的电缆廊道的送风系统也是从上游侧的进风竖井取风,送风风机布置在上游侧的送风机房内,排风则利用风道经排风风机排至下游侧排风竖井,通至室外大气中。电缆廊道的通风量为32 098 m3/h。盘柜室和厂用变房间是按照排热来计算通风量,而电缆廊道的通风量则是按照事故通风所要求的通风量来确定的。

整个主厂房的通风系统共设有1个进风竖井,负责主机间和其它机电设备房间自室外大气的取风。进风竖井布置在安装场上游侧坝体内,底面高程291.00 m,顶部出坝面,在坝面以上部分设置进风楼,四面布置有进风窗。在主厂房安装场上游侧布置有2个送风机房,底面高程分别是298.00 m和291.00 m,分别负责主机间和机电设备房间的送风。主机间的排风机房布置在厂房上游侧的左边,底面高程为298.00 m,负责排出水轮机层的排风。在安装场下291.00 m高程布置有1个排风机房,里面布置有1台防爆风机,担负油罐室和油处理室的排风任务。在尾水平台下布置有2个排风机房,底面高程分别是291.00 m和285.30 m,负责盘柜和厂用变室以及电缆廊道的排风,同时在其下游侧也就是尾水平台的左侧设置1个排风竖井,负责尾水平台下机电设备房间的排风。

1.2 副厂房通风空调系统设计

在交钥匙工程合同的附件———《技术报告》中,副厂房只在个别房间设置了空调系统,其他房间均为自然通风。考虑到当地的气象条件属于高温高湿气候,因此,本次设计时,除了电缆夹层等个别房间外,其他房间都设置了空调系统,以便为工作人员创造一个较为舒适的工作环境。

副厂房的电缆室、蓄电池室、直流盘室等房间设置了通风系统,由于副厂房的这些房间处于地面以上,因此,其通风设备都选用墙上安装的轴流风机,直接从室外取风,直接排风到室外大气中。其他房间都设置了空调系统。

根据相关专业的要求,位于三层的中控室和继电保护盘室设置了单独的恒温恒湿空调系统,系统采用全空气系统,送风风道敷设在吊顶上,通过散流器送风到房间。空调机房布置在继电保护室的隔壁,回风通过隔墙上的回风口实现。

除了中控室和继电保护盘室外的空调房间均考虑舒适性空调。这部分房间设置了变频多联空调系统,有吊顶的房间,其室内机采用吊顶上安装的卡式四面出风机组,无吊顶的房间则采用壁挂式室内机。多联空调系统的室外机布置在屋顶,总的制冷量约为170 kW。

2 消防系统设计

2.1 消防、生活共用水源

枢纽消防给水系统的水源为地下水,整个电站枢纽的生活、消防共用1套地下水取水系统;在生活区高程317.00 m处打2口深水井,配置2台井用潜水泵,2台井用潜水泵一用一备,自动巡检交替使用,这套取水系统是生活区和厂区的消防、生活用水的惟一水源,井泵出水后送至生活区420.00 m高程生活和消防合用水池。

经过水质检测,本地地下水pH值偏酸性,不满足饮用水标准,在地下水被送至生活和消防合用水池前的供水管道上设置1套给水处理设备,设备主要功能是向管道中注入碱性溶液,中和原水中的酸性,使水质的pH值达到饮用水标准,并注入消毒液防止水质二次污染,生活和消防合用水池内设有溶液中和池,原水与药液经过在中和池循环流动达到药液和原水完全反应,水池出水管设有水嘴,用于监测水池出水水质。

生活区420.00 m高程处生活和消防合用水池容积50 m3,从生活水池引1根出水管,供生活区生活和消防用水、电站厂区生活用水以及为高程365 m的电站消防水池补水。

2.2 厂区消火栓给水系统

枢纽的消防给水系统设计为常高压给水系统,在生活区365.00 m高程设计1座容积为300 m3的电站消防水池,300 m3的消防储水量满足电站厂区一次火灾的所有用水量,此消防水仅用于电站厂区消防使用。从电站消防水池引2根DN200 mm的消防管道埋地敷设穿越土坝和泄水闸坝区至电站厂区,供主、副厂房室内外消火栓系统和发电机组水喷雾用水。消防水池由生活水池出水管负责补水。

室外消防管道在电站厂区内布置成环状管网,在环状管网上总共设置了8个室外消火栓,室外消火栓间的距离不大于80 m,能保证厂区每个单体建筑均在保护半径范围内。

在主厂房水轮机层设计环状消防管网,消防立管均由环管引出,发电机层和水轮机层均布置室内消火栓,保证水轮机层和发电机层每个点均能被两股消防水柱保护,从室外消防管网引2根管道进入主厂房水轮机层与室内环管相连;室外设2套水泵接合器。

副厂房室内各层均布置室内消火栓,在底部设环状消防管网,立管由环状消防管网引出,环管与室外消防管网有两个接口。

埋地的消防管道采用焊接钢管,考虑地下水的腐蚀性,埋地管道均采用加强防腐处理;架空消防管道采用内外热镀锌钢管,管径大于DN75mm卡箍连接,小于等于DN75 mm的丝扣连接。

2.3 生活区消火栓给水系统

从生活和消防合用水池出水管上引出1根支管至生活区,供生活区各个单体建筑生活给水及消防给水,在生活区室外给水管道上设置室外消火栓,消火栓的距离不大于120 m,保证每个单体建筑都在室外消火栓的保护范围以内。

由于生活和消防合用水池储水量不满足生活区室外一次消防用水量,所以设计为水池水位下降至1/2位置处水位计联动深井取水泵启动给水池补水,保证消防和生活的用水量。生活区室外消防用水量按10 L/s设计,取水系统的潜水泵设计出水量大于等于10 L/s。

2.4 移动式泡沫灭火设备

电站厂区内的透平油库、绝缘油库均配备移动式泡沫灭火设备,由消火栓供水进行灭火,发电机组和主变压器均配置推车式干粉磷酸铵盐灭火器。

2.5 灭火器的配置