火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在光伏電站中的應(yīng)用

郭哲延 賈婷 柴麗娜 李亞娟 沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院

光伏電站內(nèi)主要建筑為變配電站、綜合控制室，對(duì)于電壓為35kV以上，單臺(tái)變壓器為5000kV―A以上的變電站，變壓器規(guī)模屬于GB50229－2006《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的適用范圍，消防設(shè)計(jì)可參照該規(guī)范執(zhí)行，其他變電站消防設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)執(zhí)行GB50016－2006 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。

1 光伏方陣區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)分析

匯流箱、電池組件及電纜火災(zāi)危險(xiǎn)。匯流箱、太陽(yáng)電池組件及電纜全部露天分散布置或地埋敷設(shè)，露天布置電氣設(shè)備的最大火災(zāi)隱患是雜草灌木自燃引發(fā)的火災(zāi)。

逆變器的火災(zāi)危險(xiǎn)分析。逆變器室內(nèi)布置有直流屏、逆變器、UPS等電氣設(shè)備，僅逆變器的散熱就高達(dá)20kW以上，其單位空間熱量大于0.4kW/m3。由此可知，若逆變器室散熱功能不完善，必會(huì)引發(fā)逆變器室重大火災(zāi)。

2 大型光伏電站的特征

大型并網(wǎng)光伏電站由光伏陣列區(qū)、升壓變電站、箱式升壓變、逆變器等設(shè)施組成，項(xiàng)目占地面積大，每50MW規(guī)模的光伏電站占地面積約為1500m畝左右。光伏電站的升壓變電站與常規(guī)變電站項(xiàng)目類似，占地10畝左右，電氣設(shè)備布置較為緊湊，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)成熟，設(shè)計(jì)體系嚴(yán)謹(jǐn)。

逆變器是光伏電站重要設(shè)備，它將電池組件的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能，以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。大型光伏電站多采用mW級(jí)逆變器，逆變器功率損耗約2%，一套1MW逆變器損耗高達(dá)20kW。

基于以上原因，根據(jù)當(dāng)前光伏電站實(shí)際容量考慮，本設(shè)計(jì)將火災(zāi)報(bào)警系分為小型電站火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和大型電站火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3 本設(shè)計(jì)的主要依據(jù)規(guī)范

1)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006

2)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50140-2005

3)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB 50229-2006

4)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-98

4 設(shè)計(jì)范圍

小型電站主要是1mW以內(nèi)的低壓、中壓并網(wǎng)系統(tǒng)，大型電站為10mW以上的光伏電站，一般需配置火災(zāi)的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。目前，國(guó)家暫無(wú)光伏電站設(shè)計(jì)的防火相關(guān)方面的規(guī)范，光伏電站防火設(shè)計(jì)可跟據(jù)上述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本說(shuō)明將涵蓋上述幾種不同容量的系統(tǒng)防火設(shè)計(jì)要求。

5 小型電站火災(zāi)的報(bào)警系統(tǒng)

根據(jù)火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)的防火規(guī)范，50mW以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，故小型電站可根據(jù)實(shí)際情況按相關(guān)規(guī)范的要求設(shè)計(jì)，配置一定數(shù)量滅火器來(lái)實(shí)現(xiàn)防火要求。具體的設(shè)計(jì)要求如下：

本電站為E類中危險(xiǎn)級(jí)，應(yīng)置干粉滅火器。滅火器擺放應(yīng)穩(wěn)固，便于取用，其銘牌朝外，若滅火器設(shè)置在滅火器箱之內(nèi)，滅火器箱不得上鎖。滅火器的頂部距離地面高度不大于1.5m。底部的距離地面高度不宜小于0.08m，滅火器的數(shù)量每處均為二具。依照國(guó)家相關(guān)滅火器的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)滅火器檢查更換。

6 大型電站的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站整體監(jiān)控及防護(hù)。本設(shè)計(jì)范圍為無(wú)功補(bǔ)償室區(qū)域火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及光伏方陣場(chǎng)逆變升壓室，將#1~#20逆變升壓室信號(hào)及無(wú)功補(bǔ)償室信號(hào)接至火災(zāi)報(bào)警控制器的主機(jī)上。

本工程火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)報(bào)警控制器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、感煙探測(cè)器、聲光報(bào)警器、各類模塊和消防電話等組成。控制模塊底邊、手動(dòng)報(bào)警器按鈕均距所在地面1.5m，聲光報(bào)警器距地面為2m。

施工應(yīng)滿足《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50166-2007)。逆變升壓室間和無(wú)功補(bǔ)償室及綜合樓之間的信號(hào)線、電源線通過(guò)1根ZR-KVVP2-22電纜相連，逆變升壓室間的消防電話線通過(guò)1根ZR-KVVP2-22的電纜相連。逆變升壓室及無(wú)功補(bǔ)償室內(nèi)的軟線沿墻穿管敷設(shè)。信號(hào)線和電源線共穿一根管敷設(shè)，消防電話線應(yīng)單獨(dú)穿管。主控室火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)依圖紙要求施工，將所有型號(hào)線匯至中控室的火災(zāi)報(bào)警控制器中。

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