智能變電站消防滅火系統(tǒng)優(yōu)選探究

王 瑞，郝志剛

（1.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030001；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司，山西 太原 030002）

0 引言

目前，智能變電站通常為無(wú)人值守，而消防配置仍按有人值守考慮，消防系統(tǒng)不能達(dá)到變電站智能化消防的要求，遇到火情不能有效實(shí)現(xiàn)滅火。因此，需要依托智能變電站的“智能化監(jiān)測(cè)、智能化分析、智能化防控”構(gòu)成設(shè)備運(yùn)行、火災(zāi)探測(cè)、滅火執(zhí)行系統(tǒng)的消防監(jiān)控系統(tǒng)。

智能變電站消防系統(tǒng)的智能化能提供從設(shè)備接入安裝、配置管理到設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)告警的一體化在線服務(wù)，有效實(shí)現(xiàn)消防配置合理化、消防反應(yīng)時(shí)間縮短化、消防通信及遠(yuǎn)程控制智能化，方便運(yùn)維人員及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，盡快處理故障，降低運(yùn)維成本，提高工作效率，做到實(shí)時(shí)防護(hù)、及時(shí)滅火的常態(tài)化消防安全工作，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，以智能化手段解決無(wú)人值守變電站消防配置滯后的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)化安全的消防目標(biāo)。

1 智能變電站消防滅火系統(tǒng)架構(gòu)

依據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50229—2006、《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》DL 5027—2015、《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50016—2014的相關(guān)要求，變電站消防系統(tǒng)涵蓋了主控制室、通信機(jī)房、電纜層、電纜豎井和電纜隧道、繼電器室、電抗器室、電容器室、配電裝置室、蓄電池室、電抗器、變壓器等，常規(guī)變電站消防設(shè)施配置及滅火系統(tǒng)僅考慮了在油浸式變壓器、油浸式電抗器設(shè)置固定滅火介質(zhì)及系統(tǒng)，其他建筑物和設(shè)備僅考慮設(shè)置火災(zāi)探測(cè)器。

本文提出的智能變電站各重點(diǎn)部位的滅火系統(tǒng)，配合基礎(chǔ)的安全運(yùn)行措施和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守智能變電站消防報(bào)警、滅火、遠(yuǎn)程控制和聯(lián)動(dòng)功能，在火災(zāi)初期就做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、消除隱患，滿足智能電站的消防安全管理要求，真正解決無(wú)人值守變電站“只防不消”的現(xiàn)狀，提高電網(wǎng)消防工作的安全性、靈活性、可靠性和資源優(yōu)化配置水平。

2 智能變電站各重點(diǎn)部位滅火系統(tǒng)優(yōu)選

2.1 主變壓器滅火系統(tǒng)優(yōu)化選擇

目前變電站中主變壓器、所用變壓器、配電設(shè)備的配電主變壓器等大多使用油浸變壓器，而該類型變壓器發(fā)生火災(zāi)的幾率很高，火災(zāi)比例占變電站火災(zāi)的31%。油浸式變壓器采用絕緣材料，鐵芯的支架和襯墊有可燃材料，內(nèi)部貯有大量的絕緣油。主變各滅火系統(tǒng)的滅火特性、技術(shù)可靠性、經(jīng)濟(jì)適用性等綜合對(duì)比分析見表1。

表1 4種滅火系統(tǒng)的綜合比較

通過(guò)綜合比較，主變壓器滅火系統(tǒng)有如下特點(diǎn)。

a）水噴霧滅火系統(tǒng)的消防泵房和消防水池可同時(shí)供水噴霧滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)共同使用，如站內(nèi)需要設(shè)置消防給水系統(tǒng)，水噴霧滅火系統(tǒng)的投資較低。但是水噴霧滅火系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致消防水池容積增加，站區(qū)管道布置難度增大，對(duì)站區(qū)的建構(gòu)筑物的整體布置產(chǎn)生一定影響。

b）合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)消防管道管徑相對(duì)較小，對(duì)總平面布置相對(duì)有利，且泡沫噴霧滅火系統(tǒng)在低溫天氣中可靠性更高，但后期維護(hù)（補(bǔ)充、更換泡沫）費(fèi)用較高，主要應(yīng)用于北方寒冷地區(qū)的變電站。

c）排油注氮滅火系統(tǒng)在土建成本、事故（火災(zāi)）損失、適用條件、后期維護(hù)、經(jīng)濟(jì)性等方面占有一定優(yōu)勢(shì)，在山西省常規(guī)變電站應(yīng)用較多。新型排油注氮滅火系統(tǒng)提供了一種可有效防止主變排油注氮滅火裝置誤動(dòng)的控制方式，其滅火系統(tǒng)如圖1所示。該裝置解決了現(xiàn)有無(wú)人值守變電站主變排油注氮滅火裝置不能有效、及時(shí)啟動(dòng)的技術(shù)難題。

因此，主變壓器滅火系統(tǒng)推薦采用新型排油充氮滅火系統(tǒng)，油浸式高壓電抗器滅火系統(tǒng)可按照主變壓器滅火系統(tǒng)采用。

圖1 新型主變充氮滅火系統(tǒng)圖

2.2 配電室及二次設(shè)備室滅火系統(tǒng)優(yōu)化選擇

隨著防火規(guī)范的不斷完善和公安部對(duì)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性要求，氣體滅火系統(tǒng)在變配電場(chǎng)所的設(shè)置已經(jīng)引起足夠的重視。智能變電站配電室、二次設(shè)備室滅火系統(tǒng)一般采用氣體滅火系統(tǒng)和火探管式自動(dòng)探火滅火裝置。配電室、二次設(shè)備室滅火系統(tǒng)綜合性能對(duì)比如表2所示。

從滅火介質(zhì)、滅火系統(tǒng)形式對(duì)比分析氣體滅火系統(tǒng)和火探管式滅火裝置可知，火探裝置作為國(guó)際創(chuàng)新型的集探火、滅火功能為一體的小型裝置，不受空間的限制，尤其是對(duì)于相對(duì)密閉、空間體積較小的設(shè)備保護(hù)，如變配電柜、通信機(jī)柜等有相對(duì)密閉外殼的機(jī)柜設(shè)備，具有顯著的優(yōu)越性。因此，配電室、二次設(shè)備室滅火系統(tǒng)推薦選用火探管式自動(dòng)探火滅火裝置。

表2 滅火系統(tǒng)比較

2.3 電纜溝（電纜隧道）滅火系統(tǒng)優(yōu)化選擇

電纜密集布置在多層電纜橋架內(nèi)，初期火災(zāi)為隱燃，具有遮擋特性，易復(fù)燃，火災(zāi)煙氣腐蝕電纜，電纜火災(zāi)傳播速度很快，且火災(zāi)極不容易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的消防措施難以施展，其火災(zāi)隱患極大。目前，電纜隧道消防安全僅考慮線型感溫火災(zāi)探測(cè)，或增加防火封堵，對(duì)如何設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，加強(qiáng)自動(dòng)撲滅初期火災(zāi)的措施尚欠缺。

根據(jù)電纜溝（電纜隧道）火災(zāi)特性及火災(zāi)事故分析，為提高智能變電站電纜溝（電纜隧道）的消防本質(zhì)安全化，通?？刹捎没鹛焦苁阶詣?dòng)探火滅火裝置、超細(xì)干粉滅火裝置以及氣溶膠滅火系統(tǒng)。電纜溝（電纜隧道）滅火系統(tǒng)比較見表3。

綜合比較上述滅火裝置可知，超細(xì)干粉滅火裝置滅火效率高、速度快，可自動(dòng)啟動(dòng)滅火，同時(shí)造價(jià)低，安裝維護(hù)方便。因此，電纜溝（電纜隧道）滅火系統(tǒng)優(yōu)選超細(xì)干粉滅火裝置。

2.4 自動(dòng)滅火消防系統(tǒng)設(shè)置

在利用現(xiàn)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置措施的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分利用無(wú)人值班智能變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（如變電站主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控技術(shù)等）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火消防系統(tǒng)的設(shè)置。

a）主變壓器及高壓電抗器采用新型排油充氮裝置通過(guò)系統(tǒng)控制、自動(dòng)聯(lián)動(dòng)的改進(jìn)措施，解決誤動(dòng)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投入使用。

b）配電室、二次設(shè)備室選用火探管式自動(dòng)探火滅火裝置?；鹛窖b置具有現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)采集的能力，并能實(shí)時(shí)處理，同時(shí)向控制器傳遞正常、火警信號(hào)，并可向控制器上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)煙濃度的數(shù)據(jù)。

c） 電纜溝（電纜隧道） 選用超細(xì)干粉滅火裝置。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，分布于保護(hù)對(duì)象的超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置上的熱敏線接收信號(hào)后直接啟動(dòng)滅火裝置實(shí)施滅火動(dòng)作，并將滅火信號(hào)通過(guò)該區(qū)域的火災(zāi)探測(cè)器傳到消防報(bào)警主機(jī)。

表3 電纜溝（電纜隧道）滅火系統(tǒng)比較

3 結(jié)論

智能變電站消防系統(tǒng)要滿足智能化需求，依據(jù)相應(yīng)規(guī)范，需采用技術(shù)穩(wěn)定、滅火高效、經(jīng)濟(jì)合理的智能化消防裝置，以及時(shí)撲救變電站火災(zāi)，最大化減少損失。因此，主變壓器、高抗滅火系統(tǒng)推薦采用新型排油注氮滅火系統(tǒng)；配電室、二次設(shè)備室優(yōu)先選用火探管式自動(dòng)探火滅火系統(tǒng)；電纜溝（電纜隧道）選用超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)。同時(shí)，充分利用無(wú)人值班智能變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)控制、自動(dòng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)、智能化分析、智能化防控，從而使智能變電站在無(wú)人值守情況下以智能化手段達(dá)到本質(zhì)化安全的消防目標(biāo)。