無人值守變電站消防警戒集中監控系統方案設計
張,瑩
摘要:電力行業是一切經濟活動的支柱。隨著國家經濟的快速發展,能源需求大幅增長,國家加大了電網建設的投資力度。近幾年,電力設施、通信電纜等被偷盜、遭破壞現象頻頻出現,在網站上輸入“電力設施遭破壞”、“電纜被盜”等關鍵詞:進行搜索,結果顯示共有數以萬篇相關新聞和網頁。因此電力部門變電站對安全防范系統的需求更為強烈。
關鍵詞:無人值守變電站;監控系統;架構
無人值守變電站通常按照消防法律法規的要求安裝了獨立的火災報警和水噴霧自動滅火系統。這些系統在電力生產的防火救災中起到了關鍵的作用,為保護電力生產的安全和避免國家財產的損失做出了積極貢獻。水噴霧滅火作用不容置疑,但經過幾十年的運行實踐,也發現了水噴霧滅火系統的缺點和不足。
1變電站消防系統現狀
目前,隨著國民經濟的快速發展,各地用電負荷急劇增加,變電站的建設如雨后春筍般遍地開花。變電站作為整個輸變電的重要組成部分,承擔著承上啟下的重要作用。而變電站的防火設施配置,又直接影響其能否安全運行。針對突發火情,消防系統能否正常投入運行,實行壓制和撲滅初起火災是非常重要的。
現有變電站的消防系統主要側重于防火措施,當變電站的煙感和溫感探測器探測到火警時就會發出報警信號,通過網絡傳輸到調度指揮中心,值班員根據情況通知相關人員趕到現場利用配備在現場的少量手提式或推車式滅火器進行滅火。
存在的問題是煙感和溫感探測器都需要達到一定的溫度才能夠實現報警。特別是煙感或溫感均裝置在房間的頂部,當煙感或溫感探測到火警時,就意味著火勢已經從機柜內蔓延到機柜外,并且對其他設備已經造成了很大的威脅,已錯過最佳的火災撲救時機。
加之無人值守變電站一般都建在比較偏遠的地方,等到救援人員或消防隊趕到現場時,火勢已蔓延。滅火器顯得微不足道了。另外消防隊用水來滅火,水對電器設備造成的破壞有可能比火災還嚴重。雖然現在的無人值守變電站具有應急供電切換功能。但是一旦某機柜發生火情不能及時撲滅,馬上會波及其他機柜,導致整個變電站的停止運行,帶來不可估量的損失。
2變電站的消防系統設計
變電站的消防系統設計目前主要分為建(構)筑物的防火設計、電力設備的電氣消防設計、設備間(室)的防火設計、變電站內消防設施、消防器材的配備幾個方面。
2.1建(構)筑物的防火設計
建(構)筑物的防火設計包括建(構)筑物構件的燃燒性能和耐火極限、與變電站外民用建(構)筑物及各類廠房、庫房、堆場、貯罐之間的防火間距、各建(構)筑物及設備的防火間距、站內消防車道的設置。
2.2電力設備的電氣消防設計
電力設備的電氣消防設計主要包括油浸式變壓器、油浸式電抗器(電容器)、油浸式消弧線圈和油浸式互感器、電纜以及其他設備的消防。
1 )油浸式變壓器
變電站中的主變壓器、所用變壓器、配電設備的配電變壓器等大多使用油浸變壓器,而該類型的變壓器發生火災幾率是很高的。油浸變壓器從0.5kVA到150 ~800MVA大型主變壓器,單臺變壓器的充油量有的已超過100t。變壓器線圈浸于油中,變壓器油起散熱和絕緣作用。而一旦由于變壓器油外泄著火,后果則不堪設想。
目前針對油浸式變壓器的消防措施主要考慮變壓器、戶外配電裝置之間及與各建(構)筑物的防火間距、事故油池的設置和滅火系統的配置。
當油量為2500kg及以上的屋外油浸變壓器之間的防火間距不能滿足防火要求時,應設置防火墻。
b.事故油池的設置
屋外單臺油量為1000kg以上的電氣設備應設置貯油或擋油設施。擋油設施的容積宜按油量的20%設計,并應設置將事故油排至安全處的設施;當不能滿足上述要求且變壓器未設置水噴霧滅火系統時,應設置能容納全部油量的貯油設施。當設置有油水分離措施的總事故貯油池時,其容量宜按最大一個油箱容量的60%確定。
c.變壓器滅火系統的配置
按照國家規范GB50229 —2006 《火力發電廠與變電站設計防火規范》的要求,單臺容量為125MVA及以上的油浸變壓器應設置固定自動滅火系統及火災自動報警系統;變壓器排油注氮滅火裝置和泡沫噴霧滅火裝置的火災報警系統宜單獨設置。
2 )油浸式電抗器(電容器)、消弧線圈和互感器
油浸式電抗器(電容器)應就近設置能滅油火的消防設施,并應設有消防通道。
3 )電纜的防火
電纜的防火主要指電纜從室外進入室內的入口處、電纜豎井的出入口處、電纜接頭處、主控制室與電纜夾層之間以及長度超過100 米的電纜溝或電纜隧道,均采取防止電纜火災蔓延的阻燃或分隔措施,并根據變電站規模及重要性采用防火隔墻或隔板,并用防火材料封堵電纜通過的孔洞,電纜局部涂防火涂料或局部采用防火帶、防火槽盒。
施工中動力電纜與控制電纜不混放、分布不均及堆積亂放。在動力電纜與控制電纜直接,設置層間耐火隔板。
4 )其他電氣設備
油斷路器火災時,切斷其兩側前后一級斷路器電壓,然后采用氣體、干式滅火器等進行滅火。
干式變壓器、電流互感器等電氣設備配置移動式干粉滅火器。
2.3設備間(室)的防火設計
設備間(室)的防火設計主要指變壓器室、電容器室、蓄電池室、電纜夾層、配電裝置室的疏散出口、防火門設計。
變壓器室、電容器室、蓄電池室、電纜夾層、配電裝置室的們向疏散方向開啟;當門外為公共走道或其他房間時,該門采用乙級防火門。
建筑面積超過250m2 的主控通信室、配電裝置室、電容器室、電纜夾層,疏散出口不宜少于2 個。當配電裝置室的長度超過60m時應增設1 個中間疏散出口。
蓄電池室內裝修有防酸措施,使用防爆型照明燈具、防爆型排風機,裝設通風裝置,單獨設置通風道,安裝防爆型探測器。
2.4變電站內消防給水設施、滅火器的配備
變電站的規劃和設計,應同時設計消防給水系統,消防給水量應按火災時一次最大室內和室外消防用水量致和計算。
變電站滅火器仍按建筑物火災危險類別及危險等級設置。其設計應符合相關規范。
2.5變電站消防供電及應急照明
變電站的消防供電應符合下列規定:
1 )消防水泵、電動閥門、火災探測報警與滅火系統、火災應急照明應按II類負荷供電
2 )消防用地設備采用雙電源或雙回路供電時,應在最末一級配電箱處自動切換。
3 )應急照明可采用蓄電池作備用電源,其連續供電時間不應少于20min。
4 )消防用電設備應采用單獨的供電回路,當發生火災切斷生產、生活用電時,仍應保證消防用電,其配電設備應設置明顯標志。
3變電站消防存在的問題
目前電力系統自動化的四遙(遙測、遙信、遙控、遙調)不能完全支持變電站無人值守,因為四遙不包涵對變電站環境監控的全部內容,例如防火、防盜、防爆、防漬、防水氣泄漏等。正因為如此,即使對一個完全實現了四遙的變電站,人們對“無人值守”仍是放心不下。
對于像防火這樣的問題,消防設施都是按有人值守設置的,要實行無人值班,就需要在遠方的監控中心可以收到消防的報警信號,并能夠在遠方遙控操作啟動消防滅火設施,撲滅火災。在實踐活動中,人們發現,消防報警裝置和處于自動狀態的自動噴淋系統都存在著比較多的誤動現象,自動噴淋系統的誤動對于變壓器的設備會帶來嚴重的后果,會造成較大的經濟損失,所以,在實踐中,變電站中的自動噴淋系統一般都設置為手動狀態,由值班人員確定有火災后手工啟動。
4結論
從變電站設計考慮,主要是落實變壓器防火間距的要求,若不滿足要求則增加防火墻;
其次是變壓器、主控通信室、配電裝置室等重要設備及設備間配備火災自動報警系統和自動滅火系統的靈敏度和實施性要提高;
再次是加強電纜敷設的防火封堵。
在遠方實施監控消防裝置,就必須排除誤處理,這樣就要求人們不僅需要在遠方的監控中心能及時發現環境有異常報警,還需要對該報警作真偽的甄別,才能在遠方通過遙控進行合理的處置,避免誤處理造成損失。于是帶遙視功能的自動消防警戒集中監控系統是解決變電站無人值守消防問題的途徑之一。