王 瑞，郝志剛

（1.中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西 太原 030001；2.國網(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人值守，而消防配置仍按有人值守考慮，消防系統(tǒng)不能達到變電站智能化消防的要求，遇到火情不能有效實現(xiàn)滅火。因此，需要依托智能變電站的“智能化監(jiān)測、智能化分析、智能化防控”構成設備運行、火災探測、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備接入安裝、配置管理到設備實時監(jiān)測、狀態(tài)告警的一體化在線服務，有效實現(xiàn)消防配置合理化、消防反應時間縮短化、消防通信及遠程控制智能化，方便運維人員及時掌握現(xiàn)場運行情況，盡快處理故障，降低運維成本，提高工作效率，做到實時防護、及時滅火的常態(tài)化消防安全工作，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行，以智能化手段解決無人值守變電站消防配置滯后的現(xiàn)狀，實現(xiàn)本質(zhì)化安全的消防目標。

1 智能變電站消防滅火系統(tǒng)架構

依據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》GB 50229—2006、《電力設備典型消防規(guī)程》DL 5027—2015、《建筑防火設計規(guī)范》GB 50016—2014的相關要求，變電站消防系統(tǒng)涵蓋了主控制室、通信機房、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、油浸式電抗器設置固定滅火介質(zhì)及系統(tǒng)，其他建筑物和設備僅考慮設置火災探測器。

本文提出的智能變電站各重點部位的滅火系統(tǒng)，配合基礎的安全運行措施和火災自動報警系統(tǒng)，實現(xiàn)無人值守智能變電站消防報警、滅火、遠程控制和聯(lián)動功能，在火災初期就做到及時發(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)生火災的幾率很高，火災比例占變電站火災的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、技術可靠性、經(jīng)濟適用性等綜合對比分析見表1。

表1 4種滅火系統(tǒng)的綜合比較

通過綜合比較，主變壓器滅火系統(tǒng)有如下特點。

a）水噴霧滅火系統(tǒng)的消防泵房和消防水池可同時供水噴霧滅火系統(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)會導致消防水池容積增加，站區(qū)管道布置難度增大，對站區(qū)的建構筑物的整體布置產(chǎn)生一定影響。

b）合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)消防管道管徑相對較小，對總平面布置相對有利，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（補充、更換泡沫）費用較高，主要應用于北方寒冷地區(qū)的變電站。

c）排油注氮滅火系統(tǒng)在土建成本、事故（火災）損失、適用條件、后期維護、經(jīng)濟性等方面占有一定優(yōu)勢，在山西省常規(guī)變電站應用較多。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)有無人值守變電站主變排油注氮滅火裝置不能有效、及時啟動的技術難題。

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公共安全行業(yè)標準的強制性要求，氣體滅火系統(tǒng)在變配電場所的設置已經(jīng)引起足夠的重視。智能變電站配電室、二次設備室滅火系統(tǒng)一般采用氣體滅火系統(tǒng)和火探管式自動探火滅火裝置。配電室、二次設備室滅火系統(tǒng)綜合性能對比如表2所示。

從滅火介質(zhì)、滅火系統(tǒng)形式對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，尤其是對于相對密閉、空間體積較小的設備保護，如變配電柜、通信機柜等有相對密閉外殼的機柜設備，具有顯著的優(yōu)越性。因此，配電室、二次設備室滅火系統(tǒng)推薦選用火探管式自動探火滅火裝置。

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)，初期火災為隱燃，具有遮擋特性，易復燃，火災煙氣腐蝕電纜，電纜火災傳播速度很快，且火災極不容易被及時發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的消防措施難以施展，其火災隱患極大。目前，電纜隧道消防安全僅考慮線型感溫火災探測，或增加防火封堵，對如何設置自動滅火系統(tǒng)，加強自動撲滅初期火災的措施尚欠缺。

根據(jù)電纜溝（電纜隧道）火災特性及火災事故分析，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?？刹捎没鹛焦苁阶詣犹交饻缁鹧b置、超細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，超細干粉滅火裝置滅火效率高、速度快，可自動啟動滅火，同時造價低，安裝維護方便。因此，電纜溝（電纜隧道）滅火系統(tǒng)優(yōu)選超細干粉滅火裝置。

2.4 自動滅火消防系統(tǒng)設置

在利用現(xiàn)有火災自動報警裝置措施的基礎上，應充分利用無人值班智能變電站的遠程監(jiān)控系統(tǒng)（如變電站主要設備運行狀態(tài)監(jiān)測、視頻監(jiān)控技術等）實現(xiàn)自動滅火消防系統(tǒng)的設置。

a）主變壓器及高壓電抗器采用新型排油充氮裝置通過系統(tǒng)控制、自動聯(lián)動的改進措施，解決誤動的問題，實現(xiàn)自動投入使用。

b）配電室、二次設備室選用火探管式自動探火滅火裝置?；鹛窖b置具有現(xiàn)場參數(shù)采集的能力，并能實時處理，同時向控制器傳遞正常、火警信號，并可向控制器上報現(xiàn)場煙濃度的數(shù)據(jù)。

c） 電纜溝（電纜隧道） 選用超細干粉滅火裝置。當火災發(fā)生時，分布于保護對象的超細干粉自動滅火裝置上的熱敏線接收信號后直接啟動滅火裝置實施滅火動作，并將滅火信號通過該區(qū)域的火災探測器傳到消防報警主機。

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)相應規(guī)范，需采用技術穩(wěn)定、滅火高效、經(jīng)濟合理的智能化消防裝置，以及時撲救變電站火災，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、二次設備室優(yōu)先選用火探管式自動探火滅火系統(tǒng)；電纜溝（電纜隧道）選用超細干粉滅火系統(tǒng)。同時，充分利用無人值班智能變電站的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過系統(tǒng)控制、自動聯(lián)動，實現(xiàn)智能化監(jiān)測、智能化分析、智能化防控，從而使智能變電站在無人值守情況下以智能化手段達到本質(zhì)化安全的消防目標。