摘要：

在我國提出建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會背景下，各電網公司為積極響應、貫徹落實該理念，開始提出綠色電網這一概念。變電站作為電網重要組成部分，消防系統(tǒng)是保障其穩(wěn)定運行的關鍵。為提高水資源利用率，可將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)有機結合，在滿足消防用水的同時，促使變電站實現綠色管理。本文通過分析雨水系統(tǒng)與變電站消防系統(tǒng)功能的融合意義，深入探究雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)功能融合的可行性，從雨水收集、雨水處理、蓄水池設計以及消防用水輸送等方面，探究融合要點，以期能為綠色電網發(fā)展提供參考。

關鍵詞：變電站；雨水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)

引言

近年來，社會發(fā)展對電能的需求不斷提高，高壓輸電工程發(fā)展迅猛。變電站作為電網發(fā)展中必不可少的組成部分，其充油設備較多，如高壓并聯(lián)電抗器、變壓器等，設備單體充油量大，一旦發(fā)生火災，將會導致不可挽回的后果。目前，我國變電站消防系統(tǒng)主要采用水噴霧滅火系統(tǒng)，相較于泡沫噴霧滅火、排油注氮滅火，其可靠性強，能夠在短時間內控制火情。如何將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相結合，在提高水資源利用率的同時，避免強降水導致的變電站內澇問題，成為變電站綠色發(fā)展過程中需要重點思考的問題。

一、雨水系統(tǒng)與變電站消防系統(tǒng)功能融合的意義

（一）提高水資源利用率

雨水作為一種天然資源，具有取之不盡、用之不竭的特點。目前，我國變電站向戶內變電站方向發(fā)展，站內雨水雜質少，可利用性大[1]。將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)功能融合，能夠提高水資源利用率，減少市政供水量，提高變電站運行效益，開源節(jié)流，為電網實現可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎。

（二）滿足電網綠色發(fā)展需求

在我國提出“綠色經濟，低碳經濟”“建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”等理念背景下，各地區(qū)電網企業(yè)積極出臺相關政策，建設綠色電網。例如，廣東電網、南方電網相繼出臺《廣東電網公司綠色變電站評價指標體系》《南方電網3C綠色電網輸變電示范工程評價指標體系》。節(jié)水工作以及水資源利用成為各電力單位發(fā)展專項評價項目。雨水綜合利用對于電網發(fā)展具有積極意義，將雨水系統(tǒng)與變電站消防系統(tǒng)功能相融合，能夠滿足我國綠色電網發(fā)展需求[2]。

（三）提高變電站安全保障能力

在雨季，變電站雨水排出問題一直以來是其安全管理的重點，一旦發(fā)生內澇現象，可能導致變電站內部積水，影響設備正常運行，甚至引發(fā)短路等安全事故。通過將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相結合，可以實現雨水再利用，在為消防系統(tǒng)提供消防用水的同時，解決內澇問題，保障變電站安全運行。

二、變電站雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)功能融合的可行性

對變電站而言，想要將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)有效融合，需要從水量、水質以及變電站消防用水需求三方面考慮其可行性。

（一）水量匹配分析

根據《火力發(fā)電廠與變電站設計防火標準》GB50229-2019、《水噴霧滅火系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50219-2014規(guī)定，變電站消防用水要求穩(wěn)定可靠。消防水池作為消防水源，要盡量減少受外界因素影響。在任何情況下，都要保障消防水池容積滿足火災發(fā)生時的總用水量。有關變電站防火消防用水及火災持續(xù)時間如表1所示。

若變電站處于多雨地區(qū)，需要建造較大的雨水處理系統(tǒng)，成本較高。若變電站處于少雨地區(qū)，僅靠雨水系統(tǒng)難以保障消防用水的可靠性、穩(wěn)定性。最佳方案便是將雨水系統(tǒng)作為消防系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，消防用水仍舊以市政供水為主。減少市政供水壓力，合理利用雨水系統(tǒng)，保障消防用水的可靠性。

（二）水質匹配分析

《水噴霧滅火系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50219-2014規(guī)定，變電站采用的水噴霧系統(tǒng)、室內消火栓都對水質要求較高，水中顆粒物若不符合要求，將會導致水槍、噴頭堵塞，消防用水不能具有腐蝕性。采用地表用水時要確保無雜質、無腐蝕性，滿足工業(yè)用水需求，避免出現用水問題[3]。通常情況下，變電站消防用水PH在6—9。除了酸雨地區(qū)外，我國大部分區(qū)域雨水過濾后都能滿足這一要求，將雨水沉淀處理后便能用于消防用水。

（三）消防換水分析

變電站消防池若長期不更換用水容易產生細菌、微生物，影響消防用水水質。需要定期更換消防水池內的消防用水。在換水過程中要與當地消防機構主動聯(lián)系，避免在換水期間發(fā)生火災。根據變電站管理情況來看，每年消防水池需換水一次，為合理利用雨水，可以將換水時間調整至雨季，緩解站內排水壓力，合理利用水資源。

綜上所述，從水量、水質以及消防換水需求出發(fā)，雨水系統(tǒng)應用于變電站消防系統(tǒng)可行性較高。變電站可合理結合兩個系統(tǒng)，滿足其消防用水要求，提高雨水資源利用率，滿足綠色電網發(fā)展需求。

三、雨水系統(tǒng)與變電站消防系統(tǒng)功能融合案例

某變電站平面布置如圖1所示，變電站內有室外主變壓器、110KV配電樓、220KV配電樓，消防水泵、消防水池位于110KV配電樓外側。

在該變電站中，為將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)功能融合，要對雨水收集處理，隨后在換水期通過泵站將雨水注入消防水池。在本案例中，雨水收集處理采用雨水入滲系統(tǒng)，水質滿足要求后將其注入蓄水池，在消防水池換水期，將處理好的雨水輸送至水池，實現雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)的有效融合。在此過程中，工作人員要結合變電站實況，選擇科學合理的雨水收集、處理方法。

（一）具體流程

1.雨水匯集

分析變電站所處區(qū)域地質情況，避免將雨水入滲系統(tǒng)設置在這些區(qū)域：滑坡災害、陡坡坍塌等危害區(qū)域；膨脹土、自重濕陷性黃土區(qū)域；對自然環(huán)境、居住環(huán)境造成危害的區(qū)域。土壤滲透系數要滿足10-6m/s—10-3m/s，滲透面要距離地下水位1.0m[4]。常見的雨水入滲系統(tǒng)有兩種類型，分別為埋地入滲、地面入滲。其中，地面入滲常見方法為透水鋪裝地面入滲、綠地入滲、淺溝滲渠組合入滲等，埋地入滲需要有滲透管溝、入滲池以及滲透管排放等。在該變電站中，地下管線排列密集，采用埋地入滲方案容易對地下設施造成影響，因此不考慮埋地入滲，采用地面入滲法。為控制雨水系統(tǒng)建造成本，變電站本身也不具有開設溝槽、建設雨水系統(tǒng)的條件。因此，在本案例中，雨水入滲系統(tǒng)主要采用透水鋪裝地面入滲法及綠地入滲法。根據變電站實際情況，地面入滲系統(tǒng)要采取以下措施：回填土滲透系數要大于原始土壤滲入系數；綠地植物要選擇耐澇品種；操作道路要采用透水鋪裝地面；卵石場地雨水口要高于卵石土壤基層面30mm，綠地區(qū)域，雨水口標高要高于綠地30mm—50mm；處理屋面雨水時，通過管道排水方式，將其輸送至卵石、綠地入滲場地，實現雨水收集。

2.雨水處理

將綠地區(qū)域、道路區(qū)域、屋頂區(qū)域匯集的雨水進行處理，處理流程如圖2。

雨水經滲入系統(tǒng)收集后通過管道系統(tǒng)流入棄流處理系統(tǒng)，此時需要對雨水色度、CODCr等污染物濃度進行確定。初期雨水污染程度高，將其直接排入市政雨水網。在中期及后期，雨水進入分流系統(tǒng)后，以旋流形式經過除砂固液區(qū)，通過過濾網的過濾，去除大顆粒物及雜質，這是雨水的第一個處理環(huán)節(jié)。雨水收集模塊內部設置有傳感器，采集雨量、水質、雨頻等信號，當雨水滿足要求后，直接注入蓄水池。若不能滿足要求，

將其通過管道輸送至自清洗過濾系統(tǒng)，再次進行過濾處理，并進行紫外線消毒，pH值、顆粒物含量等滿足消防用水要求后，輸入蓄水池存儲[5]。在此過程中，如果是暴雨季節(jié)，雨量增加，蓄水池容積不夠，雨水收集模塊反饋雨量過大，將多余的雨水排入市政雨水網。在雨季，工作人員可以通過調節(jié)水質傳感器數值，提高水質處理效果。與傳統(tǒng)的雨水棄流井、截流井相比，該流程能夠有效減少雨水初期處理成本，維護方便、可調性高，具有較高應用價值。

3.蓄水池設計

本案例中蓄水池設計于110KV配電樓后，距離泵房及消防水池較近。蓄水池大小要根據雨水利用徑流量及雨水回水量確定。通常由預制混凝土塊、磚塊構成，壁厚025m，襯砌材料為M75水泥砂漿。在蓄水池設計中要配備引水溝與沉沙池。此外，采用池沿要高于025m，防止雜物、污水以及泥土流入池內；池底采用鍋底形，混凝土澆筑要振動密實、表面平整，厚度為01m—02m，使用M10水泥砂漿抹面。為方便后期工作人員清洗蓄水池，還需在底部預留直徑01m的放空管。泄水口設置于池壁處，進水管要選擇軸線方向，方便雨水進入[6]。

4.輸入消防水池

在沒有火情的情況下，變電站消防水池一般需要半年或一年換一次水，定期對水質進行檢測，及時補充水量。在本案例中，消防水池每一年在雨季結束后會換一次水，可以將整個雨季收集處理后的雨水，通過管道排放至消防水池中。需要注意的是，在排放前，工作人員要對管道進行檢查，確保無任何雜物，避免水體受到污染。完成排放工作后，如果水量不能滿足消防用水量，工作人員需要使用市政給水系統(tǒng)，在滿足消防用水的同時，提高水資源利用率[7]。

（二）效益分析

變電站消防系統(tǒng)可有效預防或降低火災發(fā)生概率，保障電力設備及電網安全穩(wěn)定運行。將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相結合，能夠有效補充消防用水，積極響應綠色電網這一理念，是貫徹落實建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的具體實踐，促進變電站實現可持續(xù)發(fā)展。首先，雨水的收集利用能夠提高水資源利用率，減少因消防需求產生的市政用水量。其次，解決了變電站內部雨水量較大時的排水問題，避免發(fā)生內澇現象[8]。最后，雨水通過綠地入滲系統(tǒng)、透水鋪裝地面入滲系統(tǒng)收集時，相較于傳統(tǒng)雨水棄流井、截流井收集方法，能夠有效降低應用成本，收集效率高、效果好。由此可見，將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相融合，能夠為變電站帶來良好的社會效益與經濟效益。該理念日后可以在變電站工程建設中廣泛推行，減輕市政系統(tǒng)運行壓力，對于保護環(huán)境、提高水資源利用率具有重要意義。

結語

綜上所述，消防系統(tǒng)作為保障變電站安全穩(wěn)定運行的基礎設施，對于保障電能高質、高效輸送具有十分重要的現實意義。在雨季，變電站雨水排出問題一直都是其管理重點。將雨水收集利用系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相結合，能夠解決這一管理問題，減少市政供水量，提高水資源利用率。需要注意的是，設計人員要從消防用水量、水質等方面考慮，確保雨水回收處理后的水質能夠滿足消防用水需求。在雨水量不足的情況下，可以與市政供水相結合，保障消防用水量，確保消防系統(tǒng)穩(wěn)定運行，保障變電站運行安全。

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