摘要：

在我國(guó)提出建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)背景下，各電網(wǎng)公司為積極響應(yīng)、貫徹落實(shí)該理念，開(kāi)始提出綠色電網(wǎng)這一概念。變電站作為電網(wǎng)重要組成部分，消防系統(tǒng)是保障其穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)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(jī)結(jié)合，在滿足消防用水的同時(shí)，促使變電站實(shí)現(xiàn)綠色管理。本文通過(guò)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(shè)計(jì)以及消防用水輸送等方面，探究融合要點(diǎn)，以期能為綠色電網(wǎng)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站；雨水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)

引言

近年來(lái)，社會(huì)發(fā)展對(duì)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(wǎng)發(fā)展中必不可少的組成部分，其充油設(shè)備較多，如高壓并聯(lián)電抗器、變壓器等，設(shè)備單體充油量大，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)導(dǎo)致不可挽回的后果。目前，我國(guó)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(qiáng)，能夠在短時(shí)間內(nèi)控制火情。如何將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相結(jié)合，在提高水資源利用率的同時(shí)，避免強(qiáng)降水導(dǎo)致的變電站內(nèi)澇問(wèn)題，成為變電站綠色發(fā)展過(guò)程中需要重點(diǎn)思考的問(wèn)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(diǎn)。目前，我國(guó)變電站向戶內(nèi)變電站方向發(fā)展，站內(nèi)雨水雜質(zhì)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(yùn)行效益，開(kāi)源節(jié)流，為電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）滿足電網(wǎng)綠色發(fā)展需求

在我國(guó)提出“綠色經(jīng)濟(jì)，低碳經(jīng)濟(jì)”“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”等理念背景下，各地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)積極出臺(tái)相關(guān)政策，建設(shè)綠色電網(wǎng)。例如，廣東電網(wǎng)、南方電網(wǎng)相繼出臺(tái)《廣東電網(wǎng)公司綠色變電站評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》《南方電網(wǎng)3C綠色電網(wǎng)輸變電示范工程評(píng)價(jià)指標(biāo)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(xiàng)評(píng)價(jià)項(xiàng)目。雨水綜合利用對(duì)于電網(wǎng)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(guó)綠色電網(wǎng)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(wèn)題一直以來(lái)是其安全管理的重點(diǎn)，一旦發(fā)生內(nèi)澇現(xiàn)象，可能導(dǎo)致變電站內(nèi)部積水，影響設(shè)備正常運(yùn)行，甚至引發(fā)短路等安全事故。通過(guò)將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)雨水再利用，在為消防系統(tǒng)提供消防用水的同時(shí)，解決內(nèi)澇問(wèn)題，保障變電站安全運(yùn)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(duì)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(zhì)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(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50229-2019、《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)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(zāi)發(fā)生時(shí)的總用水量。有關(guān)變電站防火消防用水及火災(zāi)持續(xù)時(shí)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(zhì)匹配分析

《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50219-2014規(guī)定，變電站采用的水噴霧系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓都對(duì)水質(zhì)要求較高，水中顆粒物若不符合要求，將會(huì)導(dǎo)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(shí)要確保無(wú)雜質(zhì)、無(wú)腐蝕性，滿足工業(yè)用水需求，避免出現(xiàn)用水問(wèn)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(guó)大部分區(qū)域雨水過(guò)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(zhǎng)期不更換用水容易產(chǎn)生細(xì)菌、微生物，影響消防用水水質(zhì)。需要定期更換消防水池內(nèi)的消防用水。在換水過(guò)程中要與當(dāng)?shù)叵罊C(jī)構(gòu)主動(dòng)聯(lián)系，避免在換水期間發(fā)生火災(zāi)。根據(jù)變電站管理情況來(lái)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(shí)間調(diào)整至雨季，緩解站內(nèi)排水壓力，合理利用水資源。

綜上所述，從水量、水質(zhì)以及消防換水需求出發(fā)，雨水系統(tǒng)應(yīng)用于變電站消防系統(tǒng)可行性較高。變電站可合理結(jié)合兩個(gè)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(wǎng)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(nèi)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(cè)。

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(duì)雨水收集處理，隨后在換水期通過(guò)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(zhì)滿足要求后將其注入蓄水池，在消防水池?fù)Q水期，將處理好的雨水輸送至水池，實(shí)現(xiàn)雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)的有效融合。在此過(guò)程中，工作人員要結(jié)合變電站實(shí)況，選擇科學(xué)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(zhì)情況，避免將雨水入滲系統(tǒng)設(shè)置在這些區(qū)域：滑坡災(zāi)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(duì)自然環(huán)境、居住環(huán)境造成危害的區(qū)域。土壤滲透系數(shù)要滿足10-6m/s—10-3m/s，滲透面要距離地下水位1.0m[4]。常見(jiàn)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(jiàn)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(duì)地下設(shè)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(kāi)設(shè)溝槽、建設(shè)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(jù)變電站實(shí)際情況，地面入滲系統(tǒng)要采取以下措施：回填土滲透系數(shù)要大于原始土壤滲入系數(shù)；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(chǎng)地雨水口要高于卵石土壤基層面30mm，綠地區(qū)域，雨水口標(biāo)高要高于綠地30mm—50mm；處理屋面雨水時(shí)，通過(guò)管道排水方式，將其輸送至卵石、綠地入滲場(chǎng)地，實(shí)現(xiàn)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(jìn)行處理，處理流程如圖2。

雨水經(jīng)滲入系統(tǒng)收集后通過(guò)管道系統(tǒng)流入棄流處理系統(tǒng)，此時(shí)需要對(duì)雨水色度、CODCr等污染物濃度進(jìn)行確定。初期雨水污染程度高，將其直接排入市政雨水網(wǎng)。在中期及后期，雨水進(jìn)入分流系統(tǒng)后，以旋流形式經(jīng)過(guò)除砂固液區(qū)，通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)濾，去除大顆粒物及雜質(zhì)，這是雨水的第一個(gè)處理環(huán)節(jié)。雨水收集模塊內(nèi)部設(shè)置有傳感器，采集雨量、水質(zhì)、雨頻等信號(hào)，當(dāng)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(guò)管道輸送至自清洗過(guò)濾系統(tǒng)，再次進(jìn)行過(guò)濾處理，并進(jìn)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(chǔ)[5]。在此過(guò)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(guò)大，將多余的雨水排入市政雨水網(wǎng)。在雨季，工作人員可以通過(guò)調(diào)節(jié)水質(zhì)傳感器數(shù)值，提高水質(zhì)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(hù)方便、可調(diào)性高，具有較高應(yīng)用價(jià)值。

3.蓄水池設(shè)計(jì)

本案例中蓄水池設(shè)計(jì)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(jù)雨水利用徑流量及雨水回水量確定。通常由預(yù)制混凝土塊、磚塊構(gòu)成，壁厚025m，襯砌材料為M75水泥砂漿。在蓄水池設(shè)計(jì)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(nèi)；池底采用鍋底形，混凝土澆筑要振動(dòng)密實(shí)、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(yù)留直徑01m的放空管。泄水口設(shè)置于池壁處，進(jìn)水管要選擇軸線方向，方便雨水進(jìn)入[6]。

4.輸入消防水池

在沒(méi)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(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)補(bǔ)充水量。在本案例中，消防水池每一年在雨季結(jié)束后會(huì)換一次水，可以將整個(gè)雨季收集處理后的雨水，通過(guò)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(duì)管道進(jìn)行檢查，確保無(wú)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(shí)，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(yù)防或降低火災(zāi)發(fā)生概率，保障電力設(shè)備及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相結(jié)合，能夠有效補(bǔ)充消防用水，積極響應(yīng)綠色電網(wǎng)這一理念，是貫徹落實(shí)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的具體實(shí)踐，促進(jìn)變電站實(shí)現(xiàn)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(chǎn)生的市政用水量。其次，解決了變電站內(nèi)部雨水量較大時(shí)的排水問(wèn)題，避免發(fā)生內(nèi)澇現(xiàn)象[8]。最后，雨水通過(guò)綠地入滲系統(tǒng)、透水鋪裝地面入滲系統(tǒng)收集時(shí)，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(yīng)用成本，收集效率高、效果好。由此可見(jiàn)，將雨水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相融合，能夠?yàn)樽冸娬編?lái)良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。該理念日后可以在變電站工程建設(shè)中廣泛推行，減輕市政系統(tǒng)運(yùn)行壓力，對(duì)于保護(hù)環(huán)境、提高水資源利用率具有重要意義。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，消防系統(tǒng)作為保障變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于保障電能高質(zhì)、高效輸送具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在雨季，變電站雨水排出問(wèn)題一直都是其管理重點(diǎn)。將雨水收集利用系統(tǒng)與消防系統(tǒng)相結(jié)合，能夠解決這一管理問(wèn)題，減少市政供水量，提高水資源利用率。需要注意的是，設(shè)計(jì)人員要從消防用水量、水質(zhì)等方面考慮，確保雨水回收處理后的水質(zhì)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(jié)合，保障消防用水量，確保消防系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保障變電站運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)

[1]

趙寧波.建筑給排水中無(wú)負(fù)壓供水技術(shù)的實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2019（01）：39.

[2]楊婕.高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用探究[J].居業(yè)，2023（01）：149-151.

[3]周立彬.某十層住宅建筑給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析[J].消防界（電子版），2023，9（17）：52-54.

[4]邱尚福.試論高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)[J].江西建材，2021（09）：91-92.

[5]張玉龍.城市軌道交通地鐵工程給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析[J].甘肅科技縱橫，2022，51（11）：39-42.

[6]厚建偉，王洪濤，林淑君，等.西安某醫(yī)院項(xiàng)目給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].給水排水，2022，58（S2）：373-381.

[7]張亞琦，張啟偉，魏勝，等.北京地鐵12號(hào)線光熙門(mén)站車(chē)站給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)住宅設(shè)施，2023（06）：52-54.

[8]席尚東.杭紹城際車(chē)輛基地給排水及消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)分析[J].給水排水，2023，59（S2）：698-702+709.