无人值班变电站消防系统技术探讨:无人值班变电站的优点

　　摘 要：随着无人值班变电站的推广，对变电站采用先进的自动灭火系统，成了电力消防安全管理部门重点关注的课题。本文对无人值班变电站的火灾探测、报警系统进行了分析，并无人值班变电站主变消防各种灭火方法进行了探讨。
　　关键词：无人值变电站；消防系统；灭火系统
　　中图分类号：F407.61 文献标识码：A
　　
　　“预防为主，安全第一”和防患于未然是长期以来安全生产的主题，近几年来，随着电力系统的快速发展和综合自动化变电站改造工作步伐的不断推进，电力系统的电网结构发生了翻天覆地的变化。目前，变电站供区范围大，覆盖用户广，供电可靠性要求高，变电站运行的安全与否，直接影响到所辖供区工农业生产顺利进行和经济建设的健康发展。为确保无人值班变电站的安全运行，采用先进的自动灭火系统势在必行。针对突发事件，消防系统能否正常投入运行，实现压制和扑灭早期火灾是非常重要的。
　　1 变电站的火灾探测、报警系统
　　变电站的火灾探测、报警系统由探测系统和联动控制系统组成。其主要功能是及早发现事故隐患，发出报警信号，以提示远方监控中心值班人员采取相应措施或自动启动联动控制系统扑灭初期火灾或抑制火灾扩大。
　　1.1 探测系统
　　变电站传统意义上的火灾报警系统其感烟、感温火灾探测技术，在电气控制屏柜内部发生早期火灾时，基本无法探测到早期极其微弱的烟雾信号。等到浓烟从屏柜内部蔓延出来，感烟探测器探测到火灾的发生时，火势已经很难得到控制，最佳灭火时机已过。
　　采用空气采样式感烟探测器来监测电缆夹层及主控制室。在电缆沟、夹层、竖井等电缆密集处还要铺设感温电缆以更直接、准确地探测到可能发生的危险信号。通过多种监测仪器组合，构成一个完整的变电站火灾报警系统，使之能够在第一时间准确探测到危险信号，即时通知监控中心或自动采取相应措施控制险情的发生。
　　空气采样式烟雾探测系统是一种主动式的探测系统。系统使用抽气泵通过延伸至保护区域的空气采样管路及采样孔，不断抽取空气样品进入探测腔进行检测，以监视保护区域中是否具有火灾的生成物烟雾颗粒。
　　一次火灾的发生分为以下几个阶段：)酝酿期：为火灾的阴燃阶段，产生不可见烟雾。从不可见烟雾到下一可见烟雾阶段的火灾酝酿期时间可长达0～120min；可见烟雾到大火：燃烧期约为10min；大火到烈火：燃烧期约10min；烈火猛烈燃烧，约为10min。
　　在火灾发展的初始阶段，因为一些设备或线缆过电压、过电流而挥发出微量的烟雾粒子，人们看不到它，但能嗅到烟雾中的异味。这说明空气中已出现了烟雾，只不过烟雾的浓度低于人眼的视觉阈值，当然更低于普通报警探测器的报警阈值。即使产生了较浓的烟雾，由于空调及通风设备的大量采用，烟雾变得很稀薄，使普通感烟探测器无能为力。
　　而空气采样早期烟雾探测系统的工作原理是光散射测量技术，当激光照射到空气样品上时，不同直径的烟粒子发生的散射现象是不一致的。其多级过滤方式一方面将大的灰尘、脏物过滤掉。
　　1.2 报警系统
　　高灵敏度的空气采样式烟雾探测器可以在火灾的萌芽―可见烟雾阶段，即检测出异常的迹象，同时发出分阶段的预警信号，通知人们注意，争取最早时效，采取适当措施，消灭未酿成之火灾因子，将隐患消弭于无形，避免灾难的发生。它可以探测到很微弱的烟雾，使火情报警时间大为提前，使值班人员有较充足的时间寻找火源，采取适当的措施，制止火灾的发生。
　　2 无人值班变电站主变消防
　　变压器本体内含有大量的易燃物质，变压器着火时，会将火喷至附近的设备，所以需要特别注意对变压器的保护。变压器爆炸及燃烧一般是因内部绝缘破坏引起的，原因可能是过负荷、操作过电压和雷电过电压、绝缘逐渐退化、油位下降、潮湿或油酸解及绝缘套管损坏等。针对这些情况，主变消防设计思路以“预防为主，防消结合”。主变消防主要有二氧化碳灭火系统、水喷雾灭火系统和变压器充氮灭火系统。
　　2.1 二氧化碳灭火系统
　　二氧化碳灭火系统二氧化碳来源广泛、价格低廉。二氧化碳以物理作用灭火，其中窒息作用为主，冷却作用其次。二氧化碳灭火系统的防护区大多是重点要害部位或是可能无人在场的场所。因此需要自动控制，但要求在具有自动控制系统的同时应设有手动操作装置。手动装置要设在防护区外或远离保护对象的场所。此外，需考虑两种控制方式同时失灵时，有紧急手动启动消防系统的装置。二氧化碳系统防护区应采用机械排风装置，排风口设在防护区下部，进风口设在上部，根据保护对象空间是否封闭，二氧化碳灭火系统分为全淹没灭火系统与局部施用系统两种类型。全淹没灭火系统使用的二氧化碳设计浓度为34%或更高，对人是致命浓度。所以在设有自动控制的防护区外，需设置喷射指示灯和自动手动转换开关及专用的呼吸器，以避免对人可能产生的危害。
　　二氧化碳灭火系统采用局部施用系统难以达到主变灭火效果，采用全淹没系统高浓度的二氧化碳对人危害极大，不便于事故时人员施救。因此二氧化碳灭火系统不宜对城区或城郊的无人值班变电站主变消防。
　　2.2 水喷雾灭火系统
　　水喷雾灭火系统是一种固定灭火系统。它的优点是性能可靠、适用范围广、维护简便、不污染环境等。
　　水喷雾灭火系统主要由水源、水压保持系统、高压水泵、输水管道、报警系统及灭火控制系统组成。水喷雾灭火系统的水源必须满足要求。发生火灾时自动启动高压泵产生高压水通过喷头形成雾状水，这些水粒在燃烧区迅速气化，一方面对燃烧变压器冷却，同时形成的水幕（气化水）将空气与变压器隔绝，产生窒息而灭火。从启动消防系统到火完全熄灭，整个过程十分迅速。该系统安装喷雾喷头，喷头喷水由火灾自动探测报警装置通过阀来控制。
　　无人值班变电站通常是2～3台主变并排布置，同位于主变压器室，主变之间设置防火墙，但单台主变没有独立的变压器室，采用水喷雾灭火系统产生的雾状水会降低相连主变的电器距离，对相连主变运行带来安全隐患。因此，采用水喷雾灭火系统事故时不利相连主变安全运行。
　　2.3 变压器充氮灭火
　　变压器充氮灭火装置是在同时接收到感温元件报警信号和重瓦斯报警信号后，可自动或手动启动消防，启动后，排油阀快速打开，将变压器邮箱顶部热油迅速排出，释放压力，降低油位防止燃油溢出；同时控流阀关闭，切断油枕的不由通道。排油数秒后，氮气从油箱底部注入，强制热冷油交换，使油温迅速降至燃点以下；同时氮气覆盖油面，降低氧气浓度度，使油面的明火在60s内迅速熄灭。之后氮气被连续注入油箱至少10min以上，使变压器充分冷却，防止复燃。改产品具有如下突出特点：以防为主，防消结合。可以有效防止油浸变压器爆裂所产生的火灾，避免重大损失，利于变压器安全运行。不用水或泡沫等灭火截至，免除了消防排水设计和相关设施。属环保产品，该设施不对环境和变压器本身造成任何污染。造价低，运行管理简单，维护方便。本装置需有两个信号发生，与逻辑后立即灭火，排出误动的可能，灭火时间短。限制内部故障引起火灾的损坏范围，减少变压器火灾造成的损失。结构紧凑，易于安装。
　　因此变压器充氮灭火是无人值班变电站主变消防较为理想的灭火系统。
　　结束语
　　传统意义上的变电站消防系统，灭火设备仍然是人工手动式灭火器，在无人值守状态下，这些灭火器就形同虚设。为了提高无人值守变电站防火能力，从自动探测报警、联动灭火等方面运用合理科学的灭火技术，力求使该消防系统能够在第一时间发现、自动扑灭早期火灾，确保整个供电系统的正常运行。
　　参考文献
　　[1]李薇.通惠220kV变电站消防设计[J].工程建设与设计，2011-06-20.

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