无人值守变电站消防系统研究

柳慧琴 郝俊琦

中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 山西太原 030001

无人值守变电站通常按照消防法律法规的要求安装了独立的火灾报警和水喷雾自动灭火系统。这些系统在电力生产的防火救灾中起到了关键的作用，为保护电力生产的安全和避免国家财产的损失做出了积极贡献。水喷雾灭火作用不容置疑，但经过几十年的运行实践，也发现了水喷雾灭火系统的缺点和不足:首先变电站的站址选择一般都选择设置在山坡及地势较高不易被水淹没的地区，这些地区恰恰水源较匾乏。接入城市自来水管网对于设置在山区的变电站来讲，无疑是不符合经济合理原则的；其次，水是导电物质，对水喷雾灭火系统的试验和维护保养非常困难，系统处于高压设备运行区内，如果出现故障，根本无法作业排除；其三，随着年代的推移，地下管网腐蚀、锈蚀也难免给管网正常运行带来困难；其四，受地层水源下沉影响，有的地区原能满足的深井取水，现己无法满足补水需要；目前，随着无人值守变电站的推广，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。

1 变电站消防系统现状

目前，随着国民经济的快速发展，各地用电负荷急剧增加，变电站的建设如雨后春笋般遍地开花。变电站作为整个输变电的重要组成部分，承担着承上启下的重要作用。而变电站的防火设施配置，又直接影响其能否安全运行。针对突发火情，消防系统能否正常投入运行，实行压制和扑灭初起火灾是非常重要的。

现有变电站的消防系统主要侧重于防火措施，当变电站的烟感和温感探测器探测到火警时就会发出报警信号，通过网络传输到调度指挥中心，值班员根据情况通知相关人员赶到现场利用配备在现场的少量手提式或推车式灭火器进行灭火。

存在的问题是烟感和温感探测器都需要达到一定的温度才能够实现报警。特别是烟感或温感均装置在房间的顶部，当烟感或温感探测到火警时，就意味着火势已经从机柜内蔓延到机柜外，并且对其他设备已经造成了很大的威胁，已错过最佳的火灾扑救时机。

加之无人值守变电站一般都建在比较偏远的地方，等到救援人员或消防队赶到现场时，火势已蔓延。灭火器显得微不足道了。另外消防队用水来灭火，水对电器设备造成的破坏有可能比火灾还严重。虽然现在的无人值守变电站具有应急供电切换功能。但是一旦某机柜发生火情不能及时扑灭，马上会波及其他机柜，导致整个变电站的停止运行，带来不可估量的损失。

2 变电站的消防系统设计

变电站的消防系统设计目前主要分为建（构）筑物的防火设计、电力设备的电气消防设计、设备间（室）的防火设计、变电站内消防设施、消防器材的配备几个方面。

2.1 建（构）筑物的防火设计

建（构）筑物的防火设计包括建（构）筑物构件的燃烧性能和耐火极限、与变电站外民用建（构）筑物及各类厂房、库房、堆场、贮罐之间的防火间距、各建（构）筑物及设备的防火间距、站内消防车道的设置。

2.2 电力设备的电气消防设计

电力设备的电气消防设计主要包括油浸式变压器、油浸式电抗器（电容器）、油浸式消弧线圈和油浸式互感器、电缆以及其他设备的消防。

1）油浸式变压器

变电站中的主变压器、所用变压器、配电设备的配电变压器等大多使用油浸变压器，而该类型的变压器发生火灾几率是很高的。油浸变压器从0.5kVA到150～800MVA大型主变压器，单台变压器的充油量有的已超过100t。变压器线圈浸于油中，变压器油起散热和绝缘作用。而一旦由于变压器油外泄着火，后果则不堪设想。

目前针对油浸式变压器的消防措施主要考虑变压器、户外配电装置之间及与各建（构）筑物的防火间距、事故油池的设置和灭火系统的配置。

当油量为2500kg及以上的屋外油浸变压器之间的防火间距不能满足防火要求时，应设置防火墙。

b.事故油池的设置

屋外单台油量为1000kg以上的电气设备应设置贮油或挡油设施。挡油设施的容积宜按油量的20%设计，并应设置将事故油排至安全处的设施；当不能满足上述要求且变压器未设置水喷雾灭火系统时，应设置能容纳全部油量的贮油设施。当设置有油水分离措施的总事故贮油池时，其容量宜按最大一个油箱容量的60%确定。

c.变压器灭火系统的配置

按照国家规范GB50229—2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》的要求，单台容量为125MVA及以上的油浸变压器应设置固定自动灭火系统及火灾自动报警系统；变压器排油注氮灭火装置和泡沫喷雾灭火装置的火灾报警系统宜单独设置。

2）油浸式电抗器（电容器）、消弧线圈和互感器

油浸式电抗器（电容器）应就近设置能灭油火的消防设施，并应设有消防通道。

3）电缆的防火

电缆的防火主要指电缆从室外进入室内的入口处、电缆竖井的出入口处、电缆接头处、主控制室与电缆夹层之间以及长度超过100米的电缆沟或电缆隧道，均采取防止电缆火灾蔓延的阻燃或分隔措施，并根据变电站规模及重要性采用防火隔墙或隔板，并用防火材料封堵电缆通过的孔洞，电缆局部涂防火涂料或局部采用防火带、防火槽盒。

施工中动力电缆与控制电缆不混放、分布不均及堆积乱放。在动力电缆与控制电缆直接，设置层间耐火隔板。

4）其他电气设备

油断路器火灾时，切断其两侧前后一级断路器电压，然后采用气体、干式灭火器等进行灭火。

干式变压器、电流互感器等电气设备配置移动式干粉灭火器。

2.3 设备间（室）的防火设计

设备间（室）的防火设计主要指变压器室、电容器室、蓄电池室、电缆夹层、配电装置室的疏散出口、防火门设计。

变压器室、电容器室、蓄电池室、电缆夹层、配电装置室的们向疏散方向开启；当门外为公共走道或其他房间时，该门采用乙级防火门。

建筑面积超过250m²的主控通信室、配电装置室、电容器室、电缆夹层，疏散出口不宜少于2个。当配电装置室的长度超过60m时应增设1个中间疏散出口。

蓄电池室内装修有防酸措施，使用防爆型照明灯具、防爆型排风机，装设通风装置，单独设置通风道，安装防爆型探测器。

2.4 变电站内消防给水设施、灭火器的配备

变电站的规划和设计，应同时设计消防给水系统，消防给水量应按火灾时一次最大室内和室外消防用水量致和计算。

变电站灭火器仍按建筑物火灾危险类别及危险等级设置。其设计应符合相关规范。

2.5 变电站消防供电及应急照明

变电站的消防供电应符合下列规定：

1消防水泵、电动阀门、火灾探测报警与灭火系统、火灾应急照明应按II类负荷供电

2消防用地设备采用双电源或双回路供电时，应在最末一级配电箱处自动切换。

3.应急照明可采用蓄电池作备用电源，其连续供电时间不应少于20min。

4消防用电设备应采用单独的供电回路，当发生火灾切断生产、生活用电时，仍应保证消防用电，其配电设备应设置明显标志。

3 变电站消防存在的问题

目前电力系统自动化的四遥（遥测、遥信、遥控、遥调）不能完全支持变电站无人值守，因为四遥不包涵对变电站环境监控的全部内容，例如防火、防盗、防爆、防渍、防水气泄漏等。正因为如此，即使对一个完全实现了四遥的变电站，人们对“无人值守”仍是放心不下。

对于像防火这样的问题，消防设施都是按有人值守设置的，要实行无人值班，就需要在远方的监控中心可以收到消防的报警信号，并能够在远方遥控操作启动消防灭火设施，扑灭火灾。在实践活动中，人们发现，消防报警装置和处于自动状态的自动喷淋系统都存在着比较多的误动现象，自动喷淋系统的误动对于变压器的设备会带来严重的后果，会造成较大的经济损失，所以，在实践中，变电站中的自动喷淋系统一般都设置为手动状态，由值班人员确定有火灾后手工启动。

4 结论

从变电站设计考虑，主要是落实变压器防火间距的要求，若不满足要求则增加防火墙；

其次是变压器、主控通信室、配电装置室等重要设备及设备间配备火灾自动报警系统和自动灭火系统的灵敏度和实施性要提高；

再次是加强电缆敷设的防火封堵。

在远方实施监控消防装置，就必须排除误处理，这样就要求人们不仅需要在远方的监控中心能及时发现环境有异常报警，还需要对该报警作真伪的甄别，才能在远方通过遥控进行合理的处置，避免误处理造成损失。于是带遥视功能的自动消防警戒集中监控系统是解决变电站无人值守消防问题的途径之一。