浅谈变电站的消防设计

浅谈变电站的消防设计

黄倩 黄晓云

云南欣博工程咨询有限公司

摘要：现阶段变电站正在向全自动化、无人值守方向发展，即变电站内不应当需要任何人员值班，只需定期检查变电站周围环境，确保基础设施正常工作。正因为无人值班，若变电站内安全消防系统不能正常运作或反应不及时，就会导致火势蔓延扩大。因此，必须高度重视变电站消防安全工作，采取更加有效的措施来增强安全保障能力。基于此，本文旨在深入探讨变电站消防设计。

关键词：变电站；消防设计；分析

引言

消防系统与变电站的运行安全稳定水平密切相关。合理确定不同区域的变电站消防措施对于确保消防安全至关重要。变电站内可以选择多种灭火系统，目前这些系统还在不断发展和完善中。在设计时应综合考虑不同情况和各种影响因素，全面评估经济技术效益，为确保变电站的安全运行，应优选可靠、经济、易于管理和维护的系统。

一、变电站消防种类

1.合成型泡沫消防系统

合成泡沫消防系统部件主要涵盖泡沫罐、分水器、混合器、喷头等。当变压器发生故障时，首先会被系统检测装置检测到，并将火灾报警信号传输至相关报警装置。同时，泡沫罐输送管路中的泡沫混合阀打开，泡沫借助输送管路送至喷嘴进行灭火和喷射。泡沫在变压器表面逐步形成空气隔膜，借助隔离空气达到基本灭火效果，具备良好的灭火效果。

2.固定式水喷雾灭火系统

固定式水喷雾灭火系统一般借助高压将喷嘴水雾化成雾化水颗粒，每个水颗粒的平均粒径在0.1~0.7mm内。系统经常向主变压器内喷洒水粒，不仅可达到散热、冷却效果，同时还能有效隔离燃烧物和空气，进而实现灭火的目标。此外，喷射的水雾在吸热后，部分水滴会转化为水蒸气，而水蒸气能够吸收更多热量，使得温度迅速下降。

3.固定式水喷雾灭火系统

燃油喷射和氮气喷射灭火系统的结构比较复杂。主要涵盖控制箱、氮气瓶、开启阀、注氮管路、排油管路、温度传感器和关闭阀等部件。当变压器出现异常火灾时，相应的传感器会发出警报，从而自动开启氮气阀和排油阀。如此一来，该系统可以排除油箱内的燃油，注入大量氮气，彻底改变燃烧条件，以达到扑灭火灾的作用。

二、变电站消防设计

1.新型智能灭火系统构建

构建“新型智能变电站消防系统”，结合“互联网+”，构建远程监控系统，随时监控变电站设备运行情况，第一时间检查设备故障隐患以达到早期发现的目的。处理问题并防止额外多余的财产损失。基于“新一代变电站智能消防系统”前沿技术，与“虚拟现实VR”相结合构建模拟训练系统，在3D建模技术的支持下建立变电场景全面模拟库，使得员工能够在线进行消防灭火演练，以提升员工的消防意识和技能。

2.水喷雾灭火系统

水喷雾灭火系统包括水源系统、水管道、输水高压水泵、报警系统和灭火控制系统。水喷雾灭火系统以水作为灭火介质，因此水源供应一定要满足灭火需求。当火灾发生时，高压水泵通过自动使用喷嘴喷射高压水流，逐渐生成细小的水滴，在燃烧区域迅速蒸发。借助燃烧变压器的冷却方式和水幕的形成，可以有效地隔离变压器与空气，从而达到窒息和扑灭火灾的目的。系统内，整个消防系统的启动过程迅速实现灭火，安装了喷水灭火装置，火灾报警装置由阀门自动控制。无人值守的变电站一般将2-3台主变放置在主变室内，并且在主变之间设置了防火墙。

3.变压器充氮灭火

灭火装置会释放出大量氮气，将氧气迅速稀释，以扑灭火源的氧气供应，从而阻止火势扩大，氮气被注入油箱底部，迫使油进行冷却循环，从而快速降低油温至闪点以下。此外，氮气还会覆盖油品表面，降低氧气浓度，使油品表面的火焰得以在60秒内及时熄灭。后续，油箱接收氮气注入时间需达10分钟以上，保证变压器足够冷却，防止重烧。氮气灭火装置在油浸式变压器爆炸引发的火灾中发挥了关键作用，合理保护了变压器免受重大损失，促进其安全运行。

4.电磁阀设计

电磁阀控制电路是灭火装置的关键部件。在设计过程中，选择TLP521-4用来充当可控光耦合器件，它普遍应用于许多电子设备的生产中。能够保证前端的输入信号与后端的负载相互隔离，从而进一步提升控制电路的抗干扰能力。另外，能够进一步提升控制电路运行的稳定性。

5.火灾报警控制系统设计

为了满足火灾报警的要求，变电站火灾探测区域被划分为多个房间，如主控室、蓄电池室、可燃介质电容器室、配电装置室、油浸式变压器和电缆井等设备，涵盖各种电压等级。根据不同的检测区域，我们需配置不同类型和原理的探测器或探测器组合，以实现火灾报警。一旦发生火灾，火灾报警控制器会立即发出声光信号，同时指示火灾报警的位置。

6.硬件系统

灭火装置的操作原理是当传感器检测到环境数据达到触发值时，在向控制模块发送数据时，电控单元会进行具体的分析计算，然后继续打开电磁换向阀，将聚氨酯树脂喷射到起火区域，并同时发送警报。在灭火设备的硬件架构中，存在几个关键模块，这些模块在灭火设备中发挥着关键的作用。光电耦合模块的主要功能是隔离电路，以便更方便地控制电磁阀的开启或关闭。

三、提升变电站消防管理

1.强化培训，提升员工消防管理技能

加强变电站消防工作的实施，积极推进设备防火宣传活动，强化班组培训，为了提升员工的消防意识，需要定期进行消防演练，并加强对消防法规的教育，以增强员工的逃生自救能力。同时，为了确保消防设施的有效性，需要制定完善的自我救助措施以及紧急预案，严格执行事故处理程序。此外，还应增强对兼职消防人员的培训和演练，确保人员普遍熟练选用所有生活设施。如果没有，就要提升处理火灾时的应变能力，增强灭火救援的消防安全知识，增强建筑消防的专业知识。变电站的安全管理一直由安保部门领导，结合消防部门要求进行培训。消防安全演练的具体要求也非常严格，但消防设施操作的各个环节都缺乏相应的专业人员。消防管理仅限于设备维护、保养和巡视。为了提升消防安全管理水平，需要加强对消防设施操作的人才培养和提供，我们需要采取“走出去、请进来”的方法，加强对科技含量较高的消防设备和管理手段的培训，并拓宽培训渠道。这样可以增加消防安全知识的传递范围，提高消防管理与操作人员的管理能力，保障广泛而深入的消防安全。

2.加强消防设备的管理

（1）参照明确规定，新建、扩建场地一定要配备相应的消防设施和设备，以符合消防条例的要求。

（2）根据规定进行维护。在日常维护中，要重视每月的巡视工作和每季的抽查工作。对于重要部位，可以适时缩短检查周期，第一时间发现和处理消防设备的问题，保证设备始终处于即时可用状态。

（3）在实际工作中，各级安全主管也负责本单位消防管理工作，专（兼）职安全员兼任本单位消防员，对本单位消防设施管理和消防培训管理起着监督促进作用。只有明确的责任和任务才能确保消防工作合理执行。

（4）安全监管质量部门负责策划和设计消防设施的布局，其他部门必须在获得批准后才能取得所需的安全装备。

（5）指派的工作组成员连负责人、部门领导、专业监理工程师负责本工作单位消防设施、设备的接收、保管和登记，还需要进行相关文件和卡片的管理。安全监察部门和相关主管部门应该做好使用安全器具的记录，并确保与实际情况相符，以便进行检查核对。

（6）单位主要负责同志或者代表保管人发生变动时，应当得以及时移交消防设施、设备，防止损失。因行政部门未组织交接造成生活设施损失的，该部门应担负经济责任。

（7）如果发现消防设施受损，应立即修复或更换。不合格或者选用过的消防设施一定要进行标识并单独存放，不能与合格设施混放。

（8）消防设备损坏时必须进行更换。使用单位应带着损坏的消防设备到安全监督部门领取更换单并进行换新。如果经安全监督部门检查确认属于人为损坏，使用单位要扣除50%的费用。

结语

总之，变电站出现严重过热或故障时，火灾易于产生，从而给该区域的生产、生活和职工的安全造成严重影响。因此，对于变电站的消防设计工作必须做到完善，特别是对于自动控制的变电站而言，这不仅关系到电力网络的正常运行，还对于智能电网的发展和广泛应用的电力物联网建设具有关键作用。

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