1、第 34 册 全 户 内 无 人 值 守 变 电 站 灭 火 系统 设 计 研 究技术部分 专题报告目录一次部分第 1 册 电气主接线优化专题第 2 册 户内变电站紧凑化布置专题研究第 3 册 220kV 户内 GIS 垂直三角形架空出线专题研究第 4 册 油-SF 6套管在紧凑型变电站中的应用第 5 册 变电站接地系统优化设计专题第 6 册 220kV 配电装置过电压计算及绝缘配合的研究第 7 册 中压气体绝缘金属封闭开关柜的应用第 8 册 全户内智能变电站模块化建设实施方案专题第 9 册 “标准化设计、模块化建设”智能变电站的“两型一化”设计专题研究第 10 册 三维设计及数字化移交第 1
2、1 册 新设备、新技术、新材料应用第 12 册 全寿命周期管理的研究二次部分第 13 册 互感器选型及配置优化专题研究第 14 册 按间隔模块化智能设备集成应用实施方案专题研究第 15 册 模块化二次组合设备实施方案专题研究第 16 册 基于分布式“并联智能直流电源”的一体化电源实施方案专题研究第 17 册 二次设备集成优化实施方案专题研究第 18 册 预制式智能控制柜实施方案研究第 19 册 光缆选型、敷设优化及“即插即用”实施方案专题研究第 20 册 电缆选型、敷设优化及“即插即用”实施方案专题研究第 21 册 35kV 侧母线保护、失灵保护实施方案专题报告第 22 册 变电站系网络及交换
3、机优化专题研究第 23 册 一体化监控系统功能定位及设备配置优化专题研究第 24 册 无人值守智能变电站设计专题研究土建部分第 25 册 全户内变电站建筑物设计研究建筑平立面优化及节能环保措施第 26 册 全户内变电站建筑物结构选型结构设计方案比选第 27 册 全户内变电站建筑物结构选型钢结构节点设计第 28 册 现浇钢筋混凝土楼板“模块化”设计施工方案研究第 29 册 智能建筑物围护体系及主变室防爆泄压板选型研究第 30 册 户内 GIS 埋件“模块化”研究第 31 册 钢结构防腐防火方案研究第 32 册 全户内变电站噪声控制优化设计第 33 册 变电站节能环保智能暖通空调系统方案研究第 3
4、4 册 全户内无人值守变电站灭火系统设计研究1目 录1 专题内容及创新点 .12 主变压器灭火系统 .13 全户内变电站建筑室内火灾的特点 .114 现有变电站的防火措施 .125 手提式灭火器在全户内无人值守变电站的配置 .126 自动消防灭火系统的选用 .137 专题结论 .1921 专题内容及创新点1.1 专题内容专题结合全户内无人值守变电站的特殊性，从变电站火灾的特点、主变的消防设计、手提式灭火器的特点、消防自动报警系统等方面阐述全户内无人值守站消防设计思路。1.2 专题创新点（1）结合国内变电站的实际运行情况，提出全站不再设置手提式灭火器。（2）因地制宜，结合全户内无人值守变电站的运
5、行理论，提出在变电站内设置自动消防灭火系统的必要性。（3）结合工程特点，提出主变采用排油充氮灭火系统的必要性。2 主变压器灭火系统变压器在长期运行中虽然比较安全可靠，但变压器内有大量的可燃变压器油，一旦因变压器内部故障引起火灾，使变压器油在极短的时间内处于高温，形成高压油气状态，则可能产生燃烧甚至发生爆炸。变电站的主变压器灭火系统主要分为水喷雾灭火系统、合成型泡沫喷雾系统、干粉灭火系统和排油充氮灭火系统等四类灭火系统，对于主变压器采用上述四种系统之一，在技术上都是可行的。对于采用具体的那种系统需要进行综合的分析，选择综合费用较低，综合效益最高那种。下面分别分析四个灭火系统的对本工程的适用性。2
6、.1 水喷雾灭火系统水喷雾灭火系统是向保护对象喷射高压水雾用于灭火或冷却的一种灭火系统。在大型油浸电力变压器的消防中应用十分广泛，灭火效率高。该系统灭火时主要起到冷却、窒息、覆盖、稀释及冲击乳化作用，喷头喷出的水为喷雾状，雾滴之间呈不连续的间断喷射状态，雾滴间混夹空气，因此，能表3现出良好的电绝缘性能，使水雾喷向带电体时不导电，可安全扑救油浸式变压器火灾并防止火灾蔓延。主变水喷雾系统主要包括水喷雾泵、稳压泵、给水管网、雨淋阀及水雾喷头等。主变本体，油枕及油坑均设有喷头保护，设计喷雾强度分别为：本体 20L/minm2，油枕 20L/minm2，油坑6L/minm2。火灾延续时间为 0.4h，喷
7、头工作压力不小于 0.4Mpa，根据喷雾强度、保护面积计算出水喷雾灭火用水量。水喷雾灭火系统喷头采用高速离心雾化喷头，水喷雾系统的开启通过雨淋阀控制。图 2.1-1 水喷雾灭火系统2.1.1 水喷雾灭火系统的灭火机理水喷雾灭火系统的灭火机理是利用水喷雾的表面冷却、窒息、乳化、稀释等作用灭火。1) 表面冷却相同体积的水以水雾滴形态喷出时比直射流形态喷出时的表面积要大几百倍，当水雾滴喷射到燃烧表面时因换热面积大而会吸收大量的热迅速汽化，使燃烧的油表面温度迅速降到油热分解所需要的温度以下，使热分解中断，4燃烧即中断，水雾滴径越小，单位面积水形成的水雾的表面积越大，冷却效果越好，同时电绝缘性能越好，因
8、此变压器水喷雾头的选择应充分考虑到这一点。要求产生的水雾滴径要小，同时也应考虑到喷雾滴大小也是重要因素。通常国内水雾喷头雾化液滴在额定工作压力下的平均粒径一般在 1mm 以下，大多在 0.5 mm 左右。对用于变压器火灾的水雾滴宜在 0.40.8 mm 之间，宜采用高速离心雾化型水雾喷头。同时，表面冷却的效果还取决于灭火用水的温度与可燃物闪点的温度差，闪点愈高，与喷雾用水两者之间温差愈大，冷却效果亦愈好。变压器绝缘油的闪点在 130140之间，因此变压器水喷雾消防的冷却效果是很好的。2) 窒息水雾在汽化后，在保护对象的周围形成远大于水雾体积的水蒸汽，使保护对象周围的空气含氧量降低，燃烧在缺氧状
9、态下窒息。3) 乳化高压水雾在喷到可燃液体的表面时，可燃液体在高压水雾的冲击、搅拌下，在可燃液体表面形成乳化层，乳化层不能燃烧而起到灭火作用。此作用仅适用于非水溶性可燃液体。当水雾滴喷射到正在燃烧的变压器油表面时，由于水雾滴的冲击，在液体表层造成搅拌作用，从而造成液体表层的乳化，由于乳化层的不燃性使燃烧中断。变压器水喷雾系统对变压器的防护能起到灭火，抑制火灾，防止火灾蔓延，预防着火的作用。4) 稀释此作用仅适用于水溶性可燃液体。2.1.2 水喷雾灭火系统的设计水喷雾灭火系统的组成：水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成。水源常采用设专用消防蓄水池。供水设备一般采用两台（一用一备
10、）专用消防水泵，单台消防水泵的功率一般在 80110kW。系统5良好的备用状态，需要定期试喷。对于变电站设置水喷雾灭火系统需要以下几个条件：（1）须有可靠的水源。（2）须设专用消防水池：设专用消防水池，增加了占地面积和投资。（3）须设专用供水设备：消防水泵所需的功率较大，从而增加了站用电负荷和投资，消防供电要求严格，也增加了配电的难度。同时为了稳定系统压力，一般还需要增设稳压（定压）装置。这样就需要占地面积较大的消防泵房，工程投资也要相应增加。（4）系统就地管网及喷头布置复杂：为了达到有效灭火，除油池的喷射强度为 6L/（minm2）外，其他部位的喷射强度均为 20L/（minm2） 。为了实
11、现水喷雾灭火系统的窒息作用，需要对保护对象进行水雾包覆，这样使就地管网和喷头布置已是比较复杂，再考虑其对电气设备的安全净距和设备的检修，更加增加了其布置的难度，这样的布置，也给将来设备和系统检修带来困难。（5）系统运行、维护费用高，难度大：消防水池内的水长时间内不使用，成为死水，水质逐渐变坏，使水富营养化，需要经常性的换水。保持良好水质的原因：水质变坏后，水的电导率增加，水雾的电导率也增加了，并且会堵塞喷头，影响喷雾喷射效果，影响设备的安全运行。在水资源越来越紧张的趋势下，采用水喷雾灭火系统也是不合时宜的。（6）需要增设雨淋阀组室等建筑：为了缩短系统的响应时间，需要在保护对象附近安装快开阀（雨
12、淋阀） ，雨淋阀需要安装在有采暖的建筑物内。2.1.3 水喷雾灭火系统的应用水喷雾灭火系统以其良好的灭火性能和电绝缘性，是大型油浸电力变压器的主要固定消防形式，得到十分广泛应用。但是水喷雾灭火系统受到水源、6防冻、防锈、防堵等的限制，日常维护量大、泵房水池占地面积大、费用高等也是该系统的应用受到影响。2.1.4 水喷雾灭火系统的全寿命周期分析水喷雾灭火系统除初投资大、占地多外，日常维护量和维护费用大，这就决定了采用水喷雾灭火系统，在全寿命周期内，费用高，综合效益低。除从技术角度不推荐采用此系统外，从全寿命周期的综合效益角度，也不推荐采用此系统。2.2 合成型泡沫喷雾灭火系统合成型泡沫喷雾灭火系统是一种国内企业从国外引进的一种新型灭火系统，目前已实现国产化。该系统适用于大型油浸电力变压器的灭火，它利用合成型阻燃灭火剂作为灭火药剂，灭火药剂平时储存在钢制罐体中，用氮气作为启动源和动力源，药剂在高压氮气的作用下，由高速喷头喷至保护对象，达到迅速灭火的目的，灭火效率高。图 2.2-1 合成泡沫灭火系统
