【小孤山水电站火灾报警及控制系统设计】 小孤山水电站

　　摘要：小孤山水电站按“无人值班,少人值守”的原则进行了火灾自动报警和控制系统设计。针对这一主题就该系统的任务,功能和机组的火警系统,系统设备选型等方面的问题做了介绍。
　　关键词：火灾；自动报警系统；控制系统；小孤山水电站
　　
　　黑河小孤山水电站工程位于甘肃省肃南裕固族自治县境内，黑河干流大峡谷段下游。工程为长压力隧洞引水式电站，主要由拦河闸坝首部枢纽，发电引水系统，地下厂房，开关站等组成。
　　
　　1火灾自动报警和控制系统的任务
　　
　　水电站火灾自动报警和控制系统的任务是对电站主厂房,副厂房及重要机电设备场所的火情,防火排烟设备等进行24h不间断监视，并对房火排烟设备进行相应的控制。
　　
　　２消防设计依据及设计原则
　　
　　根据《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2001年版）、《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）、《电力设备典型消防规程》（DL5027-93）及《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）的要求，采用“一防、二断、三灭、四排”的综合消防技术措施，尽量减少着火根源，避免火灾发生，万一发生火灾也不致蔓延，并能迅速扑灭，使火灾损失降至最低限度。小孤山水电站火灾自动报警系统采用控制中心集中报警系统。电站内设置手动和自动两种触发报警方式，手动和自动触发并行执行。智能火灾报警控制屏设在中控室内，以便中控室的值班人员在火灾发生时，及时了解火情。
　　主要生产场所设置智能火灾探测器或手动报警按钮，探测器及手动报警按钮与中控室报警器相联，在发生火灾时传递火警信号至中控室，发出声光报警，现场手动控制灭火。
　　
　　３火灾自动报警和控制系统的功能
　　
　　3.1火灾自动报警和控制系统的组成。由于水电站环境条件的特殊性，地下厂房多潮湿，阴暗，强磁场，易燃易爆，普通离子感烟探测器不太适用，所以设计考虑采用了海湾安全技术有限公司的产品，该产品防潮性能好，适合于地下厂房。
　　火灾自动报警系统由智能火灾报警控制器、光电智能感烟探测器、智能感温探测器、红外对射感烟探测器、缆式线型感温探测器（及接口模块）、手动报警按钮、声光报警器、智能控制模块、智能监视模块、切换模块、总线隔离模块等组成。
　　在电缆密集处，如开关站电缆沟，电缆桥架，电缆夹层等处，选用缆式线型感温探测器，以正弦波方式均匀缠绕在电缆表面上，使其与被保护电缆多点接触。同时也在屋顶设置感烟探测器，实现双重保护。在高大厂房内，则选用红外对射感烟探测器，它具有监护面积大、灵敏度高、探头数量少、经济合理等特点。重点保护下游机旁盘及励磁盘等主要机电设备。在电站内，中控室、直流屏室、蓄电池室、油处理室等重要机电设备场所则设有感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮、声光报警器等，便于值守人员及时通报火情或手动启动灭火设备。发电厂房消火栓内设有消火栓报警按钮，当发生火情时，可用手击碎玻璃，火警信号通过总线自动传输到中控室火灾报警控制柜。
　　火灾事故照明、疏散指示标志采用蓄电池，应急灯作备用电源，照度不低于0.5０lx，可连续供电30min。消防照明线路采用专设消防配电线路。厂房的疏散通道、楼梯、安全出口均设有火灾照明及疏散指示标志。
　　小孤山水电站主厂房主要采用机械排风、自然进风的通风方式；副厂房也采用自然送风、机械排风的通风方式；厂房水轮机层和蜗壳层采用强制循环通风。
　　电站通风系统，平时由温湿度控制器现地采集信号传至风机控制柜采用在中控室设置计算机自动控制，根据火灾信号控制风机的启停与防排烟，由于风机运转设备相对较为集中，在风机附近又设置控制箱控制风机的启停，这样运用两套控制系统控制全厂通风系统的运行。另外在通风系统的送、排风管，送、排风口等处均加装自动防烟防火阀或防火排烟阀；风管在穿越防火墙时，均设置防烟防火阀。当火灾发生时，通过控制箱自动（或手动）控制风机的启停和防烟防火阀、防火排烟阀的启闭。
　　本工程厂区主要建筑物包括地下发电厂房、主变兼尾水闸门室、进厂交通洞、通风出线洞、尾水洞、排水洞等。地面建筑物为开关站。报警控制器用于模拟量智能化可编址二总线火灾报警系统中，配合现场系列火灾探测器及其他现场输入模块，输出模块等可编址部件组成了一个全自动火灾报警及消防联动系统。全厂共分八个层面，每个层面安装一个接线端子箱，且每层的总线隔离器安装在接线端子箱。系统中所有设备均为编码型，安装前应先根据生产厂家提供的电子编码器进行“十进制”编码，检查无误后方可进行调试。
　　３.2控制系统功能。设置在电站各个部位的火灾探测器，在检测到火情时自动向值班室火灾控制器报警。控制器在接到报警信号后，通过PC软件编程设定的各种联动关系，进行信息处理。在控制器的面板上以液晶显示方式，显示出火情部位。当火情确认后，通过面板上设置的按钮和柜内预制的程序，可自动或由电站值守人员手动对发生火灾部位防烟防火设备，灭火设备进行点对点的控制操作。
　　通常，报警控制器的控制输出设置在手动位置。当各种火灾探测器或手动报警按钮接收到信号后，立即将信号传输至智能火灾报警控制器，智能火灾报警控制器立即响应，发出声、光报警，并显示时间、地点、报警性质，打印记录，通过输出接口将火灾信号送至计算机监控系统。
　　正常时，智能火灾报警控制器通过两总线对在线的所有探测部件进行巡回检测，发现有故障时，能发出故障报警信号，显示出时间、编码、区域，并打印出来。报警控制器电源为交流220V，由厂用交流电源供电，当厂用交流电源消失时，可自动切换到逆变电源供电，保证了交流电源供电的可靠性。同时，装置内还设有25Ah的蓄电池作为控制器的备用电源。
　　
　　４主变压器火警系统
　　
　　本电站主变压器设3台，水冷油浸式，每台主变压器均设置在专用房间内，变压器安装在铺有卵石阻燃的集油坑上，设3套固定式排油充氮灭火装置。在主变室附近设置事故油池，事故油池总容积约27.50m3。
　　3台主变压器均采用固定式排油充氮灭火方式，每台变压器设有独立的充氮灭火装置。变压器充氮灭火装置由火灾探测器、控流阀、消防柜、电气控制柜四个部分组成。火灾探测器安装于变压器箱盖顶部强度相对薄弱，容易引起火灾的环节处。控流阀安装于变压器油枕与瓦斯继电器之间，一旦变压器发生火灾时能迅速切断油枕与变压器本体之间的油通路。消防柜内主要有重锤排油机构、重锤充氮阀及高压氮瓶，安装于变压器附近，与变压器本体之间连接有排油管和充氮管。电气控制柜用于运行方式的设定、手/自动切换和起动控制，安装于电站中控室内。
　　当变压器充氮灭火装置的火灾探测器与瓦斯继电器同时发出动作信号后，快速排油阀立即打开，将油箱中油降低于顶盖下方25cm左右，减轻本体内压力，防止变压器爆炸。关闭控流阀，切断油枕与变压器本体之间的油通路。在排油阀打开数秒后，氮气从变压器底部充入本体，使变压器油上下充分搅拌，迫使油温降至燃点以下迅速灭火，充氮时间持续10min以上，使变压器充分冷却，阻止重燃。
　　５机组的火警系统
　　电站的发电机组是由兰州电机厂制造的，机组的火灾探测器和水喷雾灭火设备和数量，设备选型及安装均由电机厂负责设计，安装及成套供货。每台机组构成一个独立的火警监控系统。探测器安装在发电机风罩内，其信号总线通过发电机外壁的接线端子箱接入，通过风罩外电缆桥架接至发电机专用火灾自动报警器，火灾自动报警器安装在中控室火灾控制屏中。当机组发生火灾时，由火灾报警控制器通过开关量输出接点将机组的火情信号，传递到中控室火灾报警控制屏，并由值守人员确认火警部位后再手动启动消防灭火系统。
　　所以，对于“无人值班（少人值守）”新建的大中型水电站，火灾自动报警的设计可保障水电站安全运行。
　　参考文献
　　[1] 火灾自动报警系统设计规范.(GB50116-98).
　　[2] 水利水电工程设计防火规范.(SDJ278-90).
　　[3]张铁坚等.无人值守水电站火灾自动报警系统系统.东北电力设计院.