变电站消防系统设计范文

导语：如何才能写好一篇变电站消防系统设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：无人值守变电站；监控系统；架构

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。

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。

参考文献

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关键词：绿色环保；变电站；设计

Abstract: green substation of substation design is a new concept, efficient, economy, energy saving, safety, environmental protection and sustainable development of electric power construction is also the future of the electric power development of a trend. Green design of transformer substation from through the application of new technology and energy saving equipment choice of materials science, the engineering design, the construction scheme by using environmental protection, etc. The construction of green environmental protection substation several aspects are discussed respectively.

Keywords: green environmental protection; Substation; design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

随着城市电网的不断发展，满足国内经济发展的需求，建设低能耗、低污染、低排放的的绿色电网成为电力建设发展的重要目标。作为绿色电网建设的重要组成部分，设计高效、环保、安全、节能、经济，可持续发展的的变电站是当务之急。通过新技术、新设备、新材料、新工艺，在变电站的建设中科学规划、环保施工、节能运行、智能调度和精细管理，降低其对自然景观和环境的影响， 最大可能地减少水土流失和植被破坏， 较少能源损耗及减少环境污染, 实现节地、节材和节能降耗, 将效率最大化、资源节约化、环境友好化、管理智能化的理念全面融入电网规划、设计、建设全过程。

1．选址规划

地理位置对绿色变电站的建设非常重要，应本着节约土地资源、减少水土流失和环境污染的原则，既要避免在地址结构复杂和危险的地段，又要求变电站的外观及造型与周边环境协调一致。特别是现在城镇市区内的变电站建设较多，变电站的外观及造型应与周围环境一致。尽量避免在居住区建设变电站，以防大量的拆迁工程和意外事故。符合电网规划的布点要求，尽量靠近负荷中心、降低线路建设投资和运行费用。

2 建筑设计

进行变电站主体建筑建设时，在满足其性能需求的前提下，利用新材料、新技术提高保温隔热性能等，尽可能的较低能耗，合理的利用土地。电气设备的安置方式可根据面积的大小确定，最大程度的减小土地浪费。变电站的建筑应注意水土保持，建设时避免对周围表层土的大规模破坏，在站区内和周边应用绿化植被。加强屋面保温隔热的措施，选用密度较小、导热系数较高的保温材料。在设计时应注意消防及暖通部分，站区给水加压设备采用变频变量气压给水设备。根据用水量自动控制水泵，以达到节能目的。在取暖和站内热水供应时充分利用太阳能。变电站的消防系统尤为重要，变电站本身就是一个危险的地方，易形成火灾。对于消防系统的设计可采用体积小、低耗能的消防系统，如合成泡沫灭火系统、细水雾系统、排油注氮灭火系统等，并在安放时采取就近原则。至于暖通部分，生产用房可以利用空调，其他房空调可用自然通风方式以利通风节能。

3 水污染防治

变电站排放的废水主要为生活污水和少量工业油污水。变电站事故油池具有油水分离功能，在特殊情况发生时能处理掉含油废水。对于主要排放的生活污水可利用生物降解来净化水质，处理过的水可继续循环使用。

4 变压设备的选择

绿色变电站的要求不仅仅是建筑设备的环保、高效，还应根据全站负荷统计， 考虑设置交直流一体化电源。综合考虑设备的重要性和可靠性要求，结合目前技术水平，对保护、测控装置进行适当的整合，同时要求变电站的系统部分和电器部分做到安全节能。对于变电站系统来说，就是在保证正常的供电外合理配置无功装置功率，采用先进的集成化、智能化继电保护装置。电气部分设备选择是以安全可靠、性价比高为基础，尽量使用低声噪、少污染的先进设备和工艺。在变压器的选择上应首先考虑短路阻抗低的变压器，最新研究的合金站用变压器空载损耗小、节能效果显著。依据实际情况，可循序渐进的以先进的罗氏线圈型电子式电流互感器或者纯光学式电流互感器，既能节约能源减少电磁感绕，又能方便高效地运行。在条件允许的情况下，可采用数字接口的职能一体化设备，操作时应为处理器检测信号回路和控制操作回路。变电站的照明可采用绝缘铜管母线、高效节能照明灯具、节能变压器等进行节能。

5 电磁辐射防治

随着高压线路的增加和变电站的加速建设，随之而来的电磁辐射污，越来越受到有关部门的重视。设计绿色变电站的一个重要任务就是减少电磁辐射污染。供电系统中使用的设备以及线路产生的电磁效应无法避免，变电站所处的空间由于这些因素的影响成为一个大的磁场形成高强度的电磁辐射，对周围的环境有着较大的影响。降低电磁环境的一个有效途径就是采用辐射较小的先进设备和利用国内外的先进技术，采用智能化的电站、利用先进的光电式互感器技术和网络通信技术，可以有效的将交流的电磁信号转变为弱的数字信号，大大降低变电站及高压传输设备的电磁辐射污染。

在变压器上采用新材料也能有效的降低电磁辐射，如将SF6气体绝缘全封闭组合电器装配在220KV、110kv的配电装置中，由于其外壳有较好的屏蔽作用且接地性能良好，变电站中导电体产生的辐射以及电场干扰能有效的被屏蔽，且SF6气体是较好的绝缘介质具有良好的绝缘性能和灭弧性能，将电磁干扰降低到最小程度，远远小于国家规定的电场强度4kv/m、磁感应强度0.1mT的要求。变电站应做到随时检测，建立电磁辐射实时监测系统，保证电磁辐射不超标。

6 噪音污染防治

变电站的设备复杂多样，在运行时易产生各种噪音，如本体噪音、变压器冷却风机噪音等，影响周围居民的正常生活。特别是在变压器运行时产生的电磁噪音，其基本频率是供电频率的2倍，还带有高次谐波引起的噪音，这种噪音在向外传递时极易产生噪音共振了，加大了噪音的程度。不仅供电系统本身有噪音，用于变压器的强迫风冷却系统和强迫油循环系统是变电站噪音源之一。控制噪音的污染要先从源头抓起，降低变压器本身的噪音可以通过一些技术手段和运用新材料达到减弱的目的。如传统的变压器改造时可用加铁芯截面积降低磁通密度的方法，以及采用优质硅钢片，改善组装工艺，还可以主变基础采用混凝土条形基础减少主变与基础的共振等。对于的设备如风冷却设备等选择优质低噪音风机；在变电站的周围加建高围墙来隔离噪音也是一个很好的隔断噪音方法。

7 站内外环境质量与环境保护

作为一个绿色变电站，应该对周围的环境起到保护作用。在传统的变电建设中往往使用了大量的降阻剂，有些降阻剂接地体具有强烈的腐蚀性，甚至对地下水资源造成污染，建设变电站中，可采用降阻效果稳定、对电极具有防腐作用的离子接地极进行降阻。变电站采用屋顶绿化和墙面绿化等方式进行绿化布置既能改善城市环境，是提高生活质量和改善生态。

8 小结

随着国家提出和谐发展的要求，低碳经济，节能减排成为各行业进行工作的目标。电力是国计民生的一个重要行业，选择合理、环保的建设方案，提高变电站的运行效率，节约资

源，降低损耗是进行电力系统改革的一个重要目标。

参考文献：

[1] 史艳芳.绿色变电站给排水系统设计探析[J]. 建筑监督检测与造价,2010,5(3):36-38.

[2] 吕凌宇.绿色变电站的设计[J].云南电力技术,2011,4(39):50-52.

[3] 陈永忠. 浅析绿色环保变电站设计[J]. 中国科技博览,2010(25):280.

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关键词：NFPA ；国外火力发电厂；消防

中图分类号：D035.36文献标识码： A

前言

火力发电厂的消防系统设计主要涵盖电厂的主厂房、集控楼、变压器区、油罐区、辅助车间、附属建筑及煤场的室内外消防。国内电厂消防系统的设计，除依据《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)，以下简称《电厂防火规范》）和其他相关设计规范外，还应依据当地消防部门及业主的要求进行设计。

整个NFPA标准目录和分类众多，大约有285本相关规范，与国标《电厂防火规范》作用类似，属原则性的规范是：NFPA850-发电厂和变电站的消防安全推荐规范（Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations）。

其他设计中常用的NFPA（美国消防协会规范）如下：

NFPA15-《水喷雾灭火系统规范》（Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection）

NFPA14-《消防立管、自备消火栓及水龙带系统安装标准》（Standard for the installation of Standpipe and Hose systems）

NFPA13-《自动喷水灭火系统安装规定》（Standard for the installation of sprinkler systems）

NFPA 2001-《洁净气体灭火系统规范》（Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems）

NFPA 10-《便携式灭火器标准》 (Standard for Portable Fire Extinguishers)

NFPA 11-《泡沫灭火系统规范》(Standard for Low-,Medium-,and High-Expansion Foam)

下面分别对电厂内各主要消防系统及消防措施进行介绍。

1.消防水量计算

NFPA850要求消防系统的设备及设施均需消防专用。消防供水系统必须满足（1）和（2）二个小时的用水量，其中（1）最大固定消防设施的用水量或一次火灾中同时使用的相关固定消防设施；（2）消火栓水量不小于500 gpm（1890L/min＝31.5L/s）。

《电厂防火规范》规定：厂区内消防给水水量应按同一时间内发生火灾次数及一次最大灭火用水量计算。建筑物一次灭火用水量应为室外和室内消防用水量之和。

二者的区别：第一，NFPA850规定供水系统是按二个小时的供水能力设计，国内规范对各个不同用途的消防用水要求的灭火时间不尽相同，具体以各系统规范为准。例如：《水喷雾灭火系统设计规范》规定对于变压器本体水喷雾的火灾延续时间为0.4h，设计喷雾强度20(L/min)/m2；而NFPA15则定义设计喷雾强度10.2(L/min)/m2。第二，对于消火栓的用水量国内规范区别不同等级、类型的建筑物有不同的用水标准，而NFPA850则设定最小值，相对简单。

2 .消防水泵及消防水池

NFPA850中对于消防水泵要求如下：因根据火灾的风险，设置不同类型的水泵并考虑备用；消防水泵自动启动，手动关闭。对于消防水池，如果有双重用途应有措施保证消防水量不被挪用。这些要求与《电厂防火规范》的规定是一致。

对于水池的补水时间：《电厂防火规范》及《建筑设计防火规范》的规定不宜超过48h：而NFPA850则要求8h内完成补水。

3 .消火栓系统

3.1 室外消火栓系统

NFPA850中对于室外消火栓系统的要求主要如下：主厂房周围的消火栓间距不应大于300 ft (91.4 m)。较偏远的区域，如媒场，消火栓间距不应大于500 ft (152.4 m)。主厂房周围的消防管道应成环布置。室外消防环状管网上应设置带阀位显示装置的隔绝阀门。室外消火栓与消防管道连接的支管上应安装有阀门。室内成环设置的消防管道，应至少有两路进水，且每个进水管道上均应设有阀门，室内环状管网上也应设有合适数量的隔绝阀。

以上要求，根据《电厂防火规范》的规定均能满足要求，而且“室外消火栓布置间距，在主厂房及其它建筑物周围不大于80米”，标准高于NFPA850的规定。

3.2室内消火栓系统

对于室内消火栓系统，NFPA850将保护区域分为三级，分别就室内消火栓的布置、流量和压力进行要求，具体参见NFPA14的要求及分类。相比较国标要求的设置“室内消火栓的布置应保证每一个防火分区有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位”，NFPA14要求设置消火栓的位置较多，而且消防用水量和压力要求也高，因此在确定消防水泵扬程的时，应注意遵照NFPA14的规定进行。

4 .输煤系统的消防措施

在输煤系统，NFPA850与《电厂防火规范》相同的规定如下：输煤系统的消防范围包括有碎煤机室、输煤栈桥、主厂房煤仓间等，防护区内设有自动喷水或水喷雾灭火系统，并配备移动灭火器。煤斗设置CO2气体灭火系统，推荐采用低压CO2气体灭火系统，以便完成灭火和8小时的惰化。

区别在于，NFPA850要求“设计喷水强度不应小于0.25 gpm/ft2 (10.2 mm/m2)，最大保护面积2500 ft2 (232 m2)”；国标要求：设计喷水强度不应小于12(L/min)/m2，最大保护面积260 m2。水力计算时要加以区分。

5. 主厂房区域消防措施

在主厂房区域，NFPA850与《电厂防火规范》相同的要求如下：在主厂房各运转层设置室内消火栓系统，并配备移动灭火器。对主厂房的主油箱、贮油箱、氢密封油装置、油管线及小油箱、锅炉燃烧器、磨煤机油箱等采用水喷雾消防系统。主厂房的控制室、计算机房、通讯机房及电缆夹层设置自动喷水或全淹没气体灭火系统。变压器设置水喷雾消防或泡沫-水联合消防。

在此区域，《电厂防火规范》未作要求，而NFPA850有特殊要求的消防设置如下：

1）汽轮机－发电机轴承应设置闭式自喷消防保护系统，采用定向喷头，推荐采用自动启动方式，设计喷水强度0.25 gpm/ft2 (10.2 mm/min)，保护范围为所有轴承。在已经投产的土耳其EREN（1+1）×600MW超临界燃煤机组项目（以下简称土耳其E项目）中，我们考虑到自喷如果误动作，直接喷水到高温的轴承，对设备的危害性很大，并且轴承本身非可燃物，所以建议业主不设自喷系统，只装设了火焰探测器。业主根据配置的消防措施并考虑到设备的安全性，最终同意了我们提供的消防方案。

2）励磁小室内设置全淹没二氧化碳消防系统。在土耳其E项目中，由于励磁小室位置靠近A排与其他电控室距离较远，且房间较小，单独设置气体消防。

3）电除尘器的整流变压器采用自喷/水喷雾保护或者设置防火墙从空间上隔开。整流变压器常规布置在电除尘的顶部，无法设置防火墙隔开，因此需设置自喷/水喷雾进行保护，考虑和主变消防系统的一致性并兼顾防冻的因素，推荐采用自喷系统。

6.结语

综上所述，NFPA850只是根据电厂内不同建筑物的用途，给出消防措施或建议，不区分机组容量的大小；而《电厂防火规范》消防措施的选用上，则根据机组容量的大小，区别对待。本文的比较是基于《电厂防火规范》中对于300MW及以上的燃煤电厂的设置要求进行的。

应用NFPA进行电厂消防系统的设计核心是系统类型的选择、消防给水压力和用水量的确定，而这些也是NFPA标准与国内对应标准差别最大的地方。从已经完成的土E项目消防设计实践证明：掌握并运用好这几个要素，就能很好的将已熟悉的国内火电厂消防设计转化到国外项目的设计中，从而达到促进项目建设顺利开展的目的。

参考文献：

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Abstract： For constructing strong power grid， it requires a lot of money. To let the limited funds play a greater role， it will have to reduce power grid project cost. To reduce the power grid construction cost， it needs start with the early stage of project， including planning， site selection， optimization choice of path and program. Design is the key to reduce cost after project approval. So design standard， equipment selection， and optimization design directly affect the project investment and enterprise operation cost and benefit. Modular design has practical significance.

关键词： 电网工程；工程造价；模块化设计

Key words： grid projects；project cost；modular design

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）35-0059-02

1 模块化设计提出的背景

模块化设计是电力工业企业发展到现阶段为提高效率、降低造价、减少运行费用、追求效益最大化目标而提出的。随着变电设备质量和可靠性的提高，特别是计算机技术、微机监控技术和微机型保护的成熟以及通信技术的发展，变电站设备及控制方式已进入相对固定时期。采用先进设备和技术，提高可靠性，减少占地面积和建筑面积，控制工程造价已成为共识。模块化设计就是按照这种思路，采用先进的设计思想、设计方法和手段，采用新设备、新技术、新材料、新工艺，并形成在一定时间内相对固定的间隔模块和建筑模块，便于变电站按照其规模、地形等具体工程条件进行优化组合，较快地形成合理的总平面布置。模块化设计不仅在设计方面有利于提高设计效率、减少差错、缩短周期，而且有利于提高电网的运行安全可靠性、经济性和灵活性，还可以提高变电站的自动化水平、减人增效，实施无人值班。并可优化站内总平面布置，提高土地利用率，减少站内建筑面积，降低土建工程费用，降低工程造价。

2 模块化设计的实质性体现

2.1 统一建设标准和设备规范，减少设备型式，便于集中规模招标，方便运行维护；

2.2 大大降低了变电站建设和运营成本；

2.3 加快了设计、评审和批复进度，提高了工作效率。

目前已实现的无人值班变电站主要有两种做法：一种是建造无人值班变电站，一开始就按此目的进行设计；另一种是在原有的基础上进行改造充实，使其达到无人值班变电站的条件。即常规远动模式和综合自动化模式。

具体从单位工程技术方面分析有如下几点：

①电力变压器应装设自动调整调压分接头装置，并在其周围和开关室内装设自动灭火报警装置。②各种受控电器一向装设电动操作机构控制功能。③各种电量和非电量变送器或传感器的测量精度和可靠性应在允许范围内，防止误差超限。④各种开关电器的位置信号和补偿电容器的投切数目等，均应准确采集出来。⑤变电站应装设功能足够的远动终端装置RTU，能够准确发送、转收转换各种远动信号。⑥变电站与调度中心之间架设具有抗干扰能力和质量优良的远动通道，确保远通信系统安全可靠的运行。⑦上一级调度中心必须具有功能比较齐全的计算机自动监控系统，而且远动芯头的质量优良。

3 模块化设计一般应满足的技术经济标准

3.1 土建部分

3.1.1 场区土（石）方工程 变电站占地面积应适当统一，尽量少征耕地，多征荒地。依地区特点，分类确定征地费用。考虑地形地质情况，站址选点要平整，前期勘察尽量精确，基本实现站区挖填方平衡。控制桩最好设置两个，考虑多坡向排水，方便站区地下基础的放线、开挖和厂区排水，为地下基础模块化设计和施工提供便利。

3.1.2 建筑工程 站区建筑工程繁杂，有、地下、地上部分。地下、地上部分又分土建、电气、水工等专业。具体要分项进行模块化设计：

①围墙四邻统一标准，考虑地区冰冻线要求。②架构基础按电压等级可进行直角布置，在控制标高前提下，统一基础材料、型式。③主变基础和包括事故油池及其他独立设备基础，在控制标高前提下，考虑预留扩建并统一基础材料、型式。④各间隔内设备支架基础，考虑标高并统一基础材料、型式。⑤变电站核心部分的主控制室和高压配电室，应按照各厂房的布置位置及统一设备选型后进行模块设计，设计中应充分考虑其运行维护的方便性，要布置清晰，便于操作、巡视。室内梁柱结构简单，满足民用建筑的合理性要求，使间隔合理，采光充足。⑥水工消防部分：水井、泵房、蓄水池及地下管道均可按附属设施考虑布置，模式化定位、设计、施工，远离电气设备，方便日常操作。⑦电缆沟设计分220kV区、110kV区、220（110）kV到主变区、主变区到主控制室、主变区到高压配电室区及高压配电室到外送段。这需要统一缆沟的平面定位走向、材料、型式，并严格场区排水坡向标高定位。最后统一考虑道路跨越缆沟的细部设计。⑧地下电气部分的接地网工程，在考虑地质电阻埋深的差异外，均可统一标准设计、施工。

3.2 电气一次部分

3.2.1 电气主接线：变电站的各种运行方式，负荷分配，故障处理，潮流调整均由监控中心控制，故其主接线应能满足遥控操作和调整的灵活性。在满足安全可靠运行的前提下，应尽量简化电气一次主接线。220（110）kV可采用双母线接线方式，采用线变组接线方式；35（10）kV采用单母线分段接线方式，采用单母线接线方式，分段开关设备自投。

3.2.2 主要设备选型：一次设备的可靠性和稳定性对变电站有着决定性的影响，一次设备应尽可能选择技术先进、安全可靠、免维护或少维护设备，从区内已实现的“四遥”无人值班变电站的运行经验看，国产的设备也可以满足综合自动化无人值班变电站的要求，因此一次设备选型和配电装置的配置可按常规变电站设计。

①主变压器尽量选用国产优质有载调压变压器，主变压器应装有具备遥信、遥控接口的有载调压开关。②市区110kV变电站设备尽量采用GIS，或组合式电器。③站区220（110）kV断路器最好选用SF6全弹簧储能机构，因为电磁操动机构合闸电流较大，可减少直流设计的负担。④隔离开关应配有能满足遥信、闭锁要求的辅助开关。主变中性点地刀应配有电动操作机构。⑤220（110）kV电压互感器应采用电容式电压互感器，能很好地消除铁磁谐振。⑥220（110）kV的电流互感器应选用SF6电流互感器，各电压等级的电流互感器都应选用带有0.2级的二次线圈，以满足计量要求。⑦避雷器采用氧化锌避雷器，配有在线监测装置，计数器应具有遥信接口。⑧站用电系统应具有两路电源，互为备用，自动切换，站用变应选用干式变或接地变带站用负荷。⑨35（10）kV设备可采用全室内组合电气布置，35（10）kV高压开关柜可选用国内先进厂家生产的户内手车中置式成套开关柜，内配35（10）kV真空断路器。⑩无功补偿装置尽量选用干式成套电容器装置。{11}直流系统的接线方式要安全可靠，合闸母线和控制母线要分开。蓄电池可选用阀控式全封闭酸性电池，不设端电池。每组蓄电池配置一套微机高频开关电源充电装置，模块采用N+1配置，采用分路供电，具有遥信接口。全站设置一套UPS电源。

3.3 电气二次部分 二次设备设计应采用综合自动化系统设计，220（110）kV变电站可采用分层分布式微机监控综合自动化系统。二次设备全站采用微机保护装置，同时装设综合无功自动调压装置。其中：

①主变压器保护采用两套不同原理、不同生产厂家的微机型差动保护，按双主双备配置。主变220kV侧装设双套复合电压过流保护，110kV侧装设双套复合电压方向过流保护，主变220kV及110kV侧装设双套方向零序电流保护、零序方向过流保护、零序过电压保护和零序间隙过流保护；主变10kV测装设双套分支过流保护，变压器过负荷保护，非电量保护及温度信号。②220（110）kV线路保护采用双套不同工作原理，不同生产厂家的全线速动保护。一套为高频保护，采用电力线载波通道；一套为分相电流差动保护，采用数字光纤通道。两套保护均应带有完整的阶段相间、接地距离和零序电流方向保护做后备保护，且线路保护按型号、厂家与两侧保护配套。③根据25项反措要求：220（110）kV母线保护配置两套，母线保护实现双重化，每套保护都应具有母线差动保护、母联过流保护、母联死区保护、断路器失灵保护出口等功能。④根据《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》，主变压器设置故障录波装置。220（110）kV侧各配置一台微机故障录波测距装置。故障录波装置应具有数据远传、故障测距、GPS卫星对时等功能，采用不间断方式进行数据采集及故障判断，用于对各种设故障及装置动作情况的记录分析、处理。⑤根据《电测量及电能计量设计技术规程》和实际负荷情况配置110kV谐波监测装置。⑥根据内电生字（2003）29号文，集控主站设置一套低频、低压减载装置。⑦35（10）kV线路、电容器和所用变均选用微机型保护。35（10）kV线路保护装置具有速断、过流、三相一次重合闸功能；35（10）kV电容器保护装置具有短时限电流速断和过流、零序差压、过电压、过负荷等保护；35（10）kV所用变保护具有速断、过流等功能。每段35（10）kV PT设置一套PT消谐装置。⑧根据计量规程要求，主变压器高压侧装设0.2S级高精度多功能表作为关口表，并装设电压矢压计时器和报警设备，同时配置一套电表处理装置采集电能表的信息并将其传送到内蒙古中调，电能计量表用数字方式接入电表处理装置。远传通道采用电话网自动拨号方式和网络专用通道。

3.4 通信远动部分 无人值班变电站，通道建设是关键。在我区，系统通信贯彻通信网“完整性、统一性、先进性”和“安全、经济、高效”的基本原则，主要以光纤通信作为主通信方式，数字载波作为备用通信方式，实施二级调度管理。当然也可以采用以光纤、微波为主的先进手段，并采用一主一备方式，保证通信的安全可靠畅通。

3.5 消防系统与保卫系统部分 无人值班变电站的控制室、高压室、蓄电池室、电缆夹层等主要部位需要要装设火灾报警装置并具有遥信接口。重要变电所主变压器（150MVA及以上）需要设置消防自动水喷雾系统，且生活用水与消防用水分开。变电站门、控制室门、高压室门等应装设外人进入报警装置。站内应配置好常用的固定式气体灭火系统以及移动式或手提式气体灭火器及其他消防器材。

参考文献：

[1]柳国良，张新育，胡兆明.变电站模块化建设研究综述[J].电网技术，2008（14）.

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[关键词]变电站 二次设计 电气系统

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0122-01

前言

变电站是电力系统的一部分，其主要功能是变换电压等级和汇集配送电能。它主要包括变压器、线路开关设备、母线、建筑物及进行电力系统安全和控制时所需的全部设施。变电站的二次系统是变电站实现其功能的神经系统，是否具有合理可靠的二次回路将直接影响整个变电站乃至系统能否安全可靠的运行。从目前国内外发生事故的经验分析来看，造成事故的根本原因通常是在回路上，有的可能是因为回路本身的缺陷造成，有的可能是因为系统出现故障时，由于回路的原因而未能及时将故障排除所造成。因此，必须保证变电站二次保护回路的正确性和合理性，这具有非常重要的作用。我们应切实加强对变电站二次回路的研究力度，进一步提高变电站的电气二次设计水平。

一、变电站的电气二次设计

进行变电站的电气二次设计时，相关设计人员需要有较强的逻辑性和丰富的专业知识。该过程是一个较为复杂的过程，本文对变电站的电气二次设计的研究注重于继电保护、综合监控和直流输电等主要方面。

1、继电保护

现阶段电力系统的发展十分迅速，因此电力系统的继电保护技术也越来越引起人们的关注。继电保护的任务就是识别电力系统中被保护的相关设备是否有故障发生或者是否需要发出跳闸命令。当设备发生故障时，继电保护就是要在最短的时间内将其与电力系统隔离开，避免事故发生造成太大的影响。由此可见，继电保护对于整个电力系统的作用不容忽视，我们在研究变电站的电气二次设计时，必须重视对继电保护技术的研究。

随着电子技术、通信技术和计算机技术的不断发展，继电保护装置中的元件、材料和制造工艺等硬件结构也有了更大的发展空间。在这个过程中，继电保护技术的发展也将越来

越多地引入了电子技术、通信技术和计算机技术。

第一、电力工业的发展所取得的成就越来越大，因此在继电保护装置中继电功能发挥的作用也越来越重要。这就导致了存储的故障信息数量很大，并且存放这些信息的时间也要求很长，而对这些信息进行处理时，又要求时间要尽可能的短、通信功能要很强大等等。所以，在未来的继电保护技术的发展中，计算机作为其最有力的使用工具，将会起着至关重要的作用。

第二、在继电保护领域中，通信技术的不断发展就使得继电保护的作用已经不只是找出故障和缩小故障发生的范围了，还要更多的考虑安全层面上的因素，继电保护技术人员对于保护系统的观念也越来越强烈。

第三、在电力系统的继电保护中，会存在一些专家系统、人工神经网络等智能化系统，引入这种智能化系统对于继电保护的发展具有很重要的意义。

第四、在实现了继电保护的计算机化和网络化的前提下，网络将成为继电保护装置获取信息的主要渠道，而且它还能够将获取到的信息传达到网络控制中心或者任何一个终端。在每一个微机保护中都可以完成继电保护的功能，并且在正常运行的情况下，可以顺利实现保护、控制、测量、数据通信的一体化。

2、综合监控

科技的日新月异使得计算机已经广泛应用在各个领域，目前的电力系统也进入了微机控制时代。变电站综合自动化系统就是利用先进的计算机技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备的功能进行重新组合和优化。计算机及网络技术的迅速发展有力推动了视频监控系统的发展，因而通过构建智能综合监控系统，可以有效的将变电站各个分散的视频系统、环境监控系统等整合成统一的变电站智能综合监控系统，促进变电站自动化再上一个新台阶，从而更有利于进行设备的维护和故障的排除，便于提高工作效率和经济效益。因此，进行变电站的电气二次设计时，综合监控是其中非常重要的一个设计部分，设计人员应在全面考虑的情况下设计出更为有效的综合监控系统。

目前，变电站已经基本完成了数字视频化监控系统的建设和改造工作。这种监控方式是以本地监控为主，远程管理为辅，并以各个站点为单位建成一个配有数字监控主机和监视器等设备的完整的监控体系。一般情况下，是通过分步、分批的方式来实施环境监测、消防系统和防盗报警，如果它们要成为各自独立的系统变电站，则需要配备有专门的人员来负责图像监控和设备维护保养等日常工作。同时可能会因为没有统一的管理而导致各站点的监控数据因意外原因而被销毁或破坏。另外，监控图像信息不是由变电站和集控中心共享，如果变电站有事故发生，上级单位将无法全面而及时的掌握相关情况。所以，将这些不同功能系统整合成一个完整的系统是非常有必要的，这样既能做到远程监控，又具备了联网报警和环境监测的功能，同时还可以起到预防事故的作用，有效打击外力破坏，保证电网的安全稳定。

3 直流输电

一般情况下，变电站的直流系统采用的是双组充电机配置双蓄电池组（双电双充模式）。即两段母线各自携带一部分负荷，在两段直流母线之间设置联络电器，同时每组蓄电池组和充电装置分别接入不同的母线，可采用双组双充运行也可以单组并列运行。

我们主要从直流电源系统的构成、功能等方面来对变电站直流电源监控系统进行分析。通过进行这样的研究可以使变电站中的直流电源监控系统实现真正意义上的综合自动化，对变电站的电气二次设计具有重要意义，同时还可为国家创造大量的直接和间接经济效益以及社会效益。

直流电源的构成以及各部分的主要作用如下所述：（1）电源监控装置，这是直流系统可靠运行的管理者和控制者，是直流电源监控系统的管理和控制核心。（2）高频电源，这是直流系统必须具备的关键组成部分，是直流系统实现交流输入变换到直流输出的部分。（3）绝缘接地检测，主要完成直流系统以及直流应用部分绝缘接地情况的检测。（4）蓄电池，这是直流系统的储能部分。

由于直流系统在整个电力系统中具有举足轻重的作用，所以其功能较为全面而且复杂。在变电站中，直流系统为继电保护、控制信号、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。同时它还为各种操作提供可靠的操作电源。直流系统是变电站安全运行的保证，它的可靠与否，对变电站的安全运行起着重要的作用。

二、结语

对于变电站的电气二次系统的优化改造设计，绝不仅仅限于以上所分析的三个方面， 还存在着很多其他需要考虑的细节，例如继电器的布置、测量仪表的安装、电缆的走线等。变电站的电气二次系统的设计和布置方案直接关系到整个变电站运行的可靠性和稳定性，本文通过对继电保护、综合监控和直流输电三个方面的分析，对于以后研究变电站的电气二次系统的设计具有非常重要的意义。

参考文献

[1] 白宗敏，刘百震，於崇干.电力工程直流系统设计手册[M].北京：中国电力出版社1999（1）

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关键词：大型变压器 新型智能水喷雾灭火系统 系统功能

1　大型变压器火灾实例

1991年12月，北京某220 kV变电站的一台120 MVA薄绝缘三线圈主变压器由于内部故障起火，因站内没有固定的水喷雾灭火装置和充足的消防水源，在起火十几分钟后30余辆消防车陆续赶到，扑救了近7 h方灭掉了明火，由于没有彻底降温，7 h后重燃，近20辆消防车再次赶来扑救，变压器报废。

1997年2月，北京另一座220 kV变电站的一台120 MVA三线圈主变压器因高压套管爆炸起火，几分钟后消防车赶到，用自带的水灭火，在自带的水即将用完时，站内值班人员手动启动水喷雾装置成功，在消防队员和值班人员的共同努力下，有效地控制了火势并将其扑灭。在此期间，水喷雾系统起到了后援和降温的作用，若仅靠消防车自带的水量很难将火扑灭。同时也可看出，灭火是扑救火灾的关键因素。这台变压器除套管破碎及线圈需烘干外，其它部位没有大的损坏。

2　有关规范对主变压器消防的要求

2.1　《水喷雾灭火系统设计规范》(GB50219－95)(下称《规范》)规定：水喷雾灭火系统的响应时间，当用于灭火时不应大于45 s；水雾喷头应布置在变压器的周围，不宜布置在变压器的顶部；保护变压器顶部的水雾不应直接喷向高压套管；水喷雾灭火系统应设有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。水喷雾灭火系统的控制设备应具有下列功能：选择控制方式；重复显示保护对象状态；监控消防水泵启、停状态；监控雨淋阀启、闭状态；监控主、备用电源自动切换。

2.2　《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229－96)规定：220 kV、330 kV、500 kV独立变电所，单台容量为125 MVA及以上的主变压器应设置水喷雾灭火系统，并应具备定期试喷的条件。

3　北京供电局原水喷雾灭火系统状况

北京供电局在1995年前建成投运的220 kV、500 kV变电站有20座，大部分均远离市区或城镇，远离市政自来水管网，其生活和生产水源通常靠站内或附近的专用自备机井提供。北京地区变电站目前采用以下几种供水装置。

3.1.1e　使用水塔供水

由于变电站常驻人员不多，日常用水量很少，在炎热的夏季水塔内的水质极易发生变化，而在寒冷的冬季水塔内的水容易结冰和冻裂管道。

3.1.2　使用变频水泵供水

由于变频水泵始终处于调速运转状态，因水中杂质对泵磨损很大，与自来水系统中的变频水泵相比，使用周期短，维护费用高

3.1.3　使用自动补气式气压水罐供水

这种装置是在80年代末期兴起的，系统简单可靠，投资不高且易于管理和维护，系统的水压一般在0.3～0.6 MPa之间可调，非常适合变电站使用

3.2　原水喷雾灭火系统的状况

上述20座变电站中有13座变电站为主变压器配置了水喷雾灭火系统。所配置的系统基本上由地下蓄水池(容量在几十至几百立方米)、取水管、消防泵(一主一备)、环状地下消防主管网、手动或电动的水喷雾控制阀门(一台主变配用一只)、变压器水喷雾立管和水平支管及雾化喷头、水泵启动控制和保护装置等组成。消防用水预先由自备机井提到地下蓄水池中储存备用。

上述水喷雾灭火系统大都没在管网内预先注水，需由值班人员根据变压器起火的情况，按动当地或远方(主控制室)控制盘上的启动按钮，启动消防泵和打开相应的喷雾主阀门，进行喷雾灭火。这种系统由于在主变压器发出事故报警信号时，要靠值班人员准确地判断主变压器是否起火、并正确地操作有关按钮，很容易发生误操作。另外由于管线长，在发生火灾时空管充水时间大于规程允许的响应时间，此外由于管线内断续供水，管线内壁氧化锈蚀，锈渣被水流冲至喷头处淤塞喷头，影响水雾的形成，特别是当使用手动喷雾控制阀门时，常因阀门锈死而无法操作。这类系统的致命缺陷是系统本身不具备自检功能，必须由专业人员定期检查，但因缺乏专业人员的定期检修维护，故障难以及时发现，在需要时不能正常启动，形同虚设。

为满足《规范》关于灭火响应时间的要求，防止空管注水时间过长，少数系统设置了变频稳压泵或其它供水装置，为管路补水和保压。在主变压器运行时，这种系统因为在管网内有水的情况下，不能检查喷雾主阀门是否能正确打开，也存在着火警时喷雾主阀门拒动的可能性。为了对这种系统定期检查，至少需派两名检修人员到变电站现场，将地下管网中的水泄空后，持无线对讲机进行操作和检测，而在装设了集成电路型保护装置的变电站，保护室内是绝对禁止使用无线对讲机的，这便给检查带来了一定的难度。在使用变频泵给地下管网保压注水时，由于变频稳压泵长期处于工作状态，磨损严重，维修较频繁

3.3　雨淋阀灭火系统

南方的一些工程中也有不用喷雾电动阀门而采用雨淋阀组的实例。和上述系统相比，此类系统除了将喷雾电动阀门改用雨淋阀(一台主变配用一组)外，其它系统部件大致相同。由于雨淋阀组的需要，在每台主变的上方还增设了通至雨淋阀的传动管及闭式温度探头。传动管内平时充满了有压力的气体或水，籍此顶住雨淋阀的主放水口。当闭式温度探头上的测温玻璃泡遇高温破碎时，传动管内的有压气体或水从探头处泄出，雨淋阀的主放水口打开，同时通过雨淋阀上的电接点启动消防泵，大量的水便从雾化喷头喷向变压器。此类系统可以不靠人的操作而准确地启动整套系统，实施喷雾灭火，但在北方使用时，存在冬季的防冻问题，传动管内只能充气，这样系统的部件将增加许多，且受风或气流的影响，温度探头的灵敏度将会降低。

转贴于 4　新型智能水喷雾灭火系统

为了解决以往主变压器水喷雾灭火系统存在的缺陷，有效地控制变压器初起火灾的扑救，降低主变压器火灾造成的损失，从1995年下半年起北京供电局开始进行新型水喷雾灭火系统的研制工作。 4.1　新系统的功能要求

在总结以往水喷雾灭火装置经验的基础上，对新系统提出了整体的设想，新系统应具备以下功能和特点。

4.1.1　系统应能实现定期自动巡检功能，以便及时地发现缺陷，提醒专业人员进行处理，使系统处于良好的备用状态。

4.1.2　地下主管网必须能够预先注满水，以解决动作反应时间过长和管道因断续供水而锈蚀的问题。

4.1.3　系统应能对变压器的温度进行可靠和有效的监测，在火灾发生时能准确地报警。应具有对巡检状态和事故动作状态的记忆能力，供事故后追忆和分析使用

4.2　新系统的研制

根据上述要求并结合实际工程的进度，组织设计、制造和运行单位的技术人员研制新系统。在研制过程中，抓住控制装置、电动阀门、水雾喷头三个关键部件，进行了技术调研和分析。还组织了调度、保护、变电值班、生技、安监等部门的技术人员对控制装置的动作条件进行了严格的分析和审查。

经过努力，新系统已在新建的北京台湖、张仪、大兴三座220 kV变电站安装完毕，并成功地在张仪和大兴两站对4台180 MVA的主变压器进行了试喷检验和自动巡检测试。

新的水喷雾灭火系统由以下几部分组成：地下蓄水池；主备消防泵；地下消防主环网；地下消火栓及井；喷雾电动阀门及井；喷雾立管、水平支管和雾化喷头；主变压器测温及数据传送装置；为管道日常补水的单流阀门及电动阀门；管道泄水用的电动阀门；控制盘及电机保护盘；当地及泵房内的启动盘等。控制系统采用了工业可编程控制机作为核心部件，监控全套系统的工作状态。系统的任何异常信号和动作信号均在消防控制盘上用光字牌显示，同时将消防系统异常的信号送至主控制室的中央信号屏上并伴有音响。

为了解决地下消防主环网的日常保压补水和系统巡检时的断水问题，系统设置了补水电动阀门，一侧接主环网，另一侧接供应生活用水的气压水罐的出口，并在地下主干管的最高点设置了自动排气阀，以使水能充满管道。在日常情况下，消防主环网内的水压和气压水罐出口的压力基本一致。此时，可以打开地下消火栓井内的水嘴或阀门，喷洒站区内的绿地及道路等。在消防状态下，因管道内压力较高，为了防止消防水进入生活水系统，在补水电动阀门的一侧装设了逆止阀。

根据几次变压器火灾的分析，发现在变压器起火燃烧的过程中，首先被破坏和最先见到火光的地方是在高压套管和变压器箱体结合处。为了可靠地监视变压器是否起火，经过多次研究，决定在变压器的瓷套管根部与套管升高座的结合部设置测温铂热电阻，每台变压器设8个点，并将实测温度值通过温度变送器送出。控制系统巡回检测这些温度值，发现温度值有跃变(＞0.13　℃／s)时，自动发出预告信号，当温度值跃变到上限(定为105 ℃)时，发出报警信号并同时启动消防泵，做好喷雾的准备工作。如果在检测中发现测温电阻有断线故障时，控制系统会自动发出报警信号，并跳过此点继续进行检测。

当变压器起火后，为了安全起见，系统应在起火设备确实断电的情况下进行喷雾灭火。为了做到这一点，控制系统必须在检测温度的同时对几种开关量的变化状态进行相应的巡回检测。我们采用以下几种开关量为基准的鉴定手段：最为可靠的是使用主变压器的重瓦斯保护信号和差动保护信号的接点，这两个信号对控制系统触发的逻辑关系是“或”，为了防止保护正确动作而断路器拒动，引起对带电的事故变压器喷雾，根据后备保护的动作时间和越级动作的最长时间，规定在重瓦斯信号或差动保护信号触发控制系统后延迟10 s再打开喷雾电动阀门的作法。当重瓦斯和差动保护装置没有多余的接点供使用时，也可以使用主变压器三侧断路器的辅助常开接点，此时为了防止因断路器机构故障拒分而造成的误判，需要对三侧断路器进行“三选二”的判断，并在判断确认后延迟10 s再打开喷雾电动阀门，延迟10 s是必须的，给拒分的断路器回路留出保护装置越级动作的时间。

为确保水喷雾灭火系统和变压器处于安全可靠的运行状态，消防泵启动和喷雾电动阀门打开必须有严格的逻辑闭锁关系。为了防止在变压器开盖检修时，误碰测温电阻(使测温电阻升温)而引起误喷事故的发生，必须规定变压器在停运时，应事先人工停止装置运行对主变套管处进行温度检测。当检测到某一台变压器的某一点超温时，控制系统自动启动消防泵，但并不立即打开这台变压器的喷雾电动阀门，继续检测这台变压器三侧断路器的状态，只有当这台变压器有关的断路器相继动作跳开后，控制系统才会确认是这台变压器起火，这时再自动打开这台变压器的喷雾电动阀门进行喷雾灭火。如果检测到某一台变压器的某一点超温，又检测到另一台变压器的三侧断路器有动作，因闭锁条件的限制，控制系统不会打开任何一台变压器的喷雾电动阀门进行喷雾，此时仅有消防泵在转动。

两台消防泵(一主一备)，能用控制盘上的手柄进行主、备用的切换选择。当主泵由于种种原因启动不起来或流量、压力不够时，水泵出口处的电接点压力表将向控制系统反馈信息，激发控制系统启动备用泵。因压力不够，备用泵投入运行时，主泵并不退出运行。

这套水喷雾灭火系统具备自动、手动、应急三种操作状态，通常应置于自动操作状态。在变压器附近和消防泵房内有应急操作箱和手柄或按钮。优先级别从低到高的顺序为：自动、手动、应急。应急操作按钮设在变压器附近的控制箱上，操作时应先按动消防水泵的启动按钮，再按动相应变压器的喷雾电动阀门按钮即可实施喷雾。停止系统工作必须在控制盘上操作。手动操作靠旋动设在消防控制盘和泵房控制箱上的相关控制手柄进行，主要用于检修过程中的试验工作，当然也可用于实施喷雾灭火。

系统投入运行后，可能几年甚至几十年不会发挥一次作用，但是一旦出现火情就必须快速可靠地投入到灭火工作中，要做到这一点，关键是使系统始终处于良好的状态，水泵、电动阀门必须运转灵活、开启自如、关闭严密。以前安装的水喷雾灭火装置，常因检修时间过长或漏检，而出现运行障碍。新研制的这套装置具有自动离线检测的功能，在装置投运前，预先设定一个自动巡检的周期，投运后便开始倒计时，待预置时间减到零时，装置自动进入巡检状态。也可以通过人工按动巡检按钮进行强制巡检。

在巡检状态下，装置首先自动关闭来自生活供水装置的补水电动阀门，切断补水的水源；然后自动打开主管路的泄水电动阀门，并顺序启停两台消防泵，同时通过水泵出口处的流量计和电接点压力表及泄水阀门处的流量计监视判断消防泵的工作状态；在消防泵正常停止后，延迟7～10 min，待管路的余水基本自然泄空后，再顺序开关主变压器的喷雾电动阀门，此时由于管路内水量很少，几乎无压力，所以不会有水从雾化喷头流出，也能有效地防止冬季冻裂立管或堵塞出水管的现象。最后关闭泄水电动阀门，打开补水电动阀门向主管路补水，恢复到正常运行状态。在巡检过程中，每一步操作都能自动地进行成功与否的判断，发现问题停止巡检，发出信号，提醒值班人员通知维护检修人员检修。检修时可根据控制盘上的光字牌判断故障点，检修完毕，应按动巡检按钮重新开始强制巡检。正常巡检的全过程约需15 min。巡检后的补水时间将视生活供水系统的能力决定。为了在补水时能将管内的空气排除，在管路的最高点装设了自动排气阀。

为了系统的可靠运行，我们选择了不锈钢为外壳的、聚四氟乙烯为内衬套的电动蝶阀作为喷雾和泄水的主阀门。为了方便检修，在这些电动阀门的部位设置了相应的手动蝶阀。

为现场试验安全起见，试验前停运被喷的变压器。为使试验更接近实际状态，采取了如下的模拟措施：将处于分闸状态的三侧断路器的两端隔离开关拉开，手动使断路器合闸，模拟变压器处于运行状态，控制系统开始对主变压器进行温度检测；在当地消防控制箱处，用电阻箱改变停运变压器上任何一只温度变送器的输出端电流，模拟变压器套管处温度越限的状态，这时控制系统开始检测开关是否变位；在保护室内人工动作变压器的主保护，使三侧断路器分闸，模拟变压器事故跳闸的状态。

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关键词：给水 中水 热水 排水 消防 冷却循环水 游泳池

中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：

0工程概况

本工程为新建五星级酒店，其中地下二层为车库及设备用房，地下一层为厨房、后勤服务、健身和设备用房，地上一、二层为接待、餐饮、会议、娱乐等，三～九层为客房。

本工程设计范围为给水排水及消防系统和设施的设计。其中生活给水排水部分包括给水系统、中水系统、热水系统、排水系统、雨水系统、空调冷却循环水系统的设计。消防部分包括室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、变、配电室气体灭火系统、酒店大堂共享空间水炮系统、厨房消防系统、建筑灭火器配置的设计。

一、 给水系统设计

从周边不同道路分别接出两根DN200的给水管，在庭院内形成环状管网，为本工程的生活给水和消防给水提供双水源。

给水系统竖向分为三个区。

市政给水区：地下一层、地下二层暖通及其他设备用房用水均由市政自来水管网直接供水；

加压供水低区：地下二层—地上二层生活给水为加压供水低区，由变频调速成套供水设备供水。

加压供水高区：三层—九层为加压供水高区，由变频调速成套供水设备供水。

生活给水加压泵房设在地下二层，内设不锈钢断流水箱，紫外线消毒设备，带有小气压罐的恒压变量变频供水机组。

客房层用水、酒店部分用水、每一厨房用水、健身房用水（包括SPA）、洗衣房用水、冷却水系统补水均分别计量。

二、 空调冷却循环水系统：

设计参数：室外湿球温度取26.9℃。

系统设置

敞开式系统：地下二层制冷机房内设置制冷机3台，制冷机的进水水温为32℃，出水水温为37℃。在制冷机房内设置循环冷却水泵4台（三用一备），变频控制，在九层屋面设置带风扇驱动系统的低噪声冷却塔3台，每台流量为400 m³/h。在每台制冷机进水管上设过滤器一套，机组的进出水口处均加装金属柔性接头、温度计、压力表，在制冷机房内设置一套全自动加药系统，包括可溶性固体测量表、化学药剂泵、电磁流量控制阀、药剂容器、自动防水阀等，以达到防腐、除垢、灭菌的作用。

密闭式冷却塔：用于空调系统冬季供冷使用，设计室外环境温度2℃，循环水量180 m³/h，进、出水水温15℃~10℃。在制冷机房内设置循环冷却水泵2台（一用一备）。管内介质为乙二醇+水。

三、 中水系统设计

从市政中水管道上接DN100管道，经总水表后进入庭院。中水用途为冲厕、绿地浇灌、道路冲洗、洗车等。

中水系统竖向分为二个区。

市政供水区：地下二层—地上二层中水由市政中水管网直接供水；

加压供水区：三层—九层为加压供水区，由变频调速成套供水设备供水。

中水加压泵房设在地下二层，内设不锈钢断流水箱，臭氧消毒设备，带有小气压罐的恒压变量变频供水机组。

客房层用水、酒店部分用水、地下一层用水、健身房用水、绿化用水均分别计量

四、热水系统设计

热水供应范围：客房、厨房、洗衣房、水疗SPA、员工淋浴、卸货平台、垃圾间、健身淋浴、酒店盥洗等用水。

热水热源：由设于地下一层的锅炉房提供。热媒为95℃~70℃热水。

洗衣房热水由集中的热水系统提供，洗衣房工艺用蒸汽自设电蒸汽炉解决。

热水换热间设在地下一层，热水系统竖向分区同给水系统。

热水系统：

系统一：供三层—九层客房的热水，耗热量为450KW。设3台容积式换热器，供水温度为57℃。

系统二：供所有餐厅、厨房的热水，耗热量为389KW。设2台容积式换热器，供水温度为60℃。

系统三：供洗衣房、游泳池、水疗SPA、员工淋浴、卸货平台、垃圾间、健身淋浴、酒店盥洗等热水，耗热量为160KW。设2台容积式换热器，供水温度为60℃。

客房层用水、酒店部分用水、每一厨房用水、健身房用水（包括泳池及SPA）、洗衣房用水均分别计量。

热水系统采用机械循环，以保证热水供水干管和立管的供水温度。

五、 排水、雨水系统设计

室内排水为污、废分流排水系统，厨房废水单独排放，经隔油池处理后排出。地下室卫生间排水由污水提升设备收集后排入化粪池。地下室废水经集水坑收集后由潜水泵压力排出。每个集水坑配置两台污水提升泵，且每台容量按照峰值的65%设计。污水泵须接应急（发电机）电源。

雨水系统：本工程除二层大宴会厅屋面雨水采用虹吸式雨水内排水系统，外其余屋面均采用重力流排水。虹吸式雨水内排水系统设计重现期为10年，降雨历时5min，设计降雨强度为，径流系数ψ=0.9，溢流雨水系统按设计重现期50年雨水量进行校核。

汽车库坡道内设雨水截流沟，排至附近的集水坑，用潜水泵提升至室外雨水管道。

内庭院的雨水经雨水沟收集后排入市政管网。

六、 消防系统设计

本工程设有室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、变配电室气体灭火系统、酒店大堂共享空间大空间主动灭火装置（水炮系统）、厨房灭火系统、建筑灭火器。

消防水源：分别从周边不同道路接出两根DN200的给水管，在庭院内形成环状管网，为本工程的生活给水和消防给水提供双水源。

本工程为一类高层建筑，消防水量见下表：

本工程所需消防水池的有效容积为720立方米（分为2格）。消防水泵房和消防水池均设于酒店的地下二层。

室内消火栓系统：

消火栓系统采用临时高压给水系统，消防水泵房设于酒店的地下二层。泵房内设有两台消火栓加压泵，一用一备，自灌式吸水。

本工程的消防水箱设在酒店顶层的阁楼内，水箱容积18立方米，水箱出水距最底层消火栓的静水压力小于100米。水箱间内设有消防增压泵2台，一用一备。

本工程每层各部位均设置消火栓保护，环状管网供水，室内消火栓设在明显和易于取用处。每个消防箱内均配DN65消火栓一个，L=25米的麻质衬胶水带一条，Φ19mm直流水枪一只，手提式磷酸铵盐灭火器2-3具，启泵按钮一个。消火栓栓口压力小于等于0.5MPa。

消火栓系统设置地下式消防水泵接合器，

喷洒系统：

消防水泵房设于酒店的地下二层。泵房内设有3台喷洒加压泵，二用一备，自灌式吸水。

本工程的喷洒水箱设在酒店顶层的阁楼内，水箱容积27立方米。水箱间内设有喷洒系统增压泵两台，一用一备，Ф600气压罐一个。

本工程喷淋系统设置情况见上表所述，标准喷头采用K80快速响应型，动作温度为68℃（厨房操作间、锅炉房、换热站、洗衣房为93℃）。无吊顶的部位采用直立型喷头，有吊顶的部位采用吊顶型喷头。客房部分位置采用边墙扩展型侧喷喷头（K115快速响应型）。各系统报警阀均设于地下室报警阀室内。报警阀前供水管道设为环状，阀后管道布置为枝状。每个报警阀组供水的最高层与最低层的喷头高差不大于50米，喷头数量不超过800个，设计压力不大于1.2MPa。水流指示器前及报警阀前后均设有带开闭指示的信号蝶阀，并将开闭讯号送至消防值班室内。

喷洒系统设置地下式消防水泵接合器，在报警阀前与室内管道相连。

大空间主动灭火装置（水炮系统）：共享大厅设2个水炮，接至喷洒系统水流指示器前，每个水炮流量为5L/S。

灭火系统：各厨房排油烟罩部位采用食人鱼灭火系统。

气体灭火系统：

本工程地下变电站设置ZQW180型七氟丙烷无管网自动灭火装置。

变电站设置气体灭火系统，设计浓度8.1％，喷放时间10s，使用环境温度0～55℃。防护区内分别设ZQW180型七氟丙烷无管网自动灭火装置。

灭火器的配置：本工程按中危险级配置手提式磷酸铵盐灭火器，设置在消防箱内。配电室、电梯机房等电气专用房间均设置CO2灭火灭器。

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关键词：ESD2000；配电监控系统；输配电线路

一、引言

在电力行业当中，变配电器系统的管理效率直接影响到用户的需求，提高变配电器系统的智能化已经是电力系统中急需的发展方向之一。传统的电力管理模式已经远远不能够满足供电系统高密度、大容量运转的需求，而现行的管理中心对于电力系统中保护、续电、实时保护、准确定位等多种信息的收集与预警。只能依靠当前值班现场人员的报告进行判断，在各种事故发生之前能够够及时发生系统的运行状况而直到操作事故、电压输送事故等错误的发生，因此，为能够保证供电安全可靠，采用先进的ESD2000只能变配电监控系统将会越来越迫切。

随着电配器的自动化技术出现，电力系统当中的分布处理、网络技术输送、实时断点等技术已经逐渐流行起来，而ESD2000变配电智能监控系统正是其中的优秀代表。通过ESD2000变配电只能监控系统，可以实时让监控中心掌握各个变电站的运行情况，并能够直接对相关设备进行操作，及时了解故障发生的情况，作出准确的判断与处理，并能够在整个系统进行和你的能量分配，使整个供电系统的管理科学化、规范化，并且还与其他系统（供水系统、空调系统、消防系统）交换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。

二、变配电监控系统的优越性

ESD2000是一套完整的变电站综合自动化系统，它完成对变电站内主要设备和输配电线路的自动监视、测量、控制和微机保护，以及与楼宇自控系统通信等综合性的自动化功能。其保护、测量、监视、控制功能。

通过智能型综合保护测控装置和ESD职能型测控装置来实现。使用ESD2000可保证变电站的安全、可靠运行、提高管理效率，提高供电质量，减少维护工作量、减少值班员数量及工作量。

1、分层分布式体系结构

系统结构采用分层分布式设计思想，系统分为中心管理层、站级管理层、前端保护监控设备层。系统集中监视、分散控制、微机保护测控装置依据保护对象分布在开关柜或保护对象最近控制屏上，独立完成保护功能；系统网络或通讯发生故障不影响现场微机保护测控装置的保护功能。现场的遥信量、遥测量、控制、保护动作等信息均通过现场保护或测控单元采集处理，并以数字信息上传前端机和后台主机。前端机完成现场监视和控制，并实现通讯规约转化和故障诊断功能。后台主机完成全系统监控和各种管理功能，并能够实现与其他智能系统通信。

2、系统模块化的设计理念

后台系统监控管理功能采用模块化的设计思想，各功能管理模块如柜图监控环境、图形监控环境、动态趋势环境、告警查询、动态报表、逻辑关系、负荷管理等均可独立运行于不同的工作站上，也可同时运行于一台主机上，各部分之间互不影响，模块化设计的实现提高系统的可靠性。

3、智能化保护设备。

系统采用智能型保护设备就地完成保护功能，大大减少了二次接线，减少了安装工作量，从而提高了系统的可靠性。智能保护监测装置即可采用光纤介质与前端机通讯，增加抗干扰能力，也可采用传统屏蔽双绞线完成通讯任务。

4、易扩展性

系统采用的分层分布式体系结构扩展性强。对于现场一次设备增加只需增加相应的保护测控装置，并将保护测控装置连接到前端机上就可实现系统底层扩展。对于新增变电站只需配置前端机和相应的一次设备保护测控装置，并将前端机连接到主机上就可实现新增变电站控制系统的扩展。对于中信管理层增加各功能工作站也非常方便。

5、兼容性好

前端机可提供各种借口（RS232、R422、RS485、SPABUS、CANBUS、PROFIBUS等）用于连接各种智能设备（智能保护装置、各种自动装置、各种监控装置等）完成自动化控制功能，可将任何开放设备纳入监控网络。软件系统能够适应将来计算机技术的高速发展。

三、ESD2000变配电监控系统在华北空管局的应用

ABB ESD2000变配电监控系统自2003年开始在华北空中区域交通控制中心配电系统中进行应用，应经服务了8个年头，为整个中心的高可靠性供电和运行提供有力的支持和帮助，为提供配电系统的管理水平、数据统计、节能增效方面大量的数据支持和规划依据。经过多年的运行使用，总结该系统主要有以下几点优势：

1、 全面实现便捷化管理

ESD2000变配电站运行的自动化监控，开关状态及电气参数实现全面数字化，通过ESD2000 自带的OPC 协议及软件，可以与公司到各个分区域直接的控制与管理，直接可以实现通讯，诸于电压、电流、负荷、开关状态及电气设备运行状态等参数可直接在公司生产管理网上一目了然，电气系统信息化为公司生产调度部门提供强有力的支持，同时也为实现企业ERP 管理打下了坚实的技术数据基础。

2、保证系统运行安全、稳定、可靠。

由于整个系统属于智能化操作系统，他无需人员人工值班，极大的减少电厂的人力资本输出，大大提高企业的生产效率和经济效益。在传统人员交替过程中，运用经验判断电站中出现的问题，是值班人员经常要面对的事情。而使用ESD2000智能系统可以直接对事故现场进行分析，自动进行倒闸操作，变电站基本可以实现无人守值。

4、系统设计的操作开关减少冗余。

由于ESD2000智能操作系统从某种意义上可以说他是一种计算机控制系统，它依然存在着硬件或软件的原因导致的网络通讯中断的可能。在传统的整个运行过程中，由于网络中断导致信息传递不清晰，电力系统有可能出现操作指令错误，无法对事故进行充分的认定与判断，很容易让问题变得复杂化。因此当然的ESD2000智能系统中，其每个变电站电监控系统中，就安装上几个现场级总线设备，如果仅是网络通讯问题，现场级总线设备依然能够实现就地设备控制，如果现场级总线设备损坏故障，屏幕损坏或者板卡损坏，系统还能够直接使用手动分合闸的方式直接控制。

5、多种通讯接口。

ESD2000 等系统可提供各种通讯接口，如RS232、RS422、RS485、SPABUS、CANBUS、PROFIBUS、LONGWORKS、FF 等，系统具有良好的扩展性和兼容性，组网组态方便，极容易实现网络的通迅。

6、保证系统时间的准确性。

系统通过GPS 卫星对时系统对整个现场级设备进行时钟核对，保证事件发生的时间准确性。

三、变配电监控系统的未来发展趋势

当前科技的发展让现场总线技术发生了巨大的发展和推进了实际应用，控制和自动化行业正在经历着巨大的技术变革。从变配电监控系统的发展史来看，曾有过两次大的革新：一次是50 年代末由旧式模拟仪表向电动或气动单元组合仪表的转变；另一次是80 年代从电子模拟仪表到DCS 的转变。这两次大的转变，远远不及现场总线对控制系统发展的影响那样深刻。现场总线使控制系统发生了概念上的全新变化。它使传统的控制系统结构发生了根本的变化，在某种意义上，可认为现场总线最终将完全代替DCS。它将开辟过程控制的新纪元。随着计算机技术的不断发展，现场总线型变电站综合自动化系统技术具有广阔的发展空间，尤其以现场总线为技术的控制系统必将替代传统的控制系统，最终完全替代DCS

经过多年的现场应用，结合变配电用户的实际需求和现代电子技术和网络技术的发展，ABB已经将ESD2000系统升级到ESD3000变配电监控系统，秉承着ABB产品的安全可靠，技术更加先进，更加贴合现场的实际应用，更好的为用户变配电系统的运行提供有力支撑。

四、结束语

本文首先对ESD2000变配电监控系统的优点进行了分析，并从当前变电站当中自动化发展系统的成功运用中分析，证实了自动化发展在在发电厂、变电站和电力系统中都有非常广阔的应用前景。自动化系统的应用都能为用户在供电的可靠性、高精度、经济性等诸多方面获得最大的效益。

参考文献：

[1]蔡皖东.计算机网络技术.西安：西安电子科技大学出版社,1998.

[2] 《低压配电设计规范》GB50054-95.

篇9

关键词：商贸城；安全检查；火灾安全评价

中图分类号：F822 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 04-0128-03

一、火灾安全评价方法

火灾安全评价方法，通常包括定性、半定量和定量评价方法。定性评价方法，主要用于各类场所火灾安全的定性描述与评价，但很难给出火灾危险等级，包括安全检查表法和预先危险分析法等。半定量分析方法，主要用于快速简单地估算相对火灾风险等级，确定可能发生的火灾的相对危险性[1]，包括层次分析法、火灾安全评估系统法、SIA81法（Gretener法）[2，3]、火灾风险指数法、古斯塔夫法等。定量分析方法，主要是以风险大小衡量系统火灾的安全程度的方法，包括建筑火灾安全工程法（L曲线法）、消防评估CrispⅡ模型、火灾风险评估方法FIRECAM、火灾风险评估方法CESARE-Risk模型、事件树方法、事故树评估方法及模糊数学评估法等。综上所述，在建筑的日常消防安全管理中采用定性评价方法更为简单实用。

二、评价对象及特征

某超大型商贸城，商业用地867.62亩，建筑面积120万m2，主体商城长650m，宽265m，地上5层，地下1层，设计标准商铺2.3万，内设电子电器类、护理及美容类、日用百货类等18个行业、26个业态、数千个小业种、数万种商品，主体商城于2009年12月正式开业，日均人流量约达15～30万人。商贸城具有商位布局众多、火灾荷载较高、聚集人员众多、人员组织程度低、光线通透性强、通风性能好、人流物流融合等特征，是一个典型的高荷载低组织公众聚集场所，即场所内单位面积上可燃物数量很大，一旦发生燃烧可能释放出的总能量很多。另外，场所内人员相当密集，人员安全意识差异很大，安全素质和规避风险的能力参差不齐，紧急情况下很难将这些人员高效、有序地组织起来进行及时疏散。本文主要结合该项目的消防安全管理相关情况，进行火灾安全检查的定性描述与评价。

三、项目火灾安全评价

（一）评价相关依据

火灾安全评价的依据，包括消防法律法规、消防技术规范（国家标准）、消防技术标准（国家标准）和地方标准。

消防法律法规，包括中华人民共和国消防法（2009年5月实施），建筑工程消防监督管理规定（公安部106号令），机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定，云南省消防条例（2011年1月实施）和云南省消防产品监督管理制度等。

消防技术规范（国家标准），包括建筑设计防火规范（2006版），建筑内部装修设计防火规范（1995版），汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-97），自动喷水灭火系统设计规范（2005版），自动喷水灭火系统施工及验收规范（GB50261-2005），火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98），火灾自动报警系统施工及验收规范（2007年12月，2008年3月实施），建筑电气设计技术规程（JGJ16-83），通用用电设备配电设计规范（GB5055-93），建筑灭火器配置设计规范（2005版），气体灭火系统设计规范，气体灭火系统施工及验收规范（GB50263-97），人民防空工程设计防火规范（GB50098-2009）等。

消防技术标准（国家标准），包括防火门（GB12995-2008），防火窗（GB16809-2008），消防联动控制系统（GB16806-2006），建筑通风排烟系统用防火阀门（GB15903-2007），室外消火栓通用技术条件，消防泵性能要求和试验方法，饰面型防火涂料通用技术条件，消防产品现场检查判定规则，建筑消防设施检测技术规程（GA503-2004），建筑工程消防验收评定规则（GA836-2009），公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识（GB20286-2006）等。

地方标准，包括建筑消防安全检测评价技术规程（DB53/67-2008）等。

（二）各系统火灾安全评价

为便于火灾安全评价，本文结合商贸城消防安全管理的特点与危险源的类别及分布，划分评估单元，将系统主要划分为主动防火、被动防火和火灾安全管理三个子系统；每个子系统再根据其具体情况的不同细分更小的子系统。

1.被动防火系统评价

（1）被动防火系统划分

被动防火系统，细分为环境情况、可燃物品、电气设备、热物体、明火、吸烟、其他等。

（2）被动防火系统评价

项目建筑高度为23.6m，建筑面积约120万m2，使用性质地上1-5层为商场，地下1层为汽车库和设备间；防火间距为前面距主干道80m，后方为绿化带及城市道路宽50m；左侧为城市道路宽25m，右侧距市汽车客运站40m；商铺2.3万间；商品品种丰富，包括电子电器类、护理及美容类、日用百货类、旅游运动鞋类等数万种商品，花色样式齐全，规模数量庞大，火灾荷载高；商贸城内每层横向设置为A区至G区共七个商业区，每两个商业区之间在一层设置一条中空消防车道和疏散通道，长81.6米，宽12米，通道顶部采用活动玻璃屋顶，兼具采光和自然通风排烟功能。每个商业区在每层划分为5个防火分区，纵向相邻每两个防火分区的中间走道，采用带玻璃的甲级防火门分隔，双侧主通道分别采用双层无机防火卷帘分隔；每层设有货物电梯、管道井等；商贸城共设置消防电梯45台；每层商业区横向两侧疏散通道中间部位分别设置有4～5个安全出口，防火分区内设置多条横向疏散通道，每条长45.6米，宽3.5米，两头及中间分别与纵向通道相连；商贸城内共设置走道出口96个；直通室外安全出口38个；商业区之间疏散通道上设置敞开疏散楼梯22把，商业区中间区域设置防烟封闭楼梯间85个。

商铺类型众多，包括服装区、鞋帽区、皮制品区、家电区、玩具区、汽车用品区、小商品区等；建筑功能复杂，包括铺面、库房、商场、餐饮、办公、休闲、地面地下楼顶停车场等功能；建筑内设有升降货梯，自动扶梯、共享中庭、敞开楼梯间等；物品品种丰富，包括小五金、眼镜、打火机、电子电器、饰品、工艺品、玩具、文体用品、服装、鞋等大类商品；易燃物较多，包括纺织品、纸制品、塑料制品、化学品、装修材料、荧光灯具、射灯彩灯等可燃物品；存有指甲油、摩丝、发胶、气体打火机、充气罐（丁烷）等易爆危险品；可燃物品一些陈列在货架柜台上，一些悬挂展示在通道内，货物堆满铺面内过道，有的甚至阻塞商铺之间疏散通道，商品高度集中，堆放杂乱；建筑用材及设备配套采用耐火、智能化高的产品；市场管理方在不影响商场安全情况下，满足商户二次装修的个性化要求，经营商户的二次装修，确保所选装修材料必须符合消防要求。

商贸城采用一级负荷供电，由二回路10千伏羊莆变电站和二回路10千伏星耀变电站分别供电；商场地下一层设中心配电室，分别向商贸城内的一号至七号变配电室供给10千伏电源，变压器降压后由低压配电柜，分别经所设电缆管沟和竖井向商场各楼层（防火分区）配电柜（箱）供电，再由这些配电柜（箱）向商场各开关箱和用电设备供电；商场配电线路采用树干及放射式系统相结合布线；该供电系统接地形式为TN-S系统，整个系统的中性线与保护线分开设置，即五线三相制进线。用电设施众多，包括电梯、日光灯、荧光灯、射灯、彩灯等灯具、饮水机、电脑等电器；每个商铺都安装有程控电话、网络终端。由于商场内一次统一装修和商户的二次装修，各种用电设施的插座、插线板、电气线路连接复杂；大部分设备本身状态良好，存在部分设备老化破损等情况；电气与易燃物的距离适当，但存在电气设备被物品覆盖、遮挡等情况；电源控制箱良好；保险丝的规格合适；接地装置牢固清洁。一些热表面周围存有可燃物；商铺各种用电设施电器功率适当，但存在营业时间内大量使用，负荷大；热废渣处理得当。无可燃性气体蒸汽泄漏、与易燃物距离适当、燃料控制气体适当。区分吸烟区与禁烟区、吸烟区内有烟灰缸；但一些营业人员、顾客在禁烟区抽烟；流动吸烟现象时有发生；吸烟区内虽设有烟灰缸，但管理混乱；禁烟区内因一些人员违规吸烟和乱扔烟头而冒烟。

商贸城市场管理有序，重视消防管理工作；但在餐饮区地面有油污，可燃废料垃圾随意存放，纺织品等可燃商品随意存放摆放悬挂；建筑外广告遮挡窗体或通道，室内通风受到影响；管理人员、业主、营业人员了解灭火器材使用，但顾客不太了解灭火器材使用；商场有严格的动火安全规定，但有部分营业人员不完全遵守规定；曾发生过火灾。

（3）被动防火系统评价小结

通过评价被动防火系统的否定项，商贸城为典型的高荷载低组织公众聚集场所，存在众多火灾隐患，包括中庭相通上下层之间未采取分隔措施，二次装修材料未提供相关防火证明资料等，消防安全通道被货物占用，货品高度集中堆放杂乱，禁烟区有违规吸烟人员、明火管理不严格，顾客不完全了解消防器材使用，部分营业人员不完全遵守动火管理规定。

2.主动防火系统评价

（1）主动防火系统划分

主动防火系统，包括消防设施和消防队子系统；消防设施子系统细分火灾自动报警系统、消防给水系统、室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、防火门和防火卷帘、应急照明和疏散指示、灭火器、消防电源等；消防队子系统包括专职消防队和应急消防员子系统。

（2）主动防火系统评价

为保证市场消防安全，一期市场的消防安全硬件设施投入资金2亿多，建设有火灾自动报警系统、防排烟系统、灭火器等设施，设有三个消防监控中心，每个通道都有监控系统。

火灾自动报警系统，布线符合要求、火灾应急广播符合要求、消防电话符合要求、火灾警报装置符合要求、电梯基本符合要求、每个商铺都安装有程控电话、网络终端，能够及时发出报警信号。一期市场消防系统，设感烟探测器19.8万只、感温探测器0.8万只、火灾应急广播0.3万只、柜式火灾报警控制器7台、区域报警显示器（JB-SXB-FX02）210台、手动报警按钮（J-SAP-ZMB）0.2万只、消防电梯45台、线性红外线感烟探测器96套。

消防给水系统，一期市场消防系统，未设置天然水源、市政供水设置100mm进水口2个、消防水池2个每个容积为450m3但未设水位计、屋顶设置消防水箱容积18m3但未设水位计、气压给水装置符合要求、地下室设置1号和2号水泵房、消防水泵4台、消防水泵接合器5台、室外消火栓45套、室内消火栓箱0.3万套、水流指示器203套、末端试水装置203处、直立性及下垂型洒水喷头1万只。

室内外消火栓系统，管网布置符合要求、室内消火栓布置符合要求、消火栓箱体外观符合要求、消火栓箱组件符合要求、出水方向符合要求、减压装置符合要求、消防水带符合要求、室内消火栓按钮符合要求，消防水池、水箱未设有水位计，水力警铃未按要求安装在公共通道或值班室附近的外墙上。

自动喷水灭火系统系统，系统设置符合要求、湿式报警阀的水力警铃未设置在公共通道或值班室附近、水流指示器符合要求、末端试水装置符合要求、管道布置符合要求、喷头布置符合要求。

防排烟系统，设有自然防排烟装置且符合要求、设有正压送风系统且符合要求、设有机械排烟系统且符合要求且符合要求、设有通风和空气调节装置且符合要求、设有系统联动功能且符合要求。设正压送风机125台且符合要求、设排烟风机192台。

防火门和防火卷帘系统，设防火卷帘556樘且符合要求，设钢质防火门889樘、钢质防火门1640樘、木质防火门267樘且符合要求。

篇10

关键词：应急照明；系统设计；深入剖析

应急照明系统在公共建筑中具有非常重要的安全作用，直接关系到重大人身安全和财产安全。当建筑内部发生火灾或其他灾情时，应急照明对安全疏散、安全生产、安全救援等工作都具有非常重要的现实价值和意义。标准的应急照明系统主要分为三类，包括疏散照明、备用照明和安全照明。

1、应急照明系统的主要类型

1.1疏散照明

疏散照明要结合建筑物的实际情况加以设计和确定，比如建筑物层数、结构复杂度、建筑物功能、建筑物使用特征等因素，需要设置疏散照明系统的建筑物主要包括：人员流动性较大的公共建筑，比如电影院、体育馆、展览馆、旅馆、车站、大型商场等；地下建筑，比如地下商场、地铁站、地下娱乐场所等；人员密集的大型生产车间。对于普通的建筑物和住宅楼，就目前我国的现状来讲，可以不设置疏散照明。

依照功能进行划分的话，疏散照明主要分为两类，即指示安全出口的疏散标志灯和照亮疏散通道的照明灯。在进行指示安全出口疏散标志灯的设计和安装时，一定要将其安置在建筑物内任何位置都能够看到的地方，以便达到指示安全出口的疏散目的。在进行疏散照明灯的设计和安装时，一定要将其均匀安置于疏散通道内，尤其要重点安装于拐弯处、高度变化较大处、火灾报警器、消防设备、电梯处、防烟楼梯间等地方；人员密集的剧场、体育馆、大中型商场等。疏散照明灯之间的距离一定要适度，不要太远也不要太近，要选用具有宽配光性能的照明灯具，以便提高照明均匀度。

1.2备用照明

备用照明系统要结合建筑物的生产和运行特征来设置，每个行业有每个行业的标准和要求。需要设置备用照明的建筑物有：断电后需要照明进行必要操作，以避免造成重大灾害和事故的场所，或是需要照明以确保生产秩序稳定，或避免重大经济损失的场所；一旦断电将导致企业生产无法正常运行，进而带来巨大经济损失的场所，比如电视台、航空枢纽、铁路枢纽、中心变电站和关键性动力供应站以及供水中心等，此外还包括国际会议中心、国际性大型场所、高级宾馆以及重大比赛场馆等；一旦断电将妨碍消防系统正常运行的消防指挥中心和消防设备间等；大型地下建筑，比如地铁站、地下娱乐场所等；一旦断电就导致贵重财物被盗的重要场所，比如贵重物品售货区、大型商场收银台等。

在进行备用照明系统的设计和安装时，一定要实现其与正常照明系统的一致性，以便实现备用照明系统的经济性和协调性。比如断电后需要维持正常运作或需要进行必要操作的场所，一定要将备用照明设置在关键的操作部位。断电后需要维持正常运作的场所，要将正常照明灯具的一部分设计为备用照明；当要求备用照明的照度要和正常照度一样时，就无需重新更换添置照明灯，一旦断电只需切换到应急电源便可。

1.3安全照明

安全照明实在断电后可以确保处于潜在威胁中的人生命安全而设置的，具有快速提供照明的优势。不同于疏散照明，安全照明是在突发状况下确保人员安全撤离的关键和保障。需要设置安全照明的建筑物主要包括：在断电情况下，极易造成人员人身伤害的生产场所，比如生产道具等危险品的厂房；断电后将延误正常工作，造成无法估计损失的场所，比如医院急救室和手术室等；人员流动性较大但内部结构复杂的建筑物，断电后极易因惊恐而带来巨大伤亡的场所，比如电梯内。通常情况下，安全照明无需照亮整个建筑物，均匀度也没有硬性规定，可以只照亮部分工作场所，且往往要求其照明要具有一定方向性，可以根据实际设置定向性灯具。

2、应急照明系统的供电方案

2.1自带电源

在自带电源的供电方案中，消防灯具主要是指内部自带电池或附近安装检验器件的应急灯具。消防应急灯属于一种可靠性非常高的供电方式。而自带电源供电方案的实现需要以下设备和技术：①蓄电池：要采用免维修、尺寸小的充电型电池，通常使用的有镉镍电池和铅酸电池，最好不要使用汽车蓄电池和原电池。②在各个电力环节设置充电保护系统。若是采用的是铅酸电池，一定要设置过放电保护系统；③电池电量全部放完时，其电压一定要高于额定电压的80%，不要在电池组和光源间设置手动开关。在应急灯正常电源的侧部要设置短路保护系统，同时还要设置充电指示灯和警报灯。④逆变电路最好能够确保一定的流明效率。所谓的流明效率就是指切换到自带电源后，光源输出光通量的实际比例。对间断性运行的消防应急灯来讲，但切换到自带电源供电后，其光通量最好要高于额定光通量的80%。

2.2区域电源

在这种类型的方案中，通过在建筑物的每一层的范围内通过设置区域的应急照明主机，并且要将区域的应急照明主机作为集中应急电源，与此同时要通过转换开关箱向应急灯具或疏散标志的指示灯转换相应的电源。

2.3集中电源

该设计方案主要是指在首层设置一台集中应急照明主机，应急照明主机主要作为集中应急电源，通过在每一层的电缆竖井中设置一个转换开关箱，将电源向应急照明灯或疏散指示标志灯。在应急照明电源主机中，主要包括UPS、EPS、UBS和柴油发电机等，一般UBS的应急照明系统使用频率较高，这与其具有较高的可靠性、使用效能和受到的负载变化影响较小有关。UBS系统具有卓越和简单的特点，这就使UBS系统能将失效的危险转移给单个的灯具上，大大降低了故障的发生率，提高了主电路运行的可靠性。UPS系统通常采用AC/DC、DC/AC的二次转换方式，这就使在整个整流逆变的过程中存在着一定的危险；UBS系统采用一次转换的方式，不存在逆变损失，因此能为应急照明系统提供应有的电源。UBS系统受负载变化的影响较小，只有在重载和轻载时仅对应急事件有一定的影响。

2.4组合电源

在这种类型的方案中，通过任意两种或三种的电源进行组合形成的一种有效的供电方式。在一个较好的建筑物的应急照明系统中，通过将综合投资、供电可靠性、建筑性质及相关的负荷性质充分的结合起来，确保应急照明系统发挥应有的作用。在一些较小的建筑物中，往往通过自带蓄电池的供电方式，从而能为应急照明灯提供了充足的电源。

参考文献

[1]黄敏明：《应急照明设计探讨》[J]建筑电气，2013（01）