典型110kv变电站消防安全分析

典型110kv变电站消防安全分析

0贯彻“资源节约型”、“环境友好型、工业化”的建设原则和方法现在，随着经济的快速发展，全国能源负荷急剧增加，供电站的建设也呈现降雨样的花朵。为响应党中央提出的建设节约型社会号召,国家电网公司要求系统内所有变电站均遵循“资源节约型、环境友好型、工业化”的建设原则;从变电所总平面布置上尽量压缩变电站围墙内的占地面积,尽可能节约土地资源。作者在贯彻执行过程中,对110kV变电站中的“消防车道设置”、“生产建筑物的油浸式变压器侧外墙的防火封堵”及“消防棚的设置”几个方面进行分析,对容易出现的问题提出相应的解决办法。达到既满足功能要求又符合现行国家防火标准的要求,消除安全隐患以确保变电站运行的长治久安。1变电站电气总平面布置(1)变电站站内道路的布置应满足运行、检修、消防、设备安装及带电设备安全间距的要求。为满足消防需要方便扑救,确保发生火灾时消防车能顺利进出,要求消防车道的设置应满足现行国家标准的要求。《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)中11.1.8条规定:当变电站内建筑的火灾危险性为丙类且建筑占地面积超过3000m2时,变电站内的消防车道宜布置成环形;当为尽端式车道时,应设回车场地或回车道。消防车道宽度及回车场的面积应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。根据本条规定因110kV变电站内建筑的火灾危险性一般不会超过丙类,占地面积远远达不到3000m2,因此站内消防车道不需要布置成环形,但应设回车场地或回车道。(2)常见的户外式110kV变电站电气总平面布置示意如图1:矩形平面,总长、总宽均为60m左右。站内道路布置呈“T”形,110kV配电场地与主变之间的主车道宽4m,35kV配电场地的次车道宽3m。站内建筑为综合配电室,包括高压室和主控室,为高度5m以内的单层砌体结构。将主车道作为消防车道能够满足规范的要求:主车道宽4.0m能够满足消防车道宽度的要求;参照《建筑设计防火规范》6.0.7对堆场消防车道间距的规定为150m,而本站整个平面的长、宽均为60m左右;主车道又靠近站内主设备-主变压器,能够满足消防车对站内设备和建筑进行扑救范围要求。需要在主车道与次车道交叉处设置回车道:参照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(2005版)4.3.5条文解释“…根据地形,回车场也可作成Y、T形的回车道”我们可以将主车道与次车道相交处设置成T形回车道,要注意适当调整该处主变压器基础和A型构架,达到转弯半径不小于9m,有效倒车面积不得小于12m×12m以满足一般消防车的回车要求。(3)常见的半户内式110kV变电站电气总平面布置示意如图2:矩形平面,总长、总宽均为40m左右。站内道路布置呈环状,宽4m。主变压器布置在室外,其他设备均布置在综合配电室内。综合配电室为高度14m以内的二层框架结构。站内具有环形车道,宽度也达到消防车道的宽度要求。但是在大门入口处与进站道路交接处的转弯半径难以达到9m的消防规范要求。可以设想,如果消防车开进变电站后只能围绕综合配电楼打圈圈,却不能顺利地从站内开出来!此时可以增加主变压器前车道与围墙之间的距离,同时增大入口处的转弯半径达到9m;或者大门口外面设置倒车道如图3所示:容易理解,消防车在大门口从站内倒车至此回车后而顺利出站。当然,如果大门距城市道路很近而且城市道路比较宽阔方便消防车倒车的情况下,消防车可从大门口倒车到城市道路进行回车。2外墙封闭对主变压器的影响在《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)11.1.4注4中规定“生产建(构)筑物侧墙外5m以内布置油浸变压器或可燃介质电容器等电气设备时,该墙在设备总高度加3m的水平线以下及设备外廓两侧各3m的范围内,不应设有门窗、洞口”,本条为强制性条文。强制要求当变压器、电容器靠近生产建筑物布置时,对其影响范围内的外墙开设门窗、洞口的封堵要求;在如图1所示的户外式110kV变电站内,主变压器距外墙的距离在10m以内。主变压器所影响建筑封堵的范围是高压室、主控室的外墙,容易忽视的是:不要在影响范围内开设通风百页窗、轴流风机洞口。在一些特殊情形下,高压室的外墙均不适合开设通风百页窗,而比较合适的还是在主变侧外墙设置通风窗,此时可以采取如图4所示方式:通过室外的通风小井、室内的通风百叶设施及地下的通风管道从而达到在地面以上的变压器影响范围内不开设门窗洞口的目的。在上述(图2)的半户内式变电站中,主变压器处楼层GIS室设置了外挑阳台用于支撑GIS整体设备主变进线套管支柱,阳台通常开设了与GIS整体设备室相通的小门。此门位于变压器影响的范围内且距离在5.0m以内,按上述条文规定必须要将此门封堵。鉴于支柱所在位置的GIS设备套管引线端子等设备近距离巡视的要求不高,可以在适当的位置沿墙设置直钢梯从室外地面通到此外挑廊,能够满足设备安装、运行功能需要。如图5所示:为了确保钢梯上人员与10kV出线母排的安全距离,平时在钢梯下部设置防攀爬设施,需要时待此处的10kV母排停电后再允许钢梯上人。3储油坑和挡油池主变压器挡油池的平面尺寸要求非常明确,大于变压器外廊每边各1m。对于排油管的内径的规定:几个规范略有些不同,根据《火力发电厂水工设计规范》(DL5339-2006)第13.3.9条规定,排油管径宜按20分钟排空事故油考虑。故排油管的内径不应小于150mm,管口应加装铁栅滤网。在《电力设备典型消防规程》(DL5027)7.3.4条中规定“储油坑容积按容纳100%设备油量或20%设备油量设置储油坑,坑底应设置排油管,将事故油排入事故储油坑内……储油坑内应设净距不大于40mm的栅格,栅格上部铺设卵石,其厚度不小于250mm,卵石粒径应为50~80mm”。这里的储油坑和上述挡油池是同一意思,油池内铺设卵石,目的是隔火降温的作用,防止绝缘油燃烧扩散。当变压器发生事故油泄漏时,首先要确保泄漏油迅速渗流到池底,并与表面的高温事故油通过卵石层进行有效隔离,是防止事态扩大的重要措施。因此将卵石层中卵石之间的空隙计入储油坑的容积是不合适的。挡油池的有效容积计算应该是卵石层底格栅下的容积。对格栅的设置形式,可以由设计人员根据具体情况确定,可以是池底全部范围也可以是局部范围,可以为带形的沟状或其他不规则的形状。4主变压器防火设计在《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)11.5.4中规定,“单台容量为125MVA及以上的主变压器应设置水喷雾灭火系统、合成型泡沫喷雾系统或其他固定式灭火装置。其他带油电气设备,宜采用干粉灭火器。地下变电站的油浸变压器,宜采用固定式灭火系统”。110kV变电站属于小型变电站,变压器的容量一般达不到125MVA,并且110kV变电站量大面广,各地条件差别较大,容易遇到缺水、寒冷、风沙等恶劣条件,为了节省造价一般均采用费用较低的化学灭火器。根据《电力设备典型消防规程》(DL5027)相关要求,对主变压器需要设置一定数量的手提式和推车式干粉灭火器。需要注意的是:按照《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140)规定,对于灭火器的最大保护距离有明确的规定:对于此种混合类火灾场所,火灾危险性为中级的灭火器保护距离:手提式为12m、推车式为24m。并且灭火器设置在室外时,应有相应的保护措施。消防棚作为保护主变压器的灭火器材的建筑,合理的位置在主变压器处主车道对面的中间位置,为了节省占地面积和基础部分费用,可与事故油池配合设计,事故油池平面尺寸为矩形平面尺寸与消防棚保持一致,地下埋入式的事故油池可兼作消防棚基础,事故油池的检查口放在消防棚外。5防火门的确定变电站内布置电气设备的房间如配电装置室、电容器室、主控室、电缆夹层的门均需采用防火门。防火门的设置为了阻止上部火灾时对房间内设备造成大的影响,同时也限制房间内部火灾时的影响范围。防火门分甲、乙、丙三级,其耐火最低极限:分别为1.20h,0.90h,0.60h。如果门外为其他房间或公共走道时,此门需采用乙级,而直接通向室外的门可为丙级防火门。防火门的锁规定为弹簧锁,严禁采用门闩。而且需要采用平开门,不应采用推拉门、卷帘门、吊门、转门。防火门还应具有自闭功能,内外两侧应能手动开启。配电装置室的中间隔墙门采用不燃材料制成的双向弹簧门。对于防火门的开启方向原