浙江金華換流站是溪洛渡左岸-浙西±800kV特高壓直流輸電工程的受端換流站，該工程是國家十二五重點(diǎn)工程，額定直流輸送功率為8000MW，額定直流電流5000A，站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備數(shù)量大、技術(shù)復(fù)雜、運(yùn)行溫度高，屬于國家重點(diǎn)消防防火單位。一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，還會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大的破壞。

為此，金華站設(shè)計(jì)安裝了復(fù)雜完善的火災(zāi)消防系統(tǒng)，它具有獨(dú)立的監(jiān)控主機(jī)平臺，并能與其他輔助系統(tǒng)進(jìn)行消防聯(lián)動。站內(nèi)的四座換流閥廳是全站的核心設(shè)備，價(jià)格昂貴且極易發(fā)生火災(zāi)。為此，該站特別設(shè)計(jì)了閥廳火災(zāi)報(bào)警跳閘系統(tǒng)。

消防報(bào)警及滅火系統(tǒng)

1 消防探測器材

為了防止和減少建筑火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全，本著電力行業(yè)“安全第一”的原則和消防工作“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，換流站配備了如：感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器以及氣體探測器等消防探測器材，可有效預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期火情。同時(shí)，換流站還配備了一些常規(guī)的消防設(shè)施。主要包括室外消防栓、移動式滅火器、消防沙池等。

2 換流變雨淋閥系統(tǒng)

換流變壓器含有大量的絕緣油，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，蔓延速度快，傳統(tǒng)消防水泵不能及時(shí)有效覆蓋著火區(qū)域 ，為此特別設(shè)計(jì)了雨淋閥系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由雨淋閥、換流變壓器感溫電纜（感溫電纜纏繞在換流變本體上）、水霧噴頭和控制裝置組成。當(dāng)換流變本體上的感溫電纜探測到溫度升高時(shí)，感溫電纜檢測模塊會發(fā)送信號到消防系統(tǒng)主機(jī)。

如果主機(jī)屏設(shè)置為手動模式，系統(tǒng)會提醒運(yùn)行值班人員手動啟動雨淋閥噴水滅火；如果主機(jī)屏設(shè)置為自動模式時(shí)，主機(jī)會發(fā)出控制命令至雨淋閥就地控制箱，雨淋閥自動打開，噴水滅火。此外，其啟動回路中還串入換流變所在500kV GIS交流場串的開關(guān)常閉接點(diǎn)，確保換流變所在串的邊開關(guān)及中開關(guān)都在分位即換流變不帶電時(shí)，雨淋閥才具備啟動條件，防止換流變帶電運(yùn)行時(shí)雨淋閥系統(tǒng)誤動作。

3 消防管網(wǎng)系統(tǒng)

消防管網(wǎng)系統(tǒng)包括消防水池、消防管網(wǎng)和消防水泵房。消防管網(wǎng)系統(tǒng)單獨(dú)有一座消防水池，水池液位由消防泵房的控制柜自動控制，水池低于一定值時(shí)自動補(bǔ)水，保證了消防水池不會因液位過低而影響消防用水。消防管道連接室外消防栓，鋪設(shè)于主控樓、綜合樓外圍、備品備件庫、綜合水泵房、消防水泵房、RB1、RB2、RB3繼電保護(hù)室、直流場、濾波場等區(qū)域四周。

正常情況下消防系統(tǒng)水壓穩(wěn)壓泵將水壓維持在0.8Mpa。當(dāng)水壓低于0.7Mpa時(shí)穩(wěn)壓泵自動啟動保持管網(wǎng)壓力，達(dá)到0.8Mpa時(shí)自動停止。消防用水時(shí)，穩(wěn)壓泵運(yùn)行到消防管網(wǎng)的壓力繼續(xù)下降至 0.65Mpa 時(shí)，一臺電動消防水泵自動投運(yùn)，同時(shí)穩(wěn)壓泵停運(yùn)。若水壓繼續(xù)下降至 0.6Mpa 時(shí)，另一臺電動消防水泵自動投運(yùn)。此時(shí)若電動消防泵啟動失敗，則柴油機(jī)消防泵自動啟動，保證了消防用水的可靠性。

閥廳火災(zāi)報(bào)警跳閘系統(tǒng)

換流閥是直流輸電工程的核心設(shè)備，其價(jià)值約占換流站成套設(shè)備總價(jià)的1/4。特高壓金華換流站換流閥運(yùn)行時(shí)的額定直流電流達(dá)到5000A，一旦換流閥設(shè)備故障，極易引發(fā)火災(zāi)。為了及早發(fā)現(xiàn)閥廳火情,防止火災(zāi)隱患的擴(kuò)大，金華換流站特別配置了閥廳火災(zāi)報(bào)警跳閘系統(tǒng)，控制保護(hù)采用許繼公司的WPI-801A微機(jī)型保護(hù)接口裝置。

1 金華站閥廳火災(zāi)報(bào)警跳閘系統(tǒng)的構(gòu)成

每座閥廳均安裝了極早期煙霧探測器及14個(gè)紫外探測器。紫外探測器是一種能夠發(fā)現(xiàn)敏感火焰發(fā)射的紫外光譜的探測器，它使用一種固態(tài)物質(zhì)作為敏感元件，如碳化硅或硝酸鋁。也可使用一種充氣管作為敏感元件，安裝于閥廳內(nèi)部四周橫梁上，分別指向6組閥塔。

當(dāng)閥塔上有電弧放電時(shí)，它能夠準(zhǔn)確探測到并報(bào)警。極早期煙霧探測器(VESDA)又叫吸氣式感煙火災(zāi)探測器，這種探測器靈敏度非常高，可以在物體的陰燃階段探測到氣流區(qū)域中的極低濃度煙，極早期探測器區(qū)別于一般的火災(zāi)探測器，甚至可以稱之為預(yù)防火災(zāi)的裝置。

低端閥廳安裝了8個(gè)極早期煙霧探測器。其中7個(gè)極早期煙霧探測裝置的吸氣管安裝于閥塔正上方的橫梁上，1個(gè)極早期煙霧探測器的吸氣管安裝于閥廳空調(diào)設(shè)備間的新風(fēng)口。因空間較大，高端閥廳安裝了10個(gè)極早期煙霧探測器，其中9個(gè)極早期煙霧探測裝置的吸氣管安裝于閥塔正上方的橫梁上，1個(gè)極早期煙霧探測器的吸氣管安裝于閥廳空調(diào)設(shè)備間的新風(fēng)口。

每個(gè)紫外探測器、極早期煙霧探測器的火警和故障信號都會接入信號擴(kuò)展箱，如圖1所示。信號擴(kuò)展箱將一副火災(zāi)報(bào)警的常開節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展成3對常開節(jié)點(diǎn)、3對常閉節(jié)點(diǎn)。這3對接點(diǎn)分別送至閥廳火災(zāi)跳閘保護(hù)接口屏（雙套裝置）和消防主機(jī)使用。閥廳火災(zāi)跳閘接口屏同時(shí)接入一副常開接點(diǎn)和一副常閉接點(diǎn)以構(gòu)成RS觸發(fā)，防止探測器故障誤動，接線方式如圖2所示。

圖1 安裝于閥廳巡視走道上的信號擴(kuò)展箱

圖2 信號擴(kuò)展箱接線示意圖

2 閥廳火災(zāi)報(bào)警跳閘系統(tǒng)的邏輯

2.1閥廳內(nèi)任意一個(gè)紫外探測器或極早期探測器動作，閥廳火災(zāi)跳閘保護(hù)接口屏報(bào)警。

2.2當(dāng)紫外探測器或極早期探測器故障時(shí)，閥廳火災(zāi)跳閘接口屏不再將該故障探測器的動作情況參與邏輯判斷。

2.3跳閘邏輯一如圖3所示。若空調(diào)進(jìn)風(fēng)口極早期探測器正常工作未檢測到煙霧時(shí)，當(dāng)閥廳內(nèi)任意一個(gè)紫外探測器和任意一個(gè)極早期煙霧探測器動作時(shí)判定閥廳火災(zāi)，此時(shí)保護(hù)動作跳閘，跳閘信號經(jīng)控制保護(hù)系統(tǒng)切換后，出口跳開閥組交流側(cè)進(jìn)線開關(guān)。

圖3 火災(zāi)跳閘保護(hù)接口屏動作邏輯一

2.4 若空調(diào)進(jìn)風(fēng)口極早期探測器故障或檢測到煙霧時(shí)，閥廳內(nèi)的極早期探測器的動作情況不再參與閥廳火災(zāi)跳閘邏輯判斷，避免閥廳外由于秸稈焚燒或霧霾天氣等產(chǎn)生的污染空氣被閥廳空調(diào)帶入閥廳，從而干擾閥廳火災(zāi)跳閘接口屏的邏輯判斷，防止閥廳火災(zāi)跳閘接口屏系統(tǒng)誤動。

跳閘邏輯二如圖4所示，此時(shí)閥廳火災(zāi)跳閘保護(hù)接口屏邏輯為閥廳內(nèi)任意兩個(gè)或以上紫外探測器檢測到火災(zāi)時(shí)判定閥廳火災(zāi)，此時(shí)保護(hù)動作跳閘，跳閘信號經(jīng)控制保護(hù)系統(tǒng)切換后，出口跳開閥組交流側(cè)進(jìn)線開關(guān)。

圖4 火災(zāi)跳閘保護(hù)接口屏動作邏輯二

火災(zāi)聯(lián)動控制系統(tǒng)

火災(zāi)聯(lián)動控制系統(tǒng)是指火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中，接受火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出的報(bào)警信號，按預(yù)設(shè)邏輯完成與其它輔助系統(tǒng)相關(guān)的各項(xiàng)消防聯(lián)動功能的系統(tǒng)[5]。

1 閥廳區(qū)域內(nèi)火災(zāi)聯(lián)動

閥廳內(nèi)任意一點(diǎn)火災(zāi)探測裝置或手動報(bào)警裝置動作時(shí)，啟動閥廳內(nèi)聲光報(bào)警。任意兩點(diǎn)動作且經(jīng)后臺人工確認(rèn)后，會自動切斷閥廳空調(diào)電源，關(guān)閉閥廳空調(diào)進(jìn)風(fēng)口，關(guān)閉出風(fēng)口的電動防火閥?；鹁獬螅妱臃阑痖y會自動打開。

2多層建筑物內(nèi)火災(zāi)聯(lián)動

主控樓、綜合樓、輔控樓等多層建筑物內(nèi)任一層任意一點(diǎn)火災(zāi)探測裝置或手動報(bào)警裝置動作時(shí)，啟動該層樓聲光報(bào)警。任意兩點(diǎn)動作后啟動相鄰樓層聲光報(bào)警，切除所有空調(diào)電源、風(fēng)機(jī)電源，將電梯迫降至一層并始終打開轎廂門，自動打開門禁系統(tǒng)，方便逃生。

3單層建筑物內(nèi)火災(zāi)聯(lián)動

GIS室、繼電保護(hù)小室、站用電小室、備品備件庫等單層建筑物內(nèi)任意一點(diǎn)火災(zāi)探測裝置或手動報(bào)警裝置動作時(shí)，啟動聲光報(bào)警。任意兩點(diǎn)動作時(shí)，切除該建筑物內(nèi)所有空調(diào)電源、風(fēng)機(jī)電源。

結(jié)論

本文以金華換流站消防系統(tǒng)為例，系統(tǒng)的介紹分析了換流站消防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成、主要功能以及和其他系統(tǒng)的相關(guān)聯(lián)動和配合關(guān)系，對其它新建換流站的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試具有一定的借鑒作用。

本文編自《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“特高壓直流換流站消防系統(tǒng)分析”，作者為潘俊銳、曹俊生。