变电站早期消防报警系统方案及设备选型

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变配电机房火灾防范的重要性: 随着现代科技及电力产业的飞速发展,电力设施已经成为我们日常工作和生活当中的重要
组成部分,为我们提供了诸如工业用电,民用电力,电信、数据传输、互联网络、商业、金融、 科技、医疗等多方位的电力服务。我们对电力的依赖也变得日趋强烈。与过去的情况相比,电力 设备本身已经高度精密化,功能越来越完备,造价也变得越来越昂贵,所以电力设施的一次很小 的火灾都将造成非常严重的后果。其中不仅包括设备本身的损失,而由此引发的电力服务中断所 带来的损失更是不可估量。
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变电站 早期消防报警系统 方案及设备选型
变电站早期消防报警系统方案及设备选型 i
目录
一.概述 二.需要重点考虑的事项 三.传统点式烟雾探测设备的局限性 四.VESDA 极早期烟雾探测器的工作原理 五. VESDA 极早期烟雾探测器在变配电机房中使用的特点 六.VESDA 网络(VESDAnet)与远程监控功能 七.集成了 VESDA 的火灾报警及控制系统- PROACTIV 八.VESDA 与 ADPRO 保安监控及边界防范系统的集成 九.VESDA 在世界电力领域的应用实例 十.VESDA 在中国电力系统的应用实例 十一. VESDA 系统生产厂家(澳大利亚 Vision Fire & Security 公司)简介 附 1. VESDA 技术参数 附 2. VESDA 与普通烟感探测器的比较 附 3. VESDA 在中国电力系统中的应用
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4. 传统探测器的探头需要带电运行,且易受电磁干扰,具有不安全隐患和误报的可能性。 而 VESDA 是通过不带电的 PVC 管网进行采样探测,且设备本身也通过了国际 EMC 电磁 兼容性认证,不存在上述问题。
综上所述,在电力行业空前发展的今天,作为整个城市供电系统心脏的变配电机房的安 全变得越发重要,而与此很不相称的是传统的火灾报警设备由于其自身的局限已远远不能满 足机房火灾防范的要求。所以,从真正意义上的安全出发,变配电机房急需一种功能全面, 性能可靠,维护方便,可以在火灾发生的极早期即可发现并发出警报的新一代火灾烟雾探测 器 — VESDA 极早期烟雾探测器。
3. 机房内设备昂贵, 对火灾的敏感性极高。 与过去相比,现代电力 设施日益先进,价格十 分昂贵。一组线圈,一 个元件的损坏都将造成 巨大的损失。随着科技 的发展,电力设备精密 度越来越高,元件越来 越贵,由此导致单位空 间内的火灾潜在危险也 越来越高。因此,火灾 对电力的设施和运营将造成更为严重的影响。另外,由于设备的高度精密化,设备运行对 环境的要求越来越高,任何温度,湿度的变化,都将造成元器件的升温直至燃烧。
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一. 概述
输变电是整个发电和供电领域中非常重要的组成部分。 电厂发出的电能被转换为高压(一般在 66,000-500,000 伏之间),以便于有效地进行远距离 输送。之后通过电网进行进一步分配。 在输出端,电压被减小到一次配电电压,一般为 23,000 伏,然后直接供给大的工业用户或 进一步转换成 4,100 或 2,300 伏,供日常的商业、工业和家庭生活使用。变电站的作用是充当转 换接口,将电能转换为输送所需的电压。然后由另一所变电站将输电电压变换成正确的配电电压。 由于变电站在整个电力领域所处的重要地位,变电站的火灾防范变得至关重要。 与传统的火灾报警系统相比,VESDA 早期烟雾预警探测系统不仅降低了火灾的危险和高昂 的消防系统维护费用,而且能够防止误报的发生,从而避免了不必要的供电中断和利润损失。 VESDA 能够探测出潜在的火情,为变电站提供可靠的火灾早期防范。 本建议书由在发电和输电火灾防范方面具有丰富的设计和安装知识的 VESDA 专业工程师 编制,供设计人员和顾问公司在确定 VESDA 系统时进行参考。它介绍了有关的设计事项,推荐 了吸气式感烟探测系统在变电站的正确安装方法。 注:本建议书是按照全球性原则进行编制的,应与地方特定的防火规程和国家标准结合使用。
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5. 火灾发生后的灭火措施不够理想。机房火灾发生后,灭火设施将对机房设备及人员造 成许多危害,其中水喷淋系统不但对设备本身将造成直接的损害,而且在其启动温度(70 摄氏度左右)达到时,火灾已经达到相当的规模,高温及腐蚀性气体将会对设备造成了巨 大的损害。二氧化碳气体灭火系统虽然不具备腐蚀性,在密闭空间内也有很好的防护效果, 并且现在已应用于电力设备的防护,然而,它要求保持具有毒性的高浓度,并在低温下释 放,这对于电力设备和工作人员也将产生较严重的危害。而其他气体灭火系统,如 FM200, 烟络尽,EBM 等气体灭火装置,一旦误启动,将造成灭火剂巨大的浪费,即使在正常情况 下,也将对环境和设备造成或多或少的不良影响。由以上灭火设施的特点可以看出,现有 消防手段,普遍存在启动时机偏晚,启动后对设备,人员造成危害,安置及使用费用昂贵 等缺点。
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三.传统点式烟雾探测设备的局限性
从变配电机房的特点可以看出,传统点式烟雾探测设备已不能满足现代化变配电机房的 火灾发防范需要,使用当中存在很大的局限性。
1. 灵敏度偏低且调节范围很小 传统点式烟雾探测器报警灵敏度大多为 3~5%obs/m,这样的探测灵敏度对于通常的环
2. 被动采集烟雾样品,极易受空调及其它因素影响 以往的点式感烟探测器多数安置在被保护机房的天花板上或防静电地板下被动地等
待烟雾慢慢扩散到其附近,才能报警,而变配电机房的特殊环境将会对烟雾探测产生多种 不利的影响,致使延误甚至漏报。由于当今电力设备具有体积大能量密度高的特点,机房 设备往往是安装在密闭的机房内,并通过空调系统维持变配电机房运行所必需的环境。前 面已经提到一般情况下,机房中空气的更换速度为每小时 15 至 60 次。在这样的环境下, 燃烧所产生的烟雾一方面被空调气流稀释,降温,使烟雾很难达到常规点式感烟探测器的 报警阈值,同时由于温度降低而无法继续向上,达到探测器通常所在的天花板位置。另一 方面由于空调气流的影响,空气在机房送风和回风口之间形成环流,使烟雾根本无法达到 探测器。
区域 开关室/继电器室 - 室内采样 - 柜内采样 控制室 - 室内采样 - 柜内采样 - 地板下采样 蓄电池室 - 室内采样 电缆沟 - 区域/空间采样
必须 √
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下面将对不同探测区域的建议设计方式进行说明。所有管路的设计应当采用 VESDA 的 “采样管网设计模型程序-ASPIRE2™”来进行验证。这套程序以图解的方式对吸气式烟雾 探测系统的各个参数进行了说明,从而使设计人员能够进行最佳设计。
3. 探测器安置方式单一,无法满足机房内特殊环境的要求 传统探测器一般只能安置在天花板,地板下等少数位置,而在机房当中,我们关心的
不仅是机房环境的安全,我们更关心的是机房内的电力设施,地板下的电缆,办公区保存 的各类数据的安全,这就要求报警设备能够具有更加灵活的安装方式,比如可以根据需要, 直接把采样管安装在设备机壳内部,电缆桥架当中等等,以便能够更加明确的对机房内的 各类设施提供重点保护。
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变配电机房火灾防范特点
相对一般意义的火灾防范,变配电机房有着自身的特点,主要表现在以下几个方面:
1. 易燃物品种类繁多。与过去相比,现代变配电机房内安置有大量功能完备、价格昂 贵的仪器、设备、电线电缆及各种传输介质,其中设备内部的元器件,电缆绝缘外套多采 用石碳酸纤维聚氯乙烯等易燃材料,极易燃烧造成灾难性后果。另外,类似线圈、磁鼓等 各类传输介质也是构成火灾隐患的重要因素。
因此,变配电机房的安全,特别是对火灾的防范,已经变成保障电力设备安全,确保电力 服务正常运行的首要问题。但是,传统形式的火灾报警设备已经远远不能达到变配电机房这类高 精密,高价值,不能间断服务的场合的防护需求了。为了解决变配电机房火灾防范的问题,必须 要有一种比现有防火设备更加先进,更加灵敏,更加适应机房特殊环境的新一代的火灾报警控制 器。
与传统的探测系统相比,VESDA 系统能够对变电站的火灾进行极早期报警和响应,它 完善了基于性能的设计。而且,VESDA 系统能够轻而易举地融合到整体的火灾响应方案中, 还可通过验证实验,以证实所安装系统是否能够起到所说的保护作用。
下文对变电站的物理条件和危险进行详细的说明。
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二. 需要重点考虑的事项:
——在设计变电站安装吸气式烟雾探测系统时应考虑以下几个方面:
·当地防火规程和标准的要求; ·发电和输电行业实施的规范; ·不同区域的主要火灾危险; ·不同区域的气流情况; ·人员配备和远程工作场所;
——按标准设计的系统
保护的选择和等级取决于变电站特有的风险、当地消防规范及标准的要求。VESDA 能 够提供基于性能的方案,因而适合于各种场所的特殊情况和设备规格。此外,它使用采样管, 而非传统的点式探测器或梁上探测器。
——性能化设计
先通过初步设计对被保护环境风险进行评估,再根据用户对性能的要求进行下一步的设 计工作,要注意确定备用消防系统。传统的指导性规范和标准给出了具有合理安全余量的消 防等级,但随着科学技术的不断发展,人们可以根据危险的种类并采用性能化设计方法对许 多设施进行防火设计。包括使用计算机化的设计工具,并通过现场试验分析(如烟雾测试) 来确定气流、火灾荷载、通风、火源及其它影响因素等可能引起火灾的物理和环境条件。
探测器安置方式单一无法满足机房内特殊环境的要求传统探测器一般只能安置在天花板地板下等少数位置而在机房当中我们关心的不仅是机房环境的安全我们更关心的是机房内的电力设施地板下的电缆办公区保存的各类数据的安全这就要求报警设备能够具有更加灵活的安装方式比如可以根据需要直接把采样管安装在设备机壳内部电缆桥架当中等等以便能够更加明确的对机房内的各类设施提供重点保护
——变电站的主要保护区域
变电站一般有四个主要保护区域,这些区域配备有专门的设备、运行方式和环境要求。 此外,每个区域的火灾危险度也不同,因此必须按规范设计空气采样系统,以满足各类被保 护区域的要求。
报警强度和相关响应等级由具体的应用环境决定,本建议书不作具体说明。 表 1 所示为变电站中推荐使用 VESDA 的运行区域。
境是可以接受的,比如宾馆,饭店,办公大楼等等。一件家具燃烧产生的烟雾就可以触发 报警,且若能极早发现则损失有限,然而如果火灾发生在变配电机房,发生在正在工作中 的电力设施上,要达到 3-5%obs/m 浓度的烟雾,设备往往已经遭受到了巨大的损害,而 由此造成的设备本身及由于中断服务所造成的经济损失必定是无法估量的。另外调节范围 偏小,无法适应不同的应用环境也是传统点式烟雾探测器的一大缺陷,因为在机房中,环 境要求较高,一切烟雾,无论大小,均属异常。在这种比较洁净的环境下,完全可以将烟 雾探测器的灵敏度提高到一个与环境相适应的水平,尽可能早地发现任何一点火灾险情, 从而将损失控制到最小限度。
2. 火灾的诱发机制繁多,产生的危害也多种多样。机房火灾通常可有多种原因诱发,其 中包括传统的原因,也包括基于变配电机房自身特点的多种原因。据统计在造成机房火灾 各类原因当中,32%的火灾由机房电力供应系统(交直流电源、电池、发电机及供电线路 等)引发,18%的火灾由机房所在建筑内的其他电器设备引发,其中包括电梯,空调,加 热设备,照明系统等等。10%的火灾则直接由机房内电力设备内部的线路引发。机房设备 一旦发生火灾,不但会对设备造成直接危害,而且由于机房设备当中的特殊材料燃烧所产 生的气体具有较强的腐蚀性,也将对设备造成长久的危害。
4. 空调设施完备,对火灾探测造成困难。由于现代电力产品对机房环境的要求,空调系 统被普遍采用,烟雾的传播及扩散更加困难,空调系统的常规换气率通常为每小时 15 至 60 次,这将对烟雾探测工作造成负面影响。一方面烟雾被大幅度稀释,难以到达传统烟雾 探测设备的报警阈值。另一方面,空调气流将使烟雾难以达到探测器。造成报警延误或漏 报。一般认为,传统点式烟雾探测器可以清楚的定位火源位置,但实践证明,由于空调系 统,设备安放,房间结构等多方面的影响,点式感烟探测器往往在火灾已经发生到一定规 模以后才能发出报警且无法报告火源准确位置。
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