10kV變電站消防電源設(shè)計

摘要：隨著科技的發(fā)展，消防系統(tǒng)的技術(shù)水平也在不斷進步，各種新型探測、報警、噴淋等設(shè)備層出不窮，因此消防電源設(shè)計的重要性不言而喻。在變電站設(shè)計過程中，消防電源設(shè)計是保證各類消防設(shè)備能否正常工作的先決條件。文章根據(jù)10kV變電站的消防負荷和運行情況，對消防電源設(shè)計進行了分析探討。

關(guān)鍵詞：10kV變電站；消防電源設(shè)計；消防系統(tǒng)；消防設(shè)備；消防負荷 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM411 文章編號：1009-2374（2015）04-0011-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0289

在10kV變電站的設(shè)計工作過程中，消防電源的設(shè)計是必不可少的重要一環(huán)。近年來，我國火災(zāi)事故頻發(fā)，威脅著廣大人民群眾的生命安全并且造成了嚴重的財產(chǎn)損失。隨著科技的發(fā)展，消防系統(tǒng)的技術(shù)水平也在不斷進步，各種新型探測、報警、噴淋等設(shè)備層出不窮，因此消防電源設(shè)計的重要性不言而喻。關(guān)于消防電源的設(shè)計，主要有兩本規(guī)范進行了規(guī)定。其中《建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2006》中11.1.4條規(guī)定：消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路，當生產(chǎn)生活用電被切斷時，應(yīng)仍能保證消防用電，其配電設(shè)備應(yīng)有明顯標志?！陡邔用裼媒ㄖ阑鹪O(shè)計規(guī)范GB50045-95（2005年版）》中9.1.3條中也有類似規(guī)定。其用意是：根據(jù)實戰(zhàn)需要，消防人員到達現(xiàn)場進行滅火時，要切斷電源以防止火勢蔓延以及避免觸電事故。如果消防電源和其他配電線路混合敷設(shè)且無明顯標志時，則消防人員不得不切斷全部電源，致使建筑物內(nèi)的報警、廣播、噴淋滅火等消防設(shè)備無法工作。因此，在10kV變電站的設(shè)計中，往往將消防負荷設(shè)為單獨的一面或幾面配出柜，并有明顯的消防電源標識。此外，由于消防電源也分為一、二、三級負荷（具體劃分見《建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2006》中11.1.1條）。其中的一、二級負荷應(yīng)有雙電源供電，以保證消防設(shè)施的正常使用。下面將兩種我院設(shè)計的消防電源供電方式列出，并加以探討。

1 常見的10kV變電站供電主接線

常見的10kV變電站供電主接線如圖1所示：

圖1 常見10kV變電站供電主接線

圖1中變電站低壓側(cè)采用單母線分段形式。消防電源一路由變壓器提供，一路由發(fā)電機提供。有雙套變壓器的變電站第二路電源則由2號變壓器提供，滿足一、二級負荷雙電源的要求。雙電源設(shè)置自動投切裝置，并有機械和電氣聯(lián)鎖，以防止并列運行。圖中消防負荷配出均為雙套開關(guān)，在消防配電線路最末一級的配電箱處設(shè)置自動裝置進行切換，以滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2006》中11.1.5條的要求。當發(fā)生火災(zāi)時，值班人員應(yīng)立即切斷除消防負荷外的三級負荷，以防止發(fā)生火災(zāi)蔓延及觸電事故。如果事故發(fā)生后發(fā)現(xiàn)主變壓器已經(jīng)失電，則應(yīng)立即啟動發(fā)電機（如發(fā)電機設(shè)置自動啟動，則應(yīng)滿足在30秒內(nèi)供電），保證消防設(shè)備及一、二級負荷的供電需求。這樣的設(shè)計筆者認為是滿足規(guī)程要求且比較合理的。

2 根據(jù)消防部門意見修改的10kV變電站供電主接線

根據(jù)消防部門意見修改的10kV變電站供電主接線如圖2所示：

圖2 根據(jù)消防部門意見修改的10kV變電站供電主接線

圖2為按照消防部門意見修改的10kV變電站供電主接線。與圖1相比，變壓器的低壓側(cè)增加了一面主受開關(guān)柜，用以單獨控制消防負荷。經(jīng)過咨詢消防部門，其依據(jù)為由《建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2006》及《高層民用建筑防火設(shè)計規(guī)范GB50045-95（2005年版）》合并而來的新版《建筑設(shè)計防火規(guī)范（報批意見稿）》中12.1.7條之規(guī)定：消防用電設(shè)備的電源應(yīng)該在變壓器的低壓出線端設(shè)置單獨的主斷路器。此新版規(guī)范尚處于報批階段，并未作為新版標準頒布。且這樣設(shè)置筆者認為有以下兩個方面尚待商榷：

第一，如圖所示，變壓器所帶非消防負荷及消防負荷分別由兩面主受柜饋出。表面上看對于消防負荷的操作比圖1方式更加簡單明了。但消防人員并不一定了解火災(zāi)現(xiàn)場的電氣運行方式，且火災(zāi)情況緊急，到達現(xiàn)場后勢必只保留消防負荷的主受開關(guān)而斷開另一主受開關(guān)。致使變壓器所帶的非消防負荷中的一、二級負荷斷電，這顯然是不允許的。因為火災(zāi)初期往往發(fā)生在有限的范圍內(nèi)，停電的范圍應(yīng)該以不影響火災(zāi)的撲救以及危險區(qū)域人員及設(shè)備安全為界。而一、二級負荷的定義是：停電可能造成人員傷亡或重大政治、經(jīng)濟損失。斷開一、二級負荷造成的后果很可能比小范圍的火災(zāi)更加巨大。

第二，如圖所示，這樣設(shè)計消防電源需增加一套主受開關(guān)柜。而10kV變電站的變壓器隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展已經(jīng)越來越大，2000kVA、2500kVA、3150kVA的容量并不少見，其低壓側(cè)出線電流往往達到3000～5000A。達到此級別的主受開關(guān)多為框架式智能斷路器（如正泰NA8系列、華通ZW1系列），價格昂貴。與之配套的柜體及隔離刀閘等配件均是一筆不小的投資，給用戶帶來額外的經(jīng)濟負擔(dān)，況且消防負荷正常情況下并不工作或僅有少量負荷（如監(jiān)視、遙感、報警等回路）工作。由此可見，單獨設(shè)置一面專供消防負荷的主受柜是十分不經(jīng)濟的。對于變壓器低壓側(cè)雙主受開關(guān)的設(shè)計，國家電網(wǎng)公司《配電網(wǎng)工程典型設(shè)計（10kV配電分冊）》中并無涉及，短期內(nèi)也沒有運行經(jīng)驗。其運行穩(wěn)定性、開關(guān)操作流程、維護難易度等還需要時間驗證。

綜上，圖2的消防電源供電方式增加了設(shè)備投資，操作維護復(fù)雜，降低了運行可靠性，增加了一、二級負荷的供電風(fēng)險，并不值得落實推廣。但遺憾的是，根據(jù)近期客戶反映，如不按照圖2所示進行設(shè)計，往往得不到消防部門的認可，驗收難以合格。這也是設(shè)計部門所面臨的一大難題，新版《建筑設(shè)計防火規(guī)范》遲遲難以出爐，也應(yīng)有此因素考慮。希望電力設(shè)計主管部門協(xié)調(diào)消防部門加以解決，找到一條滿足各方面需求，同時具有安全性、可行性、投資合理、運維可靠的方法。

最后，關(guān)于電氣設(shè)計中的消防安全環(huán)節(jié)，筆者認為應(yīng)該是一個統(tǒng)一的整體。在10kV變電站設(shè)計的初期就應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場實際做好消防負荷的統(tǒng)計，對可能出現(xiàn)的各種情況做好科學(xué)的預(yù)測。從設(shè)備的選用、現(xiàn)場施工安裝到最后的驗收投運等各個環(huán)節(jié)都應(yīng)該嚴格執(zhí)行國家的各項標準及強制性條文，把電氣火災(zāi)的隱患消滅在萌芽

狀態(tài)。

隨著科技的發(fā)展以及政府主管單位對于消防安全的重視，新型的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)也越來越多地出現(xiàn)在各大廠礦企業(yè)以及高層建筑或人員密集場所中。此系統(tǒng)具有消防聯(lián)動設(shè)計，在火災(zāi)發(fā)生的時候可以首先切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)區(qū)域的非消防電源，而后進行自動噴淋、消火栓啟動、打開門禁、降下防火門等一系列后續(xù)動作。這樣基本省掉了值班人員或消防人員到達現(xiàn)場后人工斷電的步驟，也就沒有必要糾結(jié)于是否應(yīng)該“在變壓器低壓側(cè)出線段單獨設(shè)置主斷路器”。由此可見，一個設(shè)計合理、自動化程度較高的消防系統(tǒng)，完全可以做到在火災(zāi)出現(xiàn)的初期就迅速報警、廣播，并進行滅火。給消防安全提供了極大的保障。

消防電源的設(shè)計看似僅為10kV/0.4kV配電設(shè)計中一環(huán)，但是其合理性、重要性卻是電氣設(shè)計中必不可少的。如果設(shè)計不合理就可能帶來消防隱患，造成重大的人員及財產(chǎn)損失。為此，及時與消防部門協(xié)調(diào)溝通，不斷掌握更加先進的消防自動化系統(tǒng)知識，這是廣大電氣設(shè)計人員應(yīng)該引起注意和不斷加強的。

參考文獻

[1] 建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB50016-2006）[S].北京：中國計劃出版社，2006.

[2] 王素英.消防供電的思考[J].電氣設(shè)計技術(shù)，2013，（3）.

作者簡介：張望（1981-），男，吉林市吉電電力工程勘察設(shè)計有限公司工程師，研究方向：電氣設(shè)計。

（責(zé)任編輯：周 瓊）