抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)消防設(shè)施配置及聯(lián)動(dòng)控制邏輯設(shè)計(jì)探討

張永會(huì) 常龍 滕巍 張博

摘 要 通過(guò)分析抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)火災(zāi)原因和特點(diǎn)，探討并提出了抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器、自動(dòng)滅火系統(tǒng)的選型和設(shè)置要求以及消防聯(lián)動(dòng)控制邏輯方式。

關(guān)鍵詞 抽水蓄能電站;發(fā)電電動(dòng)機(jī);火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng);自動(dòng)滅火系統(tǒng);聯(lián)動(dòng)控制邏輯

前言

發(fā)電電動(dòng)機(jī)的火災(zāi)防控是抽水蓄能電站消防工作的重點(diǎn)，我國(guó)抽水蓄能電站分布廣、建設(shè)年代跨度大，造成很多電站之間的消防配置不盡相同，甚至在個(gè)別電站的局部位置出現(xiàn)消防設(shè)施應(yīng)配未配、配置不到位的情況，給電站消防安全的精細(xì)化管理帶來(lái)了一定的困難。

1發(fā)電電動(dòng)機(jī)火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

發(fā)電電動(dòng)機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、上導(dǎo)軸承、推力及下導(dǎo)軸承和輔助部分組成，抽水蓄能電站在電網(wǎng)中主要起調(diào)峰填谷作用，機(jī)組起動(dòng)停止頻繁，同時(shí)還需經(jīng)常作調(diào)頻、調(diào)相運(yùn)行，工況轉(zhuǎn)換也很頻繁，發(fā)電電動(dòng)機(jī)處于這樣頻繁變化的運(yùn)行條件下，其內(nèi)部溫度變化自然十分劇烈，進(jìn)而影響發(fā)電機(jī)的絕緣。發(fā)電機(jī)線槽內(nèi)，定子線棒絕緣表面電場(chǎng)分布不均勻的，當(dāng)局部場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，在通風(fēng)槽口處出現(xiàn)暈光放電，使線棒表面防暈層、主絕緣、槽楔和墊條出現(xiàn)膠粘劑變質(zhì)、碳化，導(dǎo)致股線松散、絕緣老化、短路現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)起火[1]。

2發(fā)電電動(dòng)機(jī)消防配置

由于抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)一般布置于地下廠房?jī)?nèi)，其火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)性較大，撲救困難，根據(jù)發(fā)電電動(dòng)機(jī)火災(zāi)發(fā)生原因和特點(diǎn)，設(shè)置合理的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及自動(dòng)滅火系統(tǒng)，對(duì)于保障整個(gè)抽水蓄能電站的安全運(yùn)行是一種重要的技術(shù)手段。下面將分別從火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)兩方面探討發(fā)電電動(dòng)機(jī)的消防配置。

2.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

發(fā)電電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電氣故障是引起火災(zāi)的主要原因，在散熱系統(tǒng)的作用下，其表現(xiàn)特征為發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)坑內(nèi)溫度的快速升高，因此探測(cè)發(fā)電電動(dòng)機(jī)火災(zāi)的探測(cè)器應(yīng)選擇感溫火災(zāi)探測(cè)器為主，由于抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)在發(fā)電工況或電動(dòng)工況時(shí)，其定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組溫升均比較高，可達(dá)60K以上，采用普通點(diǎn)型感溫火災(zāi)探測(cè)器很容易引起誤報(bào)警。感溫棒的應(yīng)用范圍廣，可適用于各種不適宜使用傳統(tǒng)感溫探測(cè)器的惡劣環(huán)境，報(bào)警溫度設(shè)置靈活，可根據(jù)不同的場(chǎng)合選用不同額定動(dòng)作溫度，且報(bào)警響應(yīng)迅速。為了防止感溫棒誤報(bào)警，考慮到定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的溫升，宜選取報(bào)警溫度為105℃的感溫棒，感溫棒的設(shè)置要求可參考點(diǎn)式感溫火災(zāi)探測(cè)器，將感溫棒布置于發(fā)電機(jī)上機(jī)架的下方，為了更好進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)，感溫棒可采用環(huán)形布置。

采用多種探測(cè)手段相結(jié)合，能有效防止誤報(bào)，機(jī)組機(jī)坑內(nèi)除了設(shè)置感溫棒外，還可設(shè)置點(diǎn)式感煙探測(cè)器或吸氣式感煙探測(cè)器，根據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)坑內(nèi)的實(shí)際情況，點(diǎn)式感煙探測(cè)器和吸氣式感煙探測(cè)器的采樣點(diǎn)也應(yīng)采用環(huán)形布置。有多臺(tái)發(fā)電電動(dòng)機(jī)時(shí)，每臺(tái)發(fā)電電動(dòng)機(jī)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置一套火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性[2]。

2.2 自動(dòng)滅火系統(tǒng)

抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)滅火方式可以采用自動(dòng)水噴霧滅火、細(xì)水霧滅火、氣體滅火或者泡沫滅火等。根據(jù)調(diào)研，國(guó)內(nèi)已建和在建的抽水蓄能電站中，除了南網(wǎng)和沂蒙抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)采用的是氣體（CO2）滅火方式外，其他抽水蓄能電站的發(fā)電電動(dòng)機(jī)均采用的水噴霧滅火方式。

水噴霧滅火系統(tǒng)是利用水噴霧噴頭把水粉碎成細(xì)小的水霧滴之后噴射到正在燃燒的物質(zhì)表面，通過(guò)表面冷卻、窒息及乳化、稀釋的同時(shí)作用實(shí)現(xiàn)滅火。水噴霧系統(tǒng)不僅可以提高撲滅固體火災(zāi)的滅火效率，同時(shí)由于水霧不會(huì)造成液體飛濺，電氣絕緣性好，因此在撲滅可燃液體火災(zāi)、電氣火災(zāi)中得到廣泛應(yīng)用。抽水蓄能電站因其水質(zhì)較好，埋深大，取水方便，因此推薦發(fā)電電動(dòng)機(jī)消防滅火采用自動(dòng)水噴霧滅火方式。

抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)的滅火水源取自下水庫(kù)。對(duì)于消防滅火系統(tǒng)水壓能夠滿足發(fā)電電動(dòng)機(jī)消防滅火要求的電站，可采用自流供水;對(duì)于消防滅火系統(tǒng)水壓不足的電站，需設(shè)置水泵進(jìn)行加壓。每臺(tái)發(fā)電電動(dòng)機(jī)的消防水取自發(fā)電機(jī)消防供水總管，經(jīng)手動(dòng)閥、雨淋閥、自動(dòng)化元件等供至發(fā)電機(jī)機(jī)坑內(nèi)部，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)定子上下端部設(shè)置兩圈環(huán)管，噴頭布置在環(huán)管引出的小支管上[3]。

3聯(lián)動(dòng)控制邏輯

對(duì)于抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)火警的聯(lián)動(dòng)控制邏輯，在現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范中已有所規(guī)定，但相關(guān)規(guī)定并不統(tǒng)一，為了合理處理發(fā)電電動(dòng)機(jī)電氣故障或火災(zāi)事故，同時(shí)兼顧抽水蓄能電站的生產(chǎn)管理需求，發(fā)電電動(dòng)機(jī)的火警動(dòng)作邏輯建議采用以下方式：

（1）當(dāng)有且僅有一路探測(cè)器報(bào)警時(shí)，自動(dòng)發(fā)火警信號(hào)并上報(bào)全廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)。

（2） 當(dāng)兩路探測(cè)器同時(shí)報(bào)警時(shí)，通過(guò)硬布線回路輸出信號(hào)給計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該機(jī)組立即執(zhí)行電氣事故停機(jī)流程。

（3）發(fā)電電動(dòng)機(jī)自動(dòng)滅火裝置的聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)應(yīng)采用兩個(gè)獨(dú)立的火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警信號(hào)的“與”邏輯組合，且自動(dòng)啟動(dòng)回路中發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作、GCB分位、滅磁開(kāi)關(guān)分位鎖信號(hào)同時(shí)滿足時(shí)，直接自動(dòng)觸發(fā)滅火設(shè)施。

（4）發(fā)電電動(dòng)機(jī)自動(dòng)滅火裝置的消防控制室手動(dòng)啟動(dòng)控制回路中應(yīng)具有GCB分位、滅磁開(kāi)關(guān)分位閉鎖信號(hào)[4]。

5結(jié)束語(yǔ)

發(fā)電電動(dòng)機(jī)是抽水蓄能電站極其重要的電氣設(shè)備，由于電站區(qū)域的不同、建設(shè)單位及設(shè)計(jì)單位的不同，未形成一套統(tǒng)一的消防設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)以及聯(lián)動(dòng)控制邏輯，不利于抽水蓄能電站的消防安全管理。本文提出的發(fā)電電動(dòng)機(jī)消防配置及聯(lián)動(dòng)控制邏輯，希望對(duì)提高抽水蓄能電站消防工作標(biāo)準(zhǔn)化水平，提升消防設(shè)施的安全水平和消防安全的管理效率有所借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 50872-2014.水電工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[2] GB 50116-2013.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[3] DL 5027-2015.電力設(shè)備典型消防規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

[4] GB/T 11805-2008.水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化元件（裝置）及其系統(tǒng)基本技術(shù)條件[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.