直流換流站換流閥火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)和自動(dòng)滅火方案分析

戰(zhàn)忠洋

摘要：直流換流閥運(yùn)行安全性與可靠性對(duì)于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要影響，所以需要通過有效的火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)以及自動(dòng)滅火系統(tǒng)提供保障。對(duì)此，本文介紹了火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)，并提出了自動(dòng)滅火方案，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)單位與人員提供參考。

關(guān)鍵詞：換流閥;火災(zāi)監(jiān)視;自動(dòng)滅火

前言：現(xiàn)階段，中國已經(jīng)投運(yùn)近30條特高壓與高壓直流項(xiàng)目，其中核心設(shè)備是換流閥主要是轉(zhuǎn)換交流電與直流電。換流閥長期運(yùn)行于強(qiáng)電磁、大電流以及高電壓的工作環(huán)境中，極易造成火災(zāi)事故，引發(fā)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以需要設(shè)計(jì)可靠的火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)[1]。

1 火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)

1.1極早期煙霧探測(cè)原理

該火災(zāi)檢測(cè)設(shè)備也被稱為空氣采樣式或是吸氣式煙霧探測(cè)器，即VESDA。該系統(tǒng)依靠微處理器技術(shù)與光學(xué)空氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)，火災(zāi)發(fā)生初期即可以快速探測(cè)到空氣中燃燒微粒、煙霧以及電弧生成物，之后進(jìn)行報(bào)警，將火災(zāi)隱患完全消除掉。

VESDA主要是對(duì)空氣進(jìn)行收集采樣的管網(wǎng)系統(tǒng)，同時(shí)向遠(yuǎn)方傳輸采樣數(shù)據(jù)。該裝置借助自帶過濾設(shè)備，將空氣中常規(guī)大分子濾除，收集燃燒前期形成的小分子微粒，并對(duì)這些微米級(jí)微粒進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)早期火情監(jiān)測(cè)。VESDA能夠和中央火災(zāi)報(bào)警的控制系統(tǒng)交換信息，并向控制室中的后臺(tái)管理系統(tǒng)同時(shí)傳送信息，并形成報(bào)警，之后借助重要報(bào)警控制系統(tǒng)與消防系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

1.2紫外光監(jiān)測(cè)

在物質(zhì)燃燒過程中，放出熱量與產(chǎn)生煙霧過程中，能夠產(chǎn)生光輻射。火焰探測(cè)設(shè)備主要是相應(yīng)火災(zāi)光特性。就是擴(kuò)散火焰閃爍頻率與燃燒光照強(qiáng)度的火災(zāi)探測(cè)裝置。按照火焰光特性分析，紫外光探測(cè)設(shè)備在短波長光輻射方面具有良好敏感性。此類設(shè)備屬于敏感高強(qiáng)度火毒火焰發(fā)射紫外光譜的探測(cè)裝置，其敏感元件主要采用固態(tài)物質(zhì)。

該探測(cè)設(shè)備可以快速相應(yīng)火焰紫外線，由于太陽輻射中含有大量紫外線，所以，該探測(cè)設(shè)備應(yīng)該安裝于室內(nèi)。要想防止煙霧影響探測(cè)器運(yùn)行性能，應(yīng)該在與閥廳頂面相距1m的位置安裝探測(cè)器。

1.3火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的保護(hù)配置

每極閥廳的火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中保護(hù)配置涵蓋火災(zāi)報(bào)警的判斷邏輯、紫外監(jiān)測(cè)裝置、VESDA、電源回路以及信號(hào)擴(kuò)展傳輸回路。

閥廳火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配置主要是10個(gè)紫外火焰探測(cè)器、8個(gè)VESDA裝置。其中，在閥塔頂部的鋼構(gòu)架中安裝7個(gè)VESDA裝置，在閥廳空調(diào)進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)道中安裝1個(gè)VESDA裝置，可以有效監(jiān)測(cè)是否有煙霧進(jìn)入閥廳中。在閥廳墻壁上均勻布置10個(gè)紫外探測(cè)器，可以有效監(jiān)測(cè)整個(gè)區(qū)域中的紫外火焰。

VESDA系統(tǒng)涵蓋消防總控制盤、中央處理器、顯示模塊、采樣管網(wǎng)以及VLP激光探測(cè)設(shè)備。對(duì)于紫外光探測(cè)系統(tǒng)主要涵蓋消防單元端子箱、監(jiān)視模塊與紫外光探測(cè)設(shè)備等內(nèi)容。

所有的紫外探測(cè)器或是VESDA檢測(cè)到信號(hào)之后向火警硬接點(diǎn)（3個(gè)）輸送，一路傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，另外兩路串聯(lián)，并通過VESDA的擴(kuò)展箱將其分為A、B兩路的110V直流信號(hào)，借助火災(zāi)報(bào)警的匯控箱向消防接口屏中A裝置與B裝置傳輸，之后向直流保護(hù)系統(tǒng)傳輸。紫外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與VESDA系統(tǒng)直接向冗余直流保護(hù)系統(tǒng)中傳送跳閘信號(hào)，并由直流保護(hù)系統(tǒng)對(duì)跳閘閉鎖的命令進(jìn)行執(zhí)行。

火災(zāi)跳閘邏輯主要基于兩種情況，首先，若是所有VESDA傳感器中，有1個(gè)風(fēng)險(xiǎn)煙霧，并且閥廳中全部紫外探頭中有1個(gè)發(fā)現(xiàn)弧光，在同時(shí)滿足這兩個(gè)條件情況下，允許跳閘。其次，如果進(jìn)風(fēng)口位置的VESDA裝置發(fā)現(xiàn)室外存在煙霧，則閉鎖極早期系統(tǒng)跳閘出口回路。若是進(jìn)風(fēng)口位置VESDA裝置發(fā)現(xiàn)煙霧，并且至少有2個(gè)紫外探頭發(fā)出報(bào)警，則允許跳閘[2]。

2 自動(dòng)滅火方案

選擇3MTMNovecTM1230滅火劑，其具有絕緣、無臭、無色、透明等特點(diǎn)，滿足環(huán)保清潔要求，因?yàn)樵摐缁饎┎粚?dǎo)電、無腐蝕、環(huán)保、潔凈以及無殘留物，所以在國際上不斷替代七氟丙烷、干粉以及二氧化碳等滅火方式?；谑覝貤l件儲(chǔ)存，該滅火劑呈現(xiàn)液態(tài)，噴放過程中呈現(xiàn)氣態(tài)，滅火效果突出，機(jī)理主要是借助化學(xué)與物理方面實(shí)現(xiàn)滅火，不會(huì)影響換流閥元件。該滅火劑的滅火機(jī)理就是基于物理滅火，借助分子強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)將大量熱量帶走，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)冷卻目的，吸熱能力突出，可以讓火焰的熱量迅速喪失，進(jìn)而將燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中斷掉。對(duì)于化學(xué)滅火，主要是借助對(duì)自由基進(jìn)行捕捉，進(jìn)而將鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止，阻斷火焰?zhèn)鞑ァ６杌饔媚軌蜥尫趴扇嘉锔浇鯕?，或是將氧氣消耗到低于燃燒濃度值的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)惰化滅火目的。

將選擇阻燃材料的管道預(yù)先安裝于換流閥的閥塔中，在受熱過程中雖然管道會(huì)軟化，然而并不會(huì)燃燒，在閥塔各層換流閥組件中布置管道，通過一個(gè)總管道匯集各層管道，總管道借助閥廳向閥廳外延伸，同時(shí)與膨脹罐連接，同時(shí)對(duì)補(bǔ)液罐和膨脹罐連接可以提高滅火劑壓力，可以對(duì)滅火劑及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，保證管道中充滿滅火劑，在換流閥組發(fā)生火災(zāi)之后，熱量會(huì)軟化導(dǎo)管，基于壓力作用能夠讓滅火劑基于管內(nèi)壓力作用，由導(dǎo)管軟化部位向熱源方向進(jìn)行噴射，達(dá)到自動(dòng)滅火目的[3]。

結(jié)語：綜上所述，在直流換流站的閥廳中，紫外探測(cè)設(shè)備與VESDA裝置應(yīng)用非常普遍，在不斷運(yùn)行實(shí)踐過程中，獲得良好效果。借助健全的閉鎖邏輯能夠有效避免誤跳閘問題，然而探測(cè)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常精密，周邊環(huán)境極易對(duì)其造成影響，可能出現(xiàn)誤報(bào)警問題，所以需要相關(guān)人員及時(shí)制定合理隔離措施，避免設(shè)備誤跳閘。

參考文獻(xiàn)

[1]王抗， 鄭衛(wèi)紅， 劉建國，等. 基于煙霧和紫外檢測(cè)的高壓直流換流閥火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)[J]. 湖北電力， 2017， 41（10）：62-65+70.

[2]王凱， 毛志云， 宋全剛，等. 換流閥防火監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及散熱性能研究[J]. 新技術(shù)新工藝， 2021（02）：4-4.

[3]李忠芳. 消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及其聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)[J]. 消防界：電子版， 2017（03）：1-1.

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