Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Справочник по проектированию подстанций

Противопожарные мероприятия - Справочник по проектированию подстанций

Оглавление
Справочник по проектированию подстанций
Особенности, технология и принципы проектирования подстанций
Стадии проектирования, состав и объем проектной документации
Исходные данные для проектирования, продолжительность
Техническое задание на разработку ТЭО
Классификация подстанций и присоединение их
Надежность главных схем
Автоматичность, эксплуатационные удобства и экономическая целесообразность схемы
Классификация схем
Синхронные компенсаторы,  конденсаторные батареи и реаторы в схемах
Расчет токов короткого замыкания
Электродинамическое и термическое действия токов короткого замыкания
Ограничение токов короткого замыкания
Токи замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью
Типы и технические характеристики трансформаторов
Выборы мощности и числа устанавливаемых трансформаторов
Выключатели
Разъединители, отделители, короткозамыкатели
Источники реактивной мощности
Характеристики трансформаторов, выключателей
Провода, шины, кабели, изоляция
Механический расчет жесткой ошиновки
Механический расчет проводов гибкой ошиновки ОРУ
Защита от грозовых перенапряжений
Заземление
Собственные нужды переменного тока
Электрическое освещение
Нормы освещенности подстанций
Классификация и принципы выполнения схем управления, сигнализации и автоматизации
Организация управления элементами подстанций
Регулирование напряжения и охлаждение силовых трансформаторов
Автоматическая компенсация емкостного тока замыкания на землю
Организация сигнализации элементами ПС
Питание цепей оперативным током, аппаратура схем, маркировка
Электрические измерения и учет электроэнергии
Фасады и компоновка панелей, ряды зажимов схем управления, автоматики, защиты, сигнализации
Монтажные схемы и кабельные журналы
Оперативный ток, источники постоянного тока
Шкафы КРУ, КРУН, КТП, КТПН
Релейная защита
Релейная защита трансформаторов и автотрансформаторов
Релейная защита шунтирующих и компенсационных реакторов
Защита синхронных компенсаторов
Защита шин
АПВ и АВР
УРОВ
Защита элементов собственных нужд
Принципы компоновок распределительных устройств
Открытая установка маслонаполненного оборудования
Компоновка закрытых распределительных устройств и подстанций
Комплектные распределительные устройства с газовой изоляцией
Эксплуатационные и вспомогательные средства
Рельсовые пути для перекатки трансформаторов и стационарные анкеры
Ограды
Выбор площадки для строительства
Состав комиссии и акт выбора площадки
Особенности выбора и согласования площадки, размещаемой на территории города
Технико-экономическое сравнение вариантов выбора площадки
Генеральный план
Горизонтальная планировка
Внутриплощадочные автомобильные дороги и проезды
Инженерные сети
Вертикальная планировка
Озеленение и благоустройство территории
Технико-экономические показатели генерального плана
Приложение к генеральному плану
Режимы работы строительных конструкций ОРУ
Опоры под ошиновку и оборудование
Кабельные лотки, каналы
Здания и фундаменты синхронных компенсаторов
Отопление и вентиляция зданий
Водоснабжение, канализация, отвод масла
Противопожарные мероприятия
Приложение к здания и фундаменты
Защита окружающей среды
Защита от шума
Устройства связи и сигнализации
Внешняя связь
Требования к помещениям для узлов связи и к размещению оборудования связи
Пожарная сигнализация
Охранная сигнализация и охранное освещение
Основные положения по организации строительства и сметы
Особенности проектирования ПС в северных труднодоступных районах
Рекомендации но усилению стальных конструкций

Одним из важных требований при проектировании ПС является принятие соответствующих мер по защите оборудования, кабелей и помещений от пожара и взрыва. В комплекс противопожарных мероприятий на ПС входят: противопожарный водопровод; стационарные установки пожаротушения трансформаторов, реакторов и кабельных помещений, распыленной водой, защита помещений ЭВМ газовым пожаротушением; отвод масла от трансформаторов при аварии; строительно-конструктивные мероприятия в зданиях и огнестойкие преграды между трансформаторами; пожарная сигнализация.
Проектирование указанных мероприятий производится в соответствии со СНиП, ПУЭ и руководством по противопожарной защите энергетических объектов.
К пожароопасному оборудованию относятся все типы силовых трансформаторов и реакторов, масляные выключатели, конденсаторные батареи при использовании масла для изоляции, склад масла, шкафы КРУ с кабельными вводами и т. п. Силовые и контрольные кабели являются также потенциальными источниками возникновения пожара.
К взрывоопасным помещениям относятся стационарные аккумуляторные батареи; электролизные, склады водородных баллонов, помещения в полостях фундаментов синхронных компенсаторов с водородным охлаждением и т. п.
Известную опасность с точки зрения возникновения пожара представляют помещения, предназначенные для регенерации масла (маслохозяйства), мастерские для ремонта трансформаторов, гаражи, склады, помещения ЭВМ др.
По уровню оснащенности противопожарными средствами ПС разделены на три группы:
первая группа - ПС 1150, 750 и 500 кВ с трансформаторами любой мощности, ПС 220 и 330 кВ с трансформаторами 200 МВ · А и выше и закрытые ПС 110 кВ и выше с трансформаторами 40 МВ · А и выше; вторая группа - ПС 220 и 330 кВ с трансформаторами от 40 до 200 МВ-А, ПС 110 и 154 кВ с трансформаторами 63 МВ·А и выше; третья группа - ПС 220 кВ с трансформаторами менее 40 МВ· А, ПС 110 и 154 кВ с трансформаторами менее 63 МВ· А.
Подстанции первой группы оборудуются противопожарным водопроводом высокого давления и необходимой емкостью для хранения противопожарного запаса воды. Силовые трансформаторы и кабельные помещения оснащаются стационарными установками пожаротушения распыленной водой.
Подстанции второй группы оборудуются противопожарным водопроводом и при необходимости - емкостями для хранения воды. Стационарная установка пожаротушения для защиты силовых трансформаторов и кабельных помещений предусматривается в зависимости от места размещения и значения ПС.
На ПС третьей группы противопожарный водопровод, как правило, не предусматривается. Исключение составляют ПС 154 и 220 кВ, оснащенные синхронными компенсаторами.
Противопожарный водопровод включает в себя наружные сети с гидрантами, пожарные краны в помещениях, резервуары (при отсутствии другого надежного источника воды), насосную станцию.
Расчет сетей, резервуаров и подбор насосов производится по методике, изложенной в соответствующих разделах СНиП.
Стационарные установки пожаротушения трансформаторов, реакторов и кабельных помещений распыленной водой включает в себя систему сухих

трубопроводов (сухотрубов) с дренчерными оросителями и узел с запорнопусковыми устройствами (камеру задвижек), от которого расходятся лучи соответствующего направления. К камере задвижек от насосной станции и резервуаров подводятся водоводы, заполненные водой. В зависимости от количества защищаемых объектов и расстояния между ними, для уменьшения длины сухотрубов, прокладываемых обычно на поверхности планировки, на ПС могут быть сооружены одна, две и более камер задвижек, которые размещаются в доступных во время пожара местах. Не допускается размещение камер задвижек в подвалах, которые могут быть затоплены
Расстояние от водоисточника до наиболее удаленного оросителя следует принимать таким, чтобы время с момента обнаружения пожара извещателем до поступления воды на его тушение (инерционность установки) не превышало 3 мин. Для автоматического включения установки пожаротушения трансформаторов используется импульс от защит трансформатора, сигнализирующих о внутренних повреждениях (газовой или дифференциальной). Автоматический пуск установки пожаротушения должен дублироваться дистанционным пуском со щита управления и ручным пуском у места установки, в безопасном от пожара месте.
В качестве распылителей применяются дренчерные оросители производительностью 3,2 л/с с напором 303,9 кПа, при этом площадь охвата каждым оросителем равна 15-20 м2. Интенсивность орошения принимается равной 0,2 л/с на 1 м2 поверхности трансформатора и площади с гравийной засыпкой маслоприемника. Расположение оросителей принимается таким, чтобы они равномерно охватывали не только крышку, стенки и часть ввода трансформатора, но и свободную площадь гравийной засыпки маслосборников и выносных маслоохладителей.
Расчетное время тушения пожара должно быть не более 10 мин.
Проектирование стационарных установок пожаротушения кабельных сооружений распыленной водой осуществляют в соответствии с руководством, разработанным Минэнерго. Схема установки показана на рис.
15.3.
За расчетный расход воды на тушение пожара при наличии нескольких пожароопасных помещений или трансформаторов следует принимать объект с наибольшим расходом. В случае, если расход воды в кабельном помещении значительно превышает расход на пожаротушение трансформатора, это помещение следует разделить на отсеки.
Автоматическое и дистанционное включения установки должны исключать одновременную подачу воды в помещение или отсеки, не охваченные пожаром.         По истечении расчетного времени тушения пожара (10 мин) установка должна отключаться автоматически или вручную. Запас воды должен обеспечивать работу установки в течение 30 мин.


Рис. 15.3. Схема автоматической установки водяного пожаротушения в кабельных сооружениях:
а - план; б - разрез; 1 - резервуар; 2 - подводящий водопровод; 3 - водопитатель (насосная); 4 - кольцевая сеть водопровода; 5 - узел управления с запорно-пусковыми устройствами (камера задвижек); 6 - сухотрубы; 7,8- кабельные помещения; 9 - кабельный туннель; 10 - электрокабели электрифицированных задвижек; 11 - система пожарной сигнализации; 12 - дренчерный ороситель

Наиболее распространенным дренчерным оросителем является ороситель типа ДВ-10 с диаметром выходного отверстия 10 мм. Рабочее давление, создаваемое в системе перед оросителем, должно быть в диапазоне 0,3-0,4 МПА, при этом производительность его будет в пределах 1,7 — 2,0 л1с.
Интенсивность орошения при высоте установки оросителя до 4 м составляет: при ширине орошаемой полосы 3 м - от 0,142 до 0,167 л/с на 1 м2; при ширине 1,75 - от 0,243 до 0,286 л/с на 1 м2.
Электроснабжение систем автоматического пожаротушения предусматривается от двух независимых источников питания.
Подключению к источнику электропитания подлежат электродвигатели пожарных насосов, насосов водоподъемных установок, дренажных насосов, электрифицированных задвижек, контрольно-измерительные приборы (реле давления, датчики сигнализатора уровня и др.). Кабели электропитания противопожарного оборудования не должны прокладываться через защищаемые от пожара помещения. Установки пожаротушения должны быть заземлены в соответствии с требованиями ПУЭ.

В системах пожаротушения предусматривается автоматизация следующих процессов:
пуска рабочего пожарного насоса при срабатывании извещателя (датчика) пожарной сигнализации в кабельном и других помещениях и при срабатывании защит автотрансформатора;
пуск резервного пожарного насоса при выходе из строя рабочего, при понижении давления в напорном трубопроводе ниже 6-10-3 Па (по сигналу реле давления);
открытия и закрытия электрифицированных задвижек на трубопроводах;
остановки пожарных насосов при понижении уровня воды в резервуарах до минимального (по сигналу реле уровня);
пуска и остановки дренажных насосов при переполнении или опорожнении дренажных приямков в насосных, камерах задвижек, других помещениях; пуска и остановки водоподъемной установки.
Предусматривается также местное управление (от кнопок у агрегата) для опробования работы системы, а также дистанционное - как резервное при отказе автоматической работы установок.
Пожарная сигнализация о работе систем включает: сигнализацию от датчиков пожара на пульт управления и в защищаемое помещение (для оповещения людей и эвакуации их до срабатывания установок пожаротушения); сигнализацию на пульт управления о срабатывании (пуск или остановка) насосов и электрозадвижек; сигнализацию об уровне воды в резервуарах (ниже 300 мм максимального уровня и выше 200 мм над уровнем дна резервуара); сигнализацию о переполнении и опорожнении дренажных приямков.
Автономными установками пожарной сигнализации оборудуются;
кабельные сооружения (кабельные туннели, кабельные шахты и др.) ПС напряжением 220-1150 кВ и ПС с маслонаполненными кабелями высокого давления;
помещения маслоподпитывающих устройств для маслонаполненных кабелей ПС площадью 100 м2 и более.
Противопожарная защита помещений систем центрального контроля и управления с ЭВМ на ПС 500 кВ и выше при отсутствии фальшпола осуществляется средствами локального тушения передвижными углекислотными огнетушителями типа ОУ-80, ОУ-25 или стационарными установками типа 2БР2МА из расчета не менее двух батарей в одном помещении и орошения каждой точки помещения двумя струями. При этом имеется в виду, что кабели для ЭВМ прокладываются в общем кабельном помещении ОПУ, защищенном от пожара.
При наличии фальшпола помещение ЭВМ должно быть защищено установкой объемного газового пожаротушения углекислотой при расходе 0,6 кг на 1м3.
Отвод масла от трансформаторов и другого маслонаполненного оборудования в случае аварии или пожара в маслосборники осуществляется с помощью маслоприемников и сетей закрытых маслостоков. Габариты маслоприемников регламентированы ПУЭ.
Ниже приведены основные противопожарные требования к системам отопления и вентиляции в зданиях ПС.
В помещениях, оборудованных автоматическими системами извещения о возникновении пожара или системами тушения пожара, следует предусматривать автоматическое отключение вентиляции и воздушного отопления при срабатывании систем пожаротушения, а также возможность дистанционного отключения их с пульта управления.
При отоплении зданий ПС электропечами следует в основном использовать агрегаты заводского изготовления с закрытыми нагревательными элементами.
В проектах отопления и вентиляции следует предусматривать заземление всего отопительного и вентиляционного оборудования, металлических воздуховодов и трубопроводов, предназначенных для помещений с производствами категорий А и В. Это требование относится также к воздуховодам, трубопроводам и установкам, предназначенным для удаления взрывоопасных веществ от местных отсосов с учетом требований ПУЭ.
В системах вентиляции не следует предусматривать оборудование, воздуховоды, шумоглушители, детали, изоляцию, прокладки из материалов, которые при возгорании, а также при эксплуатации могут выделять в воздух помещений вредные вещества.
Отсос воздуха осуществляется металлическими воздуховодами из верхней и нижней зон помещений.
В условиях загрязненной атмосферы в вентиляционных камерах для реакторов, трансформаторов и аккумуляторной устанавливаются самоочищающиеся матерчатые фильтры, в приточной камере для помещения связи - масляные (матерчатые) фильтры.
Для снижения звукового давления от центробежных вентиляторов и трансформаторов и доведения его до предельно допустимого значения приточные и вытяжные вентиляционные камеры, обслуживающие помещения трансформаторов, реакторов и ГОУ (при наличии последних), должны быть освещены пластинчатыми шумоглушителями из несгораемых материалов.
При возникновении пожара в любом из помещений ПС все вентиляционные системы с механическим побуждением должны автоматически отключаться; одновременно должны закрываться все электрифицированные вентиляционные заслонки.
Объемно-планировочные решения зданий и сооружений с производствами категорий А и В, где возможны выделения взрывоопасных и пожароопасных веществ (паров, газов), а также зданий и сооружений, в которых имеются избытки явного тепла, должны приниматься такими, чтобы в помещениях не образовывались непроветриваемые, застойные зоны -  “мешки”.
Вспомогательные помещения (бытовки) следует отделять от производственных помещений несгораемыми перегородками.
Здания, имеющие два и более этажей, должны иметь два эвакуационных выхода: один должен иметь ограждающие конструкции с огнестойкостью 2,0 ч; второй выход разрешается выполнять в виде наружной металлической лестницы с уклоном маршей 1:1.
Допускается в качестве эвакуационных выходов использовать проходы через производственные помещения категорий В, Г и Д, ведущие к эвакуационным выходам, если соблюдаются условия норм безопасности и если:
проход не имеет поворотов;
категория производства по пожарной опасности “проходного” помещения ниже категории помещения, откуда идет эвакуация; или одинакова с ней;
расстановка и характер оборудования позволяют обеспечить проход шириной не менее 1200 мм и обеспечиваются условия безопасности.
Эвакуационные выходы из подвалов должны обеспечивать непосредственный выход наружу.
Предусматривается один выход при площади подвала до 300 м2 включительно и два при площади подвала от 300 м2 до 1000 м2.
Коридоры зданий и сооружений ПС должны обеспечивать возможность эвакуации персонала из любого помещения желательно к обеим лестничным клеткам. Ширина коридоров назначается по технологическим требованиям, но не менее 1200 мм.
Выход на вторую лестничную клетку разрешается организовать через соседние помещения при соблюдении следующего условия - длина коридора, ведущего к основной лестнице, не должна превышать 25 м.
Ширина лестничных маршей всех зданий и сооружений ПС принимается не менее ширины дверных проемов, но не менее 1050 мм, а ширина пожарной наружной лестницы - не менее 700 мм.
Камеры трансформаторов и другие помещения с маслонаполненным оборудованием, кроме выключателей с объемом масла более 60 кг в одной фазе, должны обеспечивать невозможность распространения пожара и утечки масла. От других помещений камеры должны отделяться несгораемыми перегородками с огнестойкостью 0,75 ч.
Кабельные туннели и каналы должны отделяться от кабельного полуэтажа ПС с помощью несгораемой перегородки огнестойкостью 0,75 ч. При длине кабельного туннеля до 10 м перегородку можно не выполнять, при этом расчетное количество воды для пожаротушения должно учитывать размеры примыкающего участка туннеля. Входы в кабельные туннели могут выполняться из кабельного полуэтажа или из ЗРУ и иметь противопожарные двери в перегородках, отделяющих их от этих помещений. Вблизи головной части туннеля при длине его более 10 м необходимо выполнить герметичный люк с лестницей, имеющей устройство, обеспечивающее его запирание внутри туннеля.
Учитывая малочисленность персонала и наличие сигнализации для пожароопасных помещений закрытых ПС, разрешается дымоудаление производить с помощью имеющихся вентиляционных систем, предназначенных для аварийной вентиляции. Из пожароопасных помещений, не имеющих оконных проемов, дымоудаление осуществляется с помощью постоянно открытых жалюзийных решеток. Общая площадь решеток назначается 0,2% площади пола. Размещаются решетки под потолком в наружных стенах и защищаются изнутри металлической сеткой с ячейкой 10x10 мм.
С внутренней стороны на проемах устанавливаются клапаны, открывающиеся автоматически при возникновении пожара.
Вытяжные шахты камер трансформаторов, пристраиваемых к зданиям ЗРУ с несгораемыми стенами, но имеющих сгораемую кровлю, должны быть отнесены от стен здания не менее чем на 1,5 м или же сгораемые конструкции кровли должны быть защищены несгораемым парапетом; вывод шахт выше кровли здания в этом случае не обязателен.
Отверстия вытяжных шахт не должны располагаться против оконных проемов здания. При устройстве вентиляционных отверстий непосредственно в стене камеры они не должны располагаться под выступающими сгораемыми элементами кровли или под проемами в стене здания, к которому камера примыкает.
Вентиляционные устройства кабельных помещений должны быть оборудованы автоматическими заслонками для прекращения доступа воздуха в случае возникновения пожара.
При проектировании ЗРУ 110 и 220 кВ с аппаратами, содержащими более 60 кг масла в единице оборудования, следует иметь в виду, что отнесение этих помещений к категории В по пожарной опасности не исключает возможности возникновения взрывов маслонаполненного оборудования вследствие разложения масла электрической дугой и образования взрывоопасной смеси газов.
Для предотвращения разрушительных последствий аварии на верхней части торцевых стен зданий необходимо предусматривать остекление общей площадью не менее 30% поверхности одной наибольшей стены.
Для предотвращения распространения пожара в случае загорания открыто установленных трансформаторов предусматривается устройство огнестойких перегородок.
Различные материалы по-разному проявляют свои свойства при действии высоких температур. Ниже приведены характеристики некоторых материалов, применяемых при строительстве ПС.

Сталь является негорючим материалом, но как все металлы, используемые в строительстве, не может в течение продолжительного времени выдерживать воздействие высоких температур. Температура, при которой предел текучести мягкой малоуглеродистой стали уменьшается до значения рабочего напряжения, является критической и составляет около 550° С. После охлаждения большая часть потерянной прочности этой стали восстанавливается. Высокопрочная легированная сталь при нагревании изменяется аналогичным образом. Высокопрочные стали холодной обработки, используемые для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций, имеют критическую температуру нагрева в пределах 400-450° С.
Алюминий ведет себя аналогично стали, его критическая температура 250° С
Бетон имеет способность сопротивляться воздействию высоких температур, что зависит главным образом от свойств его заполнителей. Заполнители, которые уже подвергались тепловому воздействию в процессе производства, такие как дробленый кирпич, керамзит, котельный шлам, менее восприимчивы к разрушению. Естественные щебеночные заполнители (кроме известняка) имеют тенденцию растрескиваться при нагревании. При нагревании до 200° С происходит небольшое снижение прочности бетонных конструкций. При температурах свыше 600° С бетон имеет относительно высокие показатели прочности. При нагревании до одинаковой температуры легкие бетоны по сравнению с тяжелыми сохраняют большую часть первоначальной прочности и имеют более низкий коэффициент температурного расширения.
Кирпичи из глины выдерживают температуру в пределах 1000° С и более без заметного повреждения структуры материала. На прочность кирпичной кладки, выпучивание ее и растрескивание может оказать воздействие деформация находящихся с ней в контакте стальных конструкций при нагревании.
Гипсовая штукатурка имеет большую сопротивляемость воздействию огня, что объясняется высоким содержанием химически связанной воды, на испарение которой требуется дополнительная затрата тепловой энергии. При нагревании наиболее часто нарушается сцепление штукатурки с защищаемым материалом, поэтому для повышения сцепления применяют сетчатую арматуру.



 
« Современная система противопожарной защиты кабелей   Сравнение вакуумных и элегазовых выключателей среднего напряжения »
электрические сети