摘要：换流站阀厅的消防系统对于灵敏地发现阀厅火情并采取相应措施，起着至关重要的作用。论文介绍了阀厅消防系统的常规配置以及改造原则，提出了对阀厅消防系统的优化方案，并分析了它们的缺点，实现了阀厅消防系统的可靠动作，最大程度地保证阀的运行安全。
关键词：换流站；阀厅；消防系统；优化方案
0 引言
某换流站极I阀厅高端Y/Y B相换流阀触发板起火故障，由于直流换流站的阀厅消防系统没有设计闭锁直流功能，在换流阀发生火灾的第一时间没有将直流系统闭锁，致使起火的换流阀继续燃烧，对换流阀设备造成了较大损坏。为了保证阀厅换流阀安全、可靠运行，因此，必须对阀厅消防系统进行优化及改进，最大限度地减少因火灾等情况对换流阀造成的损坏。
1阀厅消防系统常规配置与简介
直流换流站阀厅消防系统通常配置为两套不同原理的消防系统，即一套为极早期烟雾探测系统（VESDA），另一套为紫外火焰探测系统，用以及时、快速反映阀厅内换流阀设备发生故障引起烟雾、明火等火灾情况。
1.1 阀厅极早期烟雾探测系统（VESDA）
极早期烟雾探测系统（VESDA）是一般由空气采样管网、火灾报警装置及显示控制单元组成，通过对阀厅内的空气进行主动吸入式采样监测，以判断阀厅内是否有烟雾产生为判据，实时监测对阀厅内的空气烟雾浓度进行监测。
1.2 阀厅紫外火焰探测系统
紫外火焰探测器通过对明火或电弧光谱进行分析，判断是否有火焰或者电弧产生，以此判断火灾的发生，紫外火焰探测器对明火及电弧十分敏感。通常每极阀厅配备8个紫外火焰探测器，阀厅四角各一个，换流变阀侧和阀厅走廊侧各2个，能及时检测到阀厅内的明火并告警。
2阀厅消防系统运行现状
（1）正常运行时，阀厅空调系统送风量达40000m3/h，新风量达10000 m3/h，一、二次回风量达3000m3/h，因此阀厅内的空气流速较快，极早期烟雾探测器能够快速反映火灾发生的情况，但不易判断出发生火警的部位。
（2）阀厅消防系统的设备故障后不易修复或更换，像紫外火焰探测器位于阀厅内部，若出现故障，则必须在换流阀检修情况下才能够更换，所以必须考虑紫外火焰探测器故障时不影响火灾的检测。
（3）阀厅内虽有空调始终保持5～10Pa微正压，但难免有灰尘进入，又由于其检修周期一般为一年，因此，阀厅内聚有大量灰尘，这可能导致极早期烟雾探测器因灰尘等颗粒物过多导致误报警。
（4）当前直流换流站阀厅消防系统启动时，均为报警，报警信号直接输出至火灾报警主机，未设计闭锁直流系统功能。
3 阀厅消防系统改造原则
（1）阀厅紫外探测系统的探头布置应完全覆盖整个阀厅，阀塔内有火焰产生时，发出的明火或弧光能够至少被2个探测器检测到。
（2）阀厅内极早期烟雾探测系统的管路布置应以探测范围覆盖整个阀厅为原则，并且发生火灾时至少要有2个探测器检测到同一处的烟雾。
（3）极早期烟雾探测系统和紫外火焰探测系统发出的跳闸信号直接送到冗余的直流控保系统，由直流控保系统执行闭锁命令。
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（4）在阀厅空调进风口处装设烟雾探测探头，启动周边环境背景烟雾浓度参考值设定功能，防止外部燃烧秸秆等产生的烟雾引起阀厅极早期烟雾探测系统误动。
（5）极早期烟雾探测系统一般分为4级报警，分别是警告、行动、火警1和火警2，采用火警2（最高级别报警）作为跳闸判据。
4 阀厅消防系统改造方案
方案一：（二取二）
（1）阀厅极早期烟雾探测系统
在原配置系统中每极阀厅设置了3台极早期空气采样探测器监视阀厅阀塔，经过设计论证，满足阀厅对消防的要求，需将极早期空气采样探测器主机报警接点分别送至极控A、B系统作为启动闭锁直流的判据。
（2）阀厅紫外火焰探测器
根据阀厅消防系统改造原则，拟在阀厅大门两侧墙壁上各增加1个紫外火焰探测器，每个阀厅增加2个紫外火焰探测器，使阀厅内紫外火焰探测系统的检测范围更广、更精确。
（3）跳闸逻辑回路
阀厅内所有极早期传感器有一个检测到烟雾，且同时阀厅内所有紫外火焰探测器中有一个检测到弧光，当两个条件同时满足时，允许跳闸闭锁直流；若进风口极早期传感器监测到烟雾时，闭锁极早期系统的跳闸出口回路，若此时有2个紫外火焰探测器报警时，仍允许跳闸出口。
方案二：（三取二）
（1）阀厅极早期烟雾探测系统和阀厅紫外火焰探测器改造方案与方案一中相同。
（2）增加一套烟感探测器或紫外感光火灾探测器。若增加一套烟感探测系统，需在阀厅内壁四周及顶部布置适当数量的烟感探测器；若增加一套紫外火焰探测系统，需在原紫外火焰探测器处增加一套冗余紫外火焰探测系统，每极阀厅需增加8个紫外火焰探测器，实行双系统同时运行，同时检测阀塔各元部件。
（3）跳闸逻辑回路
阀厅内所有极早期传感器有一个检测到烟雾、阀厅内所有紫外探头中有一个检测到弧光、阀厅内所有烟感探测器有一个检测到烟雾时，当上述两个及以上条件同时满足时，允许跳闸闭锁直流；若进风口极早期传感器监测到烟雾时，闭锁极早期系统与烟感探测器系统的的跳闸出口回路，其他另两个跳闸回路仍然开放。如果采用两套紫外火焰探测系统和一套极早期吸气式探测系统，则按 “三取二”逻辑跳闸出口，进风口极早期传感器监测到烟雾时，仅用作报警提醒运行人员采取相应措施。
5 结语
本文从安装成本、实施可行性、运行可靠性以及换流站实际等综合考量，以方案一为最优方案。此方案投入成本不多，采用“二取二”逻辑跳闸回路，避免了由于单一元件故障导致消防系统误动，此方案采用了多回路跳闸出口闭锁直流，也防止了单一逻辑模块故障致使消防系统拒动，实现了阀厅消防系统启动停运直流的功能，最大程度的保证阀的运行安全。
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论文作者:常聚忠,范可,陶修哲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签：探测器论文; 烟雾论文; 火焰论文; 系统论文; 消防系统论文; 厅内论文; 回路论文; 《电力设备》2017年第12期论文;