CN103164748A

CN103164748A - 一种电力变电站火灾风险评估方法

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Publication number: CN103164748A
Application number: CN 201110421936
Authority: CN
Inventors: 范明豪; 李伟; 杜晓峰; 陈自年; 武海澄; 汪书苹; 汪江
Original assignee: ANHUI ACADEMY OF ELECTRIC POWER SCIENCES
Current assignee: ANHUI ACADEMY OF ELECTRIC POWER SCIENCES; Electric Power Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-19

Abstract

本发明涉及一种封闭式/半封闭式楼宇变电站火灾风险评估方法，采用层次分析法构建一种封闭式/半封闭式楼宇变电站的火灾风险评估方法体系，包括5个二级指标共28个三级指标，采用专家打分的形式确定各指标权重，并依据所描述的评估工作流程，通过最终评估得分得到封闭式/半封闭式楼宇变电站进行火灾风险评估等级，并给出整改办法。本发明可以查找、分析评估对象潜在的危险因素，衡量评估对象所具有的火灾风险大小，评估对象可据此相应改进，为做好消防预备、减少火灾损失等提供重要保障，为封闭式/半封闭式楼宇变电站的设计、火灾扑救、运行维护及安全管理提供依据，同时，可为其他电力典型场所的火灾风险评估提供借鉴。

Description

一种电力变电站火灾风险评估方法

技术领域

本发明属于电力工程与火灾风险评估技术领域，具体涉及一种封闭式/半封闭式楼宇变电站火灾风险评估方法。

背景技术

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的电力设施，是各级电压电网输电和配电的集结点。近年来城市规模扩展迅速，城市用电量需求大增，从而使变电站数量增加速度很快，对城区内变电站从占地面积和市容角度的要求也越来越高。一种新型变电站—楼宇变电站应运而生，它将110 kV或220 kV变电站建在居民区附近甚至建在商住楼的底层，占地面积小且设备均放置在室内不影响市容，因此正在被大量普及应用。但楼宇变电站因周围环境复杂而危险性高，对供电可靠性要求较高。

变电站内的设施如变压器、电容器等均为充油设备，且站内存在大量电缆。例如，110kV变电站内容量为40 MVA的主变，单台变压器油重17吨左右，整个变电站共使用电力电缆约2 km，控制电缆约7.5 km。我国目前正在大量建设500 kV、750 kV甚至1000 kV变电站，其中可燃物用量极大，500 kV主变单相油重约50吨，而1000 kV主变单相油重则更达到80吨左右。变电站火灾风险主要是电气火灾，当发生短路或电气故障产生火花时，极易引起燃烧，在燃烧过程中会大量放热进而辐射周围，同时，电缆点燃后产生的大量烟气不仅有毒而且会遮挡视线影响救援和人员撤离，如果是楼宇变电站，其附近人员聚集，容易发展成不可控制的火灾并造成恶劣的火场环境，公众危险和社会影响巨大。

层次分析法是美国匹兹堡大学教授T.L.Saaty提出的一种系统分析方法。它将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的方案的顺序分解为不同的层次结构，然后得用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再运用加权和的方法递阶归并各方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。

层次分析法的优点是系统、实用、简洁，比较适合于具有分层交错评价指标的目标系统、且目标值又难于定量描述的决策问题。它把定性方法与定量方法有机地结合起来，使复杂的系统分解，能将人们的思维过程数学化、系统化，把多目标、多准则又难以全部量化处理的决策问题化为多层次单目标问题，通过两两比较确定同一层次元素相对上一层次元素的数量关系后，最后进行简单的数学运算。并且层次分析法需要的定量数据信息较少，可以用较少的信息进行分析。

本发明采用层次分析法，建立一种封闭式/半封闭式楼宇变电站的火灾风险评估方法体系，为封闭式/半封闭式楼宇变电站的设计、火灾扑救、运行维护及安全管理提供依据，同时，可为其他电力典型场所的火灾风险评估提供借鉴。本方法目前国内未见相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：封闭式/半封闭式楼宇变电站火灾风险评估方法体系，通过该指标体系，可对变电站进行火灾风险评估，明确变电站的火灾风险情况。

具体的设计方案如下：

一种电力变电站火灾风险评估方法，构建的电力变电站消防安全水平评估的二级指标包括：安全管理能力、设备防火设施、建筑抗火能力、消防安全设施、外部救援力量等五个指标。

二级指标安全管理能力包括消防控制中心管理、火灾隐患排查与整改、重点部位管理、用火用电用气管理、责任人管理人能力和素质培养管理、员工消防安全培训、应急来火疏散演练、消防工作经费情况等八个指标，设备防火设施包括变压器规格及安装方式、变压器事故油池及容量、控制室布置及装修、二次设备室布置及装修、10 kV开关室设备布置及装修、电容器室布置及装修方式、电缆管槽内电缆布置及分隔方式等七个指标，建筑抗火能力包括建筑位置及总图布置、建筑耐火等级、建筑内民用电气设备防火、固定火灾载荷及移动可燃物、不同功能区域防火分隔措施等五个指标，消防安全设施包括常规灭火设施、防排烟设施、消防专用电源配备、火灾自动报警及联动控制系统等五个指标，外部救援力量包括消防救援力量、内外部救援条件、应急指挥系统等三个指标。

本指标体系权重主要由专家打分的方式确定。

本风险评估流程组建火灾风险评估组、有关材料的收集和分析、现场评估、确定风险、根据建议措施改进提高等五个串联的过程。

本发明的有益技术效果是：封闭式/半封闭式楼宇变电站担负着城市生产和生活用电的任务，变电站存在大量可燃物，一旦发生火灾，不仅降低供电可靠性，同时可能会严重影响周围居民的生活也大，甚至造成生命和财产安全损失。本方法可以查找、分析评估对象潜在的危险因素，衡量评估对象所具有的火灾风险大小，评估对象可据此相应改进，为做好消防预备、减少火灾损失等提供重要保障。楼宇变电站一旦发生火灾，经济损失动辄几百万元，且区域断电会造成社会影响极大。本评估方法可为减少这类损失提供依据，经济效益显著，社会效益不言而喻。

同时，也可作为变电站火灾风险评估的参考。

附图说明

图1是封闭/半封闭式楼宇变电站的火灾风险评估指标体系示意图。

图2是专家打分确定指标权重的流程图。

图3是评估工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

具体工作过程如下：

选定某封闭式/半封闭式楼宇变电站作为评估对象，依据图3所述的工作流程。

1 组建火灾风险评估组。评估组一般由5至8人组成，可根据评估工作量适当增加人数。评估人员应熟练掌握本评估体系的步骤和方法，熟练掌握国家现行消防法律、法规和技术标准。

2 在收集整理资料基础上确定评估范围。了解评估对象的情况，确定评估所需时间和工作人员数量。

3 现场评估。主要分为查阅资料阶段和现场检查阶段两部分。查阅资料阶段主要采集评估对象的消防安全管理体系建设情况。现场检查阶段主要采集评估对象的建筑防火、消防设施、安全疏散设施等的实际状况，以及消防安全管理的实际现状。

4 确定风险。将采集到的信息输入风险评估体系，得到评估对象的火灾风险得分和火灾风险等级，对应评估过程中发现的问题(包括评估对象不符合现行国家消防法律、法规和技术标准之处，或可能增加火灾危险的因素)，提出评估对象应采取的消防安全对策措施。

确定风险后，建立图1所未的评估体系，并依据图2进行专家打分。评估体系中各指标权重体现了指标层各因子影响风险水平的重要程度，权重值的确定一般是基于以往的火灾案例、专家和研究者的知识积累及工作经验，针对指标因子体系中每层因子对上层因子影响的重要程度进行打分，构造出判断矩阵，然后运用层次分析法计算出各层因子间的相对权重以及最底层评价指标对总目标的累积权重。在专家问卷调查表中，专家结合自身经验，综合考虑封闭/半封闭式楼宇变电站中存在火灾隐患和问题影响火灾风险的程度，通过两两比较后填写因素重要度比较矩阵的方式，给出各级指标因素的相对重要度。两因素的重要程度量化用表1的标度值表示。

表1 因素重要度比较标度值

以表2所示比较矩阵为例，如果认为“B2”与“B1”相比“B2”非常重要，则在表格相应位置填写数字9；如果认为“B4”和“B2”相比同等重要，则在表格的相应位置填写数字1；如果认为“B5”和“B3”相比，B5次要，则在表格的相应位置填写数字1/5。

表2 因素重要度比较矩阵举例

根据专家打分结果，采用层次分析法计算各指标的权重。层次结构模型(图1)中的各项二级指标及三级指标对上级指标的贡献不同，即层次结构中的每个因素对最终消防安全的贡献不一样，所以还需要合理地确定各指标的权重。

在图1所示层次模型的基础上，采用层次分析法计算各指标的权重，步骤如下：对同一层次各元素之间的上层元素(准则)的重要性进行两两比较判断，构造判断矩阵。判断矩阵元素的值反映了人们对各个因素相对重要性(优劣、偏好、强度等)的认识，本报告中判断矩阵通过专家打分获得。对图1中的层次结构，需要构造6个判断矩阵；由判断矩阵计算被比较元素对于上级指标的相对权重。对图1中的层次结构，通过判断矩阵可计算出5个二级指标元素对于消防安全的相对权重ω_b以及三级指标中各元素对于二级指标的相对权重ω_c；对判断矩阵进行一致性检验。如果一致性较好，则计算所得的权重是合适的；如果一致性较差，则重复步骤1；计算最底层相对于最高层的组合权值。

用三级指标中各元素对于二级指标的相对权重ω_c，乘以该二级指标元素对于消防安全的相对权重ω_b，得到三级指标层各元素相对于消防安全的组合权重ω_ij(第i个二级指标单元下的第j个三级指标单元相对于消防安全的组合权重)。

由于评定体系满分设定为100分，得到二级、三级和打分项的权重即可得到每个打分项满分。

根据评估流程和方法，依据该变电站存在的问题，可得到火灾风险得分。变电站的得分Ø可通过如下方法求出：将各评估单元(二级指标)得分×各评估单元(二级指标)所占权重，得到该评估项的火灾风险得分Ø。

式中：Ø火灾风险得分，α_Bi为评估单元Bi所占权重，Ø_Bi为评估单元的得分，m为评估单元的数目，在此m=5。

通过采集信息，将评估对象的火灾风险现状转换为各个打分项的分值，然后根据各项问题的指标权重计算火灾风险得分。由火灾风险得分判断火灾风险等级，火灾风险得分越高表示消防安全水平越高，火灾风险越低。

参照公安部消防局关于火灾等级的划分标准，将火灾风险等级分为四级。附表是风险分级量化和特征描述。

表3 风险分级量化和特征描述

根据火灾风险得分Ø的大小，对照表3，可以确定评估对象所处的风险等级。

5 评估对象进行整改工作。采取有针对性措施进行改进和提高，消除存在的所有问题，最大程度降低火灾风险。

Claims

1.一种电力变电站火灾风险评估方法，其特征在于：采用层次分析法构建火灾风险评估方法体系，包括5个二级指标共28个三级指标，采用专家打分的形式确定各指标权重，并依据所描述的评估工作流程，通过最终评估得分得到封闭式/半封闭式楼宇变电站进行火灾风险评估等级，并给出整改办法；

所述5个二级指标是：安全管理能力指标、设备防火设施指标、建筑抗火能力指标、消防安全设施指标、外部救援力量指标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述安全管理能力指标包括消防控制中心管理、火灾隐患排查与整改、重点部位管理、用火用电用气管理、责任人管理人能力和素质培养管理、员工消防安全培训、应急来火疏散演练、消防工作经费情况八个方面；设备防火设施指标包括变压器规格及安装方式、变压器事故油池及容量、控制室布置及装修、二次设备室布置及装修、10 kV开关室设备布置及装修、电容器室布置及装修方式、电缆管槽内电缆布置及分隔方式七个方面；建筑抗火能力指标包括建筑位置及总图布置、建筑耐火等级、建筑内民用电气设备防火、固定火灾载荷及移动可燃物、不同功能区域防火分隔措施五个方面；消防安全设施指标包括常规灭火设施、防排烟设施、消防专用电源配备、火灾自动报警及联动控制系统五个方面；外部救援力量指标包括消防救援力量、内外部救援条件、应急指挥系统三个方面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本指标体系权重主要由专家打分的方式确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本风险评估流程组建火灾风险评估组、有关材料的收集和分析、现场评估、确定风险、根据建议措施改进提高等五个串联的过程。