CN216824569U - 用于特高压换流变电站的固定式灭火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，包括多个灭火装置、供应模块以及控制模块；灭火装置包括涡扇炮和炮塔，涡扇炮可转动安装在炮塔顶部基座上进行灭火作业；供应模块包括供水系统、供泡沫液系统以及平衡式泡沫比例混合器，供水系统、供泡沫液系统向平衡式泡沫比例混合器提供细水雾源和泡沫源；涡扇炮控制模块包括报警主机、涡扇炮控制柜、消控室控制柜以及控制计算机，用于控制泵组和涡扇炮动作。本实用新型的灭火系统可以延长泡沫使用年限，同时利用细水喷雾冷却、稀释、冲击乳化以及覆盖等作用，针对换流变电站发展、猛烈阶段火灾提供了合理高效的消防保护。

Description

用于特高压换流变电站的固定式灭火系统

技术领域

本实用新型属于换流变电站消防技术领域，具体涉及一种用于特高压换流变电站的固定式灭火系统。

背景技术

换流变压器火灾属于油类火灾，据以往换流变压器火灾的数据分析，换流变压器火灾主要发生在网侧套管等薄弱环节，随后变压器油喷出覆盖在换流变压器周围形成流淌火和油池火。由于涡扇泡沫细水雾灭火用水量和泡沫量较小，覆盖面较广，风压较强，射程较远，具有水平方向和垂直方向旋转功能，能实现对换流变压器的快速灭火。涡扇泡沫细水雾灭火系统具有比其他换流变电站灭火系统更多的优势，也是国家电网重点投资项目。

目前，大型换流变电站应用较多的灭火方式主要有水喷雾灭火系统、合成型泡沫喷雾灭火系统两种方式。当换流变压器火灾发生后，上述灭火系统由于容量、动力、布置方式及保护范围等限制，灭火能力有限，且仅在火灾初期有较好的灭火效果。因此，针对大型换流变压器火灾，急需研究一套消防技术整体解决方案，切实提升换流变压器消防安全管控水平，及时有效的应对火灾预警、初期火灾和发展、猛烈阶段火灾。与传统的方式相比，涡扇泡沫细水雾灭火系统生成更小的细水雾雾滴并远距离推送出去，这些雾滴具有更大的表面积，因此具有更高的热交换能力。小雾滴在空气中悬浮、弥散，并可以到达火源的遮挡区域。因此，更加适用于换流变压器要求苛刻的防火保护。

近些年来，大型换流变压器火灾事故的发生次数增多，换流变压器火灾将造成多种变电设备损坏，不仅给附近区域的工农业生产带来极大冲击，而且严重影响了电网的正常运行，故针对大型换流变电站主要设备火灾的防范变得至关重要。与传统的方式相比，涡扇泡沫细水雾灭火系统生成更小的细水雾雾滴并远距离推送出去，这些雾滴具有更大的表面积，因此具有更高的热交换能力。小雾滴在空气中悬浮、弥散，并可以到达火源的遮挡区域。

实用新型内容

基于此，针对上述现有技术状况的不足，提供一种用于特高压换流变电站的固定式涡扇泡沫细水雾灭火系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，包括：

供应模块，包括供水系统、供泡沫液系统和平衡式泡沫比例混合器，所述供水系统与所述平衡式泡沫比例混合器的水源入口连通，所述供泡沫液系统与所述平衡式泡沫比例混合器的泡沫液入口连通；

灭火装置，包括涡扇炮和炮塔，所述涡扇炮与所述平衡式泡沫比例混合器的出液口连通，所述涡扇炮可转动设置于所述炮塔上部基座上并通过控制模块进行方位调节；

控制模块包括报警主机、消控室控制柜、涡扇炮控制柜和控制计算机，所述控制计算机接收所述报警主机的火灾报警信号，并根据该信号源确定发生火灾的特高压换流变压器，所述控制计算机向所述消控室控制柜发出关于火灾位置的灭火指令，所述涡扇炮控制柜接受指令后驱动相应的所述涡扇炮调节方位，使涡扇炮的炮头对准火灾位置并实施灭火作业。

在其中一个实施例中，所述涡扇炮的炮头采用高压细水雾喷头以将混合液破碎成细小的雾滴。

在其中一个实施例中，还包括集装箱设备间，用于隔热以及根据现场变电站房布置调整顶部隔热框层斜坡方向以便顺畅排水，所述集装箱设备间包括集装箱箱体和顶部隔热柜层，所述集装箱箱体和所述顶部隔热柜层可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述供水系统和所述供泡沫液系统分别位于两个不同的集装箱设备间。

在其中一个实施例中，所述涡扇炮位于两个换流变压器中心线上。

在其中一个实施例中，所述平衡式泡沫比例混合器为现混模式，可实时混合灭火液。

在其中一个实施例中，所述供泡沫液系统包括泡沫泵组、泡沫罐以及泡沫喷雾控制阀组，泡沫罐通过管道与泡沫泵组连接，所述泡沫泵组通过泡沫喷雾控制阀组与平衡式泡沫比例混合器的泡沫液入口连通。

在其中一个实施例中，所述供水系统包括水泵泵组、稳压泵组和水池，所述水池通过管道与所述水泵泵组连接，所述水泵泵组通过管道与所述稳压泵组连接，稳所述压泵组的出水口通过管道与所述平衡式泡沫比例混合器的水源入口连通。

在其中一个实施例中，所述涡扇炮包括液压电机、液压站、第一油阀、第二油阀、第三油阀、第四油阀、液压泵、液压缸、水平编码器、垂直编码器、水阀、风扇电机，所述液压缸的固定端与基座连接，其活动端与所述涡扇炮连接，所述液压电机提供所述液压站动力，液压站与液压泵之间的油路为水平左转油路和水平右转油路，所述第一油阀控制所述液压泵水平左转油路，所述第二油阀控制所述液压泵水平右转油路，所述水平编码器连接涡扇炮的水平转动轴以获取水平方位，所述第三油阀控制所述液压缸的垂直上伸油路，所述第四油阀控制所述液压缸的垂直下缩油路，所述垂直编码器连接涡扇炮的垂直转动轴以获取垂直方位，所述水阀控制喷头水路，所述风扇电机提供强劲风力。

在其中一个实施例中，所述控制模块还具有远程手动模式和用于设备调试和定期检修的无线遥感操作模式，切换至远程手动模式时，所述控制计算机接收操作者的分配指令并转发至所述消控室控制柜，所述消控室控制柜根据分配指令控制相应的涡扇炮控制柜进行灭火作业，切换到无线遥感控制模式时，所述控制计算机接收对应变压器断电信号后，无线遥感控制相应的涡扇炮控制柜进行灭火作业。

进一步的，每一所述涡扇炮射流曲线能够覆盖单个被保护的特高压换流变压器。

在其中一个实施例中，，每台换流变压器采用至少1台所述涡扇炮主灭火，1台所述涡扇炮辅助灭火，每台所述涡扇炮配置两台所述灭火装置灭火，所述涡扇炮备份相邻涡扇炮故障时临时保护邻近的一台换流变压器的原则。

与现有技术对比，本实用新型的有益效果是：涡扇泡沫细水雾灭火用水量和泡沫量较小，覆盖面较广，风压较强，射程较远，具有水平方向和垂直方向旋转功能，能实现对换流变压器的快速灭火。该系统采用现混模式将一定比例的细水雾和泡沫液进行混合，延长了泡沫使用年限。同时采用了灵活的控制系统，操纵便捷，控制方式多样化，可靠性高。不仅对换流变电站初期火灾有效，同时针对发展、猛烈阶段的换流变电站火灾，每个被保护区采用两个涡扇炮进行灭火保护，保护提高了灭火效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例换流变电站的系统的管路布置连接图。

图2为本实用新型一实施例换流变电站的系统立面安装及曲线射流示意图。

图3为本实用新型的灭火装置的结构示意图。

图4为本实用新型一实施例的换流变电站与涡扇炮的灭火关系图。

图5为本实用新型一实施例电气控制柜与涡扇炮的控制架构图。

具体实施方式

以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中应用固定式涡扇泡沫细水雾灭火系统的灭火流程以及系统布置方式实施实例进行详细说明。

如图1所示的系统流程图，一种用于特高压换流变电站的固定式涡扇泡沫细水雾灭火系统，包括多个灭火装置1、供应模块2以及控制模块3。

灭火装置1包括涡扇炮11和炮塔12，所述涡扇炮可转动的安装于炮塔上部基座上进行灭火作业。涡扇炮可调节方向与角度，使所喷洒的细水雾泡沫混合液轨迹将被保护的换流变压器完全覆盖(图2)。

供应模块2包括供水系统21、供泡沫液系统22、平衡式泡沫比例混合器23。所述平衡式泡沫比例混合器23的水源入口和泡沫液入口分别连接供水系统21和供泡沫液系统22。所述平衡式泡沫比例混合器23的出液口连接控制阀4前的入口，所述控制阀4出口处连接所述炮塔12混合液输送管道将混合液输送至涡扇炮11。所述涡扇炮11(图3)采用细水雾喷头提供高压用于将混合液破碎成细小的雾滴，并通过涡扇将喷头喷出大面积的泡沫细水雾快速的覆盖到火灾区域。

控制模块3包括报警主机31、消控室控制柜32、涡扇炮控制柜33以及控制计算机34，所述消控室控制柜32与涡扇炮控制柜33以及报警主机31实时通讯连接，所述涡扇炮控制柜33与涡扇炮11一一对应连接以驱动涡扇炮1动作。本实施例中涡扇炮控制柜就地布置在每台涡扇炮的正中前方。

为了提供稳定的水压，所述供水系统21包括水泵泵组、稳压泵组、水池以及非编码感烟探测器，其中水泵泵组、稳压泵组和非编码感烟探测器设置在换流变压器附近的供水集装箱设备间。所述水池通过管道与水泵泵组连接，水泵泵组通过管道与稳压泵组连接，稳压泵组的出水口通过管道与所述平衡式泡沫比例混合器23的水源入口连通。

为了使泡沫现取现用，所述供泡沫液系统包括泡沫泵组、泡沫罐以及泡沫喷雾控制阀组，均设置在换流变压器附近的供泡沫液集装箱设备间。泡沫罐通过管道与泡沫泵组连接，所述泡沫泵组通过泡沫喷雾控制阀组与平衡式泡沫比例混合器的泡沫液入口连通。

风速测试表明泡沫水能够抗10m/s的风速，风速达到15m/s时，偏移距离不超过2m。参考图4，涡扇炮位于两个换流变压器中心线，灭火时默认扫描覆盖模式，即涡扇炮炮头对准起火换流变压器网侧套管根部，喷射T秒后开始S字形扫射，向左偏移再向上抬头再向右偏移，再向上，至最大仰角后反S形返回。T取值范围可根据实际需要设定，例如在8-15秒取值，除此之外还设有自动寻的模式进行检测定位，即通过图像传感器，本实例，也可以采用红紫外成像或热成像的方式定位火源，然后将喷头对准火源进行喷射。涡扇炮的最大俯仰角和最大左右摆动角度已根据换流变压器的位置尺寸所确定。

在准工作状态下，系统管网的压力由所述稳压泵组维持，控制阀4后空管。发生火灾后，所述控制模块3接收到对应变压器的2路温感电缆火警信号、火警信号、同时接受到对应变压器的断电信号，报警主机31进入30s延时启动(可调)阶段，联动依次开启对应的控制阀4、水泵泵组、泡沫泵组和对应的平衡式泡沫比例混合器23，涡扇炮喷放细水雾泡沫混合液并要求进行灭火，若通过视频判断为误判，经授权可按下远程停泵按钮，停止喷放；或在手动模式下经消防值班人员按下涡扇炮火灾报警器多线盘按钮，同时接收到对应变压器的断电信号，开启对应的控制阀4、水泵泵组和泡沫泵组和对应的平衡式泡沫比例混合器23，喷放细水雾泡沫混合液并要求进行灭火。经人员确认火灾扑灭后，系统手动复位。

如图5所示，所述涡扇炮通过水平转动轴和垂直转动轴与所述基座连接，所述涡扇炮包括液压电机、液压站、第一油阀、第二油阀、第三油阀、第四油阀、液压泵、液压缸13、水平编码器、垂直编码器、水阀、风扇电机，所述液压缸的固定端与基座连接，其活动端与所述涡扇炮连接，所述液压电机提供所述液压站动力，液压站与液压泵之间的油路为水平左转油路和水平右转油路，所述第一油阀控制所述液压泵水平左转油路，所述第二油阀控制所述液压泵水平右转油路，所述水平编码器连接涡扇炮的水平转动轴以获取水平方位，所述第三油阀控制所述液压缸垂直上伸油路，所述第四油阀控制所述液压缸垂直下缩油路，所述垂直编码器连接涡扇炮的垂直转动轴以获取垂直方位，所述水阀控制喷头水路，所述风扇电机提供强劲风力。

本实施例换流变电站中共布置24台换流变压器6，共配12台涡扇炮，每一排布置6台换流变压器，配3台涡扇炮，共布置4排，涡扇炮布置在对应的换流变压器正中前方，遵循1台涡扇炮分别保护2台换流变压器，分别备份相邻涡扇炮故障时保护临近的1台换流变压器的原则，每排除了首尾换流变压器，其余换流变压器都能被两台涡扇炮分别保护，每排相邻涡扇炮控制柜之间故障信号通过控制电缆连接，所以每台涡扇炮要保护的相应换流变压器都得以确定。接收到火灾信号的所述涡扇炮控制柜控制相应的涡扇炮炮头转动到火灾换流变压器方向实施灭火作业，单排所述涡扇炮和所述换流变压器的布置对应关系如图4所示。

如图4所示，所述1#涡扇炮分别负责保护所述1#、2#换流变压器和2#涡扇炮故障时保护3#换流变压器；所述2#涡扇炮分别负责保护所述3#、4#换流变压器和1#涡扇炮故障时保护2#换流变压器、3#涡扇炮故障时保护5#换流变压器；所述3#涡扇炮分别负责保护所述5#、6#换流变压器和2#涡扇炮故障时保护4#换流变压器。每台涡扇炮能保护多台换流变压器，但只是分别进行保护，不是同时进行保护，若涡扇炮同时接收到多个其保护的换流变压器火灾信号，涡扇炮只会接收其中一个换流变压器火灾信号。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，包括：

供应模块，包括供水系统、供泡沫液系统和平衡式泡沫比例混合器，所述供水系统与所述平衡式泡沫比例混合器的水源入口连通，所述供泡沫液系统与所述平衡式泡沫比例混合器的泡沫液入口连通；

灭火装置，包括涡扇炮和炮塔，所述涡扇炮与所述平衡式泡沫比例混合器的出液口连通，所述涡扇炮可转动设置于所述炮塔上部基座上并通过控制模块进行方位调节；

控制模块包括报警主机、消控室控制柜、涡扇炮控制柜和控制计算机，所述控制计算机接收所述报警主机的火灾报警信号，并根据该信号源确定发生火灾的特高压换流变压器，所述控制计算机向所述消控室控制柜发出关于火灾位置的灭火指令，所述涡扇炮控制柜接受指令后驱动相应的所述涡扇炮调节方位，使涡扇炮的炮头对准火灾位置并实施灭火作业。

2.根据权利要求1所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，所述涡扇炮的炮头采用高压细水雾喷头以将混合液破碎成细小的雾滴。

3.根据权利要求1所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，还包括集装箱设备间，用于隔热以及根据现场变电站房布置调整顶部隔热框层斜坡方向以便顺畅排水，所述集装箱设备间包括集装箱箱体和顶部隔热柜层，所述集装箱箱体和所述顶部隔热柜层可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，所述供水系统和所述供泡沫液系统分别位于两个不同的集装箱设备间。

5.根据权利要求1所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，所述涡扇炮布置于两个换流变压器中心线上。

6.根据权利要求1所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，所述平衡式泡沫比例混合器为现混模式，可实时混合灭火液。

7.根据权利要求1所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，所述供泡沫液系统包括泡沫泵组、泡沫罐以及泡沫喷雾控制阀组，泡沫罐通过管道与泡沫泵组连接，所述泡沫泵组通过泡沫喷雾控制阀组与平衡式泡沫比例混合器的泡沫液入口连通。

8.根据权利要求1所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，所述供水系统包括水泵泵组、稳压泵组和水池，所述水池通过管道与所述水泵泵组连接，所述水泵泵组通过管道与所述稳压泵组连接，稳所述压泵组的出水口通过管道与所述平衡式泡沫比例混合器的水源入口连通。

9.根据权利要求1所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，所述涡扇炮包括液压电机、液压站、第一油阀、第二油阀、第三油阀、第四油阀、液压泵、液压缸、水平编码器、垂直编码器、水阀、风扇电机，所述液压缸的固定端与基座连接，其活动端与所述涡扇炮连接，所述液压电机提供所述液压站动力，液压站与液压泵之间的油路为水平左转油路和水平右转油路，所述第一油阀控制所述液压泵水平左转油路，所述第二油阀控制所述液压泵水平右转油路，所述水平编码器连接涡扇炮的水平转动轴以获取水平方位，所述第三油阀控制所述液压缸的垂直上伸油路，所述第四油阀控制所述液压缸的垂直下缩油路，所述垂直编码器连接涡扇炮的垂直转动轴以获取垂直方位，所述水阀控制喷头水路，所述风扇电机提供强劲风力。

10.根据权利要求1所述的用于特高压换流变电站的固定式灭火系统，其特征在于，所述控制模块还具有远程手动模式和用于设备调试和定期检修的无线遥感操作模式，切换至远程手动模式时，所述控制计算机接收操作者的分配指令并转发至所述消控室控制柜，所述消控室控制柜根据分配指令控制相应的涡扇炮控制柜进行灭火作业，切换到无线遥感控制模式时，所述控制计算机接收对应变压器断电信号后，无线遥感控制相应的涡扇炮控制柜进行灭火作业。

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