浙江金華換流站是溪洛渡左岸-浙西±800kV特高壓直流輸電工程的受端換流站，該工程是國家十二五重點工程，額定直流輸送功率為8000MW，額定直流電流5000A，站內運行設備數量大、技術復雜、運行溫度高，屬于國家重點消防防火單位。一旦發生火災，不僅會造成重大的經濟損失，還會對電網的安全穩定運行造成極大的破壞。

為此，金華站設計安裝了復雜完善的火災消防系統，它具有獨立的監控主機平臺，并能與其他輔助系統進行消防聯動。站內的四座換流閥廳是全站的核心設備，價格昂貴且極易發生火災。為此，該站特別設計了閥廳火災報警跳閘系統。

消防報警及滅火系統

1 消防探測器材

為了防止和減少建筑火災危害，保護人身和財產安全，本著電力行業“安全第一”的原則和消防工作“預防為主，防消結合”的方針，換流站配備了如：感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器以及氣體探測器等消防探測器材，可有效預警，及時發現早期火情。同時，換流站還配備了一些常規的消防設施。主要包括室外消防栓、移動式滅火器、消防沙池等。

2 換流變雨淋閥系統

換流變壓器含有大量的絕緣油，發生火災時，蔓延速度快，傳統消防水泵不能及時有效覆蓋著火區域 ，為此特別設計了雨淋閥系統。該系統主要由雨淋閥、換流變壓器感溫電纜（感溫電纜纏繞在換流變本體上）、水霧噴頭和控制裝置組成。當換流變本體上的感溫電纜探測到溫度升高時，感溫電纜檢測模塊會發送信號到消防系統主機。

如果主機屏設置為手動模式，系統會提醒運行值班人員手動啟動雨淋閥噴水滅火；如果主機屏設置為自動模式時，主機會發出控制命令至雨淋閥就地控制箱，雨淋閥自動打開，噴水滅火。此外，其啟動回路中還串入換流變所在500kV GIS交流場串的開關常閉接點，確保換流變所在串的邊開關及中開關都在分位即換流變不帶電時，雨淋閥才具備啟動條件，防止換流變帶電運行時雨淋閥系統誤動作。

3 消防管網系統

消防管網系統包括消防水池、消防管網和消防水泵房。消防管網系統單獨有一座消防水池，水池液位由消防泵房的控制柜自動控制，水池低于一定值時自動補水，保證了消防水池不會因液位過低而影響消防用水。消防管道連接室外消防栓，鋪設于主控樓、綜合樓外圍、備品備件庫、綜合水泵房、消防水泵房、RB1、RB2、RB3繼電保護室、直流場、濾波場等區域四周。

正常情況下消防系統水壓穩壓泵將水壓維持在0.8Mpa。當水壓低于0.7Mpa時穩壓泵自動啟動保持管網壓力，達到0.8Mpa時自動停止。消防用水時，穩壓泵運行到消防管網的壓力繼續下降至 0.65Mpa 時，一臺電動消防水泵自動投運，同時穩壓泵停運。若水壓繼續下降至 0.6Mpa 時，另一臺電動消防水泵自動投運。此時若電動消防泵啟動失敗，則柴油機消防泵自動啟動，保證了消防用水的可靠性。

閥廳火災報警跳閘系統

換流閥是直流輸電工程的核心設備，其價值約占換流站成套設備總價的1/4。特高壓金華換流站換流閥運行時的額定直流電流達到5000A，一旦換流閥設備故障，極易引發火災。為了及早發現閥廳火情,防止火災隱患的擴大，金華換流站特別配置了閥廳火災報警跳閘系統，控制保護采用許繼公司的WPI-801A微機型保護接口裝置。

1 金華站閥廳火災報警跳閘系統的構成

每座閥廳均安裝了極早期煙霧探測器及14個紫外探測器。紫外探測器是一種能夠發現敏感火焰發射的紫外光譜的探測器，它使用一種固態物質作為敏感元件，如碳化硅或硝酸鋁。也可使用一種充氣管作為敏感元件，安裝于閥廳內部四周橫梁上，分別指向6組閥塔。

當閥塔上有電弧放電時，它能夠準確探測到并報警。極早期煙霧探測器(VESDA)又叫吸氣式感煙火災探測器，這種探測器靈敏度非常高，可以在物體的陰燃階段探測到氣流區域中的極低濃度煙，極早期探測器區別于一般的火災探測器，甚至可以稱之為預防火災的裝置。

低端閥廳安裝了8個極早期煙霧探測器。其中7個極早期煙霧探測裝置的吸氣管安裝于閥塔正上方的橫梁上，1個極早期煙霧探測器的吸氣管安裝于閥廳空調設備間的新風口。因空間較大，高端閥廳安裝了10個極早期煙霧探測器，其中9個極早期煙霧探測裝置的吸氣管安裝于閥塔正上方的橫梁上，1個極早期煙霧探測器的吸氣管安裝于閥廳空調設備間的新風口。

每個紫外探測器、極早期煙霧探測器的火警和故障信號都會接入信號擴展箱，如圖1所示。信號擴展箱將一副火災報警的常開節點擴展成3對常開節點、3對常閉節點。這3對接點分別送至閥廳火災跳閘保護接口屏（雙套裝置）和消防主機使用。閥廳火災跳閘接口屏同時接入一副常開接點和一副常閉接點以構成RS觸發，防止探測器故障誤動，接線方式如圖2所示。

圖1 安裝于閥廳巡視走道上的信號擴展箱

圖2 信號擴展箱接線示意圖

2 閥廳火災報警跳閘系統的邏輯

2.1閥廳內任意一個紫外探測器或極早期探測器動作，閥廳火災跳閘保護接口屏報警。

2.2當紫外探測器或極早期探測器故障時，閥廳火災跳閘接口屏不再將該故障探測器的動作情況參與邏輯判斷。

2.3跳閘邏輯一如圖3所示。若空調進風口極早期探測器正常工作未檢測到煙霧時，當閥廳內任意一個紫外探測器和任意一個極早期煙霧探測器動作時判定閥廳火災，此時保護動作跳閘，跳閘信號經控制保護系統切換后，出口跳開閥組交流側進線開關。

圖3 火災跳閘保護接口屏動作邏輯一

2.4 若空調進風口極早期探測器故障或檢測到煙霧時，閥廳內的極早期探測器的動作情況不再參與閥廳火災跳閘邏輯判斷，避免閥廳外由于秸稈焚燒或霧霾天氣等產生的污染空氣被閥廳空調帶入閥廳，從而干擾閥廳火災跳閘接口屏的邏輯判斷，防止閥廳火災跳閘接口屏系統誤動。

跳閘邏輯二如圖4所示，此時閥廳火災跳閘保護接口屏邏輯為閥廳內任意兩個或以上紫外探測器檢測到火災時判定閥廳火災，此時保護動作跳閘，跳閘信號經控制保護系統切換后，出口跳開閥組交流側進線開關。

圖4 火災跳閘保護接口屏動作邏輯二

火災聯動控制系統

火災聯動控制系統是指火災自動報警系統中，接受火災報警控制器發出的報警信號，按預設邏輯完成與其它輔助系統相關的各項消防聯動功能的系統[5]。

1 閥廳區域內火災聯動

閥廳內任意一點火災探測裝置或手動報警裝置動作時，啟動閥廳內聲光報警。任意兩點動作且經后臺人工確認后，會自動切斷閥廳空調電源，關閉閥廳空調進風口，關閉出風口的電動防火閥。火警解除后，電動防火閥會自動打開。

2多層建筑物內火災聯動

主控樓、綜合樓、輔控樓等多層建筑物內任一層任意一點火災探測裝置或手動報警裝置動作時，啟動該層樓聲光報警。任意兩點動作后啟動相鄰樓層聲光報警，切除所有空調電源、風機電源，將電梯迫降至一層并始終打開轎廂門，自動打開門禁系統，方便逃生。

3單層建筑物內火災聯動

GIS室、繼電保護小室、站用電小室、備品備件庫等單層建筑物內任意一點火災探測裝置或手動報警裝置動作時，啟動聲光報警。任意兩點動作時，切除該建筑物內所有空調電源、風機電源。

結論

本文以金華換流站消防系統為例，系統的介紹分析了換流站消防系統的結構、組成、主要功能以及和其他系統的相關聯動和配合關系，對其它新建換流站的消防系統設計和調試具有一定的借鑒作用。

本文編自《電氣技術》，論文標題為“特高壓直流換流站消防系統分析”，作者為潘俊銳、曹俊生。