Риск возгорания на подстанциях не столь велик, но возможные последствия пожара могут быть катастрофическими. Пожары на подстанциях могут серьезно повлиять на энергоснабжение потребителей и доходы сетевого предприятия и его активы. Также пожары могут создать угрозу персоналу, аварийным бригадам, и людям случайно оказавшимся вблизи. Понимание возможности возникновения пожара, принятие соответствующих противопожарных мер, позволяют снизить риск их образования и смягчить последствия пожара и являются одними из ключевых факторов для проектировании и эксплуатации новых или существующих подстанций.
В этой статье представлен обзор, который может помочь разработчикам подстанций определить соответствующие меры противопожарной защиты, оценить пользу от включения этих мер и методов выявления пожара на подстанции. Это лишь краткий обзор и он не претендует на "все включено" или предоставление всей необходимой информации для проведения проекта. Для более подробной информации и информации по этой теме, рекомендуется обратиться к нормативной документации.
Источники пожарной опасности
Физические объекты или условия, которые могут стать причиной пожара, называют пожароопасными. У каждой пожарной опасности есть следующие признаки:
Таблица 1
Типы и источники возникновения пожаров на подстанциях, 1971-1994 гг.
Типы и источники огня | Проценты |
Масляные высоковольтные выключатели | 14.0 |
Трансформаторы тока | 14.0 |
Силовые трансформаторы | 9.3 |
Работы, при которых могут возникнуть искры и нагрев (сварка, резка и шлифовка) | 9.3 |
Трансформаторы напряжения | 7.8 |
Машинно-управляемые генераторы | 7.0 |
Поджог | 6.3 |
Курение | 6.0 |
Молния | 4.7 |
Хранение или работа с легковоспламеняющимися жидкостями | 3.1 |
Терроризм | 1.6 |
Другое | 15.8 |
Одним из ключевых шагов в разработке новых и оценке существующих подстанций является определение возможных причин пожаров. Как только пожарные опасности проектируемой или существующей подстанции идентифицированы, тогда меры противопожарной защиты могут быть включены, чтобы устранить или снизить риск возникновения пожара.
Есть широкий диапазон типов и причин пожаров, которые могут произойти в подстанциях. Типы пожаров зависят от оборудования и устройств, установленных на подстанциях. Пожары с связанные с оборудованием использующим трансформаторное масло в качестве изоляции или средства гашения дуги, охлаждаемые водородом синхронные компенсаторы, маслонаполенные кабели, как правило, хорошо документированы, и эти типы оборудования признаны пожароопасными. Есть много других источников возникновения пожара на подстанциях, которые не так хорошо документированы.
Правила пожарной безопасности, "Руководство по защите подстанций от пожаров", IEEE 979, "Рекомендуемая практика по противопожарной защите электрических генерирующих и конверторных станций"; и СИГРЭ TF 14.01.04, - дают представление о других типах пожарных опасностей и противопожарной защиты. Кроме того, "Руководящие принципы для анализа пожарной опасности электроэнергетического оборудования (существующего или проектируемого)", электротехнический институт им. Эдисона, 1981 г., обеспечивают справочные руководящие принципы для процесса исследования пожарной опасности.
Электрические кабели под напряжением, с горючей изоляцией и оболочкой могут быть главной опасностью, потому что они представляют собой комбинацию причины возникновения искры и источника воспламенения. Повреждение кабеля может привести к достаточному тепловыделению, чтобы зажечь изоляцию кабеля, которая может продолжать гореть и выделять тепло и большое количество ядовитого дыма, еще более опасны маслонаполенные кабели. Пожароопасность оборудования с изоляцией трансформаторным маслом, такого как трансформаторы, реакторы, выключатели в больших объемах горючей жидкости, которая может воспламеняться при повреждении оборудования. Проникновение воды, авария основной изоляции, внешних токов короткого замыкания, и повреждение РПН являются одними из причин внутреннего искрения в минеральном изоляционном масле, которое может привести к пожару. Это искрение может произвести выделение газов пробоя, таких как ацетилен и водород.
В зависимости от типа аварии и ее тяжести, газы могут создать достаточное давление, чтобы вызвать разрушение бака или высоковольтных вводов трансформатора. Как только начинается повреждение бака или вводов, существует большая вероятность возникновения пожара или взрыва. Взрыв может нанести значительный ущерб. В результате разливов трансформаторного масла огонь может распространиться на большую площадь, в зависимости от объема масла, наклона площади подстанции, и типа ее поверхности (гравий или почва). Тепловое излучение и конвективный нагрев от горения трансформаторного масла может повредить окружающие конструкции и конструкции выше зоны огня.
Подстанции подвергаются общепромышленным рискам пожароопасности, таким как использование и хранение легковоспламеняющихся сжатых газов, огневые работы, хранение и обращение с легковоспламеняющимися жидкостями, присутствие нагревательного оборудования, и хранение опасных грузов. Местные нормы пожарной безопасности могут помочь в определении источников пожарной опасности.
В исследовании использованы данные по пожарам возникшим на подстанциях в период с 1971 по 1994 год. Таблица 1 показывает, типы и источники возникновения пожаров и процент для каждой категории. Категория "Другое" охватывает широкий диапазон от возгорания травы до повреждения электропроводки в подсобном помещении. Невозможно предсказать все различные причины возгораний, которые могут возникнуть.
Источники пожароопасности на ОРУ
На ОРУ подстанций встречаются следующие источники пожароопасности:
- Масляные трансформаторы и выключатели
- Маслонаполненные концевые кабельные муфты
- Охлаждаемые водородом синхронные компенсаторы
- Хранение бензина или других воспламеняемых жидкостей
- Растительность
- Горючие элементы зданий и сооружений
- Хранение пестицидов и опасных грузов
- Склады
- Резервный дизель-генератор
Авария некоторых из критических составляющих, таких как трансформаторы и выключатели может непосредственно привести к потерям дохода или активов. Другие компоненты ОРУ могли создать опасность возникновения пожара (например, горючие элементы зданий и сооружений, расположенные близко к конструкциям подстанции или линиям электропередачи).
Источники пожароопасности в закрытых помещениях подстанций
Пожары в закрытых помещениях подстанций, распределительных устройствах и помещениях щитов управления имеют некоторые, из уже указанных выше, причины.
Возгорание оборудования с изоляцией трансформаторным маслом, маслонаполненные кабели, и HVDC (линии электропередачи высокого напряжения на постоянном токе) может привести к крупным пожарам, сопровождающимся большими материальными убытками и перебоями электроснабжения.
Основные проблемы крупных пожаров в помещениях подстанций - опасность взрыва, значительный нагрев и образование дыма, и которые могут привести к:
- Повреждению взрывом конструкции здания
- Термическому повреждению конструкции здания
- Повреждению дымом другого оборудования
