坪頭水電站消防監控系統介紹

屈蕾蕾，高 瞻

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

坪頭水電站裝機容量180MW，發電廠房為地下廠房形式。廠區樞紐建筑物主要包括主、副廠房、主變及GIS洞室、尾水洞、交通洞、出線洞、排風洞等。

主機間內安裝3臺單機功率60MW的混流式水輪發電機組及相應的附屬設備，分三層布置，自上而下為發電機層、水輪機層和球閥層。副廠房共分三層，第一層布置廠用低壓配電盤室；第二層布置廠用變壓器、蓄電池和通訊設備；第三層為中控室和直流盤室。主變洞室共分二層，第一層布置兩臺變壓器；第二層布置GIS設備。

電站按“無人值班(少人值守)”的原則設計，采用計算機監控系統，消防監控系統設計均滿足與計算機監控接口的要求。

2 消防監控系統

2.1 消防監控系統任務

坪頭水電站與梯級上游的柳洪電站和美姑河集控中心共同構成“擴大廠站”，正常情況下由美姑河集控中心的運行值班人員對本電站進行監控，采用“無人值班(少人值守)”的運行管理模式。電站的火災探測區域主要為副廠房各層、主廠房水輪機層及空壓機、油處理室、主變室、GIS樓等場所。通過設置在各場所的探測器，對電站主要場所進行24小時不間斷的火情監測。當探測器監測到火情時，通過系統總線自動向中央控制室的火災報警控制器報警，火災報警器接收到報警后，經過信息處理以液晶顯示方式顯示火災的部位，通過串行通訊接口在電站消防計算機監控主機的顯示器上自動顯示出火災的部位編號及該層的平面布置圖，提示出火災的處理措施。同時，根據火災部位的不同，經過確認和延時后，自動或手動對該部位的防火排煙設備、滅火設備進行相應的控制，實施滅火及火災隔斷措施。

消防監控系統能夠將工程主要的火情信息以無源接點的形式上送計算機監控系統進行監視，并可以與工業電視系統進行聯動控制。

2.2 系統結構和功能

消防監控系統主要由以下設備構成：

(1)中央控制室部分：火災報警控制屏、消防計算機監控主機。

(2)現地部分：模塊箱、手動報警器、聲光報警器、感煙探測器、感溫探測器、紅外復合火焰探測器、纜式感溫探測器、極早期空氣采樣煙霧探測器、火災顯示盤、電源模塊。

中央控制室設報警控制器，負責接收現地探測器的火情信號及防火排煙設備、滅火設備的狀態信號，并通過控制模塊對各防火排煙設備及滅火設備進行集中控制。在現地各防火分區，各消防設備(包括探測器、手動報警器、聲光報警器、雨淋閥滅火裝置、通風及排煙設備等)的信號及狀態通過現地控制模塊及監視模塊接入系統進行監測和控制。

火災報警控制屏包含火災報警控制器、聯動控制盤、通用輸出卡。火災報警控制器設在中央控制室的火災報警控制屏內，接受并顯示火災探測器、極早空氣采樣煙霧探測器、手動報警器的報警信號，以及防火排煙設備、滅火設備的狀態信號，纜式感溫報警控制器的報警輸出信號等。當發生火情時，報警控制器可由機內的可編程序自動控制方式，或通過面板上設置的按鈕手動控制方式對發電機的水噴霧滅火設備、中控室及其它部位的風機、防火排煙閥等設備進行相應的控制。當采用可編程序自動控制時，設有60s可調的延時。延時期間可進行人工干預，中斷控制指令的輸出。火災報警控制器設有RS232接口與消防計算機監控主機通信，向其傳遞各種火災報警信號、防火排煙設備及滅火設備的狀態信號。聯動控制盤為雨淋閥設備進行獨立于總線的多線直接控制。通用輸出卡具有多路輸出，輸出接點接至電站的計算機監控系統及工業電視系統。

消防計算機監控主機采用工業級計算機，設在中央控制室內，通過RS232接口與火災報警控制屏上的火災報警控制器實現通訊，接收報警控制器的報警信息，并能實現報警控制器的所有控制功能。消防監控主機還應提供與遠程集控中心消防監控系統的接口，實現與集控中心消防主機的通信。

現地控制部分在電站地下副廠房、空壓機室、水輪機層、發電機層、主變及GIS室、出線場區域內各布置一個消防模塊箱，各部位的探測器接至模塊箱再向中央控制室內的火災報警控制器報警。所有探測器的安裝符合GB 50116-98《火災自動報警系統設計規范》相關的要求。為方便備品、備件的更換使用，所有探測器均選用與柳洪電站匹配的產品，完全具備與柳洪電站相應探測器良好的互換性。

設備統計見表1。

2.3 消防監控系統的聯動控制

本電站除按照國標《建筑滅火器配置設計規范》設置滅火器外，還設有針對發電機的自動滅火裝置。這些滅火裝置均可由中央控制室的消防監控系統、現地的滅火控制設備自動或手動控制。

2.3.1 對通風、防火排煙設備的監視和控制

當設置在各場所的火災探測器監測到火情或值班(守)人員發現火情并按動手動報警器時，中央控制室火災報警器的液晶顯示器和消防計算機監控主機的監視器上立即自動顯示出火警信息。根據中控室值班人員的火情處理指令或機內預置的程序指令，通過副廠房內的通風控制屏自動斷開火災發生部位的風機電源，停止向該層送風，并通過現地的模塊箱關閉該層的防火排煙閥，以阻止火勢的蔓延及煙霧的擴散。當火災處理完畢后，根據中控室值班人員給出的復位指令或火災報警控制器內設定的復位指令，通過設置在現地模塊箱上的控制模塊將防火排煙閥復位，將煙霧排出室外。

2.3.2 對水噴霧滅火系統的控制

當設置在主廠房發電機風罩內或變壓器室內的火災探測器監測到火情時，中央控制室集中報警器的液晶顯示器和消防計算機監控主機的監視器上立即自動顯示出火警信息，根據中控室值班人員的火情處理指令或機內預置的程序指令，通過設置在現地的模塊箱動作雨淋閥的消防電磁閥，雨淋閥的噴頭即開始噴水霧滅火，并將雨淋閥動作的反饋信號送至模塊及聯動控制卡，以確定雨淋閥是否在噴水霧；若未噴水霧，則可在現地由人工手動將雨淋閥的快開閥打開，實現雨淋閥的手動開啟。當火災處理完畢后，根據中控室值班人員給出的復位指令或火災報警控制器內設定的復位指令，通過設置在現地模塊箱上的控制模塊將雨淋閥的消防電磁閥復位，或在現地由人工手動將雨淋閥的快開閥關閉，停止噴水霧。

表1 坪頭水電站消防監控系統設備統計

2.3.3 對消防水處理間消防泵及穩壓泵的控制

由于受場地限制無法設高位水箱，因此設置臨時高壓消防供水系統。包括：兩臺流量為500m3/h、揚程為70m的變頻消防主泵，一主一備，由各點火災報警情況控制泵的流量及啟停；兩套流量為5.5m3/h、揚程為70m的變頻穩壓泵，兼作生活泵。

正常運行時，供水主管上的壓力傳感器對管道內水壓進行檢測，并將壓力信號轉換為4～20mA標準信號，傳至控制柜的PLC，通過PLC控制器與設定的壓力值比較、運算和調節，并根據比較、運算、調節結果實施對水泵啟動和變頻進行控制，變頻供水成套設備消防泵啟動由消防報警信號控制(主變消防、主廠房、發電機層、副廠房部位的消防報警信號)以及由消防控制中心人工按鈕啟動。對于不同地點發生的火災，消防控制中心通過通用輸出卡反饋不同的信號送至控制柜，PLC根據此信號在保證壓力的同時自動調節所需的流量。

2.3.4 與工業電視的聯動

集中火災報警控制器向電站工業電視監視系統輸送全站火災報警及消防控制系統內任何一點的火警信號，以實現工業電視監視系統監視畫面與火警

信號的視頻聯動，提高電站的安全監控水平。本系統提供通用輸出卡，支持16個點送工業電視系統。輸出卡的輸出接點經繼電器隔離后接至電站的工業電視系統。

2.4 與美姑河集控中心的消防監控系統聯網通訊

由于各個電站子系統相互獨立，各火災報警子系統可以利用各自傳輸網絡。以美姑河集控中心為中心，設立集中監控站，每個梯級電站現場火災報警主機作為一個獨立的子系統，通過以太網連結匯總至美姑集控中心。設置在坪頭水電站中央控制室的火災報警控制器與控制中心的火災報警控制器通過RS485接口卡進行互聯，控制中心的火災報警控制器將采集到的現場火災情況通過RS232接口卡，并使用RS232通訊接口將信號傳輸至監控中心顯示器監控系統，顯示器監控系統能夠實現對遠程現場設備的操作與控制，并能夠顯示火災報警部位的相關地圖，提出相應的解決措施等。同時坪頭水電站的火災報警控制器通過以太網端口2個串口與遠程集中控制中心聯網，實現美姑河坪頭水電站消防報警系統的集中控制與統一調度。由業主提供的光纖傳輸系統可直接視為以太網的通訊鏈路，實現多個子系統的網絡連接。

3 結束語

對坪頭水電站消防監控系統與計算機監控系統及工業電視系統的聯合控制，在發生火災報警時可以通過工業電視得到火災報警部位的實際情況，提高了消防監控系統的可靠性，對水電站的安全運行提供了支持。