火災報警系統在光伏電站中的應用

郭哲延 賈婷 柴麗娜 李亞娟 沈陽工學院信息與控制學院

光伏電站內主要建筑為變配電站、綜合控制室，對于電壓為35kV以上，單臺變壓器為5000kV―A以上的變電站，變壓器規模屬于GB50229－2006《火力發電廠與變電站設計防火規范》的適用范圍，消防設計可參照該規范執行，其他變電站消防設計應當執行GB50016－2006 《建筑設計防火規范》。

1 光伏方陣區的火災危險分析

匯流箱、電池組件及電纜火災危險。匯流箱、太陽電池組件及電纜全部露天分散布置或地埋敷設，露天布置電氣設備的最大火災隱患是雜草灌木自燃引發的火災。

逆變器的火災危險分析。逆變器室內布置有直流屏、逆變器、UPS等電氣設備，僅逆變器的散熱就高達20kW以上，其單位空間熱量大于0.4kW/m3。由此可知，若逆變器室散熱功能不完善，必會引發逆變器室重大火災。

2 大型光伏電站的特征

大型并網光伏電站由光伏陣列區、升壓變電站、箱式升壓變、逆變器等設施組成，項目占地面積大，每50MW規模的光伏電站占地面積約為1500m畝左右。光伏電站的升壓變電站與常規變電站項目類似，占地10畝左右，電氣設備布置較為緊湊，設計標準成熟，設計體系嚴謹。

逆變器是光伏電站重要設備，它將電池組件的直流電能轉換為交流電能，以實現并網發電。大型光伏電站多采用mW級逆變器，逆變器功率損耗約2%，一套1MW逆變器損耗高達20kW。

基于以上原因，根據當前光伏電站實際容量考慮，本設計將火災報警系分為小型電站火災報警系統和大型電站火災報警系統的設計。

3 本設計的主要依據規范

1)《建筑設計防火規范》GB50016-2006

2)《建筑滅火器配置設計規范》GB50140-2005

3)《火力發電廠與變電站設計防火規范》 GB 50229-2006

4)《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98

4 設計范圍

小型電站主要是1mW以內的低壓、中壓并網系統，大型電站為10mW以上的光伏電站，一般需配置火災的自動報警系統。目前，國家暫無光伏電站設計的防火相關方面的規范，光伏電站防火設計可跟據上述規范標準進行設計。本說明將涵蓋上述幾種不同容量的系統防火設計要求。

5 小型電站火災的報警系統

根據火力發電廠與變電站設計的防火規范，50mW以上機組應設置自動報警系統，故小型電站可根據實際情況按相關規范的要求設計，配置一定數量滅火器來實現防火要求。具體的設計要求如下：

本電站為E類中危險級，應置干粉滅火器。滅火器擺放應穩固，便于取用，其銘牌朝外，若滅火器設置在滅火器箱之內，滅火器箱不得上鎖。滅火器的頂部距離地面高度不大于1.5m。底部的距離地面高度不宜小于0.08m，滅火器的數量每處均為二具。依照國家相關滅火器的檢驗標準對滅火器檢查更換。

6 大型電站的火災報警系統

本系統采用火災自動報警系統實現對光伏電站整體監控及防護。本設計范圍為無功補償室區域火災報警系統及光伏方陣場逆變升壓室，將#1~#20逆變升壓室信號及無功補償室信號接至火災報警控制器的主機上。

本工程火災報警系統由火災報警控制器、手動報警按鈕、感煙探測器、聲光報警器、各類模塊和消防電話等組成。控制模塊底邊、手動報警器按鈕均距所在地面1.5m，聲光報警器距地面為2m。

施工應滿足《火災自動報警系統施工及驗收規范》(GB 50166-2007)。逆變升壓室間和無功補償室及綜合樓之間的信號線、電源線通過1根ZR-KVVP2-22電纜相連，逆變升壓室間的消防電話線通過1根ZR-KVVP2-22的電纜相連。逆變升壓室及無功補償室內的軟線沿墻穿管敷設。信號線和電源線共穿一根管敷設，消防電話線應單獨穿管。主控室火災報警系統依圖紙要求施工，將所有型號線匯至中控室的火災報警控制器中。

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