Пожарная безопасность трансформаторной подстанции. Тушение пожаров в электроустановках - тушение пожаров в трансформаторах и распределительных устройствах Пожаротушение трансформаторной подстанции проект

1. Общая часть

1.1. Рабочий проект автоматической установки водяного пожаротушения и внутреннего противопожарного водопровода – АУПТВПВ (технологическая часть, электроуправление и автоматика) ПС 110/10/10 кВ (в дальнейшем по тексту- ПС) по адресу: разработан на основании Договора и в соответствии с Техническим заданием, выданным Заказчиком.

1.2. Данный раздел проекта автоматического водяного пожаротушения для ПС включает в себя внутреннюю автоматическую установку пожаротушения (в дальнейшем по тексту – АУВП), которая является составной частью инженерно-технических систем противопожарной защиты комплекса.

1.3. Автоматическая установка пожаротушения предназначена для обнаружения пожара, его локализации и тушения, подачи сигнала о пожаре в помещение с круглосуточным дежурным персоналом, формирования командного импульса на управление другими системами пожарной защиты.

1.4. В автоматической установке пожаротушения применено оборудование и приборы, имеющие сертификаты соответствия и пожарной безопасности, выданные в РФ и действующие на момент разработки проекта.

1.5. При разработке проекта использованы следующие нормативные документы:

• СНиП 3.01.01-85 Организация строительного производства;
• СП 5.13.130.2009. Свод правил системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические.
• СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий;
• СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы;
• ПУЭ. Правила устройства электроустановок;
• РД 25.952-90. Системы автоматические пожаротушения, пожарной, охранной и охранно-пожарной сигнализации. Порядок разработки задания на проектирование;
• РД 25.953-90. Системы автоматические пожаротушения, пожарной, охранной и охранно-пожарной сигнализации. Обозначения условные графические элементов систем;
• РД 153-34.0-49.101-2003 «Инструкция по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий»;
• РД 153-34.0-49.105-01 «Нормы проектирования автоматических установок водяного пожаротушения кабельных сооружений»;
• РТМ 25.488-82. Минприбора СССР. Установки пожаротушения автоматические и установки пожарные, охранные и охранно-пожарной сигнализации. Нормативы численности персонала, занимающегося техническим обслуживанием и текущим ремонтом;
• СНиП 21-01-97* . Пожарная безопасность зданий и сооружений;
• Учебно-методическое пособие. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. Под общей редакцией Н.П.Копылова. Москва, 2002.

2. Характеристика защищаемых помещений.

Подстанция представляет собой здание 3-х этажное здание с подвалом выполненное из монолитного бетона. В здание располагается технологическое оборудование, трансформаторы, дугогасящие реакторы, кабельные линии и т.д.

3. Основные технические решения, принятые в проекте.

3.1. Технологическая часть

3.1.1. Автоматической установкой водяного пожаротушения оборудуются помещения трансформаторов, помещения дугогасящих реакторов (ДГР) и помещения прокладки кабелей.

В качестве автоматической установки пожаротушения применяется система дренчерного водяного пожаротушения. Запуск которой осуществляется от дымовых извещателей.

В качестве огнетушащего вещества принята распыленная вода, как наиболее экономичное и доступное средство для данного объекта.

Система дренчерного пожаротушения выполняется совместно с внутренним противопожарным водопроводом.

Система пожаротушения имеет 13 секций, узлы управления которыми установлены в помещении насосной станции на отм. 0,000.

Сигнализация о срабатывании системы АУПТ осуществляется от системы пожарной сигнализации, сигнализаторов давления (НР), установленных в насосной.

Источником водоснабжения в установке пожаротушения предусмотрена автоматизированная насосная станция. Для поддержания постоянного давления в трубопроводах установки АУПТ в дежурном режиме, используется подпитывающий насос (жокей насос). Основанием для выбора типа и характеристики насосных агрегатов послужил гидравлический расчет системы АУПТ.

Для подачи огнетушащего вещества в защищаемые площади от передвижной пожарной техники, предусмотрены головки ГМ-80 выведенные наружу здания.

Управление задвижками на трубопроводах от ГМ-80 до основного контура системы осуществляет дежурный персонал, круглосуточно присутствующий на объекте.

Расход воды на пожарные краны принят 2 струи по 5,2 л/с. Диаметр пожарного крана Ду65 принят с учетом расхода воды на внутреннее пожаротушение от пожарных кранов. Расстановка кранов принята с учетом тушения каждой точки защищаемого объекта двумя струями.

В качестве дренчерных оросителей приняты оросители водяные спринклерные универсальные модели A; бронзовые; Kфактор = 80; выходное отверстие 1/2″; резьба NPT 1/2″ без колбы.

3.1.2. В общем виде установка пожаротушения имеет следующие составляющие:

• Водопитатель (внутренний общехозяйственный водопровод Ду-200мм, (два ввода) с гарантированным напором – 20м;
• Узел управления дренчерной системы тушения с задвижкой с электроприводом. Узлы управления размещены в помещении насосной станции;
• Насосная группа дренчерного пожаротушения и ВПВ в насосной станции;
• Контрольно-измерительная аппаратура.

3.1.3.Гидравлический расчет системы дренчерного пожаротушения.

• Основной расчет необходимого количества воды для действия дренчерной установки произведен в соответствии с СП 5.13130.2009 «Свод правил системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические», РД 153-34.0-49.101-2003 «Инструкция по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий», РД 153-34.0-49.105-01 «Нормы проектирования автоматических установок водяного пожаротушения кабельных сооружений».
• Интенсивность орошения Jn=0,2л/с*м² для тушения трансформаторов согласно РД 153-34.0-49.101-2003;
• Интенсивность орошения Jn=0,142л/с*м для тушения кабельных линий согласно РД 153-34.0-49.105-01;
• Площадь защищаемая дренчером не более 9м²;
• Расстояние между дренчерами(не более) 3м;

3.1.4. Гидравлический расчет тушения трансформаторов.

Расчет производится по наиболее удаленной секции с наибольшей защищаемой площадью и расходом (секция 6, отм. +5.000)

• Расход воды для дренчеров Q= 0,2х144=28, 8 л/с;
• Фактическая площадь орошения одним оросителем Fор =7,2 м²;
• Согласно расстановки оборудования количество оросителей на защищаемой площади Fр=144м² равно n=20 шт.
• Расход через диктующий спринклер составляет Q=1,44л/с;
• Для распределительного трубопровода на участках 1-2 и 2-3 (рис.1) принимаем трубу с условным диаметром Ду40 (удельная характеристика трубопровода Kт=34,5), для участков 3-4 и 4-a принимаем трубу с условным диаметром Ду50 (удельная характеристика трубопровода Kт=135), для питающего трубопровода выбрана труба Ø108х3,0 по ГОСТ 10704-91 с условным диаметром Ду100 (удельная характеристика трубопровода Kт=4231);

Рис 1. Расчетный участок трубопровода.

Расчёт секции пожаротушения трансформатора

Hвод=1,2hлин+hкл+Z+H1, где

hлин= hрасп + hподв=(13,504-11,7)+7,1=8,9м.

Hвод=1,2*8,9+0,14+12+11,7=34,52м.

Расход на дренчерное тушение водой составит 29,73 л/с = 107,02 м³/ч.

Общий расход воды Q=31,93 л/с=144,46 м³/ч.

3.1.4. Гидравлический расчет тушения кабельных линий.

Расчет производится по наиболее удаленной секции с наибольшей защищаемой площадью и расходом (секция 1, отм. -3,600)

• Согласно п. 2.1 РД 153-34.0-49.105-01 интенсивность орошения должна быть не менее 0,142 л/с м. Такая интенсивность обеспечивается при расходе через ороситель – Q=0,435 л/с;
• Принимаем давление перед диктующим оросителем Н=10м.
• Расход через диктующий ороситель при данном давлении составляет Q=1,3л/с;
• Для распределительного трубопровода на участках 1-2 и 6-5 (рис.2) принимаем трубу с условным диаметром Ду32 (удельная характеристика трубопровода Kт=16,5), для участков 2-3, 3-4, 4-а, 5-а принимаем трубу с условным диаметром Ду40 (удельная характеристика трубопровода Kт=34,5), для участка 7-8 и 8-d принимаем трубу с условным диаметром Ду25 (удельная характеристика трубопровода Kт=3,65), для питающего трубопровода выбрана труба Ø108х3,0 по ГОСТ 10704-91 с условным диаметром Ду100 (удельная характеристика трубопровода Kт=4231).

Рис 2. Расчетный участок трубопровода.

Расчёт секции пожаротушения кабельной линии

Hвод=1,2hлин+hкл+Z+H1, где

hлин= hрасп + hподв=(17,75-10)+2,03=9,78м.

Hвод=1,2*9,78+0,14-1+10=20,876м

Расход на дренчерное тушение водой составит 40,65 л/с = 146,34 м³/ч.

Расход на внутренний противопожарный водопровод составляет 5,2х2=10,4 л/с = 37,44 м³/ч.

Общий расход воды Q=81,01 л/с=183,78 м³/ч.

Принимается насос К290/30 H=30, Q=290 м³/ч, P=37кВт.

Заложенные в данный проект дренчерные оросители обеспечивают эффективные условия орошения (длину и ширину факела) в пределах рабочего давления 0,3-0,4 МПа (30-40 м. водяного столба).

3.2. Электротехническая часть.

3.2.1. Оборудование автоматизации АУВП выбрано с учетом норм пожарной безопасности следующие основные требования:

автоматический пуск рабочих насосов при срабатывании датчиков давления, подключенных по схеме ИЛИ;

• автоматический пуск резервного насоса при отказе рабочего насоса (отказ пуска или невыход на рабочий режим в течении заданного времени);
• автоматический пуск и остановку насоса подпитки (жокей насоса) при срабатывании датчика давления (замыкание датчика – пуск, размыкание – останов);
• возможность отключения и восстановление режима автоматического пуска АУВПТ;
• отключения звуковой сигнализации при сохранении световой сигнализации (на приборе);
• автоматический контроль:

– цепей дистанционного пуска АУВПТ на обрыв и короткое замыкание;

– исправности звуковой сигнализации (по вызову);

– электрических цепей запорных устройств с электроприводом на обрыв.

3.2.2. В помещении насосной станции и в помещении пожарного поста предусматривается следующая сигнализация:

• о срабатывании АУВПТ;
• о наличии напряжения на основных вводах;
• о пуске насосов;
• об отключении автоматического пуска АУВПТ;
• о неисправности установки.

3.2.3. Для управления двумя группами насосов проектом предусматривается оборудование «СПРУТ-2» в составе:

• двух силовых шкафов аппаратуры коммуникации ШАК1 и ШАК2;
• трех приборов управления (ПУ1, ПУ2, ПУ3);
• центрального прибора индикации (ЦПИ);
• переключающих датчиков давления ЭКМ (реле давления РН).

3.2.4. Шкаф коммутации ШАК предназначен для:

• коммутации силовых цепей пожарных насосов и жокей насоса, электрозадвижек;
• электропитания внешнего прибора управления;
• коммутации силовых цепей автоматического включения резерва электропитания (далее АВР).

Шкаф коммутации обеспечивает подключение основного пожарного насоса к основному вводу электропитания, резервного ввода к резервному пожарному насосу. Встроенный шкаф АВР обеспечивает 3-х фазным питанием жокей насоса, а однофазным – прибор управления.

Проектом предусматривается ШАК1, для группы насосов исполнения ПН/37/3/О – ПН/37/3/Р – Жокей/1.1/3/АВР, «АВУЮ 634.211.020» означает, что ШАК будет управлять:

• пожарным насосом с номинальной мощностью 37 кВт и прямым способом пуска (подключен к основному вводу электропитания);
• пожарным насосом с номинальной мощностью 37 кВт и прямым способом пуска (подключен к резервному вводу электропитания);
• жокей насосом с номинальной мощностью 1.1 кВт и прямым способом пуска (подключен к встроенному АВР).

Для управления электрозадвижками проектом предусматривается шкаф коммутации ШАК2 исполнение Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + Задвижка/1/3/АВР + ПУ/АВР + ПУ/АВР – Ш20 «АВУЮ 634.211.020».

Конструктивно шкаф коммутации ШАК представляет собой закрытую металлическую конструкцию с передней дверью и с отверстиями для кабелей. Отверстия для ввода кабелей защищены резиновыми заглушками – гермовводами.

Аппаратура коммутации – автоматические выключатели, магнитные пускатели – расположены на монтажной панели, закрепленные на задней стенке шкафа. Там же расположены клеммные колодки.

Заземление шкафа ШАК осуществляется через клемму «РЕ» клеммника XT0 и через болт заземления, расположенного на внешней стороне левой боковой стенке шкафа.

Основные подключения шкафа осуществляются через следующие клеммники:

• основного ввода электропитания, производится через клеммник XT0 (A0,B0,C0,N,PE), резервного XT00 (A00,B00,C00,N,PE);
• цепей электропитания ПУ1 (2,3) производится через клеммник X1;
• шлейфа контроля вводов электропитания, производится через клеммник X2;
• цепей управления устройствами в автоматическом режиме, производится через клеммник X4;
• цепей электропитания устройств, их «выключателей безопасности» и путевых концевиков, а также трехфазных нагрузок, производится через клеммники XT1, XT2, XT3 и т.д.

Элементы местного управления оборудованием – кнопки и переключатели – расположены на двери ШАК.

Каждый из переключателей «Режим работы» производит переключение обмотки катушки контактора соответствующего устройства. Переключаются оба полюса катушки и соответственно в режиме «Автоматический пуск» электропитание катушки (~220В) производится от прибора управления АВУЮ 634.211.021 (далее ПУ1, ПУ2). Такое подключение позволяет ПУ1 (2,3) контролировать целостность линии связи до катушек контакторов.

Шкаф коммутации имеет следующие режимы работы: «Запрет пуска», «Местный пуск» и «Автоматический пуск». Выбор режима работы производится при помощи соответствующего переключателя «Режим работы» на двери шкафа.

Управление пожарными насосами вручную производится в режиме «Местный пуск» от кнопок управления шкафа со световой индикацией включенного состояния.

В дежурном режиме переключатели режимов работы всех устройств должны находится в положении «Автоматический пуск».

Режимы работы «Запрет пуска» и «Местный пуск», следует использовать и при ремонтных и регламентных работах.

3.2.5. Приборы управления (ПУ1, ПУ2, ПУ3) предназначен для:

• автоматического управления оборудованием водяного пожаротушения – шкафами ШАК1 и ШАК2 и электрозадвижками;
• взаимодействия по управлению и информации с выносным прибором индикации (ЦПИ) по интерфейсу RS-485.
• взаимодействия с системами автоматической пожарной сигнализации и с системами внутренней защиты оборудования ПС.

В составе оборудования автоматизации АУПТ применяется прибор исполнения -10.

Устройство и принцип работы многофункционального прибора управления, правила его эксплуатации, основные параметры и технические характеристики прибора управления АВУЮ 634.211.021 устанавливает паспорт на прибор.

4. Выбор оборудования насосной станции.

Для обеспечения необходимого напора и расхода воды для установок пожаротушения, предусмотрена насосная станция, состоящая из 2 насосов (1 рабочий и 1 резервный) марки K 290/30 N =37 кВт.

Для поддержания расчетного давления в сети трубопроводов устанавливается жокей-насос марки CR 3-15 N=1,1 кВт и напорные расширительные баки Reflex.

5. Принцип действия установки.

5.1. Принцип действия дренчерной АУВП следующий:

В случае возникновения пожара в защищаемых помещениях сигнал от извещателей принимает система автоматической пожарной сигнализации (АПС).

При получении сигнала о возгорании АПС передает сигнал в систему автоматизации АУВПТ (прибор ПУ3, клеммы X3.8-X3.30).

При получении сигнала о возгорании в помещениях защищаемых секциями:

4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 пуск пожарного насоса и открытие электрозадвижки осуществляется только при получении сигнала об отключении электроэнергии от внутренней защиты трансформаторов и реакторов клеммы X3.19, X3.20 ПУ2 , X3.1-X3.7 ПУ 3.

При выполнении всех необходимых условий запуска пожаротушения осуществляется открытие соответствующей электрозадвижки.

Пуск пожарного насоса ПН1 осуществляется автоматически от сигнализаторов давления НР1, НР2 при открытии задвижки или крана внутреннего противопожарного водопровода, вручную из помещения насосной станции и из помещения пожарного поста.

Выход основного насоса ПН1 на режим контролируется, сигнализатором давления НР5, в случае если основной насос не создает достаточного давления автоматически запускается резервный насос ПН2 , при этом ПН1 отключается;

Пуск насоса подпитки Н3 осуществляется автоматически, при падении давления в напорном трубопроводе. Давление контролируется сигнализатором давления НР3. Ручной (местный) пуск пожарных насосов и насоса подпитки осуществляется из помещения насосной станции электрическими кнопками на шкафе ШАК1.

В случае отказа всех насосов срабатывает сигнал ЭКМ НР4, расположенный на напорной гребенке.

Контроль срабатывания секций пожаротушения осуществляется от сигнализаторов давления НР7, НР19, установленных за электрозадвижками.

Ручной пуск насоса подпитки допускается только при проведении монтажных, пусконаладочных и профилактических работ (для опробования).

Отключение подачи воды осуществляется вручную через 10 минут после начала тушения.

5.2. Принцип действия внутреннего противопожарного водопровода АУВП следующий:

Пуск пожарных насосов ПН1, ПН2 осуществляется автоматически при открытии пожарного крана и нажатии кнопки сигнализатора, установленной в пожарном шкафу.

В случае неисправности основного пожарного насоса включается резервный пожарный насос от сигнала сигнализатора давления, установленного на напорном патрубке рабочего насоса.

Местный пуск пожарных насосов осуществляется кнопками, размещенными на шкафу аппаратуры коммуникации (ШАК) при переключении установки в ручной режим работы.

Вся информация о работе пожарного оборудования в насосной станции поступает на ДП в помещение охраны автостоянки. Кроме того, на пульт ОДС в диспетчерскую со шкафа ШАК поступают сигналы: «Пуск основного ПН», «Пуск резервного ПН», «Автоматика отключена», «Общая неисправность».

5.3. После ликвидации пожара или очага возгорания, пожарный насос останавливают вручную и приводят установку в первоначальное рабочее положение. Восстановление установки в рабочее состояние должно производится в течении 24 часов.

6. Электроснабжение.

6.1. Установки водяного пожаротушения являются потребителями I категории и согласно «Правилам эксплуатации электроустановок» (ПУЭ) и СП 5.13130-2009 должно обеспечиваться от двух независимых источников электроэнергии.

6.2. Для электропитания пожарных насосов на шкафы ШАК АУВПТ необходимо подать два независимых 3-х фазных ввода напряжением – 380В, 50Гц, мощностью 40 кВт на ШАК1 и 17 кВт на ШАК2.

6.3. Электропитание жокей насоса осуществляется со шкафа ШАК1 через встроенный АВР трехфазным напряжением – 380В, 50 Гц, мощностью 1,1 кВт.

6.4. Электропитание приборов управления осуществляется со шкафов ШАК1 и ШАК2 через встроенный АВР однофазным напряжением ~220В, 50 Гц.

6.5. Электропитание центрального прибора индикации осуществляется однофазным напряжением ~220В, 50Гц 1-й категории, подводимым к месту установки прибора от ШАК.

7. Кабельные связи

Для соединения силового шкафа ШАК с электродвигателями пожарных насосов используются кабели ВВГ 4х16.

Кабель ВВГ 4х1,5 используется для подключения электродвигателя жокей насоса, кабель ВВГ 5х1,5 используется для управления электрозадвижками.

Для подключения сигнализаторов давления к прибору управления (ПУ) используется кабель КПСВЭВ 1х2х0,75 (витая пара).

Для соединения прибора индикации (ПИ) и приборов управления (ПУ) между собой применяется кабель КПСВЭВ 1х2х0,75 (витая пара).

1. 8. Заземление

8.1. Защитное заземление (зануление) электрооборудования следует выполнить в соответствии с требованиями ПУЭ, СНиП 3.05.06, ГОСТ 12.1.030 и технической документации на эту установку.

8.2. Электротехническое оборудование должно удовлетворять требованиям ГОСТ 12.2007.0-75 по способу защиты человека от поражения электрическим током.

9. Требования к монтажу

8.1. При монтаже и эксплуатации установок руководствоваться требованиями, заложенными в техническую документацию заводов изготовителей данного оборудования, ГОСТ 12.1.019, ГОСТ 12.3.046, ГОСТ 12.2.005 и РД78.145-93.

Монтаж установки пожаротушения рекомендуется проводить в следующей последовательности: подготовительные работы, обмеры защищаемых помещений, разбивка трубопроводов, обвязки и установка узлов управления, монтаж магистральных и распределительных трубопроводов, промывка трубопроводов, установка оросителей, гидравлические испытания трубопроводов, окраска трубопроводов, узлов управления.

К подготовительным работам относятся:

– удаление из помещений легкосгораемых материалов;

– возведение лесов (при необходимости);

– подготовка строительного материала и рабочих мест.

Для установки оросителей в трубопроводах просверливаются отверстия и привариваются муфты.

Питающие и распределительные трубопроводы спринклерной установки пожаротушения следует проложить с уклоном в сторону узла управления или спускных устройств, равным:

– 0,01 для труб с диаметром менее 50 мм;

– 0,005 для труб с диаметром более 50 мм.

Для обеспечения проектного уклона трубопровода допускается установка под опоры металлических прокладок, привариваемых к закладным частям или стальным конструкциям. Соединения труб следует располагать на расстоянии не менее 200 мм от мест крепления.

При выполнении монтажа трубопроводов должны быть обеспеченны:

– прочность и герметичность соединений труб и подсоединений их к арматуре и приборам;

– надежность закрепления труб на опорных конструкциях и самих конструкций на основаниях;

– возможность их осмотра, промывки и продувки.

Органы управления АУП (управляющие задвижки, узел управления) должны быть окрашены в красный цвет, согласно требований ГОСТ 12.4.026-76. Трубопроводы установки водяного пожаротушения, расположенные в защищаемых помещениях, при отсутствии у заказчика специальных требований по эстетике, должны быть окрашены в зеленный цвет.

Трубопроводы систем спринклерного пожаротушения выполнить электросварными трубами ГОСТ 10704-76 на сварных соединениях.

10. Основные требования по технике безопасности

10.1. При монтаже установок следует руководствоваться требованиями главы СНиП III-4-80, в том числе необходимо соблюдать требования изложенные в разделах:

– электромонтажные работы;

– погрузочно-разгрузочные работы;

– эксплуатация технологической оснастки и инструмента;

– монтажные работы;

– испытание оборудования.

При выполнении электромонтажных работ необходимо также соблюдть требования СНиП 3.05.06-85 и ПУЭ.

При работе с электроинструментом необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.2.007 -75.

При эксплуатации установок пожаротушения необходимо руководствоваться инструкцией по эксплуатации, техническими описаниями и паспортами оборудования, входящего в состав установки, РД 25 964 – 90 «Система технического обслуживания и ремонта автоматических установок пожаротушения, дымоудаления, охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Организация и порядок проведения работ», «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителями» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителями» (ПТЭ и ПТБ).

10.2. К обслуживанию установок допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование, имеющие документ, удостоверяющий право работы с установками и прошедшие вводный инструктаж по технике безопасности и инструктаж по технике безопасности и инструктаж на рабочем месте безопасным методам труда.

Страница 17 из 26

Основными средствами тушения пожаров трансформаторов являются воздушно-механическая пена, распыленная вода и порошковые составы. Оптимальные интенсивности подачи раствора для пень низкократной и средней кратности составляют 0,15 л X Хм-2 с"1, распыленной воды -0,2 л-м~2-с-1, порошковых составов -0,3 кг- м-2 с-1.
Во всех случаях при горении масла на трансформаторе или под ним необходимо отключать его от сети со стороны высокого и низкого напряжений, снять остаточное напряжение и заземлить. После снятия напряжения тушение пожара можно производить любыми средствами (распыленной водой, пеной, порошками). При горении масла на крыше трансформатора у проходных изоляторов его необходимо ликвидировать распыленными струя ми воды, низкократной воздушно-механической пены или порошковыми составами. Если поврежден корпус трансформатора в нижней части и происходит горение под ним, то горение масла ликвидируется пеной, а масло следует спустить в аварийный резервуар. В случае воздействия пламени на корпус соседнего трансформатора его необходимо защищать распыленными струями воды с интенсивностью подачи на обогреваемую поверхность 0,15-0,18 л-м_2-с Спуск масла из соседних трансформаторов обычно не производят, так как пустой корпус более благоприятен для горения обмоток и опасен в отношении взрыва.
Пожары трансформаторов в закрытых взрывных ячейках ликвидируются аналогично, но, кроме того, имеется возможность заполнения объема ячейки пеной сред ней кратности, паром или инертным газом. При этом ячейки не открывают, а пеногенератор вводят через предварительно вскрытые вентиляционные решетки.
В некоторых случаях тушение пожаров трансформа торов водой исключается из-за невозможности сооружения систем противопожарного водоснабжения или в связи с большими капитальными затратами. В этих случаях среди имеющихся в настоящее время на вооружении пожарной охраны огнетушащих средств наиболее эффективными являются сухие порошковые составы типа ПС. и ПСБ.
Автоматическая установка порошкового тушения включает сосуд для порошка, систему трубопроводов с насадками-распылителями и систему автоматики, включающую в действие установку при возникновении пожара. При возникновении пожара в помещении, где установлен трансформатор, от датчика срабатывает электромагнитный клапан. Азот из баллонов по трубопроводам поступает в сосуд с огнетушащим порошком и далее, захватывая порошок, устремляется через насадки-распылители к месту пожара. Насадки устанавливаются над трансформатором таким образом, чтобы вся защищаемая поверхность равномерно опылялась эффективной частью струи порошка.

Количество насадков, необходимое для защиты трансформатора, определяется пропускной способностью насадка, требуемой интенсивностью подачи порошка и площадью защищаемой поверхности. Площадь защищаемой поверхности рассчитывается исходя из диаметра и высоты, охватывающих крайние точки трансформатора. В том случае, если охладители устанавливаются в стороне от трансформатора, их защищают как отдельные объекты. Расход порошка через распылитель при рабочем давлении составляет 0,65-0,7 кг-с-1.
Сосуды установок порошкового тушения должны эксплуатироваться в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». В процессе эксплуатации необходимо тщательно следить за состоянием порошка в сосуде и наличием образовавшихся комков.
Для определения влажности порошка берут навеску в 5 г и высушивают ее при температуре не более 60 °С. Процентное содержание влаги определяется по формуле

где А - масса навески до сушки, г; В- масса навески после сушки, г.
Допускается влажность не более 0,5 %. Наличие азота в транспортных баллонах следует проверять не реже 1 раза в месяц. При падении давления ниже 12 МПа баллоны должны быть заменены. Одновременно с проверкой степени заполнения баллонов производится осмотр редукторов, проверяется наличие пломб, исправность соединении, трубопроводов, правильность положений запорных органов, кранов и т. п. Не реже 2 раз в год необходимо осматривать насадки-распылители и в случае необходимости прочищать их выходные отверстия.
После каждого срабатывания установки система трубопроводов должна быть тщательно продута сжатым азотом из отдельного баллона через редуктор, понижающий давление.
При внутреннем повреждении трансформатора с выбросом масла через выхлопную трубу или через нижний разъем (в случае среза болтов или деформации фланцевого соединения) и последующем возникновении пожара внутри трансформатора средства пожаротушения следует подавать внутрь него через верхние люки и через деформированный разъем.
При развившемся пожаре на трансформаторе необходимо также защищать от воздействия высокой температуры с помощью водяных струй несущие металлические конструкции, проемы и находящееся вблизи электрооборудование; при этом с ближайшего оборудования, находящегося в зоне действия водяной струи (особенно ее компактной части), должно быть снято напряжение и оборудование должно быть заземлено.
При возникновении пожара на трансформаторе не допускается производить слив из него масла, так как это может привести к повреждению внутренних обмоток и значительно усложнит тушение пожара.
Пожары на трансформаторных подстанциях тушат также при помощи пены средней кратности. В этих случаях тушение начинают с ликвидации горения разлившегося около трансформатора масла, а после этого пеногенераторы переводят для подачи пены непосредственно на поверхности трансформатора.
При пожарах в распределительных устройствах горение изоляции кабелей, муфт, воронок может быть ликвидировано воздушно-механической пеной, водой, двуокисью углерода, порошковыми и галоидопроизводными составами. Горение масла ликвидируется аналогично вышеописанному. При горении изоляции аварийная камера должна быть во всех случаях отключена от системы сборных шин. При тушении пожара внутри помещений рекомендуется применять стволы-распылители малой производительности, поскольку требуемая интенсивность подачи огнетушащего средства обычно незначительна, а излишнее количество пролитой воды и особенно пены может послужить причиной перекрытия фаз, пробоев изоляции и КЗ.

Для успешной борьбы с пожарами в распределительных устройствах часто возникает необходимость удаления дыма и снижения температуры в помещениях. Для этой цели обычно используются дымососы, имеющиеся на вооружении пожарных подразделений; дымососы следует использовать для работы на выброс с отводом дыма за пределы помещения. При удалении дыма дымососами необходимо, чтобы все жалюзийные решетки в здании были закрыты, а дверные проемы защищены брезентовыми перемычками.
Пример 12. Пожар произошел на ГЭС из-за КЗ в приставном кабельном вводе на 220 кВ с последующим взрывом блочного трансформатора.
При взрыве верхняя часть металлического кожуха ввода весом 50 кг была отброшена на расстояние 30 м и упала на покрытие машинного зала; началось горение масла в трансформаторе и приямке дренажной системы. Под трансформаторами, имеющими по 59 т масла, располагался кабельный туннель. На каждый блочный трансформатор работали четыре агрегата ГЭС.
При возникновении пожара включились два пожарных насоса и спринклерная система пенного тушения аварийного трансформатора. Однако верхняя часть (покрытие) трансформатора и горянке в нем масло оказались вне зоны действия стационарной системы пенного тушения.
Дежурный инженер, получив множество сигналов об аварии на трансформаторе и не разобравшись в обстановке, с пульта управления включил стационарные системы водяного тушения в четырех отсеках кабельного туннеля под трансформаторами. На первой минуте работы в спринклерной системе пенного тушения аварийного трансформатора произошел разрыв водопроводной трубы диаметром 200 мм и подача пены практически прекратилась. Разрыв трубы и включение стационарных систем тушения в четырех кабельных отсеках привели к резкому падению давления в противопожарном водопроводе. Запуск третьего (резервного) пожарного насоса на насосной станции ожидаемого эффекта не дал. В результате организованной первой пенной атаки пожарными подразделениями было ликвидировано горение масла в приямке дренажа под аварийным трансформатором и тем самым был обеспечен доступ к заглушке, установленной на фланце задвижки слива масла. Заглушка была снята и был начат выпуск масла из трансформатора в дренажную систему. После второй атаки пожар был ликвидирован.
На практике в качестве предохранительного защитного устройства, выполняющего функции противопожарной преграды, может использоваться противопожарная водяная завеса. Она предназначена для снижения интенсивности теплового излучения от очага горения, например от горящего трансформатора. Устройство водяной завесы целесообразно в том случае, если отсутствует возможность соблюдения нормированного промежутка между трансформаторами, смежными группами трансформаторов или между трансформаторами и другим оборудованием. Обычно такая ситуация возникает при отсутствии необходимой площади.
Различают три типа водяных завес: струйные, водяного распыления и водяных штор. Тип водяной завесы выбирают в зависимости от высоты защищаемых объектов и требуемой высоты самой завесы. Последний показатель определяется в зависимости от наличия вводных изоляторов у трансформатора. В табл. 6 приведены некоторые сравнительные характеристики водяных завес по зарубежным данным.
Таблица 6. Сравнительные характеристики водяных завес

1. Общие положения

1.1. Настоящая инструкция разработана в соответствии с Правилами противопожарного режима в Российской Федерации, утв. постановлением Правительства РФ от 25.04.2012 № 390, и устанавливает требования пожарной безопасности для трансформаторной подстанции.
1.2. Каждый работник должен четко знать и выполнять требования Правил противопожарного режима, не допускать лично и останавливать действия других лиц, которые могут привести к пожару или загоранию.
1.3. Работники должны проходить противопожарный инструктаж, регулярно участвовать в противопожарных тренировках и проходить проверку знаний Правил противопожарного режима.
1.4. Работники должны быть обучены приемам работы с огнетушителем, пожарным краном в случае пожара и знать место их установки, которое обозначено знаками.

2. Меры пожарной безопасности на трансформаторной подстанции

2.1. Трансформаторные подстанции должны быть защищены от попадания в них снега и дождя.
2.2. Двери всех трансформаторных помещений должны быть выполнены из негорючих материалов и открываться наружу или в другое помещение, не связанное с постоянным пребыванием людей и не являющееся эвакуационным путем.
2.3. Доступ в трансформаторные помещения должен быть ограничен.
2.4. Надежная эксплуатация трансформаторов и их пожарная безопасность должны обеспечиваться:
содержанием в исправном состоянии устройств охлаждения, регулирования и защиты оборудования;
качественным выполнением ремонтов основного и вспомогательного оборудования, устройств автоматики и защиты.
2.5. Маслоприемные устройства под трансформаторами должны содержаться в исправном состоянии для исключения при аварии растекания масла и попадания его в кабельные каналы и другие сооружения.
2.6. Запрещается при пожаре на трансформаторе сливать масло из корпуса, так как это может привести к распространению огня на его обмотку и затруднить тушение пожара.
2.7. В местах установки пожарной техники должны быть оборудованы и обозначены места заземления.
2.8. Запрещается включение в эксплуатацию трансформаторов на электростанциях и подстанциях, если не обеспечена полная готовность к работе установок пожаротушения, предусмотренных проектом.
2.9. Пуск автоматической установки пожаротушения трансформатора (реактора) должен производиться только после снятий напряжения при срабатывании газовой и дифференциальной защиты и дистанционно со щита управления.
2.10. При любом виде пуска установки пожаротушения на трансформаторе должны быть отключены через выходные реле все его выключатели. Установки пожаротушения должны приводиться в действие после отключения выключателей или при отсутствии напряжения на трансформаторе.
2.11. В установке пожаротушения трансформатора должна предусматриваться выдача сигнала на закрытие отсечного клапана, устанавливаемого в трубопроводе масла между трансформатором и расширителем. Последующее открытие клапана производится вручную.
2.12. Необходимо свести к минимуму выделение токсичных газов и непрозрачного дыма из трансформатора в случае пожара.

3. Действия работников при пожаре

3.1 Работник, обнаруживший пожар или признаки горения (задымление, запах гари, повышение температуры), немедленно должен сообщить по телефону в пожарную охрану и сотрудникам охраны, указать объект и место возникновения пожара, сообщить свою фамилию.
3.2. При возникновении пожара в трансформаторном помещении необходимо:
проверить, отключился ли автоматический масляный выключатель загоревшегося трансформатора, если нет, то немедленно его отключить;
отключить загоревшийся трансформатор разъединителями от высокого и низкого напряжения;
открыть аварийный вентиль для слива масла из горящего трансформатора в маслосборное устройство (емкость);
приступить к тушению пожара имеющимися огнетушителями, а в крайнем случае - песком;
при угрозе переброски огня на аппаратуру, находящуюся под горящим трансформатором, или осаждении копоти и сажи на работающую аппаратуру и воздушные провода принять меры к снятию с них напряжения.

Обеспечение пожарной безопасности на электрических подстанциях (ПС) требует грамотного и ответственного подхода, ведь несмотря на то, что вероятность пожара в подстанции мала, последствия возгорания могут стать катастрофическими из-за тонн взрывоопасного трансформаторного масла. Чтобы свести все возможные риски к нулю, при установке защитных систем требуется использовать только самое надёжное оборудование. На примере крупнейшей подстанции Подмосковья - «Одинцово» - рассмотрим передовые технологии в области пожарной безопасности.

Новый энергообъект Подмосковья

Сегодня ПС «Одинцово» обеспечивает электроэнергией более 40 тыс. потребителей в промышленном, социальном и жилом секторах одноимённого района Московской области. Подстанция была построена ещё в 1938 году. За прошедшее время от первоначальной установки практически ничего не осталось, так как объект постоянно модернизируется и совершенствуется. В 2014 г. завершилась очередная реконструкция, ставшая самой масштабной в энергетической отрасли Подмосковья за последние несколько лет. Основной задачей проведённых работ было увеличение мощности подстанции со 120 до 286 МВА. Для этого потребовалось строительство КРУЭ 1 110 кВ, монтаж четырёх трансформаторов (два по 63 МВт внутренней установки и два по 80 МВт наружной), монтаж закрытых распределительных устройств (10 и 6 кВ). Проект финансировался по губернаторской программе «Наше Подмосковье», капиталовложения составили 1568,9 млн. руб 2 .

Реконструкция помогла решить давнюю задачу - ликвидировать дефицит мощности в Одинцовском районе. Энергообъект позволит построить почти 1,5 млн кв. м нового жилья - это пятая часть от общего показателя во всём Подмосковье и два годовых объёма в Одинцовском районе и западной части Новой Москвы. Благодаря ПС «Одинцово» стало возможным появление первой ветки наземного метро на участке Москва – Одинцово. Кроме того, повышение мощности подстанции увеличило надёжность электроснабжения железнодорожных веток на Белорусском и Киевском направлениях.

Питающий центр нового поколения

При оборудовании распределительной подстанции в Одинцово использовались разработки только ведущих производителей - компаний «Бреслер», ОАО «Электрозавод», Siemens, GRUNDFOS и пр. Впервые в Московском регионе на базе ПС «Одинцово» началось использование КРУЭ 110 кВ, разработанного китайской компанией XD Electric и произведённого в России. Олег Бударгин, глава ОАО «Россети», отметил, что реализация данного проекта является показательным примером успешного международного энергетического сотрудничества России и Китая и открывает широкие возможности для дальнейшей реализации программы развития электроэнергетики Московской области. КРУЭ отличается компактностью: если ранее комплектное распределительное устройство занимало более 5800 кв. м, то сейчас оно располагается в зале площадью всего 238 кв. м, то есть в 24 раза меньшей. За счёт того, что оборудование КРУЭ находится в закрытом помещении, оно полностью защищено от воздействия внешней среды, экологично и бесшумно.

Подстанция «Одинцово» максимально отвечает требованиям надёжности, эффективности и безопасности. В ходе проекта смонтированы новейшие цифровые системы связи, телемеханики, оптоволоконные каналы связи. Организован отвод масла от силовых трансформаторов, благодаря которому исключается возможность загрязнения почвы нефтепродуктами. Безопасность ПС и окружающих её построек обеспечивает современная система пожаротушения, которая стала одним из самых технически сложных и грамотных с инженерных решений, реализованных за последнее время. Проект признан лучшим в номинации «Безопасность» на региональном этапе всероссийского конкурса «Премия Грундфос-2014» 3 . Ознакомимся подробнее с устройством защиты от огня на рассматриваемой ПС 110 кВ.

Защита от огня

Пожаротушение ПС «Одинцово» выполнено в соответствии со всеми действующими нормативными документами, в частности СО 34.49.101-2003 «Инструкция по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий» и СП 5.131130.2009 «Система противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические». Для обеспечения безопасности предусмотрено:

• Автоматическое пожаротушение автотрансформаторов распылённой водой при помощи дренчерных оросителей ОПДР-15;
• Автоматическое пожаротушение кабелей закрытой подстанции при помощи дренчерных оросителей ДВВо-10;
• Наружное пожаротушение зданий и сооружений из пожарных гидрантов, установленных на кольцевом противопожарном водопроводе;
• Внутреннее пожаротушение в зданиях из пожарных кранов.

Грамотно подобрать оборудование для каждого из указанных процессов помогли соответствующие вычисления. Так, расчётный расход воды для пожаротушения на подстанции складывается из трёх составляющих: объём воды на автоматическое тушение трансформатора, расход из внутренних пожарных кранов и от наружного пожаротушения. В итоге суммарное расчётное потребление воды на нужды пожаротушения составляет 118,4 л/с, или 427,0 м3/час, а требуемый напор в системе – 82,0 м. Необходимое давление воды в системе противопожарного водопровода достигается при помощи комплектной насосной установки Hydro MX от GRUNDFOS, ведущего мирового производителя насосного оборудования. Это оборудование может применяться в спринклерных и дренчерных системах водяного и пенного пожаротушения, а также в системах с гидрантами.

Данная установка Hydro MX базируется на двух консольно-моноблочных насосах серии NB (один рабочий, один резервный) производительностью 427,0 м3/час, напором 62 м и мощностью 110 кВт каждый. Управление насосами осуществляется при помощи системы управления Control MX. Такое решение способно в случае аварии быстро обеспечить подачу больших объёмов воды. «Помещение, в котором установлено оборудование пожаротушения, имеет небольшую площадь, что сыграло существенную роль при реализации проекта, но благодаря компактным размерам установки Hydro MX мы успешно справились с данным ограничением, - отмечает Евгений Стренаков, проектировщик компании «СевЗап НТЦ» филиал «Институт Тулаэнергосетьпроект», занимавшейся реализацией проекта на ПС «Одинцово». - На сегодняшний день система пожаротушения подстанции «Одинцово» прошла испытания и введена в эксплуатацию».

Всё по-новому

Решающим фактором при выборе оборудования для системы пожаротушения стало то, что установки Hydro MX собираются в России, в подмосковном городе Истра, а их компоновка и алгоритмы функционирования разработаны в соответствии с ФЗ №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и сводом правил СП 5.131300.2009 «Системы противопожарной зашиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические». Кроме того, в 2014 г., после вступления в действие нового ГОСТ Р 53325-2012 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики», «ГРУНДФОС» представил обновлённые установки Hydro MX 1/1 с приборами управления пожарными (ППУ) Control MX 1/1.

Оборудование стало универсальным: теперь одна установка может использоваться для дренчерного и спринклерного пожаротушения и в системе с кранами и гидрантами. Также расширены возможности регулирования - при помощи ППУ можно выявлять такие неисправности силовых и сигнальных линий, как обрыв и короткое замыкание, а также управлять одной задвижкой с электроприводом (3х380 В). «Несмотря на то, что после принятия ГОСТ Р 53325-2012 прошло почти 1,5 года, его требованиям соответствует лишь 20% противопожарного оборудования, присутствующего сейчас на рынке, - акцентирует внимание Роман Марихбейн, руководитель по развитию бизнеса Департамента промышленного оборудования компании «ГРУНДФОС». - Главное преимущество обновлённых установок Hydro MX от GRUNDFOS - полное соответствие всем отечественным нормам».

Самый печальный пример пожара на трансформаторной подстанции в истории отечественной энергетики - возгорание ПС на Васильевском острове в Санкт-Петербурге в 2002 году. Тогда в огне оказались четыре масляных трансформатора, и каждую минуту мог прогреметь взрыв. Сотрудники полиции эвакуировали людей и оцепили потенциально опасную зону. Чтобы ликвидировать аварию, пришлось обесточить огромный район - сотни домов, больницы и детские сады остались без электричества, пропала связь со станциями «скорой помощи», остановился электротранспорт. Город оказался на грани чрезвычайного положения. Как выяснилось позже, загоревшаяся подстанция была построена в 1926 году, а последний ремонт и замена оборудования проводились на ней в 1970-х гг. Этот случай ещё раз доказывает важность своевременной реконструкции энергообъектов и необходимость использования опыта уже реализованных проектов, таких как ПС 110 кВ «Одинцово».

Пресс-служба компании «ГРУНДФОС»

1 Комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией

2 Согласно данным «Схемы перспективного развития электроэнергетики Московской области на период 2014-2018 гг.»

3 Традиционный всероссийский конкурс компании «ГРУНДФОС», цель которого – развитие современных инженерных систем зданий и сооружений. В 2014 г. за звание лучшего боролись более 830 проектов из всех федеральных округов.

Одним из сравнительно новых направлений развития автоматизации в электроэнергетике является создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) электрической подстанции. Переход к массовой цифровизации в различных отраслях экономики в этом отношении не обошел стороной и объекты сетевой инфраструктуры

Ярослав Мироненко
Заместитель генерального директора АО "РЭС Групп"

АСУ ТП подстанции представляет собой одновременно программно-технический комплекс (ПТК), решающий различные задачи сбора, обработки, анализа, визуализации, хранения и передачи технологической информации и автоматизированного управления оборудованием трансформаторной подстанции, и соответствующие действия персонала по контролю и оперативному управлению технологическими процессами подстанции, выполняемые во взаимодействии с данным ПТК. Одним из модулей, входящих в состав АСУ ТП подстанции, помимо чисто технологических (определение ресурса РПН трансформаторов, контроль состояния изоляции высокого напряжения, анализ аварийных ситуаций, контроля и управления электропотреблением), является модуль обеспечения безопасности энергообъекта.

Ключевые компоненты безопасности

Безопасность обеспечивается целым комплексом различного оборудования, интегрированного в АСУ ТП, в том числе системами:

• релейной защиты и автоматики;
• автоматического пожаротушения;
• охранной сигнализации;
• контроля и управления доступом на объект;
• автоматической пожарной сигнализации и управления эвакуацией.

К модулю технологической безопасности также можно отнести системы охлаждения трансформаторного оборудования и аварийного оперативного питания. Все вышеперечисленные системы тесно интегрированы между собой, что позволяет повысить безопасность энергообъекта.

Функционирование модуля пожарной безопасности

Обычно интеграция систем пожарной безопасности представляет собой связь между системами пожарной сигнализации, пожаротушения и оповещения о пожаре. В редких случаях питание данных систем может осуществляться от единой шины аварийного питания, но зачастую для каждого контрольно-исполнительного прибора предусматривается собственная аккумуляторная батарея. При включении модуля пожарной безопасности в АСУ ТП подстанции количество перекрестных связей между отдельными системами пожарной безопасности и технологическими системами автоматики резко возрастает.

Пожарная сигнализация в системе сбора и передачи данных

Наиболее простым примером является включение подсистемы автоматической пожарной сигнализации в интегрированную систему сбора и передачи телеинформации. Такие решения используются для организации непрерывного автоматизированного сбора данных о параметрах электрической сети и учета электроэнергии на необслуживаемых трансформаторных подстанциях, начиная с уровня напряжения 6–10 кВ. Система собирает сведения о положении коммутационных аппаратов и состоянии РЗА, данные об электрических величинах тока, напряжения, мощности и энергии с приборов учета электроэнергии и датчиков телемеханики, а также информацию с датчиков охранной (открытия дверей и окон, движения, проникновения в шкафы с оборудованием) и пожарной сигнализации и передает их в единый диспетчерский центр электросетевой организации. В случае возникновения внештатной ситуации ответственный диспетчер сможет оперативно на нее отреагировать.

Данный подход нашел свое отражение в технической политике крупнейшей сетевой организации Российской Федерации ПАО "Россети", в соответствии с которой для оперативного контроля и управления сетевыми объектами 6–10 кВ предусматривается передача данных от датчиков и приборов пожарной сигнализации в соответствующую автоматизированную систему технологического управления.

Автоматика пожаротушения

Помимо данных от датчиков автоматической пожарной сигнализации, в диспетчерский центр сетевой организации также могут поступать данные от системы автоматического пожаротушения. Это может быть как общая диспетчерская информация для отслеживания готовности системы (например, данные самодиагностики), так и сведения о включении режима "Тушение" и связанных с этим процессов.

В данном случае информация от системы пожаротушения может использоваться АСУ ТП подстанции для передачи в другие системы, например:

• в систему контроля и управления доступом для блокирования доступа к помещению с пожаром;
• в систему оповещения о пожаре для информирования персонала;
• в систему управления вентиляцией для отключения приточной вентиляции.

Такое взаимодействие противопожарных и инженерных систем в настоящий момент активно используется на самых различных объектах без интеграции с АСУ ТП. Специфика электроэнергетической отрасли в этом случае заключается в необходимости работы единого диспетчерского центра, который, как правило, уже существует для технологического контроля и управления энергообъектом.

Обеспечение технологической защиты

Система автоматического пожаротушения может не только передавать данные в АСУ ТП, но и принимать их. Автоматика пожаротушения в составе модуля "Технологическая автоматика объектов электроэнергетики" включена в контур работы релейной защиты и автоматики (РЗиА) согласно стандарту "Системный оператор единой энергетической системы" СТО 59012820.29.020.002-2012. РД 34.15.109-91 "Рекомендации по проектированию автоматических установок водяного пожаротушения масляных силовых трансформаторов" установлено, что пуск пожаротушения трансформатора должен предусматриваться от следующих защит, действующих на отключение трансформатора:

• 2-й ступени газовой защиты;
• дифференциальной защиты;
• устройства контроля изоляции вводов для блочных трансформаторов, соединенных с генераторами без выключателей, для трансформаторов, устанавливаемых в помещениях, и для трансформаторов, устанавливаемых на объектах без постоянного обслуживающего персонала.

Для понимания необходимости интеграции РЗиА с автоматикой пожаротушения для указанных защит могут быть представлены следующие характеристики.

Газовая защита

Газовая защита предназначена для отключения трансформатора 110 кВ и выше от сети в случае возникновения внутренних повреждений в баке силового масляного трансформатора. Принцип действия данного защитного устройства основан на движении поплавка в масле расширительного бака трансформатора, который замыкает/размыкает пару контактов автоматики. В случае межвитковых коротких замыканий либо при нарушении изоляции листов стали магнитопровода трансформатора образуется газ, который вытеснят масло из бака реле, поплавок опускается, контакты замыкаются. Реле также может сработать при критическом уровне масла в баке трансформатора. Все вышеперечисленные ситуации являются аварийными, потенциально пожароопасными.

Дифференциальная защита

Дифференциальная защита трансформатора является основной защитой трансформатора и служит для защиты от коротких замыканий обмоток трансформатора и токопроводов, находящихся в зоне действия данной защиты. Принцип действия данной защиты основан на сравнении токов нагрузки каждой из обмоток трансформатора. В нормальном режиме на выходе реле дифференциальной защиты отсутствует ток небаланса. В случае возникновения короткого замыкания возникает ток небаланса – дифференциальный ток, и реле действует на полное отключение трансформатора от сети. Короткое замыкание в обмотке трансформатора является наиболее пожароопасной технологической аварией на подстанции.

Устройства контроля изоляции вводов

Для выявления повреждений внутренней изоляции вводов в начальной стадии применяются устройства контроля изоляции вводов. Принцип их действия основан на измерении суммы трехфазной системы токов, протекающих под воздействием рабочего напряжения через изоляцию трех вводов, включенных в разные фазы трансформатора. Повреждение изоляции высоковольтного ввода может спровоцировать возгорание в трансформаторе.

Таким образом, работа указанных защит непосредственно связана с обеспечением пожарной безопасности на трансформаторной подстанции. Необходимо отметить, что согласно РД 34.15.109-91 последовательное включение пусковых органов указанных защит, запускающих установку пожаротушения, не допускается.

`Пуск пожаротушения и отключение трансформатора

Помимо запуска противопожарной автоматики от технологических защит, возможна и обратная ситуация. Помещение, в котором размещается трансформатор, оснащается автоматической пожарной сигнализацией для защиты трансформаторов при возникновении пожара в помещении. В случае сработки АПС на объектах без постоянного обслуживающего персонала происходит не только пуск пожаротушения, но и аварийное отключение трансформатора. Для энергетических объектов с постоянным пребыванием персонала автоматический пуск установки пожаротушения должен дублироваться дистанционным включением (отключением) дежурным персоналом со щитов управления, а также по месту установки запорной арматуры и насосов. Отключение трансформатора от сети является обязательным условием пуска пожаротушения. В соответствии с РД 153-34.0-49.101-2003 "Инструкция по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий" пуск установки пожаротушения трансформатора (реактора) должен производиться через устройство контроля отключения его выключателей со всех сторон электропитания. Таким образом, обеспечивается интеграция системы телесигнализации о состоянии трансформатора и пожаротушения.

Подобная практика интеграции системы пожаротушения на подстанции и систем технологической защиты отражена не только в российских нормативных документах, но и в зарубежных стандартах и рекомендациях. Так, согласно Руководству по обеспечению пожарной безопасности трансформаторов, выпущенному рабочей группой А2.33 Международного совета по большим системам высокого напряжения CIGRE, предупреждением об обнаружении неисправности трансформатора и командой запуска активной системы обеспечения пожарной безопасности (например, системы газового или водяного пожаротушения) может служить сигнал, полученный от устройства сброса давления или от газового реле Бухгольца.

Нормативные противоречия

П. 3.2.56 ПУЭ сообщает, что на дифференциальную и газовую защиты трансформаторов, автотрансформаторов и шунтирующих реакторов не должны возлагаться функции датчиков пуска установки пожаротушения и пуск схемы пожаротушения указанных элементов должен осуществляться от специального устройства обнаружения пожара. Налицо противоречие в нормативных документах. Однако Главтехуправление Министерства энергетики и электрификации СССР решением от 27 сентября 1985 г. № 3–5/85 приостановило действие данного пункта ПУЭ и ввело описанную выше схему пуска автоматики пожаротушения трансформаторов. Полный текст решения приведен в РД 34.49.104 (РД 34.15.109-91) "Рекомендации по проектированию автоматических установок водяного пожаротушения масляных силовых трансформаторов".

Контроль и управление обстановкой на различных уровнях

Помимо интеграции пожарной автоматики в АСУ ТП, многие крупные электроэнергетические компании внедряют отдельные системы управления безопасностью. Примером может послужить внедрение комплексной автоматизированной системы управления безопасностью (КАСУБ) в ПАО "ФСК ЕЭС". Данная система используется с 2010 г. и предназначена для повышения уровня безопасности энергообъектов, в том числе в части обеспечения антитеррористической и общественной безопасности, в условиях чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера, снижения рисков нештатных ситуаций, в том числе вероятности их возникновения, а также для системной интеграции систем безопасности и средств автоматизации органов управления. КАСУБ объединяет множество модулей и непосредственно связана с диспетчерскими центрами АСУ ТП подстанций. Основная цель внедрения таких решений – это возможность контроля и управления обстановкой на объекте при аварийной ситуации со стороны различных уровней организации энергетической компании.

Усложнение пожарной автоматики на энергообъектах, ее интеграция с технологическими защитами, внедрение комплексных систем управления безопасностью – все это в конечном итоге предпринимается для обеспечения безопасности подстанций, снижения угрозы здоровью и жизни людей. И хотелось бы, чтобы дальнейшее развитие автоматизации в данной области ориентировалось именно на эту цель как на первостепенную.