坪头水电站消防监控系统介绍

屈蕾蕾，高 瞻

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

坪头水电站装机容量180MW，发电厂房为地下厂房形式。厂区枢纽建筑物主要包括主、副厂房、主变及GIS洞室、尾水洞、交通洞、出线洞、排风洞等。

主机间内安装3台单机功率60MW的混流式水轮发电机组及相应的附属设备，分三层布置，自上而下为发电机层、水轮机层和球阀层。副厂房共分三层，第一层布置厂用低压配电盘室；第二层布置厂用变压器、蓄电池和通讯设备；第三层为中控室和直流盘室。主变洞室共分二层，第一层布置两台变压器；第二层布置GIS设备。

电站按“无人值班(少人值守)”的原则设计，采用计算机监控系统，消防监控系统设计均满足与计算机监控接口的要求。

2 消防监控系统

2.1 消防监控系统任务

坪头水电站与梯级上游的柳洪电站和美姑河集控中心共同构成“扩大厂站”，正常情况下由美姑河集控中心的运行值班人员对本电站进行监控，采用“无人值班(少人值守)”的运行管理模式。电站的火灾探测区域主要为副厂房各层、主厂房水轮机层及空压机、油处理室、主变室、GIS楼等场所。通过设置在各场所的探测器，对电站主要场所进行24小时不间断的火情监测。当探测器监测到火情时，通过系统总线自动向中央控制室的火灾报警控制器报警，火灾报警器接收到报警后，经过信息处理以液晶显示方式显示火灾的部位，通过串行通讯接口在电站消防计算机监控主机的显示器上自动显示出火灾的部位编号及该层的平面布置图，提示出火灾的处理措施。同时，根据火灾部位的不同，经过确认和延时后，自动或手动对该部位的防火排烟设备、灭火设备进行相应的控制，实施灭火及火灾隔断措施。

消防监控系统能够将工程主要的火情信息以无源接点的形式上送计算机监控系统进行监视，并可以与工业电视系统进行联动控制。

2.2 系统结构和功能

消防监控系统主要由以下设备构成：

(1)中央控制室部分：火灾报警控制屏、消防计算机监控主机。

(2)现地部分：模块箱、手动报警器、声光报警器、感烟探测器、感温探测器、红外复合火焰探测器、缆式感温探测器、极早期空气采样烟雾探测器、火灾显示盘、电源模块。

中央控制室设报警控制器，负责接收现地探测器的火情信号及防火排烟设备、灭火设备的状态信号，并通过控制模块对各防火排烟设备及灭火设备进行集中控制。在现地各防火分区，各消防设备(包括探测器、手动报警器、声光报警器、雨淋阀灭火装置、通风及排烟设备等)的信号及状态通过现地控制模块及监视模块接入系统进行监测和控制。

火灾报警控制屏包含火灾报警控制器、联动控制盘、通用输出卡。火灾报警控制器设在中央控制室的火灾报警控制屏内，接受并显示火灾探测器、极早空气采样烟雾探测器、手动报警器的报警信号，以及防火排烟设备、灭火设备的状态信号，缆式感温报警控制器的报警输出信号等。当发生火情时，报警控制器可由机内的可编程序自动控制方式，或通过面板上设置的按钮手动控制方式对发电机的水喷雾灭火设备、中控室及其它部位的风机、防火排烟阀等设备进行相应的控制。当采用可编程序自动控制时，设有60s可调的延时。延时期间可进行人工干预，中断控制指令的输出。火灾报警控制器设有RS232接口与消防计算机监控主机通信，向其传递各种火灾报警信号、防火排烟设备及灭火设备的状态信号。联动控制盘为雨淋阀设备进行独立于总线的多线直接控制。通用输出卡具有多路输出，输出接点接至电站的计算机监控系统及工业电视系统。

消防计算机监控主机采用工业级计算机，设在中央控制室内，通过RS232接口与火灾报警控制屏上的火灾报警控制器实现通讯，接收报警控制器的报警信息，并能实现报警控制器的所有控制功能。消防监控主机还应提供与远程集控中心消防监控系统的接口，实现与集控中心消防主机的通信。

现地控制部分在电站地下副厂房、空压机室、水轮机层、发电机层、主变及GIS室、出线场区域内各布置一个消防模块箱，各部位的探测器接至模块箱再向中央控制室内的火灾报警控制器报警。所有探测器的安装符合GB 50116-98《火灾自动报警系统设计规范》相关的要求。为方便备品、备件的更换使用，所有探测器均选用与柳洪电站匹配的产品，完全具备与柳洪电站相应探测器良好的互换性。

设备统计见表1。

2.3 消防监控系统的联动控制

本电站除按照国标《建筑灭火器配置设计规范》设置灭火器外，还设有针对发电机的自动灭火装置。这些灭火装置均可由中央控制室的消防监控系统、现地的灭火控制设备自动或手动控制。

2.3.1 对通风、防火排烟设备的监视和控制

当设置在各场所的火灾探测器监测到火情或值班(守)人员发现火情并按动手动报警器时，中央控制室火灾报警器的液晶显示器和消防计算机监控主机的监视器上立即自动显示出火警信息。根据中控室值班人员的火情处理指令或机内预置的程序指令，通过副厂房内的通风控制屏自动断开火灾发生部位的风机电源，停止向该层送风，并通过现地的模块箱关闭该层的防火排烟阀，以阻止火势的蔓延及烟雾的扩散。当火灾处理完毕后，根据中控室值班人员给出的复位指令或火灾报警控制器内设定的复位指令，通过设置在现地模块箱上的控制模块将防火排烟阀复位，将烟雾排出室外。

2.3.2 对水喷雾灭火系统的控制

当设置在主厂房发电机风罩内或变压器室内的火灾探测器监测到火情时，中央控制室集中报警器的液晶显示器和消防计算机监控主机的监视器上立即自动显示出火警信息，根据中控室值班人员的火情处理指令或机内预置的程序指令，通过设置在现地的模块箱动作雨淋阀的消防电磁阀，雨淋阀的喷头即开始喷水雾灭火，并将雨淋阀动作的反馈信号送至模块及联动控制卡，以确定雨淋阀是否在喷水雾；若未喷水雾，则可在现地由人工手动将雨淋阀的快开阀打开，实现雨淋阀的手动开启。当火灾处理完毕后，根据中控室值班人员给出的复位指令或火灾报警控制器内设定的复位指令，通过设置在现地模块箱上的控制模块将雨淋阀的消防电磁阀复位，或在现地由人工手动将雨淋阀的快开阀关闭，停止喷水雾。

表1 坪头水电站消防监控系统设备统计

2.3.3 对消防水处理间消防泵及稳压泵的控制

由于受场地限制无法设高位水箱，因此设置临时高压消防供水系统。包括：两台流量为500m3/h、扬程为70m的变频消防主泵，一主一备，由各点火灾报警情况控制泵的流量及启停；两套流量为5.5m3/h、扬程为70m的变频稳压泵，兼作生活泵。

正常运行时，供水主管上的压力传感器对管道内水压进行检测，并将压力信号转换为4～20mA标准信号，传至控制柜的PLC，通过PLC控制器与设定的压力值比较、运算和调节，并根据比较、运算、调节结果实施对水泵启动和变频进行控制，变频供水成套设备消防泵启动由消防报警信号控制(主变消防、主厂房、发电机层、副厂房部位的消防报警信号)以及由消防控制中心人工按钮启动。对于不同地点发生的火灾，消防控制中心通过通用输出卡反馈不同的信号送至控制柜，PLC根据此信号在保证压力的同时自动调节所需的流量。

2.3.4 与工业电视的联动

集中火灾报警控制器向电站工业电视监视系统输送全站火灾报警及消防控制系统内任何一点的火警信号，以实现工业电视监视系统监视画面与火警

信号的视频联动，提高电站的安全监控水平。本系统提供通用输出卡，支持16个点送工业电视系统。输出卡的输出接点经继电器隔离后接至电站的工业电视系统。

2.4 与美姑河集控中心的消防监控系统联网通讯

由于各个电站子系统相互独立，各火灾报警子系统可以利用各自传输网络。以美姑河集控中心为中心，设立集中监控站，每个梯级电站现场火灾报警主机作为一个独立的子系统，通过以太网连结汇总至美姑集控中心。设置在坪头水电站中央控制室的火灾报警控制器与控制中心的火灾报警控制器通过RS485接口卡进行互联，控制中心的火灾报警控制器将采集到的现场火灾情况通过RS232接口卡，并使用RS232通讯接口将信号传输至监控中心显示器监控系统，显示器监控系统能够实现对远程现场设备的操作与控制，并能够显示火灾报警部位的相关地图，提出相应的解决措施等。同时坪头水电站的火灾报警控制器通过以太网端口2个串口与远程集中控制中心联网，实现美姑河坪头水电站消防报警系统的集中控制与统一调度。由业主提供的光纤传输系统可直接视为以太网的通讯链路，实现多个子系统的网络连接。

3 结束语

对坪头水电站消防监控系统与计算机监控系统及工业电视系统的联合控制，在发生火灾报警时可以通过工业电视得到火灾报警部位的实际情况，提高了消防监控系统的可靠性，对水电站的安全运行提供了支持。