火灾报警系统在光伏电站中的应用

郭哲延 贾婷 柴丽娜 李亚娟 沈阳工学院信息与控制学院

光伏电站内主要建筑为变配电站、综合控制室，对于电压为35kV以上，单台变压器为5000kV―A以上的变电站，变压器规模属于GB50229－2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》的适用范围，消防设计可参照该规范执行，其他变电站消防设计应当执行GB50016－2006 《建筑设计防火规范》。

1 光伏方阵区的火灾危险分析

汇流箱、电池组件及电缆火灾危险。汇流箱、太阳电池组件及电缆全部露天分散布置或地埋敷设，露天布置电气设备的最大火灾隐患是杂草灌木自燃引发的火灾。

逆变器的火灾危险分析。逆变器室内布置有直流屏、逆变器、UPS等电气设备，仅逆变器的散热就高达20kW以上，其单位空间热量大于0.4kW/m3。由此可知，若逆变器室散热功能不完善，必会引发逆变器室重大火灾。

2 大型光伏电站的特征

大型并网光伏电站由光伏阵列区、升压变电站、箱式升压变、逆变器等设施组成，项目占地面积大，每50MW规模的光伏电站占地面积约为1500m亩左右。光伏电站的升压变电站与常规变电站项目类似，占地10亩左右，电气设备布置较为紧凑，设计标准成熟，设计体系严谨。

逆变器是光伏电站重要设备，它将电池组件的直流电能转换为交流电能，以实现并网发电。大型光伏电站多采用mW级逆变器，逆变器功率损耗约2%，一套1MW逆变器损耗高达20kW。

基于以上原因，根据当前光伏电站实际容量考虑，本设计将火灾报警系分为小型电站火灾报警系统和大型电站火灾报警系统的设计。

3 本设计的主要依据规范

1)《建筑设计防火规范》GB50016-2006

2)《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

3)《火力发电厂与变电站设计防火规范》 GB 50229-2006

4)《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98

4 设计范围

小型电站主要是1mW以内的低压、中压并网系统，大型电站为10mW以上的光伏电站，一般需配置火灾的自动报警系统。目前，国家暂无光伏电站设计的防火相关方面的规范，光伏电站防火设计可跟据上述规范标准进行设计。本说明将涵盖上述几种不同容量的系统防火设计要求。

5 小型电站火灾的报警系统

根据火力发电厂与变电站设计的防火规范，50mW以上机组应设置自动报警系统，故小型电站可根据实际情况按相关规范的要求设计，配置一定数量灭火器来实现防火要求。具体的设计要求如下：

本电站为E类中危险级，应置干粉灭火器。灭火器摆放应稳固，便于取用，其铭牌朝外，若灭火器设置在灭火器箱之内，灭火器箱不得上锁。灭火器的顶部距离地面高度不大于1.5m。底部的距离地面高度不宜小于0.08m，灭火器的数量每处均为二具。依照国家相关灭火器的检验标准对灭火器检查更换。

6 大型电站的火灾报警系统

本系统采用火灾自动报警系统实现对光伏电站整体监控及防护。本设计范围为无功补偿室区域火灾报警系统及光伏方阵场逆变升压室，将#1~#20逆变升压室信号及无功补偿室信号接至火灾报警控制器的主机上。

本工程火灾报警系统由火灾报警控制器、手动报警按钮、感烟探测器、声光报警器、各类模块和消防电话等组成。控制模块底边、手动报警器按钮均距所在地面1.5m，声光报警器距地面为2m。

施工应满足《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB 50166-2007)。逆变升压室间和无功补偿室及综合楼之间的信号线、电源线通过1根ZR-KVVP2-22电缆相连，逆变升压室间的消防电话线通过1根ZR-KVVP2-22的电缆相连。逆变升压室及无功补偿室内的软线沿墙穿管敷设。信号线和电源线共穿一根管敷设，消防电话线应单独穿管。主控室火灾报警系统依图纸要求施工，将所有型号线汇至中控室的火灾报警控制器中。

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