基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于柔性直流换流变的消防控制启动技术，特别是一种基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统，包括两套感温电缆，在原有基础上增加换流变的阀侧升高座、网侧升高座、套管根部三个位置的感温电缆布线和缠绕；还有三套三套火焰探测器，在高位布置一套和在低于换流变的隔声屏障处水平对角分布两套；还有消防逻辑控制系统，三套火焰探测器采用“或”逻辑作为1个报警出口，然后再与2套感温电缆温度报警按照“三取二”的逻辑原则出口，与换流变网侧断路器跳闸动作一起触发启动消防装置灭火。本发明专利技术的优点在于：即防止误动又防止拒动、增加防护控制全面性、保障柔性直流换流站可靠、稳定运行。

A New Flexible DC Converter Fire Extinguishing System Based on Three-to-Two Mode

The invention relates to a fire control start-up technology for flexible DC converter, in particular to a new type of flexible DC converter fire extinguishing system based on three-to-two mode, which includes two sets of temperature-sensitive cables, three sets of temperature-sensitive cables at the valve side elevator, net side elevator and casing root, and three sets of flame detection. The fire-fighting logic control system includes three sets of flame detectors, which use \or\ logic as an alarm exit, and then exit with two sets of temperature-sensitive cable temperature alarm according to the logic principle of \three to two\ and trigger the fire-fighting equipment together with the trip action of circuit breaker on the side of the converter network. Put out the fire. The invention has the advantages of preventing misoperation and rejection, increasing comprehensive protection control and ensuring reliable and stable operation of flexible DC converter station.

【技术实现步骤摘要】
基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统
本专利技术涉及一种用于柔性直流换流变的消防控制启动技术，特别是一种基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统。
技术介绍
柔性直流换流站中核心高压电气设备除了用于实现交、直变换的IGBT换流阀外，换流变压器（以下简称为换流变）也是核心关键设备之一。现有技术中，高压柔直直流换流变配置的相关消防灭火措施至关重要，柔性直流换流站换流变消防灭火装置一般是参照特高压直流站配置变压器泡沫喷淋灭火系统或水喷雾灭火系统，参照附图1，包括有两套缆式线型感温电缆、断路器跳闸信号接收单元以及逻辑触发装置，所述两套缆式线型感温电缆以双层分布方式缠绕在换流变设备本体、油枕及输油管上，且该两套感温电缆的逻辑信号输出端通过一逻辑判断装置与逻辑触发装置的输入端连接，而断路器跳闸信号接收单元则与逻辑触发装置的另一输入端连接，当出现火灾时，两套感温电缆均发出逻辑信号，此时逻辑判断装置在接收到两套感温电缆的逻辑信号后（逻辑和），发送触发信号到逻辑触发装置，另外断路器跳闸信号接收单元也发送换流变网侧断路器跳开位置信号到逻辑触发装置，逻辑触发装置在收到上述两个信号后发送触发启动信号到换流变消防装置，从而启动消防装置进行灭火。上述现有消防灭火的控制系统存在如下不足之处：1、两套感温电缆逻辑和的控制方式是为了防止误动，但是同样会带来拒动的情况，而无论是误动还是拒动都会导致灭火不及时；2、火灾的起因多种多样，虽然感温电缆已经分布在最受影响的三个地方，但是该三个地方并非绝对的起因，一旦火灾发生在其他地方，甚至引起明火却一时影响不到感温电缆，就可以延误灭火时机，大大影响柔性直流换流站的稳定可靠运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种即防止误动又防止拒动、增加防护控制全面性、保障柔性直流换流站可靠、稳定运行的基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统。本专利技术所述目的是通过以下途径来实现的：基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统，其要点在于，包括如下组成：1）两套缆式线型感温电缆，双层分布并缠绕在换流变本体及各个组件，包括换流变本体、油枕、输油管、换流变的阀侧升高座、网侧升高座、套管根部；每套感温电缆均为连续分布，缠绕时遇到弯曲部分通过阻燃卡具进行固定；每套感温电缆均有一逻辑信号输出端；2）三套火焰探测器，其布置安装如下：第一套火焰探测器布置在换流变压器一个侧边的防火隔爆墙中间顶部，探测范围包括换流变高处的油枕、阀侧、网侧和中性点电流互感器套管及换流变低处的本体；第二套火焰探测器和第三套火焰探测器分别安装在换流变两侧防火隔爆墙的中部，呈平面对角布置，安装高度低于换流变的隔声屏障，探测范围包括隔声屏障以内的换流变本体；每套火焰探测器均提供有一报警逻辑信号输出端；3）消防逻辑控制系统，包括有断路器跳闸信号接收单元、第一逻辑判断单元、第二逻辑判断单元和逻辑触发输出单元；三套火焰探测器的报警逻辑信号输出端分别与第一逻辑判断单元连接，而两套缆式线型感温电缆的逻辑信号输出端分别与第二逻辑判断单元连接，同时第一逻辑判断单元的逻辑信号输出端也与第二逻辑判断单元连接；第二逻辑判断单元的逻辑信号输出端以及断路器跳闸信号接收单元的信号输出端分别与逻辑触发输出单元连接；逻辑触发输出单元触发输出端与换流变消防装置的启动单元连接；第一逻辑判断单元采用“或”逻辑提供一个逻辑信号出口：当三套火焰探测器中至少有一套发送报警逻辑信号，则第一逻辑判断单元输出一个逻辑信号到第二逻辑判断单元；第二逻辑判断单元按照三取二的逻辑原则采用“或”逻辑提供一个逻辑信号出口：当两套缆式线型感温电缆和第一逻辑判断单元中至少有两组发送逻辑信号到第二逻辑判断单元，则第二逻辑判断单元输出一个逻辑信号到逻辑触发输出单元；逻辑触发输出单元采用“和”逻辑提供一个触发信号出口：当逻辑触发输出单元同时收到第二逻辑判断单元输出的逻辑信号以及断路器跳闸信号接收单元发出的换流变网侧断路器跳开位置逻辑信号，就发出一个触发信号给换流变消防装置的启动单元，启动消防装置进行灭火。所述感温电缆的连续分布是指所有设备一线连接缠绕，无抽头、无分支布线。本专利技术的技术要点包括：首先根据换流变的特性，换流变正常高压带电运行时，换流变的阀侧升高座、网侧升高座、套管根部等组件发热量没有换流变本体、油枕、输油管路高，因此本领域常规技术中并没有将之列入消防监控范围，但是在设备出现故障时，这三个位置将会出现绝缘油、或设备故障、绝缘击穿等异常工况，从而出现升温直到温度过高出现火情，另外这三个位置均有易燃易爆介质--变压器用于绝缘的油，因此本专利技术除了根据换流变的特性，还对火灾引发原因进行了多方位考虑，从而突破本领域的常规设计规范，增加了对换流变的阀侧升高座、网侧升高座和套管根部进行感温线缆的有效布线和缠绕，从而加强了换流变的探测范围，实现了全方位监测设备的温度状态，达到火灾报警探测无死区的目的，提高了换流变消防灭火系统的可靠性和全面性。其次，对于高压电力设备而言，设备本身的运行就会导致发热产生，另外火灾的产生并非都是从升温开始，也可能从火光开始，因此需要增加了三套火焰探测器。然而根据柔性直流换流站的特性，基于可安装火焰探测器的构筑物、环境条件和火焰探测器探测性能，对火焰探测器的安装位置进行了有机设计：以用于隔离换流变本体运行时发出噪音的隔声屏障Box-in为界，以换流变本体为主要监控对象，设置了高位的一套和低位的两套火焰探测器。由此利用了火焰探测器具有响应速度快、探测距离远、环境适应性好等优点实现了对换流变整体范围、着重设备本体的分布原则，提高了换流变消防灭火系统的响应速度和响应可靠性。最后，在增加火焰探测器的基础上，结合两套敷设全面的感温电缆，设计了三取二模式的逻辑判断方式，即当换流变区域出现火灾时，3套火焰探测器采用“或”逻辑作为1个报警出口，然后再与2套感温电缆温度报警按照“三取二”的逻辑原则出口，最后同时发生换流变网侧断路器跳闸动作，火灾报警系统自动启动换流变的消防灭火装置出口进行对火灾进行灭火。即增加了监测条件，又在增设基础上优化了换流变区域火灾报警系统的自动控制方式，从而有效实现即防止误动又防止拒动的自动启动控制逻辑出口方式，提高了换流变消防灭火装置的性能，可靠保障换流变及换流站的安全稳定运行。本专利技术可以进一步具体为：所述火焰探测器为一种感光式火灾探测器，或者是红外探测器，或者是紫外探测器，或者是紫外、红外复合型火焰探测器。火焰探测器用于响应火灾的光特性，即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器，根据火焰的光特性，分为对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器、对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器以及结合两种性能的复合型火焰探测器。考虑本专利技术所述换流站的特性，优选复合型火焰探测器。本专利技术对火焰探测器的要求是：探测器的视角范围为90度~120度，探测距离为30米~50米。综上所述，本专利技术提供了一种基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统，首先扩展感温电缆的敷设范围，增加换流变的阀侧升高座、网侧升高座、套管根部三个位置的感温电缆布线和缠绕；其次增加三套火焰探测器，在高位布置一套和在低于换流变的隔声屏障处水平对角分布两套；最后3套本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统，其特征在于，包括如下组成：1）两套缆式线型感温电缆，双层分布并缠绕在换流变本体及各个组件，包括换流变本体、油枕、输油管、换流变的阀侧升高座、网侧升高座、套管根部；每套感温电缆均为连续分布，缠绕时遇到弯曲部分通过阻燃卡具进行固定；每套感温电缆均有一逻辑信号输出端；2）三套火焰探测器，其布置安装如下：第一套火焰探测器布置在换流变压器一个侧边的防火隔爆墙中间顶部，探测范围包括换流变高处的油枕、阀侧、网侧和中性点电流互感器套管及换流变低处的本体；第二套火焰探测器和第三套火焰探测器分别安装在换流变两侧防火隔爆墙的中部，安装高度低于换流变的隔声屏障，在隔声屏障所围范围呈平面对角布置，探测范围包括隔声屏障以内的换流变本体；每套火焰探测器均提供有一报警逻辑信号输出端；3）消防逻辑控制系统，包括有断路器跳闸信号接收单元、第一逻辑判断单元、第二逻辑判断单元和逻辑触发输出单元；三套火焰探测器的报警逻辑信号输出端分别与第一逻辑判断单元连接，而两套缆式线型感温电缆的逻辑信号输出端分别与第二逻辑判断单元连接，同时第一逻辑判断单元的逻辑信号输出端也与第二逻辑判断单元连接；第二逻辑判断单元的逻辑信号输出端以及断路器跳闸信号接收单元的信号输出端分别与逻辑触发输出单元连接；逻辑触发输出单元触发输出端与换流变消防装置的启动单元连接；第一逻辑判断单元采用“或”逻辑提供一个逻辑信号出口：当三套火焰探测器中至少有一套发送报警逻辑信号，则第一逻辑判断单元输出一个逻辑信号到第二逻辑判断单元；第二逻辑判断单元按照三取二的逻辑原则采用“或”逻辑提供一个逻辑信号出口：当两套缆式线型感温电缆和第一逻辑判断单元中至少有两组发送逻辑信号到第二逻辑判断单元，则第二逻辑判断单元输出一个逻辑信号到逻辑触发输出单元；逻辑触发输出单元采用“和”逻辑提供一个触发信号出口：当逻辑触发输出单元同时收到第二逻辑判断单元输出的逻辑信号以及断路器跳闸信号接收单元发出的换流变网侧断路器跳开位置逻辑信号，就发出一个触发信号给换流变消防装置的启动单元，启动消防装置进行灭火。...

【技术特征摘要】
1.基于三取二模式的新型柔性直流换流变消防灭火系统，其特征在于，包括如下组成：1）两套缆式线型感温电缆，双层分布并缠绕在换流变本体及各个组件，包括换流变本体、油枕、输油管、换流变的阀侧升高座、网侧升高座、套管根部；每套感温电缆均为连续分布，缠绕时遇到弯曲部分通过阻燃卡具进行固定；每套感温电缆均有一逻辑信号输出端；2）三套火焰探测器，其布置安装如下：第一套火焰探测器布置在换流变压器一个侧边的防火隔爆墙中间顶部，探测范围包括换流变高处的油枕、阀侧、网侧和中性点电流互感器套管及换流变低处的本体；第二套火焰探测器和第三套火焰探测器分别安装在换流变两侧防火隔爆墙的中部，安装高度低于换流变的隔声屏障，在隔声屏障所围范围呈平面对角布置，探测范围包括隔声屏障以内的换流变本体；每套火焰探测器均提供有一报警逻辑信号输出端；3）消防逻辑控制系统，包括有断路器跳闸信号接收单元、第一逻辑判断单元、第二逻辑判断单元和逻辑触发输出单元；三套火焰探测器的报警逻辑信号输出端分别与第一逻辑判断单元连接，而两套缆式线型感温电缆的逻辑信号输出端分别与第二逻辑判断单元连接，同时第一逻辑判断单元的逻辑信号输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓捷，郭贤珊，杜晓磊，周杨，林传伟，彭花娜，陈盼，傅晓凌，朱秀琴，陈思华，王素芳，潘晨燕，詹银，陈琳，
申请(专利权)人：中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：福建,35