1．1 发电厂与变电所火灾的特点
　　 发电厂与变电所是能源基地，容易发生火灾的主要部位是电气设备、电缆和油系统。
　　 根据调查，我国发电厂与变电所自1999午至2007年间发生的68起严重火灾，发电厂的火灾占87．9％，变电所的火灾占12．1％。按51个火电厂所发生的火灾分析，汽轮机火灾占5，9％，油系统占29．4％，贮油罐及油系统占5．9％，变压器占13．7％，电缆占15．6％，煤粉自燃占5．9％，锅炉部分火灾占13．8％，其他占9．8％。
　　 美国国家防火协会对1978年至1993年15年间23例发电厂重大火灾的统计表明，发电厂中变压器火灾占火灾总数的15％，配电设备火灾占发电厂火灾总数的12％，电缆火灾占发电厂火灾的5％，油系统火灾占发电厂火灾的17％。
　　 总之，发电厂的电气设备、电缆、油系统的火灾事故率所占比重很大(我国在60％以上，美国也接近50％)，这是发电厂防火设计中的重点。
　　 发电厂还具有高磁频干扰，高温、高湿及高粉尘环境(运煤部分)；变电所的大型变压器又基本置于室外，存在着气候与环境的影响，消防设计必须考虑到这些特点。
　　1．2 发电厂与变电所消防设计的要点
    1．2．1 总平面防火设计要点
　　发电厂厂区的用地面积较大，建(构)筑物的数量较多，而且建(构)筑物的重要程度、生产操作方式、火灾危险性等方面的差别也较大，因此根据上述几方面划分厂区内的重点防火区域。这样就突出了防火重点，做到火灾时能有效控制火灾范围，有效控制易燃、易爆场所，保证电厂正常发电的关键部位的建(构)筑物及设备和工作人员的安全，。相应减少电厂的综合性损坏。所谓“重点防火区域”是指在设计、建设、生产过程中应特别注意防火问题的区域。提出“重点防火区域”的概念的另一目的，也是为了增强总图专业设计人员从厂区整体着眼的防火设计观念，便于厂区防火分区的划分。
　　美国的《火力发电厂防火设计规范(NFPA850)》第3章“电厂防火设计”中也对防火区域的划分做了若干规定。

3 日新电气电气防火
　　3．1 电力变压器防火
　　变压器是火力发电厂的主要电力设备，最常用的是油浸变压器。变压器油是碳氢化合物，闪点为130℃左右，是可燃的液体。当变压器内部故障发生电弧闪络油受热分解气化时，箱内压力急剧升高，压力释放装置动作，可燃性气体、液体与火苗喷出会形成火灾，严重的使油箱裂开，空气进入箱内与可燃性气体混合后发生爆炸，火势很难扑灭，所以在选择、安装和使用油浸变压器时应采取防火措施。
    3．1．1 油浸电力变压器的构造及主要组件
　　油浸电力变压器，主要由铁心，绕组、出线端子、套管，储油柜、散热器、放油阀、净油器、压力释放阀等组成。图3—1一图3—5给出了火力发电厂常用的几种油浸变压器的外形图。
 
 
　　 (1)铁心。变压器的铁心是用o．35～o．5mm厚的硅钢片叠成；每片上涂绝缘漆。铁心构成了变压器的磁路。在交变磁场中铁心产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。硅钢是软磁材料，有较高的磁导率。由硅钢片叠成的铁心，可限制涡流和磁滞损耗，减小铁心发热。
4 日新电气火灾自动探测报警系统
　　4．1 火灾自动报警系统的组成
　　火灾自动报警系统是用于尽早探测初期火灾并发出警报，以便采取相应措施(例如疏散人员，呼叫消防队，启动灭火系统，操作防火门、防火卷帘、防烟、排烟风机等)的系统。
　　常用的一般分为区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。无线报警系统是近几年来国内外新推出的产品。
　　区域报警系统，一般适用于二级保护对象。
　　集中报警系统，一般适用于一、二级保护对象。
　　控制中心系统，一般适用于特级、一级的保护对象。
　　为了规范设计，又不限制技术发展，《火灾自动报警系统设计规范》对系统的基本形式规定得很原则。设计人员可在符合这些基本原则的条件下，根据工程大、中、小的规模和对联动控制的复杂程度，选用比较好的产品，组成可靠的火灾自动报警系统。
    4．1．1 区域报警系统
　　区域报警系统是由通用报警控制器或区域报警控制器和火灾探测器、手动报警按钮、，警报装置等组成的火灾报警系统，其原理框图，如图4。l所示。
 
　　 区域报警系统比较简单，但使用面很广。它可单独用在计算机房等重要部位，也可作为集中报警系统和控制中心系统中最基本的组成设备。
　　 区域报警系统设计时，应符合下列几点：
　　 ①在一个区域系统中，宜选用一台通用报警控制器，最多不超过两台。
　　 ②区域报警控制器应设在有人值班的房间。
　　 ⑧该系统比较小，只能设置一些功能简单的联动控制设备。
　　 ④当区域报警控制器安装在墙上时，其底边距地面或楼板的高度为1．3～1．5m，靠近门轴的侧面距离不小于o．5 m，正面操作距离不小于L 2m。
    4．1，2 集中报警系统
　　传统的集中报警系统是由集中报警控制器、区域报警控制器和火灾探测器等组成。近几年来，火灾报警采用总线制编码传输技术，集中报警系统成为与传统集中报警系统完全不同的新型系统。这种新型的集中报警系统是由火灾报警控制器、区域显示器(又叫复示器)、声光报警装置及火灾探测器(带地址模块)、控制模块(控制消防联控设备)等组成总线制编码传输的集中报警系统。这两种系统在国内的实际工程中都同时并存，各有其特点，设计者可根据工程的投资情况及控制要求进行选择。
　　按照《规范》规定，集中报警控制系统应设有一台集中报警控制器(或通用报警控制器)和两台以上区域报警控制器(或楼层显示器、带声光报警)。其系统框图如图 4—2所示。
 
　　 集中报警控制系统用的比较多。根据管理情况，集中报警控制器设在消防控制室，区域报警控制器(或区域显示器)设在各区域，管理比较方便。
　　 集中报警系统如图4—3～图4—5所示。这样的系统国内可生产，价格便宜，质量也比较可靠。目前，国内很多生产厂也能生产总线制带编码传输的集中报警系统。其框图如图4—5。
　　 集中报警控制系统在设计时，应注意以下几点：
　　 (1)集中报警控制系统中，应设置必要的消防联动控制输出接点和输入接点(或输入、输出模块)，可控制有关消防设备，并接收其反馈信号。
　　 (2)在控制器上应能准确显示火灾报警的具体部位，并能实现简单的联动控制。
　　 (3)集中报警控制器的信号传输线(输入、输出信号线)应通过端子连接，且应有明显的标记和编号。
　　 (4)报警控制器应设在消防控制室或有人值班的专门房间。
　　 (5)控制盘前后应按消防控制室的要求，留出便于操作、维修的空间。
　　 (6)集中报警控制器所连接的区域报警控制器应符合区域报警控制系统的技术要求。　　
4．1．3 控制中心报警系统
　　控制中心报警系统是由设置在消防控制室的消防控制设备、集中报警控制器、区域报警控制器和火灾探测器组成的火灾报警系统。由于技术的发展，该系统也可能是由设在消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器(或灯光显示装置)和火灾探测
5 变压器排油注氮灭火系统及卤代烷灭火系统的替代系统
　　 5．1 日新电气变压器排油注氮灭火系统
　　水喷雾灭火原理不容置疑，而且经过实践证明水喷雾灭火是有效的。但经过几十年的运行实践，尤其我国“三北地区”(西北、华北、东北)缺水，寒冷，风砂大，而变压器水喷雾灭火系统一般设置在室外，这给设计、安装、运行维修等提出许多问题。尤其变电所，水喷雾灭火系统的水源，往往成为变电所选址的突出制约因素
　　近十年来，设计者和使用者不断探索变压器水喷雾灭火系统的替代系统，七年前，日新电气引进PAVLN的变压器防火系统，并在我国一些变压器上使用。现在出现了日新电气引进、消化吸收PAVLN先进技术后研发生产的SUN-BPZM系列变压器排油注氮智能防护系统。针对变压器火灾事故是先爆炸后火灾的特点研制的这种系统能使变压器的火灾事故抑制在爆炸之前。这对变压器，尤其无人值班变电所变压器和旧变压器改造提供了可靠的消防设施。
    5．1．1 变压器故障及其影响
　　电力变压器是电站和变电站中最昂贵最重要的设备之一。变压器本体内含有大量的易燃性物质，变压器着火时，会将火喷至附近的设备，所以需要特别注意对变压器的保护。
　　变压器爆炸及燃烧一般是因内部绝缘破坏引起，其原因可能是过负荷、操作过电压和雷电过电压、绝缘逐渐退化、油位下降、潮湿或油酸解及绝缘套管损坏等；
　　因电气故障所引起的电弧，其产生的能量导致温度和压力骤增，迫使变压器顶盖飞脱或造成本体破坏，大量的燃油可能大面积涌出，紧接着整个设备会燃烧起熊熊烈火。
　　通过研究和用户的信息反馈，日新电气成功研制出一套系统，它可以通过在油刚一着火的时候启动灭火程序来防止变压器爆炸及着火。这个系统即SUN-BPZM系列变压器排油注氮智能防护系统，日新电气并为此系统取得多项专利权。
    5．1．2 防爆防火原理
　　当防爆防火系统运行时，变压器本体内油压发生变化，见图5—1。
　  变压器爆炸和着火通常是由绝缘击穿引起，变压器电气保护将使变压器断路器迅速跳闸(信号T1．在绝缘损坏之后0．05s到0．1 s之内出现)。
　　因电击穿而产生的电弧，其引起的能量使变压器内温度和压力骤增，变压器本体内因增大的压力会迅速驱使减压阀投运(信号T2，绝缘损坏后l s或2s内出现)。
　　 为了确保变压器可靠地在防爆防火系统起动前停止运行，防爆和防火保护装置只有在
收到信号T1及T2后才被驱动。
　　当保护系统收到此两组信号而启动时(变压器断路器跳闸及压力高)，先打开快速排油阀，将压力释放，防止变压器爆炸，同时将油枕断流阀关闭，使变压器本体油位下降至顶盖下方20cm。
　　 图5—2为变压器防爆防火系统运行的逻辑原理图。
 
　  接着，在油排出后3s，氮气从变压器的底部注人到本体内，氮气注入将使变压器内的火迅速熄灭。只有油温超过其闪点(约140℃)时，油才会燃烧。随着氮气在油中的搅拌，油温会立刻降低到闪点以下，使火在lmin内熄灭。之后，抽空变压器内的氧气代之以氮气。

7 二氧化碳灭火系统
　　工业发达国家应用二氧化碳灭火系统的历史较长。美国在1929年就颁布了世界上第一个二氧化碳灭火系统标准。至今美国每年装用的消防二氧化碳灭火剂达4万：t水平。在德国，现今二氧化碳灭火系统占各个灭火系统装设总量的15％，仅次于水喷洒系统。它们主要是将二氧化碳火火系统装用在生产作业火灾危险场所，例如，浸渍槽、熔化槽、轧制机、转轮印刷机、油浸变压器、大型发电机、烘干设备、干洗设备、炊事炉灶、喷漆生产线、电器老化间、水泥生产流程中的煤粉仓，以及船舶机舱、货舱等；近年还在扩大应用领域，如电子计算机房、数据储存问、食品仓库、烟草库、纸张库、棉花皮毛储存库、纺织机和除尘设备等场所。
　　二氧化碳来源广泛、价格低廉，亳不夸张的说，除水和砂土之外，现今灭火剂中没有比它取之容易、价格低廉的了。目前，我国除西藏、青海等地，大多数省市级城市都有消防液态二氧化碳供应，它们是生产其他产品的副产品，价格低廉。我国有蕴藏丰富的二氧化碳气田，以江苏开发的泰兴黄桥气田为例，测得储量在100亿m3以上，纯度为99％，单井层的产量可达30万m。
　　7．1 二氧化碳的灭火性质
　　二氧化碳是气体灭火剂，但它与卤代烷气体灭火剂在灭火应用方法上有不同之处，这与它自身的性质有关。
　　在常温常压条件下，二氧化碳的物态为气相。它的临界温度是31℃，临界压力为7．4MPa(绝压)，固、液、气三相共存点温度一56．6℃，该点压力0．52MPa(绝压)。在此压力以下，液相不复存在；在此温度以上，固相不复存在。故在三相点与临界点之间存于密闭容器中的二氧化碳是以液气两相共存，其压力随着温度的升高而增加。二氧化碳灭火系统设计依此情况选定两个设计储存温度，即20℃与一20'C(国际上一致)，作为设计系统的两个额定状态，而分别称其为高压储存系统与低压储存系统，其储压的设计值分别取5．2与2．1 MPa(绝压)。但实际高压储存系统的储存温度范围较宽，为0～50℃；低压储存系统的使用温度为’-20一-18℃。
　　 在灭火中，二氧化碳从储存系统喷放出来，压力会骤然下降，使二氧化碳迅即由液态转变成气态；又因焙降的关系，温度急剧下降，当其达到一56C以下，气相的二氧化碳有一部分会转变成微细的干冰(固相)。二氧化碳局部施用灭火方式正是有效地利用了这一转变过程。十冰比气体容易穿透火焰达到燃烧表面，并且干冰升华时吸热又更多地冷却燃烧表面。但二氧化碳的灭火作用主要在于窒息，冷却只是其次，它的冷却效果只相当于水的十分之一。火火中，二氧化碳施放出来，稀释空气中的氧含量，氧含量降低会使燃烧时热的产生率减小，而当热产生率减小到低于热散失率的程度，燃烧就会停止下来。不同物质在不同氧含量下燃烧，热产生率是不同的；热散失率却与燃烧物的结构有着密切关系。所以，降低氧含量所需二氧化碳的灭火浓度，一般都应针对燃烧对象通过试验进行测定。表 7—1是ISO(DIS)6183所提供的二氧化碳设计浓度和抑制时间数据。