Пожарные требования к трансформаторным подстанциям. Пожарная сигнализация и системы пожаротушения в помещениях тп и грщ. Рис.2. ороситель пенный дренчерный типа опдр

ИНСТРУКЦИЯ
по тушению пожаров на ПС 35-110кВ
электрических сетей

Инструкция разработана на основании:
“Правил пожарной безопасности в компаниях, на предприятиях и в организациях энергетической отрасли Украины”, утвержденных приказом Минтопэнерго Украины от 26.07.2005г. №343
Инструкции по организации противопожарных тренировок на предприятиях Минэнерго Украины ГКД 34.03.304-99.
Инструкция по тушению пожаров на энергетических предприятиях Минтопэнерго Украины ГКД 34.03.306-2000г.

I. Общие положения.

1.1. Настоящая инструкция устанавливает основные требования по проведению противопожарных тренировок и тушению пожаров на подстанциях 35-110кВ.
1.2. Знание настоящей инструкции обязательно для персонала группы подстанций, СПС, членов ДПД, а также личного состава пожарных подразделений.
1.3. Проведение противопожарных тренировок является одной из основных форм производственного обучения и повышения квалификации персонала.
1.4. Главными задачами проведения с персоналом противопожарных тренировок
являются:
- приобретение навыков самостоятельно и быстро принимать правильное решение по тушению и ликвидации пожара;
- отработка действий по предотвращению возможных аварий, повреждений оборудования и травм персонала во время пожара;
- организация немедленного вызова пожарной охраны при срабатывании установок автоматической противопожарной защиты, обнаружения задымления или загорания;
- отработка взаимодействия персонала группы подстанций с личным составом пожарных частей;
-определение правильных методов тушения пожара на оборудовании, особенно в электроустановках, находящихся под напряжением;
- приобретение навыков четких и быстрых действий по переключениям оборудования для предупреждения развития пожара и аварии;
-приобретение навыков оказания первой медицинской помощи потерпевшим при пожаре.

2. Проведение противопожарных тренировок.

2.1.Противопожарные тренировки подразделяются на цеховые, совместные и индивидуальные.
2.2. Цеховые тренировки проводятся с персоналом группы подстанций, не менее 3 раз в год.
2.3.Совместные тренировки проводятся с пожарными подразделениями государственной пожарной охраны по графикам не менее одного раза в год
2.4. Индивидуальные противопожарные тренировки проводятся с вновь принятыми на работу, а также с отдельными работниками, которые получили неудовлетворительные оценки при плановой противопожарной тренировки.
2.5. Цеховые тренировки допускается совмещать с противоаварийными тренировками персонала.
2.6. Каждый работник из числа оперативного и оперативно-производственного персонала 1 раз в квартал, производственный персонал 2 раза в год должен принять участие в плановых тренировках.
2.7. Тематика и график цеховых тренировок составляются ежегодно и утверждаются руководителем предприятия.
2.8. Тематика и график совместных тренировок с участием пожарных частей составляется на год и утверждается руководителем предприятия и начальником Главного управления МЧС Украины в области.
2.9.Руководителями противопожарных тренировок назначаются:
- цеховой, индивидуальной - начальник группы подстанций или мастер
- совместной - должностное лицо государственной пожарной охраны.
2.10. Программы конкретных тренировок составляются на основе утвержденной тематики и утверждаются их руководителями.
2.11. После окончания тренировки руководитель противопожарной тренировки подводит итоги и дает оценку проведенной тренировке, а также индивидуальную оценку всем ее участникам (удовлетворительно, неудовлетворительно).
2.12. Результаты каждой тренировки заносятся в журнал учета противопожарных тренировок.
2.13. Если в целом участники тренировки не справились с поставленной задачей или большинство участников (50% и более) получили неудовлетворительные оценки, то тренировка по этой теме должна быть повторена в следующие сроки:
- цеховая - через 10 дней:
- совместная - в срок согласованный должностным лицом государственной пожарной охраны.
2.14. С отдельными участниками, получившими неудовлетворительные оценки при плановой тренировке необходимо проводить индивидуальные тренировки, результаты которых вносятся в журналы учета противопожарных тренировок.

3. Требования по разработке оперативных планов и оперативных карточек действий персонала при пожаре.

3.1.Оперативный план тушения пожара составляется для базовых подстанций и является основным документом, который устанавливает порядок организации тушения пожаров на подстанциях, взаимодействия персонала групп подстанций и личного состава пожарных подразделений, которые прибыли на место пожара, а также определяет меры безопасности, обязательные для выполнения при тушении пожара.
3.2. Оперативный план тушения пожара должен состоять из текстовой части (оформленной на плотной бумаге единого формата размером не менее 210мм х 297мм) и графической.
3.3.Оперативный план разрабатывается работниками пожарной охраны МЧС Украины совместно со специалистами электрических сетей и утверждается соответственно начальником городского управления МЧС и директором электрических сетей.
3.4. При разработке плана действий персонала и пожарных подразделений в обязательном порядке учитываются вопросы необходимости сохранения непрерывного режима работы максимального количества единиц оборудования для обеспечения потребителей электрической энергией при конкретном пожаре, а также условия обеспечения безопасности.
3.5.После разработки и утверждения оперативного плана тушения пожара на подстанции план необходимо довести до сведения каждого работника группы подстанций.
3.6. Для остальных подстанций напряжением 110кВ составляются оперативные карточки действий персонала при пожаре и схема размещения передвижной пожарной техники (графическая часть).
3.7. Корректировку оперативных планов и карточек необходимо выполнять в таких случаях:
- при расширении или реконструкции подстанции;
- если выявлены недостатки при проведении ежегодных совместных противопожарных тренировок или при тушении пожара;
- если выявлены недостатки при проведении проверок главным управлением МЧС Украины или службой пожарной безопасности Минтопэнерго Украины
- при получении указаний от Минтоэнерго Украины и ГУ МЧС Украины.
3.8 Оперативные планы и карточки должны находится на ЩУ ПС вместе с бланками допуска на проведение тушения пожара, схемой размещения передвижной пожарной техники.

Требования к текстовой части оперативного плана.

3.9. Текстовая часть оперативного плана должна содержать краткую характеристику подстанции, основные обязанности персонала при возникновении пожара и организации его тушения, порядок встречи и взаимодействия с прибывшими пожарными подразделениями, особенности тушения на оборудовании и электроустановках, которые находятся под напряжением.
3.10. Текстовая часть оперативного плана должна быть конкретной, без второстепенных деталей и пояснений, и содержать порядок выполнения основных обязанностей оперативного, оперативно-производственного персонала при возникновении пожара.
3.11. Учитывая особенности технологии энергетического производства в оперативном плане пожаротушения следует принимать во внимание требования безопасности при действиях личного состава пожарных подразделений и персонала гр.подстанции, а также давать конкретные и краткие рекомендации по тушению имеющегося в оборудовании трансформаторного масла.

Требования к графической части оперативного плана.

3.12. Графическая часть представляет план-схему подстанции, выполненную на белой бумаге размером не менее 29х42мм на которую наносится расположение зданий, сооружений и оборудования, первичных средств пожаротушения, а также дорог, въездов и входов в здания и т.п.
3.13. На план-схему наносятся все водоисточники с указанием расстояния от водоисточников до основного оборудования и рекомендуемого оптимального варианта прокладки рукавных линий.
3.14. Указываются наиболее оптимальный вариант расстановки пожарной техники, удовлетворяющий различные ситуации при пожаре на подстанции, и места ее заземления.
3.15. При определении мест размещения пожарной техники следует учитывать условия безопасности личного состава пожарных подразделений и техники от падения строительных конструкций, опор, высоковольтных проводов и кабелей, возможных выбросов горящего трансформаторного масла и т.п.
3.16. На плане необходимо указать места размещения пожарной техники, находящейся в резерве, а также люков (входов) в кабельные помещения.
3.17. План - схема оперативного плана пожаротушения должна рассматриваться и утверждаться начальником управления МЧС и руководителем предприятия.

Требования к составлению оперативных карточек действий персонала подстанции при пожаре

3.18. В целях рациональных действий персонала в сложной ситуации при пожаре на трансформаторах, а также в кабельных сооружениях составляются оперативные карточки действий персонала подстанции при пожаре. В них должны быть указаны технические данные трансформатора и кабельных сооружений, конкретно, без лишних пояснений, указаны действия персонала при пожаре.
3.19. На оборотной стороне карточки должен быть чертеж подстанции с нанесением оборудования, мест заземления пожарной техники, пути следования пожарной техники, расположения первичных средств пожаротушения
3.20. Оперативные карточки составляются начальником группы подстанций совместно с инженером по ПБ и утверждаются главным инженером.

4. Порядок тушения пожара.

4.1.При возникновении пожара на подстанции первый заметивший загорание должен сообщить начальнику группы подстанций (мастеру).
4.2. В свою очередь начальник группы подстанций (мастер) в их отсутствие оперативный или оперативно-производственный персонал должен немедленно сообщить о пожаре в пожарную охрану, при этом назвать адрес подстанции, место возникновения пожара, указать количество трансформаторного масла находящегося в горящем оборудовании, сообщить диспетчеру ОДС.
4.3. Начальник группы подстанций (мастер, оперативный или оперативно-производственный персонал) до прибытия первого пожарного подразделения к месту пожара является руководителем тушения пожара и обязан:
- оценить пожарную обстановку, спрогнозировать распространение пожара и возможность образования новых очагов горения;
- принять меры по созданию безопасных условий персоналу и л/с пожарных подразделений для тушения пожара, в случае угрозы жизни людей немедленно организовать их спасение;
- произвести необходимые операции по отключению и заземлению оборудования, отключение или переключение в зоне пожара может производиться по типовым бланкам переключения или по оперативным карточкам, с последующим уведомлением диспетчера ОДС;
- мобилизовать персонал и членов ДПД на тушение пожара первичными средствами пожаротушения;
- направить для встречи пожарных подразделений лицо, хорошо знающее расположение подъездных путей и ближайших водоисточников;
- провести инструктаж по правилам БЭЭ и выдать письменный допуск на тушение пожара первому прибывшему старшему оперативному начальнику пожарной охраны.
4.4. Старший начальник пожарной охраны, прибывший к месту пожара, обязан немедленно связаться с руководителем тушения пожара, получить от него данные об обстановке на пожаре и письменный допуск на проведение тушения (приложение №1) в котором указывается, какое оборудование или какие его токоведущие части остались под напряжением, какие обесточены и принять на себя обязанности руководителя тушения пожара.
4.5. С начальника группы подстанций (мастера, оперативного или оперативно-производственого персонала) или пожарной охраны, которые не приняли на себя руководство тушением пожара, не снимается ответственность за организацию тушения пожара.
4.6. Для руководства тушением пожара организуется штаб. В состав штаба входит начальник группы подстанций (мастер, оперативный или оперативно-ремонтный персонал), который должен иметь на руке красную отличительную повязку с нанесенным знаком электрического напряжения.
4.7. При тушении пожара работа пожарных подразделений (расстановка сил и средств пожаротушения, перемена позиций, переход от одних средств пожаротушения к другим и т.п.) производится с учетом указаний представителя группы подстанций. В свою очередь представитель группы подстанций согласовывает с РТП свою работу и распоряжения, а также информирует во время пожара об изменениях в состоянии работы электроустановок и другого оборудования.

5.Тушение пожаров в электроустановках под напряжением

5.1. Основой безопасного тушения пожаров в электроустановках является строгое соблюдение организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности, а также сознательная дисциплина персонала и пожарных, участвующих в тушении.
5.2.Тушение пожаров в электроустановках под напряжением осуществляется при соблюдении таких обязательных условий:
- недопущение приближения пожарных к токоведущим частям электроустановок на расстояния до горящих электроустановок под напряжением при подаче пожарными огнетушащих веществ из ручных стволов, менее указанных в таблице

Вещества применяемые для тушения	Безопасные расстояния до горящих электроустановок под напряжением, м
	до 1кВ включительно	от 1 до 10кВ включительно	От 10 до 35кВ включительно
Компактные струи воды
Распыленные струи воды, огнетушащие порошковые составы, одновременная подача распыленной воды и огнетушащих составов
Примечание. Оптимальным с точки зрения безопасности и эффективности тушения при подаче огнетушащих веществ, перечисленных в пункте 2, является расстояние 4 м для всех уровней напряжения.

Согласование РТП с начальником ПС (мастером, оперативным, оперативно-производственным персоналом) маршрутов движения пожарных на боевые позиции и конкретное указание их каждому пожарному при инструктаже;
- выполнение работы пожарными и водителями пожарных автомобилей, обеспечивающих подачу огнетушащих веществ, в диэлектрических перчатках, ботах или сапогах;
- подача огнетушащих веществ после заземления ручных пожарных стволов и пожарных автомобилей;
- недопущение тушения пожаров в электроустановках при видимости меньше 10 м;
5.3. При тушении пожара запрещается :
- выполнение любых отключений и прочих операций с электрическим оборудованием личному составу пожарных подразделений;
- приближение к машинам и механизмам, применяемым для подачи огнетушащих веществ на горящие электроустановки, находящимся под напряжением, лицам, непосредственно не занятым в тушении пожара.
5.4. При тушении пожара на электрооборудовании без снятия напряжения с электроустановок пожарные автомобили и стволы должны быть заземлены, а ствольщик должен работать в диэлектрической обуви и диэлектрических перчатках.
5.4. Тушение пожара в помещениях с электроустановками, находящимися под напряжением до 10кВ, всеми видами пен с помощью ручных средств запрещается, так как пена и раствор пенообразователя обладают повышенной электропроводимостью, по сравнению с распыленной водой.
При необходимости тушения пожара воздушно-механической пеной, с объемным заполнением помещения пеной, производится предварительное закрепление пеногенераторов, их заземление, а также заземление насосов пожарных машин
5.5. Устройства для заземления пожарных стволов, пеногенераторов и пожарной техники изготавливаются в необходимом количестве из гибкого медного провода сечением не менее 16мм 2 . Во всех случаях длина провода не ограничивается и определяется из необходимости, допущения свободного маневрирования лица работающего пожарным стволом.
5.6. Места заземления пожарной техники определяется специалистами предприятия совместно с представителя пожарной охраны, оборудуются и вывешиваются таблички.
5.7. Необходимое количество заземлений, диэлектрической обуви, диэлектрических перчаток и места их хранения определяются начальниками групп ПС, исходя из расчета подачи огнегасительных средств на горящее электрооборудование.
5.8. Запрещается пользование указанными заземляющими устройствами, диэлектрической обувью и перчатками, кроме случаев пожара или проведения совместных с пожарными подразделениями тренировок на подстанции.

6. Тушение пожаров на трансформаторах.

6.1. При аварии на трансформаторе с возникновением пожара, он должен быть отключен от сети со всех сторон и заземлен.
После снятия напряжения, тушение пожара следует производить любыми средствами пожаротушения (распыленной водой, воздушно-механической пеной, огнетушителями)
6.2. При пожаре на трансформаторе установленном в закрытом помещении (камере) и закрытом распределительном устройстве, должны быть приняты меры по предупреждению распространения пожара через проемы, каналы и др. При тушении пожара следует применять те же средства тушения пожара, как и для трансформаторов наружной установки.
6.3. При внутреннем повреждении на трансформаторе, с внутренним выбросом масла через выхлопную трубу или через нижний разъем (срез болтов и деформация фланца разъема) и возникновением пожара внутри трансформатора, следует вводить средства тушения пожара внутрь трансформатора, через верхние люки и через деформированный разъем.
6.4. При возникновении пожара на трансформаторе сливать масло из трансформаторов запрещается, так как это может привести к повреждению внутренних обмоток и трудности дальнейшего тушения.
6.5. Во время развившегося пожара на трансформаторе необходимо защищать от действия высокой температуры водными струями металлические опоры, порталы, соседние трансформаторы и другое оборудование, при этом в зоне действия водяных струй с ближайшего оборудования и распредустройств должно быть снято высокое напряжение и они должны быть заземлены.

7. Тушение пожара в кабельных сооружениях.

7.1. При пожаре в кабельных сооружениях должны быть приняты меры по снятию напряжения с кабелей. В первую очередь снимается напряжение с кабелей, имеющих более высокое напряжение.
7.2. В целях предупреждения распространения пожара принимаются меры по изоляции кабелей от остального оборудования.
7.3. Для прохода в кабельные сооружения (кабельные подвалы, полуэтажи) и подачи от пожарных машин воздушно-механической пены, кроме основных входов (дверных проемов) следует использовать имеющиеся люки.
7.4. При подаче пены в кабельные помещения через дверные проемы пеногенераторы закрепляются в верхней части вблизи ее.

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.

Электроэнергетическая отрасль в Российской Федерации долгое время развивалась и существовала под эгидой единственной государственной компании. Естественно, что в таких экономически тепличных условиях конкурентное ведение энергетического хозяйства абсолютно не интересовало руководителей данной компании. Для определения затрат на те или иные мероприятия, в том числе на обеспечение пожарной безопасности, различными НИИ на основе плановых экономических показателей разрабатывались специальные нормы, которые никоим образом не учитывали современные технологии и тенденции развития отрасли. В результате уже после реформы РАО ЕЭС и внедрения рыночной модели мы вынуждены оперировать разработанными в те годы техническими стандартами, лишь незначительно доработанными в наше время.

Интересно было бы проанализировать, как развивалась и совершенствовалась нормативная база в странах Запада, где экономическая составляющая всегда являлась базисом для разработки стандартов. Весьма наглядным примером является зарубежный опыт организации пожарной безопасности для трансформаторного подстанционного оборудования.

Пожар на подстанции в первую очередь опасен тем, что может разгерметизироваться бак с трансформаторным маслом. Последствия могут быть катастрофическими. Возможен взрыв, выделение ядовитых веществ, розлив горючих жидкостей. Помимо опасности для людей любое возгорание трансформатора вызывает повреждение дорогого энергетического оборудования и, как следствие, отключения в энергосистеме и существенный экономический ущерб. Более 20% всех пожаров на подстанциях захватывает маслонаполненное оборудование – силовые выключатели и трансформаторы. Естественно, что вопрос обеспечения пожарной безопасности на таких объектах стоит особенно остро.

Российское нормативное законодательство описывает рекомендации и правила обеспечения пожарной безопасности для трансформаторного оборудования в следующих специальных стандартах:

РД 34.15.109-91 Рекомендации по проектированию автоматических установок водяного пожаротушения масляных силовых трансформаторов;
РД 153-34.0-49.101-2003 инструкция по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий.

Если учесть, что последний документ – это, по сути, слегка доработанный стандарт 1987 г., то можно говорить о том, что с 1991 г. развитие систем безопасности в этой сфере остановилось. И это при том что пожарными службами и институтами был накоплен опыт тушения трансформаторов в самых разных условиях. Была разработана вполне эффективная тактика тушения таких пожаров, есть рекомендации по выбору средств противопожарной защиты. Но все это не нашло отражения в официальных стандартах и нормативных документах, на основании этих рекомендаций не были составлены аналитическая и экономическая модели, оценивающие риски использования тех или иных средств защиты. Российские нормотворцы ограничились включением трансформаторных подстанций в требования по оснащению таких объектов системами автоматической пожарной сигнализации и пожаротушения в зависимости от площади объекта в соответствии с введенным в 2009 г. СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты.

Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».

Наши зарубежные коллеги работают в других условиях и в другом нормативном поле. В первую очередь мы посетим город Куинси (штат Массачусетс, США). В этом городе находится штаб-квартира одной из самых известных международных организаций по обеспечению пожарной, электрической и строительной безопасности – Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA). По национальным стандартам NFPA работают специалисты многих стран на всех континентах (даже в Антарктиде на полярных станциях). Стандарты NFPA являются общепризнанными и активно развиваются с момента основания организации в 1896 г. В том числе часть российских современных нормативных документов берет свое начало в стандартах NFPA.

При рассмотрении вопроса противопожарной защиты трансформаторов в формате стандартов NFPA мы, так же как и в российской НТД, получаем NFPA 15 «Стандарт для водяных стационарных систем противопожарной защиты».

Для российского инженера, воспитанного на технических стандартах, регламентирующих такие нюансы, как форма форсунки и размер болтов для ее крепления, американский стандарт выглядит неожиданно. Буквально на одной странице приводятся все основные требования к организации водяного пожаротушения трансформатора. Здесь точно не будут указаны размеры болтов, но зато даны точные характеристики системы по расходу воды и расположению основных элементов. Все остальное – простор для воображения разработчика и проектировщика.

Стандарт был принят в 2001 г. и по состоянию на 2017 г. пункт 7.4.4, в котором, собственно, и содержатся требования к системе пожаротушения трансформаторов, изменений не претерпел. Казалось бы, налицо та же стагнация, которую мы видим и в российском нормативном законодательстве с разницей в 10 лет, однако это не совсем так. С момента появления NFPA 15 многие частные компании, занимающиеся строительством и модернизацией трансформаторных подстанций, начали его критиковать и искать альтернативные способы обеспечения безопасности на рассматриваемых объектах. Основная критика стандарта заключалась в его неэкономичности. На тушение трансформатора в соответствии с NFPA 15 уходит нецелесообразно большое количество воды. Так, нормативный расход воды на пожаротушение одного трансформатора составляет 250 галлонов в минуту. Один галлон – это примерно 3,8 л. Нормативная продолжительность пожаротушения в соответствии со стандартом составляет 1 час. Таким образом, общий объем воды для тушения 2 подстанционных трансформаторов – 11 400 л. Практически 11,5 куб. м воды.

Конечно, в нашей стране нет недостатка в водных ресурсах, да и российские нормы в этом отношении несколько иные. В соответствии с РД 34.15.109-91 нормативный расход воды для тушения трансформатора не превышает 4 л в секунду (то есть в 4 раза меньше). Однако во многих странах, использующих NFPA 15, имеются достаточно большие проблемы с водоснабжением. Крупные трансформаторные подстанции, как правило, располагаются достаточно далеко от городов. Даже если рядом есть природные водоемы, нужны мощные насосы и система фильтров для использования такой воды в противопожарных целях. В любом случае описанная система потребует постоянного обслуживания несколькими специалистами. В результате инвестиции на обеспечение противопожарной защиты могут превысить собственно затраты на реконструкцию или модернизацию подстанции.

Несколько позже появился стандарт NFPA 850 «Рекомендуемые практические способы противопожарной защиты для оборудования электрических генерирующих станций и высоковольтных конвертирующих подстанций», в соответствии с которым необходимо иметь запас воды для тушения трансформаторного оборудования уже в течение 2 часов.

Еще одна проблема: выпуск такого большого количества воды требует обеспечения объекта продуманной дренажной системой. В противном случае горящее масло может вместе с водой перелиться за бортик участка, и мы получим небольшую (или большую) техногенную и экологическую катастрофу.

В результате многие компании на Западе начали отказываться от использования данного стандарта и обеспечивать безопасность на объекте исключительно пассивными методами и средствами защиты. С одной стороны, это привело к развитию пассивных и иных противопожарных средств. Например, в странах Персидского залива, где вода дороже «черного золота», развитие получили гипоксические системы противопожарной защиты. В таких системах трансформатор окружен воздухом с пониженным содержанием кислорода, в котором процесс горения невозможен в принципе. С другой стороны, появились более дешевые средства пожаротушения.

Одной из первых идей, получивших свое развитие в области защиты трансформаторов, стало использование противопожарной пены. Идея не является новой, поскольку пена активно использовалась для тушения воспламенившихся углеводородов, к которым можно отнести и трансформаторное масло. В результате развитие инженерной мысли в данном направлении уже через несколько лет привело к изменению стандарта NFPA 11, в котором была нормативно закреплена возможность использования пены для тушения трансформаторов и определено минимальное время тушения, составляющее 5 минут. Главным преимуществом использования пены в качестве средства тушения горящих трансформаторов стало значительное (более чем в пять раз) снижение расхода воды. Развитие технологий производства пенообразователя специально для использования при тушении электроустановок позволило, с одной стороны, достичь минимальных концентраций собственно пенообразователя (до 2%), а с другой – снизить время тушения пожара.

Другим направлением стало развитие систем пожаротушения тонкораспыленной водой. Высокая эффективность таких систем для тушения горящего электроэнергетического оборудования сейчас является общеизвестным фактом, однако первое признание эти системы получили именно на уровне стандарта NFPA. В меморандуме о стандарте NFPA 750, опубликованном в ноябре 2013 г., было однозначно рекомендовано использование систем с тонкораспыленной водой для тушения электроэнергетического оборудования, в том числе трансформаторного. Это позволяет сэкономить водные ресурсы и снизить затраты на подведение специальных коммуникаций к подстанциям.

Помимо NFPA существует еще одна международная организация, которая заинтересована в развитии базы стандартов обеспечения пожарной безопасности трансформаторных подстанций. Это CIGRE – Международный совет по большим системам высокого напряжения. Штаб-квартира данной организации находится в Париже. CIGRE получила признание как ведущая электроэнергетическая ассоциация, деятельность которой охватывает технические, экономические, организационные проблемы в области электроэнергетики, а также вопросы регулирования и охраны окружающей среды.

Международный совет по большим электроэнергетическим системам CIGRE был создан в 1921 г. и объединяет инженеров и специалистов, представляющих электроэнергетику и электротехнику многих стран мира. Проблемой заинтересовались уже сами энергетики, которые решили создать универсальный документ, описывающий ситуацию возникновения пожара на подстанции, учитывая все возможные причины, за исключением умышленной диверсии и возгорания от соседних объектов. Результатом такого труда стал охранно -пожарная сигнализация опубликованный в июне 2013 г. рабочей группой А2.33 CIGRE документ под названием «Руководство по обеспечению пожарной безопасности трансформаторов».

Указанный документ является наиболее полным на сегодняшний день, описывающим проблему обеспечения пожарной безопасности для трансформаторного оборудования, который будет интересен как инженерам-энергетикам, так и специалистам в области систем безопасности. Текст руководства можно найти в свободном доступе на английском языке.

Цель разработки документа заключалась в представлении практических и экономически эффективных стратегий для предотвращения пожаров и контроля риска его возникновения. Отдельно отмечается, что данное руководство не заменяет соответствующие национальные или локальные стандарты и правила, которые должны учитываться.

Всего документ состоит из 9 глав, в которых содержится следующая информация:

перечень основных международных стандартов, в которых описывается проблема обеспечения пожарной безопасности (в том числе документы, выпущенные NFPA, IEC – Международной электротехнической комиссией, IEEE – Институтом инженеров электротехники и электроники, CEATI – Международным центром совершенствования энергетики посредством технологических инноваций, национальными организациями Германии, Австралии и др.);
физические процессы горения и сценарии развития пожаров на подстанции в трансформаторном оборудовании;
расчет вероятности возникновения пожара в конкретном энергетическом подстанционном хозяйстве;
описание физического процесса возникновения электрической дуги в трансформаторе; расчет вероятных диапазонов энергии, температуры, объема выделяемого газа и давления при образовании дуги; способы сброса и ограничения роста давления в трансформаторном баке при возникновении дуги;
рекомендации по использованию систем противопожарной защиты для конкретного оборудования, определение вероятности эффективной работы систем противопожарной защиты, методология проектирования и разработки систем противопожарной защиты;
способы снижения риска возникновения пожара в трансформаторном оборудовании, рекомендации по ранжированию рисков, основанные на сопоставлении экономичности мероприятий и приемлемости степени риска в каждом конкретном случае;
использование специальных установок для защиты жизни и здоровья человека, а также энергетического оборудования;
рекомендации по планированию восстановления работоспособности энергетического объекта, минимизации последствий и экономических потерь в результате пожара;
рекомендации по улучшению национальных стандартов области противопожарной защиты трансформаторного оборудования.

Документ содержит большое количество иллюстраций и фотографий, показывающих процесс и последствия пожара трансформаторного оборудования, расположение оборудования систем противопожарной защиты, графики развития физических процессов и многое другое.

В стандарте есть описание как пассивных средств противопожарной защиты, так и активных систем пожаротушения (дренчерных, спринклерных, тонкораспыленной водой, гипоксических и газовых) трансформаторов, расположенных на открытом воздухе и в помещениях, в жилых зданиях и на промышленных предприятиях. В целом можно говорить о том, что в рекомендациях CIGRE собраны последние на тот момент технические достижения по обеспечению пожарной безопасности трансформаторных подстанций.

Хотелось бы упомянуть еще об одном стандарте – IEEE 979 «Руководство по противопожарной защите подстанций». Данный документ был разработан в 2012 г. Институтом инженеров электротехники и электроники. Этот стандарт платный, поскольку IEEE является коммерческой организацией. До выхода стандарта CIGRE именно в этом документе содержались наиболее интересные и экономически обоснованные рекомендации по обеспечению пожарной безопасности трансформаторного оборудования, однако с июля 2013 г. он фактически устарел, а основные рекомендации IEEE нашли свое отражение в общедоступном документе, составленном CIGRE.

На этой позитивной ноте хотелось бы завершить краткий обзор иностранной нормативной базы, посвященной проблеме обеспечения противопожарной безопасности трансформаторного оборудования. Читателям, интересующимся этим вопросом и владеющим иностранными языками, возможно, интересно было бы ознакомиться с первоисточниками, описанными в статье. Оригинальные названия этих стандартов представлены в списке использованной литературы. Очевидно, что развитие инженерной мысли в сфере обеспечения пожарной безопасности сложного электроэнергетического оборудования нашло отражение в стандартах и рекомендациях ведущих мировых организаций.

Хотелось бы, чтобы мировой опыт использовался и при разработке российских стандартов.

Использованная литература:

Cigré Technical Brochure 537 Guide for Transformer Fire Safety Practices
NFPA 15 Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection
NFPA 750 Standard for Water Mist Fire Protection Systems
NFPA 850 Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations
NFPA 11 Standard for Low-, Medium-, and High-Expansion Foam
NFPA Fire Protection Handbook
IEEE 979 Guide of Substation fire protection
IEC 61936-1 Power installation exceeding 1 kV AC
Protection of High Voltage Power Transformers, FireFlex Systems Inc.

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

участка сети по схеме

Напор перед ороси-телем

Расчётный расход на участке

(л/ c )

Длина участка

Условный диаметр участка

(мм)

Потери напора на участке (м)

11,7

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

участка сети по схеме

Напор перед ороси-телем

Расход через ороситель/ рядок

Расчётный расход на участке

(л/ c )

Длина участка

Условный диаметр участка

(мм)

Потери напора на участке (м)

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).

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.

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.