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紫外火焰探测器安装在换流站阀厅构架工字梁或阀厅内墙壁上,用于监视阀厅的整流阀体及整流变高压设备的电气火灾。目前典型特高压直流输电工程高端阀厅的长度约为90 m,宽度约为35 m,梁高度约为26 m;低端阀厅的长度约为76.5 m,宽度约为24.1 m,梁高度约为16 m,根据紫外探测器的保护面积,每个阀厅安装10~14台紫外火焰探头,可以确保阀厅内能发生明火或弧光的部位被2个探测器同时探测。
阀厅紫外探测传感器典型布置图,参见图3。图3中每极阀塔A、B、C相两侧顶部钢梁共安装10台紫外火焰探测器,其中换流变阀侧套管侧安装
图3 阀厅紫外探测传感器布置
Fig. 3 Installation map of UV sensors on valve hall
4台,阀厅走廊侧安装4台,两端各安装1台。结合图2紫外探测器的保护面积以及典型阀厅面积可知,图3所示的紫外火焰探测器监测范围,可覆盖全阀厅面积,满足阀层中有火焰时发出的明火或弧光能够至少被2个探测器检测到的要求。
1.3 控制保护二次逻辑设计
在早期工程中,采用VESDA的阀厅火灾监视系统具有跳闸功能,但由于设备可靠性不高,频繁发生误动的情况,最终退出了跳闸功能。2013年某换流站曾发生换流阀触发板起火后直流未及时停运,造成起火部位电源无法切除,发生持续放电、故障范围扩大的情况。本文建议阀厅火灾监视系统仍需投入跳闸功能。为确保跳闸功能的准确动作,本文采用了VESDA和紫外探测系统同时进行阀厅火灾监测,同时对火灾监视系统的跳闸逻辑进行重新设计。
阀厅内所有VESDA传感器、紫外探头、进风口VESDA传感器的信号均接入控制保护系统,由控制保护系统经过判断逻辑出口跳闸[20-21]。阀厅火灾
跳闸逻辑考虑2种情况。1)阀厅内所有VESDA探测传感器中有一个监测到烟雾报警,且同时阀厅内所有紫外探头中有一个监测到弧光,当上述2个条件同时满足时允许跳闸;2)若进风口处VESDA传感器监测到烟雾时,闭锁VESDA的跳闸出口回路(避免因阀厅外环境因素引起火灾报警系统误动),在进风口处VESDA传感器监测到烟雾的情况下若有2个及以上紫外探头同时发出报警,仍允许跳闸出口,跳闸闭锁信号经100 ms的延时后执行后续闭锁直流处理逻辑,该逻辑为启动Y闭锁、跳交流进线开关并锁定开关、执行极隔离。在跳闸出口之前增加“阀厅消防跳闸可用”遥控逻辑,在运行人员操作界面上增加“阀厅消防跳闸可用/不可用”按钮,便于运行人员在后台手动投入或退出阀厅消防跳闸功能。跳闸逻辑如图4所示。
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