关键词:智能变电站;系统化;运维管理;运维一体化
作者简介:高振国(1979-),男,山东潍坊人,国网山东省电力公司潍坊供电公司,工程师;吴杰(1975-),女,山东淄博人,国网山东省电力公司潍坊供电公司,高级工程师。(山东 潍坊 261041)
中图分类号:F273 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)36-0169-03
一、“智能变电站运维系统化管理”实施背景
集技术先进、智能控制、过程监测、低碳环保、资源节约等特点于一身的智能变电站,经过研究探索、运行实践和改进提高,各项技术已在不断完善中逐渐趋于成熟。为切实掌控好、运维好智能变电站,做好智能变电站运行、维护管理工作,开展了关于智能变电站运维系统工作的系统化管理创新实践。具体实施背景主要依据以下三个方面的需要:
1、确保智能设备安全运行的需要
与常规变电站相比,智能变电站的最大特点是:一次设备智能化、二次设备网络化、设备对象模型化。增加了不少智能装置,如电子式互感器、合并单元、智能终端、光纤传输设备、局部放电在线检测装置、SF6气体在线检测装置等,特别是合并单元、智能终端和光纤传输设备等二次设备对电网安全稳定运行、准确判断事故并及时跳闸、信息全面同步传递等方面具有非常重要的作用,如何确保其安全运行是亟需解决的问题,是如今面临的新课题。
对于变电运维值班人员来说,智能设备技术和网络通信技术是一个全新的领域,熟练掌控设备、掌握运行维护规律对他们来讲难度较大。智能设备实际运行时间短,没有长时间的良好运行业绩和运行经验,在变电站的气象、环境情况下是否能够可靠运行,也面临严峻的考验,需要强化专业化和制度化管理。确保智能设备的安全稳定运行,可以按照PDCA(全面质量管理程序)的模式来创新、改进并完善其管理方法,做到人员熟悉设备、环境适应设备,避免因人员、环境或设备原因影响电网安全运行。
2、开展“运维一体化”业务的需要
实施运维一体化是“大检修”体系建设的重要内容之一,国网山东省电力公司潍坊供电公司率先实践“变电运维一体化”新模式,在常规站实现了日常巡视和部分设备维护工作的融合,探索编制了《变电运维一体化作业指导书》,目前已开展红外检测、变压器铁芯电流测试、PT一次熔丝更换、图像监控系统维护维修等维护性工作,运维一体化业务普及到智能变电站也已指日可待。
3、建设坚强智能电网的需要
国家电网公司确定2011~2015年为坚强智能电网的全面建设阶段,各项技术标准和规范将进一步完善。变电站作为电力网络的节点,担负着变换电压等级、汇集电流、分配电能等功能,其智能化运行是实现智能电网的基础环节之一。因智能变电站设备具有信息数字化、通讯网络化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等特征,符合设备大规模大批量扩展、升级、改造的工业化应用要求,符合世界信息、电子等科学技术发展趋势,适应高压、特高压电网发展的需要,智能变电站技术已成为变电站建设的主流技术。根据国家电网相关规划,2011年以后所有新建变电站全面按照智能变电站技术标准建设,智能变电站将迎来爆发式增长。自山东首座新建220kV智能变电站——怡明站2011年落户潍坊,到目前国网山东省电力公司潍坊供电公司已有在运智能变电站6座。2013年度还将投运1座,已开工建设计划2014年投运的有5座,2014年规划建设的有6座。智能变电站的陆续投运对传统运维管理方式提出了挑战,迫切要求创新实施符合公司实际、适应智能站需求的新型运维管理系统。
基于以上三个方面的需要,同时考虑到电网的安全、可靠、经济运行要求,积极探索研究标准化、规范化的智能变电站运维模式,提出实施“智能变电站运维系统化管理”创新实践。通过开展管理创新,认真研究智能变电站的运维管理模式,借鉴传统变电站的运维经验,形成了完备的智能变电站运维管理体系,为日后智能变电站的大规模建设、推广并成功运维奠定了坚实的基础。
二、“智能变电站运维系统化管理”内涵
智能变电站运维系统化管理体系涵盖了智能变电站建设期、设备调试期、工程验收期和投运后日常运行维护、设备检修期间的全过程管理。其创新思路主要是将专业管理系统化、规范化,横向抓过程控制,即从源头抓起,做好全过程的动态管理,确保结果良好;纵向抓关键因素,即控制客观因素和主观因素,完成工作任务目标。控制客观因素是指建立完备的规章制度、管理规范,做到凡事有章可循、凡事有据可依;控制主观因素是指培训到位、流程执行到位、责任落实到位、监督到位,做到凡事有人负责、凡事有人监督。
其创新内容主要是通过研究智能化设备与传统设备的不同,对《智能变电站运行管理规范》要求的六个方面的工作进行系统规范管理,突出“全、严、细、新、实、优”六字管理新方法,增补、完善有关的管理制度、运行规程、验收细则及作业指导书等,形成智能变电站运行维护的系列规范规定,实现“工作前制度全、要求严,工作中措施细、方法新,工作后成果实、目标优”管理目标。同时倡导员工不拘形式、随时随地学习,践行“五学”(自学、互学、助学、导学、促学)培训模式,提高员工专业操作技能和综合业务素质;推行5W1H工作分析法(六何分析法),全面保障工作质量和工作效率。
三、“智能变电站运维系统化管理”主要做法
智能变电站运维系统化管理主要是针对两个难题提出:一是变电运维人员对智能变电站的掌控能力普遍较弱;二是短期内按国家电网公司要求实现变电运行与维护专业的高度融合难度较大。立足目前变电运维人员年龄偏大、学历较低的现状,为从根本上解决上述两个难题,必须有系统的、高效的、员工可接受的管理方法。智能变电站运维系统化管理基本思路是:遵循系统化原则,按照PDCA过程控制,采取5W1H工作方法,依标准、照规范、划阶段、分层次推行智能变电站的运行维护工作。其主要做法是:从资料管理、设备验收、安全管理、运维管理、设备管理和培训工作六个方面展开系统规范管理,借鉴现有常规站的成熟、完备的管理办法,增补完善区别于常规站的系列智能站运维管理办法。
1、查计划、盯开工保障资料先行
(1)细分计划,做到心中有数。不仅管理人员、运维班班长、技术员通晓年度建设工程、生产工程计划,所有变电运维人员都要熟悉各自管辖范围内的新(改、扩)建工程计划,并根据年度计划细分为月度计划,同时指定责任人、明确工作重点,并设计制定计划横道图,将工程规模、时间进度等清晰明确表示在横道图上。运维人员定期根据实际情况对工程进展、存在问题等情况进行说明,使每位运维人员对管辖内的变电站建设情况都了如指掌。
(2)熟悉图纸,做到心中有底。运维人员在工程前期要熟悉图纸、设备说明书等资料,并积极与设计人员、施工人员、厂家人员沟通交流。一是全面学习新的设计规范、要求,提高自身技术水平。二是充分掌握设计思路,熟悉全站设备规划和配置,了解智能变电站工作原理和设备性能,为后期工作打好基础。这样就从源头上改变了运维人员仅在工程后期参与验收的现状,杜绝了后期发现问题已很难整改的弊端。三是变电运维人员在全程参与中提高了自身的业务技能和综合素质,利于日后的运维管理。
2、早参与、多接触做好调试和验收
(1)规范顺控操作票,缩短编程调试期。总结分析了首座220kV智能变电站——怡明站顺控操作票编写过程中出现的问题,研究了35kV智能变电站——生物站的调试过程,借鉴常规变电站典型操作票编写审核制度,制定了《智能变电站顺控操作票编写规定》,并组织专业技术人员编制了《智能变电站顺控典型操作票》。之后经过两个110kV智能变电站顺控操作票的编写、审核、调试实践,对智能站典型票又进行了修改、补充和完善,现已公布实施。
目前国网山东省电力公司潍坊供电公司第三个220kV智能变电站云湖站的设备联调工作已经结束,运维人员依照《智能变电站顺控典型操作票》规范和要求编写云湖站的顺控票,以前需要15天左右完成的工作,这次只用了不到5天的时间就全部完成。经审核,差错率(差错率={出错操作项目/总操作项目}×100%)低于2%。这样大大提高了工作效率,为工程顺利推进、按时送电争取了有利时间。
(2)严控五防闭锁,把好防误操作关。借鉴顺控典型操作票模式,深入研究探索智能站间隔层防止误操作功能及其具体实现形式,针对不同电压等级、不同接线方式,修订完善了各个电压等级(220kV、110kV、35kV、10kV)变压器、进出线、母联、PT、电容器等不同间隔的典型五防闭锁逻辑。这些典型逻辑经汇集成册,现已成为变电运维人员验收五防闭锁功能的法宝,公司设计部门也已将它作为参考资料。
(3)细化验收卡,确保验收无死角。为保证设备验收到位、整改到位,实现“零缺陷”移交,参考常规站验收管理办法,创新编写了设备标准验收卡,根据不同的设备类型形成不同的模板,特别是针对智能站新增设备,列出验收标准及详细要求。已完善智能变电站内17类主要设备及附属设施的标准验收卡。通过推广使用标准验收卡,有效避免了漏验、少验、不验等验收形式,杜绝了把关不严、质量不高、走过场等浮夸验收现象,将验收工作落实到每一台设备、每一个环节,取得了良好的实用效果。
同时重视验收环节中的沟通交流,及时召开验收沟通会,对验收中发现的问题及时汇报、及时反馈、及时整改,做到边验收边整改,及时整改及时验收,提高了验收水平和验收效率。设备设施全部拍照存档,验收卡作为原始资料统一封存保管,做到验收流程的闭环管理,通过过程无死角确保结果零缺陷。
3、定制度、遵规程确保全面安全
安全生产是供电企业第一位的工作,任何时候、任何环节都不允许有丝毫马虎、丝毫懈怠。但长周期的安全运行也容易使员工产生松懈、麻痹思想,特别是对于智能变电站,运维经验相对欠缺,为防止安全事故的发生,通过寻求客观因素和主观因素的和谐统一,使各种危险因素始终处于受控状态,逐步实现本质型、持久型安全目标。
(1)安全第一,制度先行。常规站的安全管理模式大部分是适合智能变电站的,所以重点关注智能站与常规站的不同点,通过增补、完善适合智能站的规章制度来把好制度关,制定了一系列相关规程、制度,如《智能变电站智能设备标准化作业指导书》、《智能变电站运维管理办法》、《智能变电站倒闸操作标准措施卡使用及管理规定》、《智能变电站现场运行规程》等,形成掌控智能变电站危险点、定期排查隐患的制度保障,做好风险分析与预控,有效降低了智能变电站运行风险,为智能变电站的安全管理搭建了一个规范化平台。
(2)制度保障,重在执行。回顾发生过的安全事故,大多数是由于人为因素造成的。因此把柔性管理纳入到安全管理体系中,以人性化的“人文关怀”推进刚性的“制度管理”,会取得良好效果。创新实施“四步提升安全竞技法”,即:第一步业务培训,第二步安全活动,第三步警示教育,第四步风险辨识。有效提高了员工的自觉安全意识、风险辨识能力、规程执行能力和安全操作能力,实现了由“要我安全”到“我要安全”的根本性转变,提高了对智能变电站的安全管控水平。
4、抓运行、强维护推进运维一体
(1)图文并茂抓巡视。《智能变电站运行管理规范》规定智能变电站设备巡视分为五种,即在对常规站巡视(正常巡视、熄灯巡视、全面巡视、特殊巡视)的基础上增加了远程巡视。根据这一规定,组织编写了《智能变电站远程巡视标准化作业指导书》,对各种智能设备拍照、编辑、汇总,在巡视标准基础上添加图例,形成了图文并茂的《标准化巡视作业指导书》,制定了5种《智能设备远程巡视卡》,实现了智能设备远程巡视的标准化。指导书与巡视卡的有机结合,对巡视中的重点、难点部位用图片的形式加以突出,明确了设备巡视类别、巡视项目、巡视部位和巡视标准。
(2)两卡一书保操作。倒闸操作采用“两卡一书”工作法,即“智能变电站倒闸操作标准措施卡、大型操作票审批卡和倒闸操作流程作业指导书”,实现了“倒闸操作全过程管理”。该工作法深化倒闸操作安全风险分析和危险点预控,从源头上抓安全操作,强化全过程和细节控制,从管理措施和技术措施上有效防止了误操作事故的发生。
以220kV怡明智能变电站为例,自实施该“两卡一书”后,从2011年10月投运至今完成了该站28079次无差错安全操作。“两卡一书”制度的实行,优化了操作流程、提高了操作效率、缩短了停送电时间,仅220kV线路停电时间就降低了18%,确保了倒闸操作安全、有序、高效。
5、巡硬件、用软件抓好设备管理
(1)通过巡视做好硬件设备管理。目前国网山东省电力公司潍坊供电公司使用的生产管理系统PMS、调度管理系统OMS和可靠性系统,都录入了变电站的设备数据,但智能电子设备不在录入范围。为更好地管控智能电子设备,建立了完整的“智能变电站智能设备清单”,并对各智能设备的技术资料归档保存。另外,《智能变电站标准化巡视作业指导书》详细规定了智能设备的巡视内容,运维人员巡视后立即填写巡视记录,管理人员定期查看巡视记录,确保巡视效果。从台账建立、资料保管、状态巡视、运行记录等各环节管控好硬件设备。
(2)使用软件保证系统设备正常。智能变电站软件系统主要包括在线监测系统和一体化监控系统。运维人员经过前期的培训学习、现场调试,在学习讨论、交流沟通中逐渐熟悉系统,改变智能站建设初期运行人员只会看报警灯、不理解系统数据信息的状况。运维人员在各种形式的巡视过程中,定期检查系统各设备的运行状况,并通过查询系统主机检查数据是否在正常范围、显示数据与实际是否相符、数据或画面刷新是否正常等情况,如果发现异常情况可以结合多方面的情况进行初步判断,并及时、明确、详细上报调控部门,有效掌控设备运行状况。
6、多形式、重实效提升培训效果
在培训方面不提倡填鸭式灌输,而是积极营造现场交流模式,不拘形式、随时随地开展信息传递、技术沟通和新知识学习。主要分为自主学习、技术交流和培训提高三个阶段。
一是引导员工养成自觉学习、主动学习的良好习惯。采取立体宣传、生动讲解、有奖竞赛、赶学比超等形式,培养员工对新知识、新设备、新技术的兴趣和爱好,体会学习的乐趣,品味学习成果。
二是技术交流在办公室与现场交叉进行,鼓励运维人员利用厂家人员在现场调试的机会,积极与厂家专业人员请教、学习、交流、沟通,掌握全站的系统架构、设备功能、高级应用、一二次设备及监控后台机的操作方法,分清智能变电站与常规站的主要区别,熟悉全站保护装置的跳闸方式与各一、二次设备的连接关系,遥测、遥信信息的传送方式,二次设备(合并单元、智能终端、网络交换机、对时装置等)的工作原理及运维方法等,像熟悉常规站一样熟悉智能站的智能设备和网络架构,切实当好智能变电站的管家。
三是培训提高则由公司层面统筹组织。采取“走出去、请进来”的方式,派人员到外地学习培训、竞赛比武、设备联调等,请专家来现场授课,开阔专业视野、拓展知识面、掌握先进技术。利用冬季集中培训、迎峰度夏检修工作较少等时机,抽调设计部门、技术管理部门、安全管理部门专家进行智能变电站专题培训,从设计、施工、维护、检修、管理等各个方面进行培训,使运维人员不仅仅“知其然”,而且“知其所以然”,技能水平逐步得到提高。
四、“智能变电站运维系统化管理”实施效果
智能变电站运维系统化管理涵盖了《智能变电站运行管理规范》(Q/GDW750-2012)中规定的关于智能变电站的六个方面的工作,具有在行业内学习借鉴、推广应用的广阔前景。其实施效果非常显著,主要表现在以下几个方面:
1、安全运行与经济效益双丰收
过程控制从源头开始,设计、施工、验收、运维及管理过程都得到了良好的控制,真正实现了“零缺陷”移交。新建智能变电站自投运时刻起,就是一个健康的变电站,为其安全运行开启了良好的开端。一系列的智能变电站管理规定、作业指导书形成了一套完备的制度保护墙,从规程制度方面奠定智能站的安全运行基础。同时运维人员全过程参与、高标准要求、多形式学习,掌控智能站的实力显著提高,又从人力资源方面保证了智能站的安全运维。由此带来的经济效益更是持久可观,首先电网可靠性指标提升了0、005%,变电设备故障预防率提高至80%,减少了设备故障对电网和人身安全所产生的危害。其次充分利用远程巡视,相应延长正常巡视周期,从而减少了人工到站巡检次数,节省了大量人力、物力。
2、运维人员综合素质大幅提升
智能变电站运维系统化管理实施过程中,倡导多维度培训方式,重视文化引领,并推行5W1H工作法,即工作人员熟悉工作内容(what)、明确责任者(who)、清楚工作岗位(where)、知道工作时间(when)、掌握怎样操作(How)以及理解为何这样做(why)。该工作法有效解决了国网山东省电力公司潍坊供电公司变电运维专业成长成才慢的老大难问题,很大程度上缓解了“三集五大”改革后大量技术骨干调整到其他岗位、一线基层人员业务水平偏弱的状况。变电运维人员在各项工作中的表现非常出色,他们在智能变电站的建设、调试和验收期呈现出的积极性、主动性和创造性前所未有。经过图纸查阅、主动学习、现场交流、技术沟通、设备联调等多种形式的培训,业务综合素质得到大幅提升。
3、积累经验助力智能电网更快发展
智能变电站安全稳定运行是保证智能电网坚强的重要基础,智能变电站运维系统化管理的实施,为智能变电站的运维管理积累了宝贵经验,为智能电网安全运行打下了良好基础。
4、准备充足实现运维专业高度融合
国网山东省电力公司潍坊供电公司按照先进的理念,相继推行了运维一体化业务培训,试点开展了部分维护业务,相关规程制度、工作流程等都已开始修订,并积极探讨深度实施细则,为实现国家电网公司确定的近期、中期和晚期目标做好了充足准备。一旦时机和条件成熟,可立即全面展开,逐步推进,最终实现运行与维护业务的高度专业融合。
五、结论
智能变电站运维系统化管理,是顺应电网发展趋势,按照智能变电站运行规律,为保障智能变电站的安全可靠运行,在实践中探索出的智能变电站运维管理新模式,在已经投运的智能变电站管理实践中,取得了良好的效果,为保障电网安全运行做出了贡献。
参考文献:
[1]丁书文,王成、智能化变电站的主要关键技术问题研究[J]、供用电,2012,(3)、
[2]马向林、对智能化变电站的认识[J]、网友世界,2012,(24)、
[3]郭荣荣、智能化变电站方面的若干问题研究[J]、科技创新与应用,2012,(21)、
关键词 :住宅电气,供配电,人防配电,高压供电
1 引言
本项目位于海南省海口市,共分为A、B、C、D四个地块, A、B、C地块为二类住宅用地,总用地面积为306112m2(其中A地块建设用地98555平方米,B地块建设用地80956m2,C地块建设用地98861m2),D地块为小学用地(建设用地27740m2),建筑面积约100万平方米。
本项目为初步设计,共涉及高、低压配电系统、电力配电系统、照明配电系统、防雷及接地系统、火灾自动报警及联动控制系统、紧急广播系统、 综合布线系统(电话、网络)、安全防范系统、小区周界防范系统、公共区域防范(包括电子巡查系统、视频安防监控系统、停车场管理系统)、家庭防范系统(包括可视对讲、紧急求助、燃气泄漏及非法侵入报警系统)。
2 高低压系统设计
2、1高压系统供电形式的确定
鉴于本项目规模较大(用地面积约30万平米,建筑面积约100万平米),设置两处开闭所。ABD区开闭站设在B10#楼地下室,总容量19400KVA;C区开闭站设在C10#、C11#楼地下室,总容量11600KVA(图1)。
本项目的使用功能为住宅及配套设施,且住宅项目多采用环网结构配电。因此在方案设计阶段,提出了两种构想:单环网供电、双环网供电。双环网供电具有接线完善、运行灵活、供电可靠性高,但投资比单环网增加一倍,一般适用在城市(镇)市中心区繁华地段、双电源供电的重要用户或供电可靠性要求较高的配电网络(图2)。经与海口当地供电部门沟通,因当地供电容量有限,且电源质量较差,确定采用单环方案,另分布设置柴油发电机作为备用电源(图3),以保证负荷供电等级及电能质量。
2、2负荷估算
根据JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》中3、3、1条,每套住宅的用电负荷和电能表的选择不宜低于表1的规定。
另,参考04DX101-1《建筑电气常用数据》中各类建筑物的用电指标,并与甲方确认后,住宅楼底商按120w/m2预留电量。
以C地块为例,用电负荷估算如下:
商业:120w/m2;
住宅楼:40m2户型3kW;
60m2户型4kW;
90m2户型6kW;
100m2以上户型8kW;
空调及动力容量由相关专业提供(表2、表3、表4)。
3 变配电所的设置
同样以C地块为例,根据负荷分布及负荷计算在C区中设三个变配电室。分别在C-3、C-4地下室;C-5、C-6地下室、C-10、C-11地下室(图1)。
C-3、C-4地下室内变配电室供电范围:C-1#楼、C-2#楼、C-3#楼、C-4#楼、C-2#楼底商、C-3#楼底商、C-4#楼底商。
C-5、C-6地下室内变配电室供电范围:C-5#楼、C-6#楼、C-7#楼、C-8#楼、C-9#楼、C-12#楼、C-5#楼底商、C-6#楼底商。
C-10、C-11地下室内变配电室供电范围:C-10#楼、C-11#楼。
各变配电室均为一路高压供电。每个变配电所配套设置一个柴油发电机房。其高低压开关柜均暂考虑采用上进上出的接线方式。供电方案及变配电所、柴油发电机房设计等均参照《中国南方电网-海南电网公司住宅小区供配电设施建设技术规范》及当地做法。由施工图设计单位按照甲方及当地供电部门要求进一步深化设计。
4 人防系统设计
本工程人防位于C地块C-9#、C-10#、C-11#各楼的地下一层,均为六级一般人员掩蔽室。
4、1负荷分级及供电要求
根据GB 50038-2005《人民防空地下室设计规范》中电力负荷本工程一级负荷:基本通信设备、音响报警接收设备、应急通信设备柴油电站配套的附属设备、应急照明。二级负荷:重要的风机、水泵;三种通风方式装置系统;正常照明;区域水源的用电设备。三级负荷:其它电力及照明负荷。
电力负荷按平时和战时两种情况分别计算。防空地下室应引接电力系统电源,并宜满足平时电力负荷等级的需要;当有两路电力系统电源引入时,两路电源宜同时工作,任一路电源均应满足平时一级负荷、消防负荷和不小于50%的正常照明负荷用电需要。人防电源由各个变配电室引来,战时由移动电站供电。
4、2人防电站
(1)选址
防空地下室的柴油电站应尽量靠近负荷中心,还要考虑交通运输、输油、取水、管线进出的方便。因此本工程人防移动电站,设在防护单元内适当位置。
(2)人防电站的类型,分为固定电站和移动电站
根据GB 50038-2005《人民防空地下室设计规范》中的相关要求,当发电机组总容量大于120kW时,宜设置固定电站;当条件受到限制时,可设置2个或多个移动电站;当发电机组总容量不大于120kW时宜设置移动电站。本工程从供电要求及经济成本等因素考虑,设置移动电站,除柴油发电机组平时可不安装外,其他附属设备及管线均应安装到位。
(3)机组容量的确定
其容量主要包括:人防电站供电的应急照明、重要通信、报警设备,重要的风机、水泵。另外,机组容量还应考虑低压供电允许范围内其他人防工程战时一、二级供电需要。本工程均选用120kW柴油发电机。
相关负荷计算及系统(图4、表5)。
5 结语
本文是笔者在设计此项目时的一点做法和心得,有些地方还不太成熟。不妥之处,敬请批评指正。总之,随着社会的发展,住宅小区的规模日趋巨大,系统越来越多,越来越复杂,有待于我们进一步探讨。
参考文献
[1]JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》
[2]04DX101-1《建筑电气常用数据》
[3]GB 50038-2005《人民防空地下室设计规范》
关键词:防直击雷、电源防雷、信号防雷、接地
汽车加油站做为易燃易爆场所,防雷工作是必不可少的。为保证汽车加油站的安全,防雷工作应做好直击雷的防护、雷电电磁脉冲的防护、静电防护、完善合理的接地系统和规范化的检测。
汽车加油站系统防雷工程是项综合防雷工程,它要求从事雷电防护的科技人员,知识面广,技术全面,对加油站雷电防护的科研工作值得我们雷电防护工作的同仁们共同去探讨。加油站在城市交通建设中起着重要的作用,也是城市灾害救助中的重要能源基地,但是近年来加油站的雷电灾害事故频繁发生,直接威胁到加油站周围人群和建筑物的安全,削弱了加油站作为城市能源枢纽的功能,因此对加油站的雷电综合防护是非常重要的。近年来我市加油站发生的多起雷击事故来看,其损失对象多为加油机总线控制系统和站内监控系统,查其原因受雷电电磁脉冲入侵而损坏。
1、加油站系统的基本设备配置包括:
1、1建筑物(包括加油站站房、罩棚);
1、2油罐、加油机及管道;
1、3加油站电源系统、信号控制系统;
2、加油站系统防雷的基本原则:
全面规划,综合治理,优化设计,多重保护,技术先进,经济合理,定时检测,定期维护的原则。
3、加油站系统防雷的基本方法:
3、1加油站直击雷的防护:`
依据中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000、《汽车加油站设计与施工规范》GB50156-2002、《石油与石油设施雷电安全规范》 GB15599-95的规定,加油站的站房和罩棚为二类防雷建筑物,应根据站房和罩棚建筑结构形式的不同分别采用避雷带(网)或避雷针保护,避雷针应装设在加油站罩棚的顶部,与建筑物顶部的各类金属突出物(包括金属屋面)互相连接,并与建筑框架结构连接成一个整体,其接地装置可与其它接地装置共用,其接地电阻不超过4Ω。当采用独立避雷针作防直击雷保护措施,独立避雷针与被保护对象的水平距离不应小于3m,其接地电阻不得超过10Ω,不应设在人经常通行的地方,防止其接地装置附近可能有跨步电压的危险;为了防止加油站遭受雷击事故,应尽量降低防雷装置的接地电阻,同时必须保证接闪器、引下线、接地装置与与临近导体之间要有充足的安全距离,空气中的距离一般不小于5米,地下距离不小于3米。总之,架设避雷针或避雷带时,一是要注意保护半径,二是要注意材料的选用,三是注意独立地网与加油机和罐体接地之间距离要足够远。
3、2 等电位连接的措施
等电位连接是将分开导电装置各部分导体用等电位连接导体或电涌保护器做等到电位连接,其目的是减小建筑物金属构件与设备之间或设备与设备之间由雷电流产生的电位差。加油站内设备的金属组件应与加油站的金属罩棚共用接地系统进行等电位连接,加油机、油罐等必须进行防雷接地,所有的水管和电缆应埋地进入机房,水管和电缆铠装外皮和保护金属管应在进入机房时接地,加油机电源线路、线号控制线路应采用铠装电缆或穿金属管埋地进入并与油站共用接地系统进行多点连接。以上的管线若在线沟中架设,沟内应填沙,以防止电气线路故障时,沟内因渚留油气而引起火灾。
3、3 静电的防护措施
加油站的储油罐和输油管道,由钢铁材料制成,若在其附近遭受雷击时,由于静电或电磁感应的作用,罐体和输油管道貌岸然产生大量的电荷,油品的流动或晃动时,由于摩擦作用也可能产生电荷,故应为电荷泄放提供通道,充分做好油罐和输油管道的感应雷及静电防护工作。仅防止静电荷积聚的接地电阻值只要不大于100Ω即可,一般油罐和容器的防静电接地即能满足防静电的要求,不另作接地措施。油槽车需有临时接地卡,以防装卸油时静电积聚。
3、4电源、信号线路的防雷措施:1)、在配电房总配电柜电源开关的进线端安装首级电涌保护器(10/350μS),其每相标称放电电流应大于15KA;2)、在加油机电源控制箱安装次级电涌保护器20KA(8/20μS)。配电房到加油机线段应套钢管埋地,钢管的两端应分别与配电房和加油机接地连接;3)、与计算机联网的电子式加油站机的信号线也应套金属管埋地,金属管的始末两端接到保护接地上,信号线与计算机的接口应装在相应的信号避雷器。
4 、定期检测
加油站要自觉接受气象部门的防雷、防静电检测。防雷检测人员在检测时要做好以下几项工作:
4、1多问:每到一个加油站,都要仔细询问该站的负责人,了解负责人姓名、联系方式以及防雷、防静电的检测情况,油品种类,储量,消防证号、四置距离和有无雷电灾害发生,并出示相关证件,积极宣传防雷的法律、法规,使防雷工作深入人心。
4、2多看:仔细查看站里的防雷设施:看罩棚、值班室是否有防直击雷设施;看接闪器、引下线有无断裂;油罐是否为埋地油罐;电源系统是否为TN-S系统,是否有浪涌保护器;如果有,保护级数是否达到要求;信息系统是否安装有浪涌保护器;管道是否按要求进行跨接。
4、3 多测:用仪器仔细检测看加油设备的接地电阻是否符合规范要求。把检测仪器(4102接地电阻检测仪或其他仪器)安装好,E线如果短,可用事先准备好的长导线(应量出导线电阻)连接到E线接线柱上,长导线尽量伸开,不要盘绕,以避免产生涡流,影响检测数据,测出的数据要减去长导线电阻。仔细测量加油机外壳、罩棚、油罐、通气管、管道、卸油防静电接地和配电柜的接地电阻是否符合规范要求。测出的电阻是工频接地阻,应根据公式R_=ARi换算成冲击接地电阻。油枪用万用表测量是否与加油机外壳导通良好。
注意:对正在加油的设备应在其停止后再进行测量。
4、4多记。认真填写检测报告上的单位名称、负责人姓名、联系电话、单位地址、油品种类、消防证号、储量和编号及被测量物的名称、接地数据等,检测人员和负责人要签字盖章。报告一式两份,一份存档,一份给被检测单位。对符合要求的发放检测证,发现问题的提出整改意见,等整改完毕检测合格后再发放检测证。
5小结
汽车加油站所属环境为雷电高风险地区,依据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》标准的要求,应该按二类建筑物雷电防护要求来考虑,其油罐区应按一类建筑物雷电防护要求来考虑。该区域的直击雷防护和接地应该严格按GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》和GB 50074-2002《石油库设计规范》的要求进行设计。
参考文献
1、GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
2、GB15599-95《石油与石油设施雷电安全规范》
3、GB 50074-2002《石油库设计规范》
关键词:汽车加气站;总平面布置;汽车加气区;工艺区;生活办公区
中图分类号:TE89文献标识码:A
随着出租车和公共交通的迅速发展,城市汽车加气站的数量与日剧增。现总结了常规汽车加气站设计中总平面布置的思路,主要步骤如下:
一、设计思路
1、资料收集
在接受一个汽车加气站的设计任务时,应由建设方提供该项目的设计委托书、规划红线图、现状地形图、初勘地质资料及相关设备参数,经设计人员现场踏勘核实后才能进行设计。首先由工艺设计人员根据该站的加气规模和已知条件来确定管线走向、加气机、压缩机等主要设备、工艺装置区和储气区的尺寸,然后进行总平面布置。
2、设计原则
(1)严格执行国家有关政策、法规;严格执行国家、行业有关标准、规定和节能方针政策。目前总平面布置方面主要遵循的规范是《汽车加油加气站设计与施工规范》【1】GB50156-2012,部分参考《建筑设计防火规范》【2】GB50016-2006和《城镇燃气设计规范》【3】GB50028-2006。
(2)在确保站场运行安全的前提下,采用合理的总图布置和工艺流程、适宜的技术定位和经济适用的原则,节约工程投资。
(3)竖向布置尽可能利用地形条件,减少土石方工程量及总图建筑物工程量;生产建筑面积和标准根据生产规模及使用功能确定。
3、功能分区
汽车加气站通常有三个功能分区:汽车加气区、工艺区和生活办公区。汽车加气区主要由加气岛、加气机和加气罩棚组成,应布置在公路一侧且避免交叉路口,以便设置站场出入口;工艺区主要有压缩机房及配电、控制设备用房、露天工艺装置区和储气区,应布置在站场全年最小频率风向的上风侧且宜尽量靠近汽车加气区(节省管材);生活办公区主要包括站房、公共卫生间和候车区域,应设置在站场出入口附近。
此外,还应考虑人行道路和绿化用地的布置。加气站内人行道路主要是站房出入道路和工艺区的检修道路。一般各地城市规划部门对公共设施用地或商业用地的绿地率都是有规定的(一般在30%左右),而加气站工艺设施与站场围墙和周边建构筑物都有防火间距要求,因此绿化地带又可起到隔离带的作用。
4、细化各区
(1)汽车加气区:
根据《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012的规定:进站口无限高措施时,加气罩棚的净空高度不应小于4、5m;罩棚遮盖加气机的平面投影距离不宜小于2m;加气岛应高出停车位地坪0、15m~0、2m;加气岛的宽度不应小于1、2米;加气岛上的罩棚立柱边缘距岛端部不应小于0、6m;单车道宽度不得小于4米,双车道宽度不小于6米,转弯半径不小于9米,停车位坡度不大于8%。
(2)工艺区:
首先,工艺设施的布局应符合工艺流程和管线走向,尽量避免管线重复和交叉。CNG一般的工艺流程是:站外管道来气调压、计量加湿、脱硫、缓冲压缩机(脱水及循环冷却水系统)储气设施加气机。其中,加湿、脱硫、缓冲、废气回收装置可露天设置,压缩机和脱水设备通常设置在敞开或半敞开式的机房中,其它工艺设施可建在室外并搭棚保护,而发电机、供配电和控制设备都需设置在室内(供配电设施也可单独设置箱式变电站),集中放散管可紧临压缩机房设置。
其次,CNG工艺设施与站内外建(构)筑物的防火间距必须满足规范要求,详表1、4、2-1和表1、4、2-2。
表1、4、1-1 CNG工艺设备与站外建构筑物的防火间距(m)
CNG工艺设备
站外建构筑物 储气瓶 集中放散管管口 储气井、加(卸)气设备、脱硫脱水设备、压缩机(间)
重要公共建筑物 50 30 30
明火或散发火花地点 30 25 20
民用建筑物保护类别 一类
二类 20 14
三类 18 12
丙丁戊类物品生产厂房、库房和两类液体储罐以及容积不大于50m3的埋地甲乙类液体储罐 18 13
甲乙类物品生产厂房、库房和甲乙类液体储罐 25 18
室外变配电站
铁路 30 22
城市道路 快速路、主干路 12 10 6
次干路、支路 10 8 5
架空通信线和通信发射塔 1倍杆(塔)高 1倍杆(塔)高
架空电力线路 无绝缘层 1、5倍杆高 1倍杆高
有绝缘层 1倍杆高
注:常规加气站和加气子站一般日处理量小于2、5×104m3/d,CNG加气母站一般日处理量小于20×104m3/d。
――摘自《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012表4、0、8
表1、4、2-2 站内CNG设施的防火间距(m)
设施名称 储气设施 集中放散管管口 压缩机(间) 调压器(间) 脱硫和脱水设备 加气机、加气柱和卸气柱 站房 自用有燃气(油)设备的房间 站区围墙
储气设施 1、5(1) ― ― ― ― ― 5 14 3
集中放散管管口 ― ― ― ― ― ― 5 14 3
压缩机(间) ― ― ― ― ― ― 5 12 2
调压器(间) ― ― ― ― ― ― 5 12 2
脱硫和脱水设备 ― ― ― ― ― ― 5 12 ―
加气机、加气柱和卸气柱 ― ― ― ― ― ― 5 12 ―
站房 5 5 5 5 5 5 ― ― ―
自用有燃气(油)设备的房间 14 14 12 12 12 12 ― ― ―
站区围墙 3 3 2 2 ― ― ― ― ―
注:1 括号内数值为储气井与储气井的距离。
2 撬装设备与站内其他设施的防火间距,应按本表相应设备的防火间距确定。
3 站房、有燃煤或燃气(油)等明火设备的房间起算点应为门窗等洞口。
4 站房内设置有变配电间时:变配电间应布置在爆炸危险区域之外,且与爆炸危险区域边界线的距离不应小于3米。变配电间的起算点应为门窗等洞口。
5 表中“―”表示无防火间距要求。
――摘自《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012表5、0、13-1和第5、0、8条的规定
(3)生活办公区:
出于安全与功能的考虑,站房通常不超过3层,层高3米~3、6米(底层若设有变配电间,该层层高可适当增加)。站房的房间功能主要有收费室、办公室、值班室、休息室和卫生间,有时会在底层开设超市、餐厅、汽车服务等营业场所,其与站内可燃气体设备的防火间距应符合民用建筑、明火或散发火花地点的相关规定。此外,由于汽车加气站的围墙通常为不低于2、0米的实体围墙,为保证站房底层的通风与采光,尽量使站房与围墙的距离不小于3米。
公共卫生间可设于站房内,也可单独建造,视规划用地面积与总体布局而定。
二、总结
对于常规汽车加气站的总平面布置,一定要在充分了解建设方需求、场地现状和相关政策法规的条件下才能进行设计,综合考虑生产、生活和消防安全的需要,缺一不可。
参考文献:
【1】《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012[S]
【2】《建筑设计防火规范》GB50016-2006[S]
【3】《城镇燃气设计规范》GB50028-2006[S]
作者简介:
关键词: 防火阀;地铁空调系统;地铁规范
由于一般地铁车站为地下空间内的封闭建筑,地铁车站的防火、排烟等防灾设计非常重要。在火灾中,通风和空调系统的风管是建筑内部火灾蔓延的途径之一,设置防火阀就是防止火灾穿过防火墙和不燃烧体防火分隔物等位置蔓延的主要措施,因此防火阀的设置和选用在地铁通风空调系统设计中尤为重要。但现行各规范中的防火阀设置规定并不统一,各地建设单位也未明确或统一防火阀的设置原则,笔者针对以上问题进行一些探讨。
1 地铁车站通风空调系统中防火阀的作用和分类
《采暖通风与空气调节术语标准》(GB50155-1992)[1]中第4、6、24条定义防火阀为“用于自动阻断来自火灾区的热气流、火焰通过的阀门”。当建筑物发生火灾时,通过温度熔断器、电信号或手动将阀门关闭。从这里可以看出防烟防火阀的作用就是阻断火灾通过通风系统蔓延。
《建筑设计防火规范》[2]第10、3、12条的条文说明说明中定义防火阀的分类为:
在地铁设计中的防火阀一般包括防烟防火阀和排烟防火阀,结合以上各表总结出:
(功能参考《天津地铁5、6号线工程施工图技术要求》[3]13、2、8条)
2 地铁车站通风空调系统中防火阀的设置及选用
《地铁设计规范》[4](GB50157-2003)中第19、1、46条规定通风空调下列部位风管应设置防火阀:1)穿越防火分区的防火墙及楼板处;2)每层水平干管与垂直总管的交接处;3)穿越变形缝且有隔墙处。
《建筑设计防火规范》[2](GB50016-2006)中第10、3、12条规定下列情况之一的通风、空气调节系统的风管上应设置防火阀:1)穿越防火分区处;2)穿越通风、空气调节机房的房间隔墙和楼板处;3)穿越重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处;4)穿越变形缝处的两侧;5)垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上,但当建筑内每个防火分区的通风、空气调节系统均独立设置时,该防火分区内的水平风管与垂直总管的交接处可不设置防火阀。
《高层民用建筑设计防火规范(2005版)》[5](GB50045
-95)中第8、5、3条规定下列情况之一的通风、空气调节系统的风管道应设防火阀:8、5、3、1管道穿越防火分区处8、5、3、2穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处;8、5、3、3垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上;8、5、3、4穿越变形缝处的两侧。
地铁车站环控系统主要包括:1)区间隧道通风系统,以下简称区间系统;2)车站轨行区域排热系统,以下简称排热系统;3)车站公共区通风空调系统,以下简称大系统;4)车站设备用房通风空调系统,以下简称小系统。
综合以上条文规定及地铁设计的需要,各类防火阀的设置位置总结为:
1)穿越防火分区处:以上规范均规定此项内容,所有穿越防火分区的通风管道均需设置防火阀,一般送风管设置防烟防火阀,排烟管道设置排烟防火阀。下面为某标准站防火分区设置图:
结合地铁实际,需要穿越防火分区处主要有:
① 排热系统中轨顶风道进入环控小室处,穿越轨行区与车站设备用房区间隔,因轨顶风道有排烟工况,因此此处设置排烟防火阀;
② 车站大系统风管穿越车站公共区与设备用房间隔,进入站厅层、站台层公共区处;
③ 车站大、小系统风管穿越环控设备用房防火分区进入设备用房防火分区处;
④ 因各个车站布置形式不同,其他穿越防火分区处均应设置防火阀。
2)每层水平干管与垂直总管的交接处:以上规范均规定此项内容,设置种类同1)中要求。地铁车站中水平干管与垂直总管的交接处主要包括:
① 排热系统中轨顶、轨底风道进入环控小室处,轨顶风道设置的防火阀可与按1)要求中设置的防火阀合设,轨底排热风道设置防烟防火阀。
② 车站站台层大系统水平风管与垂直总管的交接处;
③ 笔者认为,结合地铁车站布置形式及防火分区的划分形式,一般车站设备用房防火分区内的通风系统均独立设置,且垂直总管连接的水平干管均处于同一防火分区,因此车站设备用房通风系统的水平干管与垂直总管交接处可不设置防火阀;若车站设备用房通风系统需穿越其他防火分区时,水平干管与垂直总管交接处应设防火阀。
3)穿越变形缝且有隔墙处:以上规范均规定此项内容,设置种类同1)中要求。地铁车站中穿越变形缝处主要有:车站主体与附属风道交接处,此处一般无隔墙,且变形缝两侧处于同一防火分区内,因此此处不设防火阀。
4)穿越通风、空气调节机房的房间隔墙和楼板处:除《地铁设计规范》外,其余规范均做了此项规定,结合地铁车站的一般做法,笔者认为地在《地铁设计规范》中应增加此条规定。地铁车站中穿越大、小系统通风空调机房的所有环控管线均应按风管性质加设防烟防火阀或排烟防火阀,以防止机房火灾蔓延至机房外或机房外火灾蔓延至机房。
5)穿越重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处:除《地铁设计规范》外,其余规范均做了此项规定,结合地铁车站的一般做法,笔者认为地在《地铁设计规范》中应增加此条规定。地铁车站中重要房间主要包括:车站控制室、变电所用房、环控电控室、信号设备室、通信机房、弱点综合机房等。由于这些房间内电气设备较多,所以均设置气体灭火系统,配合气体灭火的通风形式,此类房间均设置防烟防火阀。有些地区车站控制室或环控电控室不设在气体保护范围内,笔者认为此情况下应在穿越车站控制室或环控电控室的环控管线上按风管性质加设防火阀。
3 地铁车站通风空调系统中防火阀的电气控制
根据表1中的结论,防火阀一般具备熔断关闭、输出电讯号、复位等功能,选择防火阀的电气控制时的控制因素包括:是否电动控制开启或关闭、是否联锁控制、是否手动风量调节等。下面逐一分析各个功能在地铁设计中如何选择:
1)电动开启或关闭:具有此项功能的防火阀能够实现远程控制功能,一般用于控制较复杂的防火阀。笔者认为,地铁环控排热系统、大系统设计中使用非电动防火阀可满足基本要求,可结合车站的火灾控制模式、防火阀的操作需要、防火阀的安装位置等选择是否需要电动控制。地铁环控小系统中气体保护房间的防火阀一般使用电动防火阀;小系统中其他防火阀选用与排热系统及大系统原则相同。
2)联锁控制:具备联锁控制功能的防火阀在熔断关闭时,可以使连锁的风机设备停止运行,根据需要,一般在地铁各环控系统排烟设备的入口处设置,以保护风机运行,其余防火阀不需具备此功能。
3)手动风量调节:此功能用于管段风量调节,若某一管段仅设有防火阀且此管段需要调节风量时,可选用带此功能的防火阀,其余情况防火阀不需具备此功能。一般地铁车站设计中,多数管段采用多叶调节阀调控风量,防火阀不需具备此功能。
4 地铁车站通风空调系统中防火阀的动作温度
根据规范中规定防火阀的动作温度一般分为两种:70℃与280℃。其中70℃的防火阀动作温度是根据通风空调系统正常工作温度为45-50℃考虑的[6],而地铁中各通风空调系统正常的的工作温度也处于45-50℃,因此70℃的动作温度是适宜的。在地铁设计中,排烟防火阀280℃的动作温度与《地铁设计规范》[4]中19、1、42条“地下车站站厅、站台和设备及管理用房排烟风机及烟气流经的辅助设备如风阀及消声器等,应保证在250℃时能连续有效工作1h。”的规定相适宜。对于表一中提到的排烟防火阀的熔断温度设置为250℃,笔者认为不妥。因为根据地铁规范规定,排烟设备要在250℃工况下有效工作1h,若熔断温度设为250℃,烟气温度到达250℃时,所有排烟防火阀均会关闭,此时排烟设备也无法继续有效运行,因此,排烟防火阀280℃的动作温度是适宜的。
对于补风设备及风道的防火阀设置问题,笔者认为设置70℃熔断的防烟防火阀即可,既满足火灾初期对排烟系统的补风,又能阻止火灾后期火势通过补风系统蔓延。
5 结语
地下空间火灾危害较地上建筑更加严重,防火阀的设置对于火势蔓延有很大的制约作用。笔者结合地铁设计实际情况,对现行地铁设计中防火阀的设计选型等问题进行一些说明和探讨,希望地铁设计中的防火阀设置和选型更加规范化、明确化、统一化。同时提出了以下建议:
1)建议《地铁设计规范》中防火阀设置条文中增加“穿越机房、重要房间通风管道设置防火阀”的内容,以明确设计原则;
2)建议排烟防火阀的动作温度按规范要求统一明确为280℃。
参考文献:
[1]GB50155-92采暖通风与空气调节术语标准[S]、北京:中国计划出版社,1992、
[2]GB50016-2006建筑设计防火规范[S]、北京:中国计划出版社,2006、
[3]《天津地铁5、6号线工程施工图技术要求》、
[4]GB50157-2003地铁设计规范[S]、北京:中国计划出版社,2003、
关键词:加油站 电气设计 爆炸危险区域
近年来,随着我国经济的高速发展,新建的汽车加油站越来越多,由于汽车加油站存在爆炸危险区域,因此与普通的工业及民用建筑电气设计有所不同,设计时应严格遵守GB 50156-2002 《汽车加油加气站设计与施工规范》(2006年版)及GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》有关规定。下面就设计要点进行阐述。
1 爆炸危险区域的电气设计
为了安全恰当地选择和安装加油站内的电气设备,合理选择电气线路的敷设方式,首先必须正确地划分加油站的爆炸危险区域。国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》,对爆炸性气体环境危险区域的分区等级做了如下定义:0 区,连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;1 区,在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;2 区,在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在爆炸性气体混合物的环境。
从上述定义可知,油罐(包括卸油口、通气管口)、加油机所处的位置均为爆炸性危险区域,在这些区域内的防爆电气设备的选择,电气线路的设计及安装需符合上述规范的要求。而《汽车加油加气站设计与施工规范》 对加油站的爆炸危险区域的划分做了更具体的说明,此规范附录对埋地卧式汽油储罐的爆炸危险区域的划分如下:1 )罐内部油品表面以上的空间划为0 区;2 )人孔(阀)井内部空间和以通气管管口为中心,半径为1、5 m(0 、75m )的球形空间和以密闭卸油口为中心,半径为0、5m的球形空间划分为l 区;3 )距人孔(阀)井外边缘1、5m 以内,自地面算起1m 高的圆柱形空间和以通气管管口为中心,半径为3m (2m)的球形空间以及以密闭卸油口为中心,半径为1、5m 的球形并延至地面的空间划为2 区。
对汽车加油机的爆炸危险区域的划分如下:1)加油机壳体内部空间划为1 区;2)以加油机中心线为中心线,以半径为4、5m (3m)的地面区域为底面和距加油机顶部以上0、15m半径为3m (1、5m)的平面为顶面的原台形空间划为2 区。
油罐处的电气设备一般有潜油泵及液位计,加油机处的电气设备一般有油泵电机、电磁阀等。根据它们所处的危险区域等级可知,潜油泵及油泵电机的防爆结构应选隔爆型,液位计的防爆结构应选本质安全型ia等级。另外,由于汽油蒸汽与空气混合后产生的爆炸性混合物的级别和组别分别是ⅡA级及T3组,因此上述防爆电气设备的级别和组别不能低于ⅡA级及T3组。防爆电气设备均通过防爆接线盒与电缆或导线相连。加油站的动力线路一般采用电缆穿管埋地敷设,埋地深度不小于0、7m。自控线路一般采用屏蔽线穿镀锌钢管保护,埋地敷设。潜油泵、液位计、加油机的电气控制线路示意图见图1,图2、
图1
图2
2 照明设计
因加油站的棚顶较高(4、5m以上),而加油机高度一般为2、4m,棚顶已不在爆炸危险区域的范围内,因此可选用非防爆灯具,一般采用15OW 金卤灯(防护等级不低于IP55级)。另外,站房一般建在爆炸危险区域以外(离各级释放源的跟离在5m以上),其灯具采用普通灯具即可,不必用防爆灯具。罩棚及灯箱明线路采用护套线配线。所有金属外壳灯具线路中均单独敷设一根PE线。照明灯具选用高效率节能型灯具,光源采用细管径直管型荧光灯、紧凑型荧光灯、金属卤化物灯等高效照明光源。荧光灯配用符合国家能效标准的电子镇流器,功率因数cos?≥0、90。各房间室内照明照度值E、功率密度(LPD)、折算后功率密度标准(LPD')应符合《建筑照明设计标准》GB50034-2004第6章的规定值。
3 防雷、防静电
根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000年版)2、0、3条五、六款规定,因罩棚下存在1区及2区爆炸危险环境,所以罩棚属第二类防雷建筑物。其避雷网(带)应在屋面组成不大于10m*10m或12m*8m的网格,其引下线间距应不大于18m,并利用钢筋混凝土桩基础内主筋作引下。对于埋地油罐,接地点不少于两处,卸油口处做静电接地检测器。所有金属油管、埋地油罐、卸油口的接地装置、罩棚、站房的接地装置均要互相做电气联结,接地电阻不大于4Ω。为了防止雷电波的侵入,所有铠装电缆的屏蔽层及保护导线用的钢管均应两端接地,在电源进户处还应安装电涌保护器保护。
综上所述,汽车加油站电气设计具有一定特殊性,设计时应着重分清哪些范围是爆炸危险区域,哪些范围不是爆炸危险区域,然后按相应的规范要求设计。
参考文献:
[1]中国航空工业规划设计研究院等编著 《工业与民用配电设计手册》 第三版 北京:中国电力出版社,2005、10
[2]中华人民共和国机械工业部主编 《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94(2000年版)中国计划出版社出版,2001、2
管理目标描述
根据《关于加快推进变电站监控信息规范与优化工作的通知》以调控中心为主体,明确调控中心、变电运维检修部相关人员分工,建立高效优质的信息表规范与优化管理方案,确保枣庄供电公司变电站监控信息规范与优化工作优质、如期完成。
优质完成枣庄供电公司各220kV变电站及110kV变电站监控信息表的规范、优化工作,具体目标值。
主要管理做法
枣庄供电公司监控信息验收管理工作流程
枣庄供电公司监控信息验收管理工作,主要分为信息表制作阶段、信息表验收阶段、信息表导入阶段,实施部门包括调控中心、运维检修试验工区继电、检修专业,形成了一个组织严密、分工配合的管理工作流程。
调控中心向检修试验工区(继电保护所)下发信息接入标准,要求检修试验工区继电保护专业至少应提前6个工作日,向调控中心提交变电站监控信息表;信息表必须严格按照省公司《山东电网变电站监控信息管理规范》的要求进行规范和优化;调控中心要在2个工作日内,完成变电站信息表的审核验收工作。检修试验工区继电专业要求检修专业对信息表中一次设备部分信息进行详细说明。检修试验工区检修专业根据继电专业的要求。对变电站一次设备的形式、具体的信息描述等提供一份文字说明。为变电站信息表的制作人员提供基础资料。检修试验工区继电保护专业负责变电站“四遥”信息表制作的工作。在制作过程中不仅要严格按照《山东电网变电站典型监控信息表》的要求,而且还要参考电力调度控制中心信息表验收人员提供的《信息表验收纠错指南》的要求进行制作,避免犯重复性错误。电力调度控制中心监控人员按照《山东电网变电站典型监控信息表》的要求进行变电站“四遥”信息表的验收工作,验收合格提交领导小组专责人审核,否则填写《信息表验收纠错指南》,返回运维检修部检修试验工区进行修改。运维检修部检修试验工区,将验收合格的变电站“四遥”信息表通过OMS内控机制工作流程进行上传。电力调度控制中心自动化运维班通过OMS内控机制工作流程下载变电站“四遥”信息表,进行相关数据导入工作。
保证流程正常运行的绩效考核与控制手段
编制工作计划。为了按期完成变电站信息表的规范和优化工作,在征求了相关单位的意见后,根据工作实际及省公司的要求,编制了《220kV变电站及原农电110kV变电站信息表制作及验收工作计划》,要求制作单位按计划进行信息表的编制工作,使变电站信息表的编制和验收工作能够按计划进行。
指定专人负责验收,并加强对验收人员的培训。变电站监控信息规范与优化的工作量较大,为了不影响监控日常工作,监控员没有全员参与信息表的验收工作,而是在监控人员中选拔责任心较强,能够熟练使用电脑办公软件的人员负责信息表的验收工作。组织人员精心制作了培训教案,对验收人员进行针对性的培训,使验收人员都能够掌握省公司的验收标准。
对验收后的信息表进行综合评价,对验收质量进行考核。为了提高信息表验收人员的工作责任心,提高验收质量,每次验收人员在验收完毕信息表后,按照工作流程传给领导小组的相关成员终审,发现问题要提出修改意见,确保信息描述规范、信息量精简、信息分级正确。同时还要对验收人员的验收质量进行综合打分,并列入职工的绩效考核项目进行考核。
编制《信息表验收纠错指南》,指导信息表制作及验收人员工作。我们在进行信息表验收的工作中,经常发现一些典型的、反统鱿值拇砦螅为了避免同一类错误反复的出现,提高信息表制作和验收人员的业务水平,我们在工作中有意识的对这类错误进行了汇总,采用对比的方式,列表说明错误信息以及相关信息的修改意见,形成《信息表验收纠错指南》,利用《信息表验收纠错指南》对验收人员进行培训,进一步提高验收人员的验收水平,我们同时还将《信息表验收纠错指南》传给信息表的制作单位,使得相关单位在制作其它变电站信息表是避免再犯同样的错误,使信息表的制作质量也逐步得到了提高。
从设计单位入手,规范变电站监控信息的设计工作。为了从源头上规范变电站监控信息的设计工作,利用监控运行分析月例会的机会,将设计院的相关领导及设计人员请来,进行宣贯工作,要求设计单位在变电站设计过程中根据《山东电网变电站监控信息管理规范》的要求,进行相关变电站监控信息的设计工作,不仅规范了变电站的相关设计,也减轻了变电站监控信息表的制作的难度,客观上也减轻了监控人员的验收工作压力。
进一步细化省公司标准。使其更具指导性。工作中发现由于个人对省公司变电站典型监控信息表的理解不同,直接导致信息表的制作和验收的标准不统一。根据枣庄供电公司的实际,进一步细化了省公司变电站典型监控信息表,编制了《110kV变电站典型监控信息表(举例版)》及《220kV变电站典型监控信息表(举例版)》,统一了信息表的制作和验收标准。
评估与改进
关键词:汽车加油站;防雷工程;
【分类号】:TG333、7
1汽车加油站的环境特点
加油站一般位于公路边,多属于空旷地区的孤立建筑物,容易遭受雷击,而且加油站又属于易燃易爆场所,加油站通常具有以下几个特点:1)地理位置:加油站通常设在城区开阔地带或郊区、山区、乡村、高速公路等道路边的开阔地带,四周较为空旷; 2)电源系统:一般加油站的380V交流供电线路是架空明线接入至站区附近再地埋引入建筑的,部分加油站是由10KV电力线架空接入,经变压器后再地埋引入建筑的。3)通信网络系统:引入加油站的ISDN、电话线、监控设备等弱电线路通常也是由户外架空明线引入的,并且通常未安装专用信号电涌保护器(SPD)做雷电防护措施。
从以上几个特点不难发现,从雷电防护角度来看,加油站一般都运行于“高风险”环境下,即对于雷害风险的“暴露程度”很高,因此需要采取强有力的防护措施。
2汽车加油站防雷等级
依据GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》第2、0、3条的要求,“具有1区爆炸危险环境的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者”。因此汽车加油站防雷应按第二类防雷建筑物进行设计。
3 加油站直击雷防护设计
1)、建筑物、构筑物的防雷设计。
加油站的建筑物、构筑物一般由罩棚、办公楼、配电室及其它附属建筑物组成。依据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94确定汽车加油站的建筑物防雷类别为二类建筑物,不需要单独装设避雷针。办公楼和附属建筑物一般采用钢筋混凝土结构
汽车加油站的建筑物、构筑物防雷引下线设计:由于站区内建筑物、构筑物一般采用钢筋混凝土结构和钢架结构,钢筋混凝土结构应利用桩内两条对角主筋作为自然引下线,引下线间距不大于18米,引下线不应少于2根,应沿建筑物周围均匀布置。
加油站机房、配电室应设置均压环,均压环必须可靠良好接地,应将均压环与建筑物接地进行可靠焊接。将站房内所有金属物体,包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出站房的金属管道等金属构件进行电气连接,并接至均压环上,以均衡电位。均压环可采用40×4mm的扁铜或镀锌扁钢进行构筑,每隔1米设一支撑。将均压环与建筑物内等电位排进行可靠连接,不需再另设接地装置。
汽车加油站的建筑物、构筑物防雷接地装置设计:一般采用自然接地体作为接地装置;
接地电阻要求:加油站的地网分为直击雷保护接地(其接地电阻要求≤10Ω)、防静电接地(其接地电阻要求≤10Ω)、电源工作接地(其接地电阻要求≤10Ω)、信号线路直流工作接地(其接地电阻要求≤4Ω)四个部分。 当采用统一接地时,接地电阻值应按最小值确定,接地电阻要求≤4Ω。
2)油罐区的防雷设计
油罐区防雷设计:一般采用呼吸阀作为接闪器(高度4-5m),当利用呼吸阀作为接闪器时,应保证呼吸阀与罐体接触良好,防止直击雷对呼吸阀放电不能将雷电流引入大地。埋地金属油罐必须作环形接地,其接地点不应少于两处,其间弧形距离不宜>30m,接地体距罐壁应不小于3m。钢油罐顶板厚度
4、电源配电系统雷电防护设计
380/220V供配电系统宜采用TN-S系统,TN-S配电系统:即三相五线制(单相三线制)配电方式。在这种配电方式的整个系统(包括分支线路)中,具有单独的中线(N)和保护接地线(PE),即在整个系统中中线与保护接地线始终是分开的。使N线和PE线分开的目的,PE线上没有交流电流流过,在整个防雷工程的等电位连接接地系统中,它处处与等电位连接接地系统保持牢固的连接,所以PE线上处处电位相等。
电缆应穿钢管埋地进入加油站,电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应接地,在供配电系统的电源端应安装与设备耐压水平相适应的过电压(电涌)保护器。供电系统电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应接地,其目的是封锁电磁效应,减少或削弱雷电危害,防止雷击事故。供电系统电缆应单独布线,不得与油品、液化石油气和天然气管道、热力管道敷设在同一沟内, 防止电缆沟进入爆炸性气体混合物,避免电缆与管道相互影响,引起爆炸火灾事故,电缆沟应充沙填实。
1) 外来导体等电位连接
外来导体包括:金属水管、通讯电缆线及电力电缆铠装外皮或电缆金属管等。所有的水管和电缆应埋地进入配电室或机房,水管和电缆铠装外皮和保护金属管应在进出建筑物时应与接地装置相连接,电缆应选用铠装电缆或穿金属管埋地。以上所有接地都要与建筑物、构筑物、油罐区形成等电位连接。
2)加油站电源系统设计方案
根据IEC 61312《雷电电磁脉冲的防护》、GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》、GB 50074-2002《石油库设计规范》及GB 50058-92《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》中防雷及过电压规范有关防雷分区的划分和各级电源系统雷电及过电压保护要求,针对汽车加油站配电系统的特点,可将其分为三个防雷区分别加以考虑。通过安装多级SPD,并合理地达到级间的能量配合,使之实现逐级泄能,这样,不仅能达到有效的保护,同时还能保证SPD有较长的使用寿命并可防范从直击雷到操作浪涌的各级过电压的侵袭。
A、电源一级防雷[LPZOA-LPZ1区]:
依据《建筑物防雷设计规范》第六章:防雷电电磁脉冲;第三节 屏蔽、接地和等电位连接的要求:第6、3、4条及第四节 对电涌保护器和其他的要求:第6、4、7条规定,在LPZOA或LPZ0B区与LPZ1区交界处,从室外引来的线路上安装SPD当线路有屏蔽时,每个SPD的雷电流按雷电流的幅值的30%考虑,汽车加油站为二类防雷建筑物,首次雷电流幅值为150KA,电源线路为非屏蔽埋地的TN配电模式,因此首次直击雷在低压配电线路上每线的分配电流为:在建筑物已安装合格的防直击雷措施后,有50%的雷电流通过引下线流入接地装置,因此每线分配电流为:In =[150 KA×50%]÷4 =18、75KA,按《建筑物防雷设计规范》第六章:第四节:第6、4、7条要求每线标称放电电流不宜小于15KA。同时,依据《建筑物防雷设计规范》第六章:第四节 第6、4、4条及IE C61312《雷电电磁脉冲的防护》第三部分:浪涌保护器的要求,浪涌保护器可以将数万伏的感应雷击过电压限制到4KV以下。
综上所述,应在380V低压总配电箱安装标称通流容量25KA的10/350μs波形的开关型模块式电源电涌保护器,用于整个加油站所有用电设备的第一级电源防护。笔者推荐使用采用多层石墨间隙技术和特殊的涂料工艺的10/350μs波形的开关型模块式电源电涌保护器,此类SPD较火花间隙型SPD的优点在于: 1)它的雷电能量泻放能力较强;2)它的脉冲响应时间较火花间隙型SPD短;3)它的脉冲点火电压较火花间隙型SPD低,保护水平小于2000V,而火花间隙型SPD的保护水平等级通常为4000V;4)多层石墨间隙型SPD无工频续流,避免了火花间隙型SPD的续流和灭弧问题,工作状态更稳定。
B、电源二级防雷[LPZ1-LPZ2区]:
根据《建筑物防雷设计规范》第六章:防雷击电磁脉冲;第四节,第6、4、1至6、4、12条LPZ1区对电涌保护器(SPD)的要求及GB 50054-95《低压配电设计规范》第四章的有关规定,依据雷电分流理论,需使用8/20μs波形,通流容量20KA。《建筑物防雷设计规范》第六章对于配电盘、断路器、固定安装的电机等第Ⅲ类耐冲击过压,其耐压为4KV。为防止浪涌保护器遭受雷击后损坏后,电源对地短路,需要在浪涌保护器前安装空气开关作为短路保护装置。
可在潜油泵控制线、潜油泵加油机、税控加油机或一般加油机电源配电箱和营业大厅电源配电箱内分别安装具有防火功能的8/20μs波形通流容量20KA的电源防雷箱,电源线选用耐油性能良好的带塑料护套的RVV型4×2、5mm2绝缘线引入。
C、电源三级防雷[LPZ2-LPZ3区]:
根据IEC 61312-3雷电电磁脉冲的防护 第三部分:浪涌保护器的要求,在LPZ2-LPZ3区内,浪涌保护器可将浪涌电压限制到一千多伏,防雷器通流容量为(8/20μs):≥10KA。可在营业大厅计算机管理设备、UPS电源、票据打印设备、加油机数据传输设备及其它精密设备的电源开关处使用插座式电源防雷器。
5、电子信息设备防雷设计
加油站的电子设备主要为:监控设备、通信设备、液位仪检测设备等。在雷击发生时,产生巨大瞬变电磁场,在1KM范围内的金属环路,如网络、信号及通讯金属连线等都会感应到雷击,将会影响网络、信号及通讯系统的正常运行甚至彻底破坏系统。
1)、电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管(槽)、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地和安全保护接地及浪涌保护器接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。防止过长的连接导线将构成较大的环路面积会增大对防雷空间内LEMP的耦合机率,从而增大LEMP的干扰度,造成泄放雷电流不畅,从而降低了可靠性。
2)、电子信息系统设备主机房宜选择在建筑物中心部位,其设备应远离外墙结构柱,设置在雷电防护区的高级别区域内,当电子信息系统设备为非金属外壳,且机房屏蔽未达到设备电磁环境要求时,建议安装金属屏蔽网或金属屏蔽室。金属屏蔽网、金属屏蔽室应与等电位接地端子板连接。
3)、信号线路线缆应采用带有金属屏蔽层的线缆或套入金属管的办法进行敷设。在室外应埋地敷设进入建筑物;在楼内一般采用金属屏蔽槽垂直敷设和水平敷设方式进入机房。
4)、本方案中网络、信号设备防护方面,依据GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》、YD/T5098 《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》、GB 2887-89《计算机场地安全要求》中信号系统雷电及过电压防护要求,在液位仪检测仪引出的液位仪控制线上安装额定负载电流1~1、5A的大功率特殊信号电涌保护器,用于液位仪检测仪信号线路的保护。在加油机总控制线上安装精密的控制信号电涌保护器,用于加油机总控制线路的保护。通讯系统、监控系统进线端分别安装电涌保护器,用于各设备雷电保护。
结束语
汽车加油站作为雷电高风险地区,应从外部防雷、内部防雷进行考虑,注重等电位连接与共用接地系统、屏蔽及布线、防雷与接地、安装电涌保护器综合防护、在实际的防雷工程设计中,还需根据各类设备的特点和防护对象的实际情况灵活应用、综合考虑,才能获得良好的效果。
参考文献
[1] 《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156―2002
[2] 《石油与石油设施雷电防护规范》GB15599―1995
[3]《建筑物防雷设计规范》GB50057―1994