光伏電站火災危險性高的設備包括接線盒、逆變器、蓄電池、連接器、配電櫃、變壓器等,容易發生電氣火災。光伏電站的主要建築是綜合控制室和配電站。電壓35kV以上、單臺變壓器容量5000kV˙ A以上的變電站,變壓器規模屬於GB50229-2006《火力發電廠和變電站設計防火規範》[1](以下簡稱《火力發電規範》)的適用範圍,其防火設計可參照本規範執行。
根據光伏電站建築特點和《火力發電規範》,光伏電站建(構)築物火災危險性分類和耐火等級見表1 [1]。當電纜夾層電纜采用A級阻燃電纜時,其火災危險性可為D級;當綜合控制室火災後未采取防止電纜延伸的措施時,火災危險性應為丙類;配電裝置建築和室外配電裝置根據設備的含油量確定火災危險性。
2、防火措施
根據《火力發電規範》和光伏電站電氣設備的特點,光伏電站應采取以下防火措施:
2.1總平面布置
光伏電站選址應根據國家可再生能源中長期發展規劃、太陽能資源、接入電網、環境保護等因素,電站內部建(構)築物與電站外部建(構)築物、堆場、儲罐之間的防火間距應符合建築規範的規定。大中型光伏電站的消防車道宜布置成環形。當是結束車道時,應設置返回車場或車道。
2.2變壓器和其他有油電氣設備的防火措施。
(1)由於有油的電氣設備在使用過程中容易引起火災,為防止火勢向相鄰建築物蔓延,應在與其他建(構)築物相鄰的壹側設置防火墻[1]。
(2)室內總含油量超過100kg的電氣設備和室外總含油量超過1000kg的電氣設備應設置儲油或擋油設施,儲油設施內鋪設卵石層[1]。
2.3電纜防火措施
由於光伏電站占地面積大,電纜分布廣,無法設置固定的電纜滅火裝置。電纜溝內應采用防火分隔和阻燃電纜作為處理電纜火災的主要措施,溝內和槽盒內敷設的電纜應選用C級或以上阻燃電纜。
2.4光伏電站運行維護安全
(1)運維人員應具備相應的專業技能。維護前,必須做好安全準備,應斷開的所有開關都應斷開,以確保電容器和電感器完全放電。必要時應穿絕緣鞋,戴低壓絕緣手套,使用絕緣工具。工作完成後,應消除系統中可能發生的事故。
(2)由於元器件的特殊性,在接收輻射時,會產生電壓。光伏陣列串聯後形成高壓直流電,如果不小心與人體形成回路,會造成嚴重的安全事故。壹般光伏陣列接入系統前,組裝串應保持開路狀態,光伏陣列接入系統後,應關閉接線盒(箱)開關。在施工過程中,光伏組件應被屏蔽物屏蔽。當難以屏蔽時,施工人員應配備安全防護用品,以確保安全。
(3)為防止設備過熱、短路等事故,光伏電站主要部件周圍不得堆放易燃易爆物品。
2.5消防設施
2.5.1消防給水水電站的規劃設計應同時設計消防給水系統,消防水源應有可靠保證。消防供水量應按壹次消防用水量最大的室內外消防用水量之和計算。下列情況不得設置:
(1)光伏廣場區域(包括逆變器升壓室)不應設置消防水系統。光伏陣列區主要由電氣設備組成,DC壹側白天壹直帶電,不適合用水滅火。
(2)根據《火力發電規範》,變電站室外配電裝置區無需設置消火栓(帶水噴淋的主變消火栓除外)[1]。
(3)根據建築規範的規定,當電站內建築物耐火等級不低於二級,容積不大於3000m3,火災危險性為戊類時,可不設室內外消防水冷凝[2]。
地面光伏電站單體建築體積壹般小於3000m3,監控系統功能齊全,值班人員少,建築分散。大型地面光伏電站壹般建在幹旱缺水的西北沙漠地區。生活用水多采用汽車運輸,用水成本高,難以設置水消防系統。
自動滅火設施
根據《火力發電規範》規定,單臺容量為125mv A及以上的主變壓器應設置水噴霧滅火系統、合成泡沫噴霧系統或其他固定式滅火裝置。其他有油的電氣設備應使用幹粉滅火器[1]。
油浸變壓器油具有良好的絕緣性和導熱性。變壓器油的閃點壹般為130℃,為易燃液體。當變壓器內部故障發生電弧閃絡,油受熱分解產生蒸汽形成火災時,需要設置噴水等自動滅火系統。在缺水、寒冷、風沙大、運行條件惡劣的地區,可選用排油註氮滅火裝置和合成泡沫噴霧滅火系統,室內封閉空間的變壓器也可采用氣體滅火。對於中小型變電站來說,自動滅火系統的成本比較高,可以使用滅火器。
火災自動報警系統
光伏電站的火災隱患主要是電纜和電氣設備。因為光伏電站的發電量是由太陽輻射決定的,電氣設備的負荷和電纜的載流量也隨著太陽輻射的變化而變化,早晚為零,中午接近設計值,所以光伏電站的火災概率比常規火電廠小得多。根據《火力發電規範》和光伏電站的特點,大型光伏電站或無人值守電站可設置火災報警系統。主控制室、繼電器設備室、無功補償室、配電設備室可采用感煙火災探測器,主變壓器(室內)、電纜層、電纜井可采用線型感溫火災探測器。
2.5.4消防電源、應急照明和滅火器
為保證消防電源的安全和消防系統的正常運行,消防泵、火災報警和消防應急照明按二級負荷供電,電站主控室和配電設備間設置消防應急照明和疏散指示標誌,電站按GB 50140-2005《建築滅火器設計規範》要求配備滅火器。