第六章-消防供配电系统

第六章消防电源及其配电系统第一节消防供配电系统第二节消防电源第三节消防设备配电第四节消防设备电气配线措施第五节应急照明与疏散指示§6-1消防供配电系统一、消防电源电源：是将其他形式的能量（机械能、化学能、核能等）转换成电能的装置。消防电源往往由几个不同用途的独立电源以一定方式互相联接起来，构成一个电力网络进行供电，这样可以提高供电的可靠性和经济性。二、配电部分它是从电源到用电设备的中间环节，其作用是对电源进行保护、监视、分配、转换、控制和向消防用电设备输配电能。配电装置有：变电所内的低压开关柜，发电机配电屏、动力配电箱、照明配电箱、应急电源切换开关箱和配电干线与支线线路。三、消防用电设备分类：1、电力拖动设备2、电气照明设备3、报警和通报设备4、其他用电设备要求：1、可靠性2、耐火性3、安全性4、有效性5、科学性消防电源及其配电系统组成电源配电系统用电设备主电源应急电源电力系统电源自备柴油发电机组蓄电池组不停电电源电力拖动设备电气照明设备报警和通信设备其他用电设备消防用电设备（消防负荷）电力拖动设备电气照明设备报警和通信设备其他用电设备消防水泵防火卷帘门窗消防电梯排烟风机会议厅、观众厅处的照明和指示标志灯具走廊、疏散楼梯太平门处的照明和疏散指示灯具消防控制时、变配电室的照明灯具消防电梯前室、消防水泵房的照明应急插座火灾报警器控制器事故广播器消防专用电话§6-2消防电源消防电源系统方块图：消防电源一、消防电源负荷分级二、消防电源的供电方式（一）、确定供电方式的原则（二）、供电方式及其特点三、变配电所主接线四、应急电源及其选择五、主电源与应急电源的连接一、消防电源负荷分级一、划分依据：中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的大小划分类别：一级负荷、二级负荷、三级负荷参考规范：《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》《高层民用建筑设计防火规范》高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电，应按现行的国家标准《供配电系统设计规范》GB50052的规定进行设计，一类高层建筑应按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。一类高层建筑自备发电设备，应设有自动启动装置，并能在30s内供电。二类高层建筑自备发电设备，当采用自动启动有困难时，可采用手动启动装置。《建筑设计防火规范》1、除粮食仓库及粮食筒仓工作塔外，建筑高度大于50m的乙、丙类厂房和丙类仓库的消防用电应按一级负荷供电；2、下列建筑物、储罐（区）和堆场的消防用电应按二级负荷供电：1）室外消防用水量大于30L/s的工厂、仓库；2）室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆场、可燃气体储罐（区）和甲、乙类液体储罐（区）；3）座位数超过1500个的电影院、剧院，座位数超过3000个的体育馆、任一层建筑面积大于3000m2的商场、展览建筑、省（市）级及以上的广播电视楼、电信楼和财贸金融楼，室外消防用水量大于25L/s的其它建筑；3、除上面1、2款外的建筑物、储罐（区）和堆场等的消防用电可采用三级负荷供电。《人民防空工程设计防火规范》建筑面积大于5000m2的，其消防用电按一级负荷要求供电；建筑面积小于5000m2的人防工程消防用电可按二级负荷的要求供电。《石油化工企业设计防火规范》石油化工企业生产区消防水泵房用电设备的电源，应满足以及消防负荷供电要求。《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》消防水泵、火灾自动报警、自动灭火、排烟设备、火灾应急照明、疏散指示标志等消防用电和机械停车设备以及采用升降梯作车辆疏散出口的升降梯用电应符合下列要求：1）Ⅰ类汽车库、机械停车设备以及采用升降梯作车辆疏散出口的升降梯用电应按一级负荷供电；2）Ⅱ、Ⅲ类汽车库和Ⅰ类修车库应按二级负荷供电。二、消防电源的供电方式（一）、确定供电方式的原则（二）、供电方式的特点（一）确定供电方式的原则一级负荷由两个独立的电源供电；二级负荷由双回路供电；三级负荷无特殊要求。两个独立电源：每段电源来自不同的发电机；母线之间无联系，或虽有联系但当其中一段母线发生故障时，能自动断开联系，不影响其余母线供电。要求：双回路应尽可能引自不同的变压器或母线段，并在最末一级配电箱处自动切换。当取得双回路确有困难时，允许由一回路专用架空线路供电，然后以低压侧引两条回路，到最末一级配电箱自动切换。（二）、供电方式及特点1、无备用系统2、有备用系统单回路放射式直接联接树干式双回路放射式环式优点：线路接线和敷设简单，运行操作和维护方便，容易发现和排除故障。缺点：可靠性差。适用于三级无备用系统单回路放射式优点：各回路独立，当保护选择性配合好时及故障时互不影响，停电机会少，保护简单，保护装置动作时间短。缺点：总降压变电所出线回路多，开关多，投资大，有色金属消耗多，特别是当电源进线、变压器和母线故障时，会使全部负荷中断供电，或某一馈线或开关故障时，则该出线供电负荷也要中断。直接联接树干式优点：高压配电装置少，投资少；出线少，总线少，总长度短，敷设简单；节约有色金属和降低线路损耗。适于三级负荷缺点：出线前段线路公用，若线路上任一线段（含干线或支线）发生故障，就会使全线停电，影响面广；若使线路继电保护通过有选择的动作切除故障，这样又会增加继电保护装置的动作时间，从而延长了故障存在时间，可靠性差。有备用系统双回路放射式优点：当一条线路发生故障时，另一线路可继续供电。（电源停电除外）可靠性强。缺点：投资大，接线复杂，操作维护不便。适于一、二级负荷环式特点：从电源点引出的干线进入每个受电点高压母线M上，然后再引出进入另一个受电点高压母线，干线的进出两侧都要安装隔离开关。优点：使用设备少，各线路走向不同，不易同时发生故障。可靠性较高。缺点：线路较长，电源附近发生故障时，电压损失大；适于二、三级负荷。有备用系统与无备用系统比较无备用系统有备用系统优点线路接线简单，运行操作方便，容易发现和排除故障可靠性高缺点可靠性差使用设备多，投资大。三、主电源和应急电源主电源是保证工业与民用建筑平时和火灾情况下正常工作用电的电源，为保证主电源能连续可靠地供电，按照负荷等级要求，还应包括备用电源，及当正常电源故障停电时，备用电源应急需供电。主电源取自电力系统。主电源从系统取得电能，然后通过输电、变压和分配，将其送到220/380V低压消防用电设备。主电源主要指的是10kV以下电压的供电系统。主电源变配电所的电气接线图电源变配电所中表示电气设备元件之间相互联接的接线图，按其作用可分为主接线图和副接线图。主接线图（又叫一次接线图）是电能从电源分配到用户的电路的接线图。接线图中直接相连的电力变压器、高压开关、高压熔断器、低压开关和互感器等叫一次设备。副接线图（又叫二次接线图）是控制、测量和保护装置的接线图，其中相连的测量仪表、继电保护器等叫二次设备。母线接线又称汇流排。是变压器与馈线之间的一种连接方式。分为：单母线不分段接线单母线分段接线双母线接线主电源变配电所的电气接线图单母线不分段接线优点：是路简单，使用设备少，配电装置造价低。缺点：可靠性灵活性差。单母线分段接线优点：使用设备少，电路简单，经济，有一定可靠性。缺点：母线停电导致用户停电。适用于母线故障少的地方。双母线接线优点：可靠性高，运行灵活。缺点：设备多，投资大，接线复杂，操作安全性较差，只适天容量的变配电所。四、应急电源及其选择（一）应急电源定义：为了保证火灾扑救工作的成功，担负向消防用电设备供电的独立电源。（二）分类：电力系统电源、柴油发电机组、蓄电池组、不停电电源（三）供电时间要求：防排烟设备30min、水喷淋设备60min、火灾自动报警装置10min、火灾应急照明与疏散标志20min。柴油发电机特点：操作简单、运行可靠、维护方便、容易实现自动控制；机组投入工作的准备时间短、启动迅速，可以在10~15s内接通负荷，满足消防负荷供电要求。1）柴油发电机组容量的选择按估算法选择：大中型民用建筑，按建筑面积的10~20W/m2估算；若已知配电变压器容量Se,则发电机容量Sf=（10~30）%Se;按电动机直接启动台数或成组电动容量估算，即每千瓦电机容量为7kVA发电机组容量。按柴油发电机组直接启动异步电动机的能力选择按火灾投入的最大消防尖峰负荷选择计算确定柴油发电机容量时，应考虑以下问题：1）柴油发电机组原则上设置在每个防火对象中，但当不同的防火对象中消防用电设备共用一台，则其容量只要满足防火对象中最大计算负荷即可。2）柴油发电机的容量原则上满足大功率消防用电设备同时启动的要求。3）火灾时主电源停电，自动切或到柴油发电机时，消防用电设备的投入按2）的原则处理。柴油发电机组可靠、安全、经济运行的措施1）正确选择消防水泵电动机容量；2）对功率较大的异步电动机尽量采用Y-Δ启动，电抗器启动、电阻启动或自耦减压补偿器等降压启动方法。3）启动顺序：最大容量电动机-较小容量电动机-无冲击的其它负荷；4）错开启动时间，避免同时启动；5）柴油发电机组启动前，闭锁非消防负荷接入共用母线或从共用母线中把非消防用电负荷切除；应急母线连接非消防负荷时应注意的问题1）柴油发电机组的负载能力，必须满足应急母线所有装接的负荷要求；2）检验启动消防用电电动机的能力；3）设计时要考虑应急母线所有供电回路分励脱扣措施；4）对普通电梯实行火灾管理蓄电池组是一种独立而又十分可靠的应急电源，火灾时向火灾信息检测、传递、弱电控制和事故照明等设备提供直流电能。分类：酸性、碱性优点：供电可靠、转换快；缺点：容量不大，持续时间有限，放电过程中电压不断下降，需经常检查维护不停电电源Uninterruptedpowersystems优点：供电可靠、质量高，抗干扰能力强、性能稳定、体积小、无旋转噪声、维护费用少。缺点：长时过载能力低五、主电源与应急电源的连接（一）、电源切换1、首端切换2、末端切换（二）自动切换BZT装置（备用电源自动投入装置）首端切换优点：消防用电设备馈电线路在正常情况和应急时都由一条完成，节约了导线，比较经济。缺点：馈线一旦故障它所连接的用是设备都将失电。末端切换优点：各馈线独立，提高了供电的可靠性。缺点：馈线量提高了一倍，投资增大。BZT装置（一）投入形式：BZT装置（二）要求：当一路电源失去电压时，备用电源应自动投入；备用电源必须在确认工作电源已经断开，且其工作电压为正常值时，才能投入，目的是为避免备用电源投入到故障线路上，从而保证消防用电动机的自起动。备用电源投入的时间应尽量缩短，以减少中断供电时间；只允许BZT装置动作一次；应防止电压互感器控制回路熔断器引起BZT装置误动作。对切换开关的要求绝缘性能良好，特别是平时不通电又不常用部分；通电性能良好；切换通断性能可靠，在长期处于不动作的状态下，一旦应急要立即投入；长期不维修，能立即工作。§6-3消防设备配电一、低压配电变电所电源接线二、消防设备低压配电接线方式三、消防负荷接线方法四、消防用电设备的耐火耐热配线一、低压配电变电所电源接线1、双回路两台变压器2、双回路一台变压器3、单回路两台变压器1、双回路两台变压器当其中任一回电源中断时，可通过母线联络开关，将断电部分负荷接到另一回路进线电源上。2、双回路一台变压器当专用电源中断时，可通过自动装置把断电负荷接到备用电源上。二、消防设备低压配电接线方式一、无备用系统放射式树干式二、有备用系统有备用放射式有备用树干式环式（一）、无备用系统（二）、有备用系统三、消防负荷接线方法1、常规接线：将向消防负荷供电回路的电源端直接接在变压器低压母线上。2、改进方法：将向消防负荷供电回路的电源端直接接在变压器低压出线自动空气开关前。提高供电可靠性。如左图。四、消防用电设备的耐火耐热配线一、概念：耐火配线耐热配线二、我国常见的耐火耐热配线一、概念：耐火（热）配线：按照规定的火灾升温曲线（1/2曲线）对配电线路