特高压换流变压缩空气泡沫灭火系统的控制方法与流程

本发明涉及特高压换流站的换流变压器消防领域，具体关于一种特高压换流变压缩空气泡沫灭火系统的控制方法。

背景技术：

特高压换流站的换流变压器（以下简称换流变）是站内的大型油浸设备，单相设备含油量约100t~151t，火灾危险性高，需设置固定灭火设施对可能发生的设备火灾进行扑救。目前，国内的大型油浸设备固定消防主要采用水喷雾灭火系统、泡沫喷雾灭火系统两种方式利用隔离窒息作用，响应时间短，主要目标均为扑灭换流变初期火灾，但水喷雾和泡沫喷雾强度有限，难以扑灭较大火灾。

鉴于传统灭火方式的不足，现有创新的提出了一种新型的特高压换流站的换流变压器固定消防方式，即压缩空气泡沫灭火系统，其采用固定压缩空气泡沫喷淋系统和固定压缩空气泡沫消防炮系统的组合灭火系统，压缩空气泡沫喷淋系统响应时间短，替代传统的水喷雾灭火系统和泡沫喷雾灭火系统，在初期火灾时，对换流变形成全方位包裹和隔绝空气，以达到灭火的目的，并进一步辅助采用响应时间略长的大流量的压缩空气泡沫消防炮系统，保证强度对主要着火点进行集中喷射灭火，扑灭较大火灾，点面结合，同时设置压缩空气泡沫消火栓，可接消防软管和泡沫枪，喷射目标灵活，覆盖范围广。压缩空气泡沫灭火系统具有泡沫稳定性高、覆盖性好、冲击动量强、用水量小等优点，灭火效率及可靠性显著提升。

具体的，如图1、2所示的压缩空气泡沫灭火系统的实际布置中，其中特高压换流站全站共24台工作换流变，6台为一组，分为极1高、极1低、极2高、极2低共4个区域，特高压换流变新型泡沫灭火系统在每个区域设置1个阀门间10，全站共4个阀门间10，用于布置对应区域的固定喷淋系统40的6个喷淋释放管41对应的喷淋阀和消防炮系统50的7个消防炮51对应的炮阀；两个消防设备间6中分别设有压缩空气泡沫产生装置及分区选择阀，根据实际需求也可以将消防设备间6与阀门间10合并在同一空间设置。可见，特高压换流变新型泡沫灭火系统具有设备布置分散、受控设备众多、监控信息量大和控制逻辑复杂等特点。

但是，现有水喷雾灭火系统和泡沫喷雾灭火系统的控制方式主要由火灾报警控制器联动控制相关设备实现。该控制方式仅能实现简单的控制逻辑，不能满足压缩空气泡沫灭火系统的控制需求。因此需要寻找可靠性高、控制方式灵活、便于操作的控制方法。

技术实现要素：

有鉴于先前技术的问题，本发明者认为应有一种改进的技术方案，为此设计一种特高压换流变压缩空气泡沫灭火系统的控制方法，其具体的技术手段为：

本发明提供一种特高压换流变压缩空气泡沫灭火系统的控制方法，基于分布式网络以电脑设备与程序进行运作及监控，至少包含联动控制系统、cafs监控后台、消防炮控制系统、阀门控制箱。其中，该联动控制系统包含联动控制主机以及分别布置于各个阀门间和消防设备间内的若干联动控制子机，各该联动控制子机向上并行与该联动控制主机进行通信。其中，该消防炮控制系统包含消防炮控制琴台、若干消防炮控制箱以及无线遥控器，若干该消防炮控制箱分别布置于各个阀门间和消防设备间内，该消防炮控制琴台向上与该联动控制主机进行通信，向下与若干并行的该消防炮控制箱进行通信。其中，各该联动控制子机向下或连接压缩空气泡沫产生装置，或同时连接该阀门控制箱及其对应的该消防炮控制箱，并进行通信。其中，该联动控制主机向上与该cafs监控后台进行通信，将各该联动控制子机以及该消防炮控制琴台采集的信号上送至该cafs监控后台进行状态信息展示，并返回原始控制指令，该联动控制主机进行核心控制逻辑运算后分发执行控制指令至各该联动控制子机及该消防炮控制琴台，并进一步转送至对应的该压缩空气泡沫产生装置、该阀门控制箱、该消防炮控制箱中任意一件或几件进行远程控制。

进一步的，该联动控制主机布置于主控楼，并设置两套或两套以上该联动控制主机。

进一步的，该联动控制系统主机与各该联动控制子机之间采用冗余光纤进行通信，该消防炮控制琴台与各该消防炮控制箱之间亦采用冗余光纤进行通信。

进一步的，该核心控制逻辑至少包含压缩空气泡沫喷淋灭火启动流程及压缩空气泡沫消防炮启动流程。

进一步的，该压缩空气泡沫喷淋灭火启动流程至少包含如下步骤：

步骤a1：该联动控制主机接收火灾报警系统传送报警信号；

步骤a2：该联动控制主机根据该步骤a1中接收到的火灾报警信号并结合火灾换流变的退出运行信号判断是否满足喷淋启动条件，如果满足启动条件执行步骤a3，否则执行步骤a4；

步骤a3：根据火灾换流变位置向相应区域的该联动控制子机发送控制指令；

步骤a4：该联动控制主机反馈不满足喷淋启动条件的状态信息至cafs监控后台并展示信息；

步骤a5：相应的该阀门控制箱接收到相连的该联动控制子机转送的控制指令并开启对应的分区选择阀及卷帘门；

步骤a6：该阀门控制箱根据接收指令开启对应的喷淋分区阀及末端喷淋阀；

步骤a7：该联动控制主机收到对应该联动控制子机回传的各阀门开启状态信号判断对应的阀门及卷帘门是否正常开启，如果均正常开启则执行步骤a8，否则执行步骤a11；

步骤a8：该联动控制子机接收该联动控制主机的进一步控制指令并启动该压缩空气泡沫产生装置；

步骤a9：该联动控制主机收到对应该联动控制子机回传的该压缩空气泡沫产生装置启动状态信号并判断压缩空气泡沫产生装置是否正常开启，如果正常开启则执行至步骤a10，否则执行步骤a11；

步骤a10：喷淋系统启动投入换流变灭火；

步骤a11：该联动控制主机控制暂停进入手动控制模式，手动启动压缩空气泡沫喷淋灭火。

进一步的，该压缩空气泡沫消防炮启动流程至少包含如下步骤：

步骤b1：该联动控制主机接收火灾报警系统传送报警信号；

步骤b2：该联动控制主机根据该步骤b1中接收到的火灾报警信号并结合火灾换流变的退出运行信号判断是否满足喷淋启动条件，如果满足启动条件执行步骤b3，否则执行步骤b4；

步骤b3：该联动控制主机接收该消防炮控制琴台返回的消防炮就位信号；

步骤b4：该联动控制主机反馈不满足喷淋启动条件的状态信息至cafs监控后台并展示信息；

步骤b5：根据火灾换流变位置向相应区域及另一区域的联动控制子机发送指令；

步骤b6：另一区域的该阀门控制箱接收到相连的该联动控制子机转送的控制指令并开启另一区域的消防炮出口阀及卷帘门；

步骤b7：相应区域的该阀门控制箱根据接收指令开开启相应区域的消防炮喷淋阀；

步骤b8：该联动控制主机收到对应该联动控制子机回传的各阀门开启状态信号判断对应的阀门及卷帘门是否正常开启，如果均正常开启则执行步骤b9，否则执行步骤b12；

步骤b9：该联动控制子机接收该联动控制主机的进一步控制指令并启动另一区域的该压缩空气泡沫产生装置；

步骤b10：该联动控制主机收到对应该联动控制子机回传的步骤b9中的该压缩空气泡沫产生装置启动状态信号并判断压缩空气泡沫产生装置是否正常开启，如果正常开启则执行至步骤b11，否则执行步骤b12；

步骤b11：消防炮系统启动投入换流变灭火；

步骤b12：该联动控制主机控制暂停进入手动控制模式，手动启动压缩空气泡沫消防炮灭火。

进一步的，该cafs监控后台采用计算机监控方式，按照cafs系统的实际配置全景布图，各设备之间按照cafs系统实际管路连接展示。其中，该cafs监控后台接收并展示包含且不限于该泡沫产生装置、卷帘门、分区选择阀、消防炮阀、喷淋阀等设备的运行状态及异常情况。

进一步的，该cafs监控后台可远程控制包含且不限于该泡沫产生装置、卷帘门、分区选择阀、消防炮阀、喷淋阀的开启及关闭。

进一步的，该消防炮控制系统的该无线遥控器远程控制消防炮的角度调节，并可实现一键置位。该消防炮控制系统配置两套或两套以上该无线遥控器。

进一步的，该消防炮控制系统配置两套或两套以上该消防炮控制琴台。

本发明具有的有益效果为，采用一种基于分布式网络技术、计算机监控技术的特高压换流变压缩空气泡沫灭火系统的控制方法。实现了压缩空气泡沫灭火系统联动控制、远方遥控、就地应急手动控制及状态监测。具体体现在：

（1）采用联动控制主机，根据设定逻辑自动启动对应的分区阀、喷淋阀、压缩空气泡沫产生装置，投入压缩空气泡沫喷淋灭火；

（2）采用压缩空气泡沫消防炮控制琴台远程调整好消防炮位置，启动对应的炮阀、压缩空气泡沫产生装置，投入压缩空气泡沫消防炮灭火；

（3）主要设备采用双套配置，通信光纤采用冗余配置，提高了系统的可靠性，有利于信号的远距离传输；

（4）控制方法兼容异常情况，灵活可靠。正常时，有cafs监控后台和消防炮控制琴台实现设备的全面监控；当主控制系统失效时，可由运行人员就地手动启动压缩空气泡沫产生装置、就地手动开启相关阀门、就地手动调整消防炮，也可以通过无线遥控器调整消防炮。

附图说明

图1为现有的特高压换流变压缩空气泡沫灭火系统布置结构示意图（以换流变背靠背布置方式为例）。

图2为现有的特高压换流变压缩空气泡沫灭火系统中1组换流变的外侧结构示意图。

图3为本发明的控制方法的整体布置的方块示意图。

图4为本发明的压缩空气泡沫喷淋灭火启动流程的核心逻辑示意图。

图5为本发明的压缩空气泡沫消防炮启动流程的核心逻辑示意图。

具体实施方式

本发明的控制方法的整体布置，请参阅图3所示：

基于分布式网络以电脑设备与程序进行运作及监控，至少包含联动控制系统、cafs监控后台、消防炮控制系统、阀门控制箱。其中，所述联动控制系统包含联动控制主机以及分别布置于各个阀门间和消防设备间内的若干联动控制子机，各所述联动控制子机向上并行与所述联动控制主机进行通信，实现就地信号采集和就地设备的控制。

其中，上述消防炮控制系统包含消防炮控制琴台、若干消防炮控制箱以及无线遥控器，若干上述消防炮控制箱分别布置于各个阀门间和消防设备间内，上述消防炮控制琴台向上与上述联动控制主机进行通信，向下与若干并行的上述消防炮控制箱进行通信，用于实现消防炮的角度调节、一键置位和视频信号的传输显示。

其中，各上述联动控制子机向下或连接压缩空气泡沫产生装置，或同时连接上述阀门控制箱及其对应的上述消防炮控制箱，并进行通信。

其中，上述联动控制主机向上与上述cafs监控后台进行通信，将各上述联动控制子机以及上述消防炮控制琴台采集的信号上送至上述cafs监控后台进行状态信息展示，监控压缩空气泡沫灭火系统内各设备的运行、告警等状态信息。通过返回原始控制指令，上述联动控制主机进行核心控制逻辑运算后分发执行控制指令至各上述联动控制子机及上述消防炮控制琴台，并进一步转送至对应的上述压缩空气泡沫产生装置、上述阀门控制箱、上述消防炮控制箱中任意一件或几件进行远程控制，实现对于压缩空气泡沫灭火系统内各设备的遥控。

优选的，上述联动控制主机布置于主控楼，并设置两套或两套以上上述联动控制主机形成主备机制，提高了系统的可靠性。

优选的，上述联动控制系统主机与各上述联动控制子机之间采用冗余光纤进行通信，上述消防炮控制琴台与各上述消防炮控制箱之间亦采用冗余光纤进行通信，有利于信号的远距离传输。

优选的，上述核心控制逻辑至少包含压缩空气泡沫喷淋灭火启动流程及压缩空气泡沫消防炮启动流程。

其中，如图4所示，上述压缩空气泡沫喷淋灭火启动流程至少包含如下步骤：

步骤a1：上述联动控制主机接收火灾报警系统传送报警信号；

步骤a2：上述联动控制主机根据上述步骤a1中接收到的火灾报警信号并结合火灾换流变的退出运行信号判断是否满足喷淋启动条件，如果满足启动条件执行步骤a3，否则执行步骤a4；

步骤a3：根据火灾换流变位置向相应区域的上述联动控制子机发送控制指令；

步骤a4：上述联动控制主机反馈不满足喷淋启动条件的状态信息至cafs监控后台并展示信息；

步骤a5：相应的上述阀门控制箱接收到相连的上述联动控制子机转送的控制指令并开启对应的分区选择阀及卷帘门；

步骤a6：上述阀门控制箱根据接收指令开启对应的喷淋分区阀及末端喷淋阀；

步骤a7：上述联动控制主机收到对应上述联动控制子机回传的各阀门开启状态信号判断对应的阀门及卷帘门是否正常开启，如果均正常开启则执行步骤a8，否则执行步骤a11；

步骤a8：上述联动控制子机接收上述联动控制主机的进一步控制指令并启动上述压缩空气泡沫产生装置；

步骤a9：上述联动控制主机收到对应上述联动控制子机回传的上述压缩空气泡沫产生装置启动状态信号并判断压缩空气泡沫产生装置是否正常开启，如果正常开启则执行至步骤a10，否则执行步骤a11；

步骤a10：喷淋系统启动投入换流变灭火；

步骤a11：上述联动控制主机控制暂停进入手动控制模式，手动启动压缩空气泡沫喷淋灭火。

其中，如图5所示，上述压缩空气泡沫消防炮启动流程至少包含如下步骤：

步骤b1：上述联动控制主机接收火灾报警系统传送报警信号；

步骤b2：上述联动控制主机根据上述步骤b1中接收到的火灾报警信号并结合火灾换流变的退出运行信号判断是否满足喷淋启动条件，如果满足启动条件执行步骤b3，否则执行步骤b4；

步骤b3：上述联动控制主机接收上述消防炮控制琴台返回的消防炮就位信号；

步骤b4：上述联动控制主机反馈不满足喷淋启动条件的状态信息至cafs监控后台并展示信息；

步骤b5：根据火灾换流变位置向相应区域及另一区域的联动控制子机发送指令；

步骤b6：另一区域的上述阀门控制箱接收到相连的上述联动控制子机转送的控制指令并开启另一区域的消防炮出口阀及卷帘门；

步骤b7：相应区域的上述阀门控制箱根据接收指令开开启相应区域的消防炮喷淋阀；

步骤b8：上述联动控制主机收到对应上述联动控制子机回传的各阀门开启状态信号判断对应的阀门及卷帘门是否正常开启，如果均正常开启则执行步骤b9，否则执行步骤b12；

步骤b9：上述联动控制子机接收上述联动控制主机的进一步控制指令并启动另一区域的上述压缩空气泡沫产生装置；

步骤b10：上述联动控制主机收到对应上述联动控制子机回传的步骤b9中的上述压缩空气泡沫产生装置启动状态信号并判断压缩空气泡沫产生装置是否正常开启，如果正常开启则执行至步骤b11，否则执行步骤b12；

步骤b11：消防炮系统启动投入换流变灭火；

步骤b12：上述联动控制主机控制暂停进入手动控制模式，手动启动压缩空气泡沫消防炮灭火。

优选的，上述cafs监控后台采用计算机监控方式，按照cafs系统的实际配置全景布图，各设备之间按照cafs系统实际管路连接展示。其中，上述cafs监控后台接收并展示包含且不限于上述泡沫产生装置、卷帘门、分区选择阀、消防炮阀、喷淋阀等设备的运行状态及异常情况。

优选的，上述cafs监控后台可远程控制特高压换流变新型泡沫灭火系统内全部设备包含且不限于上述泡沫产生装置、卷帘门、分区选择阀、消防炮阀、喷淋阀的开启及关闭。

优选的，上述消防炮控制系统的上述无线遥控器远程控制消防炮的角度调节，并可实现一键置位。上述消防炮控制系统配置两套或两套以上上述无线遥控器，实现主从备份。

优选的，上述消防炮控制系统配置两套或两套以上上述消防炮控制琴台。

本发明采用一种基于分布式网络技术、计算机监控技术的特高压换流变压缩空气泡沫灭火系统的控制方法，实现了压缩空气泡沫灭火系统联动控制、远方遥控、就地应急手动控制及状态监测，满足了压缩空气泡沫灭火系统复杂的控制需求。主要设备采用双套配置，通信光纤采用冗余配置，提高了系统的可靠性，有利于信号的远距离传输。当出现操作异常时，可实现自动控制与手动控制的快速切换，操作更加灵活方便。