【摘 要】 基于风力发电机组环境特点及火灾类型的现状分析，结合现在使用的几种灭火系统的优缺点，探讨适宜风电机组的消防要求的自动灭火系统。
【关键词】 风力发电机组 灭火系统
1. 风电机组消防保护的意义和现状
风力发电机组是风力发电的核心设备，其中机舱内技术设备的高度集中和易燃材料的使用，在润滑散热系统、齿轮箱、刹车系统、机舱底座、传输电缆、控制柜等部位存在一定的火灾隐患，此外，塔体上部及塔基的传输控制电缆、变频柜、控制柜等部位也有被损坏的危险。一旦发生火灾，火灾会迅速扩散，一旦机舱完全损坏，修复费用可能会达到风力发电机组本身的价值。目前，很多风力发电机组的消防保护是仅在塔筒底部入口和塔筒平台上各设置了一个手提式灭火器。发生火灾时，一是无法自动探测火灾，很难及时发现;二是灭火效力不够，不能快速有效灭火;三是如果机舱、风轮或塔筒上部燃烧，燃烧物品会掉落发生危险，难以最短距离灭火。为了达到风力发电场“安全第一，预防为主”的要求，给风力发电机组设置适宜的消防保护系统刻不容缓。
2. 自动消防保护灭火系统应考虑的因素
1) 风电机组主要存在电气火灾的风险；
2) 由于高度关系，不能依靠消防队灭火；
3) 存在火灾时坠落物的威胁；
4) 处于无人值守运行模式；
5) 风电机组正常运行环境温度范围-10℃～+40℃；
6) 风电机组内部通风设备和外部环境风速形成强气流，机舱内部快速通风换气，对火灾探测器的快速响应和灭火装置的灭火效能有较大影响；
7) 风电机组内的横向震动对设备安装和安全运行的影响。
3. 自动消防保护灭火系统的设计
3.1 自动消防保护灭火系统的特点
风电机组的自动消防设计主要使用气溶胶灭火弹、弧光探头、弧光继电器来完成自动消防动作，此设计的主要特点是将风电机组的燃火因素前置，既当产生弧光时，风电机组主回路切除，气溶胶灭火弹启动灭火。
3.2 气溶胶灭火弹的选择
此次风电机组的自动消防设计主要以某品牌82-1500风电机组为设计对象，此种类型的风电机组主要的电气回路及火灾隐患点都在机舱控制柜内，故而对机舱控制柜内设置弧光感应器及气溶胶灭火弹便是非常有必要的。
S型热气溶胶灭火装置，是一种新型、绿色环保的气体灭火装置，它具有灭火效率高、灭火速度快、启动方式灵活多样、体积小巧、即可局部应用又可实现全淹没灭火等特点，特别适合在风电机舱内部使用。尤其是风电机舱内部一般设置有多个电气柜，该类电气柜体积小、结构密封，非常适合这种体积小巧、灭火效率高、无残留且对电器设备无二次损害的QRR0.1G/S、QRR0.3G/S组合固定式 S型气溶胶灭火装置使用。
该装置通过和探测装置联动，实现探测和灭火作用，对电气柜实施全天候的保护，而且该装置可以安装反馈元件，使灭火装置的状态在塔筒底部TBC110电源柜上得以显现及复位。具体相关参数如下表所示。
3.3 计算依据
根据 GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》，灭火装置灭火设计用量应按下式计算：
根据国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心核发的《风力发电机舱和电气柜灭火试验》、《风力发电机组消防系统技术规程》、《火灾报警与联动试验》专项检测认证报告（公津消检【2014】第207 号）等规范，超细干粉灭火装置、组合固定式S 型气溶胶灭火装置灭风力发电机组火灭火设计浓度为0.130图片，因此，C2=0.130图片。
根据以上公式计算，华锐SL82-1500风电机组其并网柜、变频柜的柜体空间均小于1图片，因此均可采用一体式QRR0.13G/S气溶胶自动灭火装置3台，自带感温磁发发电探头。
3.4 自动消防系统的设计原理
此次自动消防系统的接线图如下所示：
自动消防装置原理图
当机舱内并网柜、NCC310柜、NCC320柜发生火灾、烟雾、弧光及高温时，弧光探头感应到弧光同时气溶胶灭火装置被激发灭火，其中青色的弧光光纤输入弧光信号至AHG317A弧光继电器，AHG317A弧光继电器动作使得相应的触点闭合，中间继电器KM1线圈得电，将KM1常开触点闭合使得塔基断路器的跳闸线圈得电，使得塔基断路器断开，断开风电机组的主电路；与此同时褐色线输出DC24V，通过端子排-X217.2中的7、8、9号端子使得灭火装置启动接触器KM线圈得电；同时，将DC24V通过端子排-X217.2中的9号端子输送给机舱NCC310柜中的模块DIO280中的72号端口，使主控报出“机舱控制柜火灾报警”故障；当灭火装置启动接触器KM线圈得电时，其常开触点闭合进而使得中间继电器KM1线圈得电，将KM1常开触点闭合使得塔基断路器的跳闸线圈得电，使得塔基断路器断开，断开风电机组的主电路，来保护风电机组的机舱，由此进行弧光和高温的双保护，使得机组更加的安全可靠。
3.5 灭火弹及弧光探头的安装位置
此自动消防系统中的灭火弹及弧光探头的安装位置如下图所示：
自动消防装置灭火弹及弧光探头安装图
4. 结论与建议
此自动化消防系统主要适用于类似于某品牌82-1500风电机组，风电机组的主电路及火灾隐患点均在机舱内的并网柜、变频柜内，主要通过将电气火灾的着火因素前置，使得火灾隐患消除在起始阶段。
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[4]吴振跃，肖登明．新型弧光保护装置设计[J]．电气技术，2014（5）
作者：甘肃龙源风力发电有限公司 王建峰 公金兴
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