论文总字数：15256字

摘 要

本次设计的居民小区共6栋楼，每栋楼2个单元共6层，每层4户，层高三米，属于多层民用建筑。因供配电需要，在地下一层集中设立变电所。该地下变电所设有油浸式变压器、柴油发电机等电气设备，在机械运作中都存在一定的起火风险。本次设计通过基础电气构造设计，细化研究分析地下变电所的火灾主要诱发因素，结合FDS软件对于热释放速率、烟气浓度等要素的模拟比对，合理设计出一套优质的灭火排烟方案，为推动新型地下变电所电气消防建设提供一定的参考依据。

关键字：地下变电所 油浸式变压器 FDS 灭火排烟

Design of smoke exhaust and fire extinguishing system of underground substation based on FDS simulation

Abstract

The residential area designed this time consists of 6 buildings, 2 units in each building, 6 floors in total, 4 households in each floor, three meters high, belonging to multi-story civil buildings. Due to the need of power supply and distribution, a substation is set up centrally on the ground floor. The underground substation is equipped with oil-immersed transformer, diesel generator and other electrical equipment. Through the design of electrical structure design, the detailed study of the underground substation fire main inducing factors, combining with the FDS software for heat release rate, the concentration of flue gas, and other elements of the simulation, the reasonable design a set of quality fire smoke extraction solution, and to promote the construction of new underground substation electrical fire control to provide certain reference basis.

Key Words: Underground substation； oil immersed transformer； FDS； fire fighting and smoke exhaust

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1设计目的和意义 1

1.2地下变电所建设现状 1

1.3电力变压器发展现状 1

1.3.1电力变压器类型 1

1.3.2发展现状 2

第二章 电气工程概况及相关计算 3

2.1变压器室设计 3

2.1.1变压器选型 3

2.1.2变压器室设计注意事项 4

2.2配电室设计要求 5

2.3柴油发电机房设计要求 6

第三章 细水雾灭火系统概况及计算 8

3.1变电所灭火系统介绍 8

3.1.1变电所灭火系统现况 8

3.1.2细水雾消防系统特点 8

3.2细水雾灭火系统设计 9

3.2.1细水雾灭火系统简介 9

3.2.2喷头选择与布置 10

3.2.3系统组件和管道及其布置 11

3.2.4设计参数与水利计算 11

3.3供水 15

3.3.1泵组系统供水构件设置要求 15

3.3.2计算选型 15

3.4控制 16

第四章 排烟系统概况及计算 18

4.1配电室 18

4.2水泵房  19

4.3变压器室 19

4.4柴油发电机房 20

第五章 FDS模拟 23

5.1地下变电所火灾模拟分析 23

5.2技术应用 30

5.3技术展望 31

结 语 31

参考文献 32

致 谢 33

第一章 绪论

1.1设计目的和意义

城市发展规模不断外扩的今天，为了满足城市发展中日益增长的能源供应需求，建设城市地下变电所成了解决可用地减少，铺设安装复杂，维护成本高的最优方案之一^[1]。油浸式变压器由于其优异的油性和低廉的价格而广泛用于地下变电所的安装。但是，油浸式变压器的易燃性问题和设备附件的老化已造成许多消防安全隐患。本次毕业设计以某居民小区地下变电所的排烟和灭火系统设计为例，结合FDS分析，建立一个安全合理的地下变电所模型，为促进电力消防安全建设提供参考。

1.2地下变电所建设现状

国内全地下变电所在地下安装主变压器和其他电气设备，仅在地面上设置变电所通风口，人员入口和大型主变压器设备。诸如此类的变电站位于国外并不少见，并且在高层建筑中已经有很多使用案例。结合国内外案例，地下变电所的设计应与周围建筑物结合，大部分的地上部分都与城市建筑和绿地建设相结合，充分利用了空间，合理地降低了建设成本，使其安全又不影响观赏。地下变电所建设在现代城市发展进程中正起着重要作用。

1.3电力变压器发展现状

电力变压器的性能和质量在电力系统中非常重要，这直接影响系统的稳定性和运行效益。油浸式变压器在建国初就开始投入生产，干式变压器在二十世纪九十年代后才开始迅速发展。对比近年来国内外电力变压器的发展，我们可以更加明确地认识到促进电力变压器创新的必要性。

1.3.1电力变压器类型

1.油浸式变压器

国产：S11和其他系列配电变压器包括不同类型的绕组芯和非晶合金芯。近年来，变压器结构要求完全隔离环境空气和变压器油，从而达到更高密封性，运行更顺畅，维护和保养更轻松，更全面满足客户需求的目的。空气，氮气填充和全油填充的密封类型是主要的密封形式。占有最高市场份额是全油填充式变压器。

国外：油浸式电力变压器主导市场，可分为心式和壳式两种。壳式虽然市场占有率只有5%，但性能上并没有太大差异。心式油浸变压器工法简单，在多家工厂广泛采用。壳式构造技术更复杂，但适用于高压，大容量和山区水力发电厂之间的运输。同时具有很好的绝缘和散热性能，市场上的传统工厂仍在使用。

2.环氧树脂浇注干式变压器

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