[发明专利]一种储能电池舱消防系统及其灭火方法

说明书

本发明公开了一种储能电池舱消防系统，包括预制舱，预制舱内设有若干储能电池箱，储能电池箱内设有火灾探测器，火灾探测器与火灾报警控制器的信号输入端电连接；火灾报警控制器的信号输出端连接有气体灭火系统和水雾灭火系统。一种储能电池舱消防系统的灭火方法包括如下步骤：根据火灾探测器探测结果判断储能电池箱发生的火灾类型：当火灾类型为电气火灾时，则启用气体灭火系统扑灭明火后，启用水雾灭火系统冷却降温；当火灾类型为电池火灾时，启用水雾灭火系统灭火及降温。本发明能够针对电池和电气火灾的不同特点，及时发现并采取不同的动作策略，最大限度遏制火灾发展，把损失降至最低。

技术领域

本发明涉及一种储能电池舱消防系统及其灭火方法，属于变电站消防自动化控制技术领域。

背景技术

近年来我国储能技术快速发展，越来越多的大型储能锂电池舱应用于电力系统。锂电池储能系统的火灾危险性主要包括锂电池的火灾危险性和电气设备的火灾危险性等两个方面。

(一) 锂电池的火灾危险性

研究发现，涉及锂电池的火灾主要是电解液分解、燃烧的结果是一种碳氢化合物气体燃烧火灾。美国消防协会( NFPA) 针对锂电池燃烧火灾的研究中指出：锂电池的火灾危险主要来自其构造，与电池的物质组成直接相关。在滥用情况下，电池过热、过度充放电、电池设计缺陷及原材料瑕疵造成的短路等因素，均会导致锂电池内部的电池材料之间发生化学反应，电解液分解，产生大量的热和气体，从而引起电池的热失控。研究认为快速释放能量的热失控是引起电解液燃烧的主要原因，一旦发生热失控，电池温度迅速升高，直接导致电池材料燃烧。当锂电池电解液分解、燃烧产生的可燃性气体浓度达到一定程度后，遇明火会发生爆炸。

在大型锂电池储能系统中，电池组具有高密度、集中式分布的特点，锂电池模块通过串联形成单个电池组，多个电池组通过并联形成一个大容量储能单元。不仅增加了锂电池出现故障的概率，而且一旦发生火灾，也会因为电池之间无法切断电路，而增加火灾蔓延渠道。

(二) 电气设备的火灾危险性

锂电池储能系统中存在大量的附属电气设备，这些设备的不安全使用也增加了储能系统整体的火灾危险性。当意外的高电压、大电流(雷电、浪涌)侵入时，锂电池储能系统被瞬时的高电压、大电流侵入，易发生火灾。一方面是因为锂电池储能系统中的电子设备高度集成化，从而降低了其对高电压、大电流的抵御能力；另一方面是因为系统中使用的通信线路数量较多，也造成高电压、大电流侵入的渠道增加。同时，保护元件失效也是引发火灾的重要原因之一。

(三) 储能工程火灾的危害

通常情况下，锂电池燃烧时会产生大量气体，主要有氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、苯和甲苯等有机气体以及氯化氢、氟化氢等有毒气体。锂电池储能系统一般安装在变电站主要设备附近，其一旦发生火灾，储能电池箱内部的锂电池在高温情况下释放的氢气、一氧化碳等可燃气体，得不到有效控制极易造成火势迅速蔓延甚至发生爆炸、危及主电设备，进而造成巨大财产损失。

现有锂电池储能系统配备的消防装置，主要通过水灭火或者气体灭火。采用水灭火的方式需要长时间持续的喷淋，否则热量会快速回流，剩余活性物质仍然会被点燃，对水压和水量要求较高，，不能完全依靠水灭火的方式灭火。采用气体灭火的方式，灭火剂输送距离短，灭火剂成本高，且灭火过程中会产生酸性气体，对人体有害，不能完全依靠气体灭火的方式灭火。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种储能电池舱消防系统，针对电池和电气火灾的不同特点，能够采取不同的动作策略，最大限度遏制火灾发展。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种储能电池舱消防系统，包括预制舱，所述预制舱内设有若干储能电池箱，所述储能电池箱内设有火灾探测器，所述火灾探测器分别与火灾报警控制器的信号输入端电连接；