技术特征：
1.一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，其特征在于：该策略步骤如下：a.于电池开关柜内，根据磷酸铁锂电池模组的置放位置安装气体灭火控制器、温度传感器、可燃气体浓度传感器、烟雾传感器、视频监控装置、空调、风机及防爆装置，并使安装的前述设备均分别与变电站消防控制中心连接，气体灭火控制器分别与温度传感器、可燃气体浓度传感器及烟雾传感器连接；同时设置电池预制舱，将数个电池开关柜置放于电池预制舱内，并使电池预制舱与变电站消防控制中心连接；b.一级防火：1）磷酸铁锂电池模组的bms电池管理系统对电池充放电进行有效管理，以保证磷酸铁锂电池不会过充、过放、过热，并控制同一电池开关柜内不同单体电池温度之间的差值在0.2℃～0.8℃范围内，然后打开空调；2）各电池开关柜内，以温度、可燃气体浓度、烟雾以及明火为指标提出多级预警控制策略：可燃气体浓度传感器、温度传感器、烟雾传感器及视频监控装置将实时获取的所在电池开关柜内的可燃气体浓度、温度、烟雾值及视频信息上传至变电站消防控制中心显示；同时可燃气体浓度传感器、温度传感器及烟雾传感器将实时获取的可燃气体浓度、温度及烟雾值发送至气体灭火控制器，由该气体灭火控制器进行实时数据与设定的阈值的比对处理：若一电池开关柜中气体灭火控制器接收到的所有传感器中的任意一个传感器所获取的实时数据超过设定的阈值即为单个电池正常时的可燃气体浓度值、温度或烟雾值的50%时，触发一级预警，气体灭火控制器发出警报，同时探测触发一级预警的传感器位置，并将该传感器位置及警报信息上传至变电站消防控制中心，变电站消防控制中心控制该电池开关柜所在的舱级断路器关闭以断电，并提醒工作人员及时排查故障；若一电池开关柜内气体灭火控制器接收到的所有可燃气体浓度传感器中的任意一个传感器感测到的实时可燃气体浓度值超过设定的阈值即为达到磷酸铁锂电池模组起火时的可燃气体浓度值的30%时，触发二级预警，气体灭火控制器发出警报，同时探测触发二级预警的传感器位置，并将该传感器位置及警报信息上传至变电站消防控制中心，变电站消防控制中心控制关闭空调、启动风机，并提醒工作人员进行现场处理；若一电池开关柜内气体灭火控制器接收到的所有可燃气体浓度传感器感测到的可燃气体浓度值和所有温度传感器感测到的温度均超过设定的阈值即为达到磷酸铁锂电池模组起火时的可燃气体浓度值或温度的80%时，触发三级预警，气体灭火控制器发出警报，上传警报信息至变电站消防控制中心，变电站消防控制中心控制该电池开关柜所在的舱级断路器关闭以断电，同时气体灭火控制器自动启动自身灭火系统；变电站消防控制中心根据各电池开关柜内的视频监控装置上传的视频信息进行远程监控，若发现电池开关柜内出现明火，或者一电池开关柜内电池因热扩散起火引起其他电池开关柜内的任意一个温度传感器或烟雾传感器触发警报，启动四级预警，变电站消防控制中心发出消防警报，确定火灾所在的电池开关柜，并立即关断该电池开关柜所在的电池预制舱内所有连接，同时启动防爆装置，进入二级防火防线；c.二级防火：
于电池开关柜内安装综合灭火系统，该综合灭火系统包括气体灭火系统和细水雾灭火系统，并与变电站消防控制中心连接；当一级防火防线被突破后，变电站消防控制中心发出控制信号启动综合灭火系统，气体灭火系统和细水雾灭火系统同时启动，气体灭火系统与细水雾灭火系统按照先气体后水雾控制策略对着火的电池开关柜实施灭火；d.三级防火：电池预制舱外安装防火墙以隔离变电站内的其他相邻部分，并对电池预制舱外缘进行持续性喷水以降温。2.如权利要求1所述的一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，其特征在于：所述步骤b一级防火的多级预警控制策略中，气体灭火控制器对电池开关柜内安装的各设备进行实时故障检测，若检测到设备故障，则显示故障设备信息，并将故障设备信息上传至变电站消防控制中心，以提醒工作人员及时排查设备故障。3.如权利要求1所述的一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，其特征在于：所述步骤d中防火墙的长度、高度超出电池预制舱外廓各1m，与变电站其他相邻部分预制舱之间的防火间距长边端不应小于3m，舱体短边端的防火间距不应小于4m。4.如权利要求1所述的一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，其特征在于：所述步骤d中防火墙设有常开推闩式钢质防火门，该常开推闩式钢质防火门安装有信号控制关闭和反馈装置，并与变电站消防控制中心连接。5.如权利要求1所述的一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，其特征在于：所述步骤d中电池预制舱舱壁采用内、外层钢板包裹型钢骨架结构，外层钢板采用高强度瓦楞钢板，外层钢板与型钢骨架之间増加夹芯板，外层钢板与夹芯板之间用岩棉埴充，型钢骨架内的空隙填充隔热防火材料。6.如权利要求1所述的一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，其特征在于：所述步骤c中的气体灭火系统为火探管式ig541自动探火灭火系统。7.如权利要求1所述的一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，其特征在于：所述步骤c中的细水雾灭火系统为含nacl添加剂的高压细水雾灭火系统。8.如权利要求1所述的一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，其特征在于：所述步骤a中一个电池开关柜内安装的气体灭火控制器数量为1个，温度传感器、可燃气体浓度传感器、烟雾传感器及视频监控装置的安装数量为数个。
技术总结
一种适用于变电站磷酸铁锂电池直流系统的三级防火策略，是先由BMS电池管理系统负责调节磷酸铁锂电池的温度、电压等，以保证磷酸铁锂电池不会过充、过放，并以温度、可燃气体浓度、烟雾以及明火为指标设置传感器提出四级预警控制策略；倘若火灾不慎发生，可由气体灭火系统和细水雾灭火系统组成的综合灭火系统作为二级防火策略进行综合灭火，防止复燃；当内部防火措施均失效时候，电池预制舱外设置防火墙作为三级防火策略与其他相邻部分进行隔离，避免火势蔓延。通过三级灭火防火策略，能有效预防变电站直流电源系统火灾，对于提高变电站直流系统运行的安全性有重要的意义。直流系统运行的安全性有重要的意义。
技术研发人员：肖辉 吴澄思 吴澄仪 曾林俊 赵文钦 王俊 邓惟绩 张茂林 王家奇 曹益雅 彭信淞
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2022.02.24
技术公布日：2022/5/25