《预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范》TCEC 373-2020

随笔

前言
本文件按照GBT 1.1-2009《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中国电力企业联合会提出并归口。
本标准主要起草单位:国网江苏省电力有限公司、国网江苏省电力有限公司经济技术研究院、国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、南京消防器材股份有限公司、中国科学技术大学、郑州大学、齐丰科技股份有限公司、中国电力技术市场协会。
本标准主要起草人:郭鹏宇、吴静云、马青山、姚丽娟、侍成、孙磊、姚效刚、王铭民、郭成功、郭莉、王庭华、黄峥、李妍、王青松、金阳、何大瑞、骆明宏、俞鑫春、王智睿、薛伟强、袁志超、戴金林、胡凯燕。
本标准为首次制定。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心(北京市白广路二条一号100761)

1  范围
本标准规定了预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防设计、建设、运行维护的技术要求。
本标准适用于新建、扩建、改建户外无人值班的系统容量10MWh及以上的预制舱式磷酸铁锂电池储能电站。系统容量 10MWh以下的预制舱式磷酸铁锂电池储能电站可参照执行。

2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GBT 3805 特低电压(ELV)限值
GB 8624 建筑材料及制品燃烧性能分级
GB 15322 可燃气体探测器
GB 23864 防火封堵材料
GB 25201 建筑消防设施的维护管理
GB26860 电业安全工作规程(发电厂和变电站电气部分)
GB 30051 推门式逃生门锁通用技术要求
GB 31247 电缆及光缆燃烧性能分级
GBT 34131 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范
GBT 36276 电力储能用锂离子电池
GB 50016 建筑设计防火规范
GB 50057 建筑物防雷设计规范
GBT 50065 交流电气装置的接地设计规范
GB 50116 火灾自动报警系统设计规范
GB 50140 建筑灭火器配置设计规范
GB 51048 电化学储能电站设计规范
GB 50229火力发电厂与变电站设计防火标准
GB 50898 细水雾灭火系统技术规范
GB S0974 消防给水及消火栓系统技术规范
GA 1149 细水雾灭火装置
DL 5027 电力设备典型消防规程
DLT 5707 电力工程电缆防火封堵施工工艺导则
电化学储能系统方舱设计规范TCEC 175

3 术语和定义 GB S1048、GB/T 36276 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 电池预制舱：用于安装储能电池簇的在工厂内预制、现场安装的箱体，由舱体、支架和空调、通风等辅助设施组成。

3.2 预制舱式磷酸铁锂电池储能电站：以电池预制舱、磷酸铁锂电池、电池管理系统及其相连的功率变换系统作为基本储能单元的电化学储能电站。在本文件中简称“预制舱式储能电站”。

4 防火设计
4.1一般规定
4.1.1 预制舱式储能电站防火设计应遵循“预防为主、防消结合”的方针，依据国家有关法规政策，针对电站火灾特点，从全局出发，统筹兼顾，做到安全适用、技术先进、经济合理。

4.1.2 预制舱式储能电站同一时间内的火灾起数宜按1起确定。

4.1.3 预制舱式储能电站的防火设计、工程建设、消防设施运行维护除应符合本文件的规定外，还应符合国家和行业现行有关标准的规定。

4.2 磷酸铁锂电池
4.2.1 磷酸铁锂电池单体、模块、簇的安全性能应符合 GB/T 36276 的规定。电力储能用锂离子电池应通过具有法定资质的检测机构检验合格，取得型式检验报告。

4.2.2 电池模块结构设计应符合以下要求:
a) 电池模块成组前，应对单体电池进行筛选，确认电压、内阻、自放电、容量等重要参数一致;
b) 电池模块成组设计时，应具有在触电、短路或紧急情况下迅速断开回路进行事故隔离的技术措施;
c) 电池模块的标称电压应符合 GB 3805 的规定，能量型电池模块不直超过 1skwh块;模块中单体电池的连接应减少并联，电池安全阀宜朝上布置;模块端子极性标识应正确、清晰，正极标志应为红色“+”，负极标志应为黑色“一”，具备结构性防反接功能;
d) 模块外壳侧面保留适度溢气孔。f)

4.2.3 电池簇结构设计时，应具有在触电、短路或紧急情况下迅速断开回路进行事故隔离的技术措施。4.2.4 单体电池、电池模块使用塑料作为壳体材料、分隔材料时，燃烧性能等级不应低于 GB 8624规定的电器设备外壳及附件 B级。

4.3 电池管理系统
4.3.1 电池管理系统应符合 GBT34131的规定，还应符合下列要求:
具备电池过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、绝缘保护等电量保护功能，具备过温3)可燃气体等非电量保护功能，发出分级告警信号或跳闸指令;具有与气体监测、火灾自动报警系统的联动接口，接收火灾预警及火灾探测信号，发出相关联6动控制指令;
电池簇并网时，应具有防孤岛、防环流等相应保护措施;必要时，具有将电池簇超温告警信号传输到火灾自动报警系统的功能。d)

4.3.2 每个电池模块的温度采集点数应不少于4个，且每个串联节点应至少设置1个温度采集点。

4.4 电池预制舱
4.4.1 电池预制舱应符合下列要求:
  a)电池预制舱应符合 T/CEC 175 的相关规定;
  b)电池预制舱内采用保温、铺地、装饰材料时，其燃烧性能应符合 GB 8624规定的A级;b)电池预制舱隔墙上有管线穿过时，管线周围空隙应采用防火封堵材料封堵，防火封堵材料应满。)足 GB 23864 的规定。

4.4.2 电池预制舱应设置净宽度不小于 0.9m的应急门，向外开启，应急门宜设置门禁系统，门锁应符合 GB 30051的规定。

4.4.3 电池预制舱内应至少设置2套防爆型通风装置。排风口至少上下各1处，每分钟总排风量应不小于预制舱容积，严禁产生气流短路。通风装置应可靠接地。

4.4.4 空调系统、通风装置中的管道、风口及阀门等组件应采用不燃材料制作。

4.5 站址选择
4.5.1 预制舱式储能电站不应贴邻或设需在甲、乙类厂房内，且不应设需在爆炸性气体、粉尘环境的危险区域内。

4.5.2 预制舱式储能电站宜设置在市政消火栓保护半径范围内或近可水源。

4.5.3 预制舱式储能电站站址选择还应符合 GB 51048 的规定。

4.6 耐火等级、平面布置与防火间距
4.6.1预制舱式储能电站中建(构)筑物的耐火等级不应低于二级。

4.6.2预制舱式储能电站内，电池预制舱应集中布置，与其他功能区域分开，与站内其他建(构)筑物、设备的防火间距不应小于表1的规定，与站外其他建(构)筑物的防火间距应符合 GB 50016 和GB 51048 的规定。

4.6.3 电池预制舱应单层布置。电池预制舱之间的防火间距，长边端不应小于 3m，短边端不应小于4m;当采用防火墙时，防火间距不限。防火墙长度、高度应超出预制舱外各1m。

4.6.4 预制舱式储能电站应设置围墙。围墙与电池预制舱的间距不宜小于 5m;当小于 5m 时，应采用实体围墙，高度不低于电池预制舱外廓。

4.7 消防给水
4.7.1 预制舱式储能电站应设置消防给水系统。

4.7.2 消防水源应符合 GB 50974 的规定，优先选用市政给水，也可采用消防水池或天然水源供给。
采用天然水源时，应设置可靠的取水设施。

4.7.3 消防给水设计流量应按需要同时作用的水灭火系统最大设计流量之和确定。消防用水量应按同一时间内的火灾起数和一起火灾灭火所需最大用水量计算。一起火灾灭火所需最大用水量计算应符合下列规定:
  a) 消火栓灭火系统的火灾延续时间不应小于 3.00h;
  b) 固定自动喷水灭火系统的火灾延续时间应根据附录 A试验结果确定，但不应小于1.00h;
  c)其他功能区域的消防用水量应符合 GB 50974的规定。

4.7.4 预制舱式储能电站室外消火栓系统设计，应符合下列要求:
  a) 消火栓宜在场地内路边均匀布置，间距不应大于60m, 检修阀之间的消火栓数量不应大于5个,
  b) 消火栓设置数量应符合灭火救援要求，同时使用消防水枪数量不应少于4支，消火栓用水量不应小于 20L/s:
  c) 地上式消火栓应有1个DN150或 DN100和2个 DN65 的栓口，地下式消火栓应有 DN100 和DN65 的栓口各1个;
  d) 寒冷地区室外消火栓应采取防冻措施;
  e) 室外消火栓应设置永久性固定标识;
  f) 配电装置区域附近应配备喷雾水枪;
  g) 站区设置专用消防室(箱)，配置消防水带、水枪和消防扳手。

4.8 自动灭火系统
4.8.1 电池预制舱内应设置细水雾、气体等固定自动灭火系统，灭火系统类型、技术参数应经附录 A 电力储能用模块级磷酸铁锂电池实体火灾模拟试验验证。为确定系统设计参数的实体火灾模拟试验应由国家授权的机构实施。在工程应用中采用实体模拟试验结果时，应符合下列规定:
  a) 系统设计流量、压力、浓度、灭火剂喷放时间等技术参数不应小于试验结果;
  b) 喷头布置方式应与试验时相同;
  c) 灭火控制策略与试验时相同。

4.8.2  当电池预制舱内采用细水雾灭火系统时，应符合 GB50898的规定，同时还应符合下列要求:
  a) 灭火系统设计参数应根据本文件附录 A模块级磷酸铁锂电池火灾模拟试验确定;
  b) 应采用局部应用的开式系统;
  c) 一个喷头保护一个电池模块，雾滴分布应全覆盖模块内部;
  d) 电池模块外壳应专门设计，确保细水要有效喷射空间且水雾港出率不应低于 25%;
  e) 灭火系统应具有自动、手动、现场机械启动方式和远程应急启动方式;
  f) 灭火系统设计时，应考虑施工吊装、可燃气体爆燃(炸)等造成舱体变形导致灭火系统管路受损因素，增加防变形技术措施;
  g) 除灭火性能外，灭火系统组件应符合 GA 1149 的规定。

4.8.3 固定自动灭火系统的启动应根据“先断电、后灭火”"的原则，先行断开舱级储能变流器断路器和簇级继电器后，方可启动灭火系统进行灭火。