Page 85 - 电力与能源2023年第三期

徐立波，等：变电站钛酸锂电池并联直流电源系统消防方案研究 279

有所下降。 钛酸锂电池单体的标称电压为 2.45 V、标称
（2）能量密度稍低。钛酸锂电池的能量密度 容量为 30 A·h。因此，12 V/90 A·h 电池组采用
约为磷酸铁锂的 2/3、三元锂的 1/2，但高于阀控 单 体 5 串 3 并 ，12 V/180 A·h 电 池 组 单 体 5 串 6
铅酸电池，约为其 2 倍。变电站直流电源系统后 并，采用先并后串的成组方式，这种结构成组简
备电池容量不高，即使能量密度不高也不会对电 单，成本较低，适用于并联数量较少的场合 ［11］ 。

池的应用带来显著的影响。 2.3 直流电源系统布置方案
根据 DL 5027—2015《电力设备典型消防规
2 变电站钛酸锂电池并联直流电源系统
［12］
程》 的规定，锂离子电池应设置在专用房间内。
方案
考虑将两套直流电源系统的并联电池智能组件组
2.1 并联电池智能组件 柜布置于变电站电池室内。
常规变电站直流电源系统电池采用串联方 22 组 12 V/180 A·h 系统配置 4 面屏柜，每面
案，存在电池单体性能影响整组输出、电池参数需 屏柜下方布置 4 个或 6 个并联电池智能组件。14
严格保持一致、无法实现在线全容量核容及更换 组 12 V/90 A·h 系统配置 2 面屏柜，2 面屏柜下方

［1］
等缺点 。 分别布置 6 个和 8 个并联电池智能组件。两套直
并联直流电源系统方案中，将 12 V 电池组与 流电源系统的馈线单元分别布置于二次设备室和
具备 AC/DC 整流和电池组充放电功能的电源模 10 kV 配电装置室。
块组成并联电池智能组件，电池组与电源模块一
3 变电站钛酸锂电池直流电源系统消防
一对应，电池组通过电源模块间接并联接入 220 V
方案
或 110 V 直流母线。
2.2 并联电池配置方案 3.1 电池室的消防方案

上海某 110 kV 变电站试点采用分布式钛酸 电池室的消防方案包括火灾自动报警、固定
锂电池并联直流电源系统，分为两套直流电源系 灭火系统和事故排风等内容。
统，分别供给二次设备室直流负荷和 110，10 kV 电池室应设置火灾自动报警系统，宜配置防
配电装置室的直流负荷。经容量计算，分别需采 爆型感烟或吸气式感烟探测器 ［13-14］ 。同时，由于
用 22 组 12 V/180 A·h 的 钛 酸 锂 电 池 组 和 14 组 钛 酸 锂 电 池 在 热 失 控 等 故 障 状 态 下 会 释 放 H 2，
12 V/90 A·h 的钛酸锂电池组。 CO 等可燃气体 ［10］ ，电池室还应独立配置可燃气

110 kV 变电站并联直流电源系统接线如图 1 体探测报警系统。H 2，CO 气体的密度分别小于
所示。 或与空气密度相当，根据规范的要求，可燃气体探

图 1 110 kV 变电站并联直流电源系统接线