您好!欢迎访问中国储能网!
您的位置: 首页  > 首屏 > 深度观察

韩国储能电站火灾事故调查结果

作者:胡不斐 来源:储能100人 发布时间:2019-06-14 浏览:
分享到:

中国储能网讯:一、储能电站火灾事故调查现状

17年8月全北高敞的风电并网储能电站火灾之后,至今共有23起火灾集中发生。

(17.8)1起 →(18.5)1起 →(6月)2起 →(7月)3起 →(9月)3起 →(10月)1起 →(11月)4起 →(12月)2起 →(19.1)4起 →(5月)2起

按照用途分为:太阳能风力并网电站17起,需求管理电站4起,调频电站2起。

充电完成后放电待机时间(充满后休止时间)中发生火灾14起,充放电中6起,安装、施工中3起。

设置位置(山地14起,海岸4起,其他工厂等5起);建筑形态(组装式面板15起,集装箱4起,混凝土4起);运营时间(1年以下16起,1-2年3起,2年以上4起)。

二、事故调查委构成及运行

为防止伤及人命,针对公用设施的全面启动和中断采取预防性措施,并且科学客观地查明事故原因从而从根本上解决问题。由此,民官共同储能电站火灾事故调查委员会于2018年12月27日成立,进行了为期5个月的调查活动。

委员会由来自学界、研究所、试验认证机构、消防专门机构、政府的19名电气、电池、火灾等相关领域的专家组成。

曾负责调查Galaxy note7 电池火灾的韩国产业技术试验院为指定支援中心,由专业人员负责调查实务。

调查委举行每周例会以及不定期会议*,通过现场调查、企业面谈等方式进行了80次以上的会议和调查,查明事故原因。

*定期会议(21次),不定期会议(20次),研讨会(3次),企业面谈(30次),举报听取(5次),企业座谈会(1次)等。

三、火灾事故原因调查及试验实证结果

1、调查委员会活动

调查委将23起火灾事故分为充电充满后火灾、充放电中火灾、安装中火灾,通过调查现场资料、企业面谈等形式调查原因。

通过探讨“消防厅火灾现场调查书”*等相关资料以及与外界专家讨论,展开了理论的考察、调查事故现场、调查类似网站、调查事故相关企业**等广范围的信息听取及探讨。

*火灾调查报告(电气安全工程),精密诊断调查,现场调查资料,企业面谈报告书等

** 电池公司3家,PCS 8家,施工单位12家等,共30次

向与火灾事故直接相关的企业*,对原因推断和试验实证进行说明并听取其意见。

*电池、PCS、系统集成等25家企业的55人参会(19.3.12,化学融合试验研讨)

2、事故原因推断

由于大部分火灾现场全部烧毁, 查明原因有其困难之处,调查委通过资料分析、企业面谈、现场走访等获取证据,并以此为基础将23起火灾进行分类,与外界专家展开深度探讨,对相关信息进行了分析整理和整合。

并且探讨了电池、 PCS 制造、储能电站设计、安装、施工上的问题点,所有的应用和电子环境因素,以及所有直接或间接的火灾可能性。

总结起来,有四种因素被推测为火灾原因:

(1)电池系统缺陷;

(2)针对电冲击的保护体系不周;

(3)运营环境管理不周及设置不注意;

(4)储能系统综合管理体系欠缺等。

3、为查明事故原因的试验和实证

为科学客观地证实事故原因推断,针对4类推测原因设计了76项试验和实证,来自试验机构、电气安全公社、韩国电力公社* 的约90名人员参与其中。对电池,PCS及系统以单位进行试验和实证。

*(电池,PCS)韩国产业技术试验院、韩国机械电气电子试验研究院、韩国化学融合试验研究院、韩国建设生活环境试验研究院、韩国科学技术研究院、韩国制陶技术院,  韩国电气研究院(系统)、韩国电气安全公社、韩国电力公社

(1)电池系统缺陷

(解体、分析)多数的事故可以确定为是由于使用了同一工厂相似时期内生产的电池。因此,为确认电池生产过程中的缺陷,对电池进行了解体分析。结果表明,一家公司的一部分电池中存在极片折叠、切割不良、活性材料涂层不良等制造缺陷。

图:收集与事故现场电池所属厂家、生产批次相同的电池进行解体分析

因此,模拟制作了极片折叠和切割不良的电池并进行了180次以上的充放电测试,但并未发生能够导致起火的电池内部短路*问题。

* 断裂:由于电池两端接触(短路等),电流过大的现象。

(外部短路)为确定电池安全性进行了电池系统短路试验。结果表明,在机架式短路试验中,2家公司的电池保护装置的直流接触器发生爆炸和熔接。

(物性分析等)电池构成物质分析,确定控制电池之间的电压和温度偏差的 BMS*是否正常动作,在试验中没有发现电池完全充电后继续充电会引起火灾。

* BMS(Battery Management System):控制电池的性能和安全的S/W和H/W的统称。

(2)针对电冲击的保护体系不周;

(直流侧断裂)由于外部电冲击,电池保护装置内多个零件损坏,模拟这种短路现象的结果表明,电池机架保护装置内的直流接触器(DC Contactor)爆炸。

母线损坏后,导致电池机架保护装置附件的二次短路事故发生,多处同时出现火灾。

* 母线(Busbar):长形铜板,充当一种电线。

(PCS 交流侧接地*)变流器(PCS)内部的交流电流过滤器(reactor)碳化,模拟接地事故的试验,结果电池侧发生电冲击。

*接地:电路(电线等)与大地之间的绝缘能力下降,导致电路或机器外部出现电流或电压的现象。

反复实施同一试验,结果表明,当电池机架保护装置内的直流接触器绝缘性能降低时,可能发生火灾。

(PCS附件断裂)假设PCS内部的转换元件*被烧毁,PCS内部的直流交流侧两端断裂发生故障。实证结果表明,由PCS流入系统和电池侧的对电流现象虽得以确定,但PCS的阻断器作用后并不会导致火灾。

*转换元件:交流转直流,直流转交流的电力半导体

(电磁抗扰性))为验证PCS的电磁波释放是否会导致电池系统的不正常运转进行了试验,结果表明多数产品都超过了国际基准,3家公司的电池都具备充分的抗扰性。

*CISPR 11:产业、科学、医用仪器电磁波干扰特性

(3)运营环境管理不周

(水分、粉尘试验)以在空调机周边发现的熔融痕迹为证据,在电池系统中模拟了水分、粉尘、盐水的环境,试验绝缘性能是否可能降低。结果表明,特定公司的电池内模块绝缘性能下降并发生火灾。

(温度偏差试验等)对墙面、通道的温度偏差导致电池模块内温度偏差的事例(温度偏差试验),以及周边区域的闪电通过岩层地面进入电池室影响电池保护装置的事例进行探讨后,认为不会导致火灾。

(4)综合管理体系欠缺

在事故现场调查、企业面谈调查以及试验实证过程中,发现储能电站的设计和运营未能将电池和PCS等 部件统合为一,从系统的层面上进行管理和保护。

BMS、PMS、EMS间信息共享体系不完备,PCS和电池间的保护体系作用顺序欠妥,PCS故障修理后不确认电池有无异常即再次启动系统,交流和直流侧接地感知装置间冲突等问题可证明各现场多数的综合管理体系欠缺。

4、储能系统火灾事故原因调查结论

(1)(电池保护系统欠缺)电的危害因素中,由于接地或短路导致的电冲击(过电压/过电流)流入电池系统时,作为电池保护体系的机架保险丝未能快速阻断短路电流,因此,绝缘性能降低的直流接触器爆炸,电池保护装置内的母线和电池保护装置外壳中发生二次短路事故,电池内可能发生火灾。

(2)(运营环境管理欠缺)安装在山地或海边的储能装置,由于日夜温差太大,结露严重并且容易暴露在大量灰尘中。在这种恶劣环境下,运营电池模块内露水反复生成又干燥,灰尘被大量吸附。因此,电池和模块外壳间的接地部分绝缘损坏,会引起火灾。

一方面,一部分公司的电池模块使用了冷却风扇*,但冷却风扇可能成为水分和灰尘的移动途径。

*尽管有关于粉尘的电池管理基准,但多数现场并不遵守基准。

(3)(安装不注意)电池保管不良,错误接线等储能系统安装疏忽会引起火灾。

(4)(综合保护管理体系欠缺)制造主体未能与其他EMS、PMS、BMS和系统集成企业有机联合运营等。

针对事故预防、火情扩散防止、事故原因调查,储能电站缺乏综合的系统进行设计和保护是问题的原因。

(5)部分电池中发现有缺陷,为此进行了模拟试验,但没有发现电池自身引起火灾的电池内部短路现象。

但是,当制造存在缺陷的情况下,电池充放电幅度很大,充满后仍然持续充电时,因电池内部短路火灾发生可能性会变高。

附韩国储能电站火灾项目表

关键字:储能电站 火灾调查

中国储能网版权声明:凡注明来源为“中国储能网:xxx(署名)”,除与中国储能网签署内容授权协议的网站外,其他任何网站或者单位如需转载需注明来源(中国储能网)。凡本网注明“来源:xxx(非中国储能网)”的作品,均转载与其他媒体,目的在于传播更多信息,但并不意味着中国储能网赞同其观点或证实其描述,文章以及引用的图片(或配图)内容仅供参考,如有涉及版权问题,可联系我们直接删除处理。其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何版权问题与本网无关,想了解更多内容,请登录网站:http://www.escn.com.cn

相关报道

深度观察