CN104763874A - Sf6气体回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种SF6气体回收系统。该系统包括SF6气体回收装置和SF6气体回收控制器。SF6气体回收装置包括十个电磁阀、四个真空阀、四个压缩机、缓冲罐和储液罐，十个电磁阀、四个真空阀和四个压缩机的进行相应的动作能够进行SF6气体的回收及充放。SF6气体回收控制器包括4路固态继电器、4路电机保护电路、真空计、压力传感器、开关控制电路、相序监测电路、处理模块和电源模块。固态继电器控制四个压缩机的启停，开关控制电路控制十个电磁阀、四个真空阀的通断，处理模块根据电机保护电路、压力传感器、真空计的监测结果进行SF6气体的回收和充放。本发明能够实现SF6气体回收及充放过程的自动化。

Description

SF6气体回收系统

技术领域

本发明涉及SF6气体回收技术领域，特别是涉及一种SF6气体回收系统。

背景技术

SF6(六氟化硫)气体是一种无毒、无色、无味、无嗅、非可燃的合成气体，具有一般电解质不可比拟的绝缘特性和灭弧能力，因此广泛应用于各SF6电气设备。但SF6气体价格昂贵，且在电弧、电火花和电晕放电的作用下会分解产生有毒成分，因此SF6电气设备使用时需要专用装置对SF6气体进行充放及回收。SF6气体回收及充放装置主要应用于各供电公司、送变电工程公司、发电厂、超高压输变电站、SF6电气开关制造厂等，作为敞开式断路器、GIS(六氟化硫封闭式组合电器)等SF6电气设备在安装、调试、检修时使用的专用装置。SF6气体回收及充放装置对上述电气设备进行抽真空、回收净化、回充净化等，亦可用作其他部门抽真空和回收其他稀有昂贵气体的设备。

现有的SF6气体回收装置由于采用的是PLC控制器，因此在抽真空、回收净化、回充净化时，现场操作人员必须通过人工观察各个仪表数值来判断某个操作是否完成，并通过电磁阀控制相应的动作，操作较为复杂，效率低、耗时长、效果不尽理想。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种SF6气体回收系统，能够实现SF6气体回收及充放过程的自动化。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种SF6气体回收系统，包括SF6气体回收装置和SF6气体回收控制器，所述SF6气体回收装置包括缓冲罐、储液罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、单向阀、第一真空阀、第二真空阀、第三真空阀、第四真空阀、第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机，所述第一真空阀、第二真空阀和第三真空阀的第一工作口连接缓冲罐，所述第二真空阀和第三真空阀的第二工作口与大气相通，所述第四真空阀的第一工作口与大气相通，第二工作口与第二电磁阀的第一工作口相连，所述第二电磁阀的第二工作口同时连接第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀的第一工作口，所述第五电磁阀的第二工作口连接储液罐和单向阀的第一工作口，所述第四电磁阀的第二工作口连接单向阀的第一工作口和第六电磁阀的第一工作口，所述第三电磁阀的第二工作口连接第三压缩机的一端，所述第三压缩机连接缓冲罐和第七电磁阀的第一工作口，所述第七电磁阀的第二工作口连接第四压缩机的一端，所述第四压缩机的另一端通过第八电磁阀连接所述第六电磁阀的第一工作口，所述第六电磁阀的第二工作口连接缓冲罐和第一电磁阀及第十电磁阀的第一工作口，所述第一电磁阀的第二工作口连接第一压缩机和第二压缩机，所述第九电磁阀的第一工作口连接缓冲罐，第二工作口连接气瓶，所述第十电磁阀的第二工作口连接滤清器；所述SF6气体回收控制器包括4路固态继电器、4路电机保护电路、真空计、压力传感器、开关控制电路、相序监测电路、处理模块和电源模块，所述电源模块为固态继电器、电机保护电路、真空计、压力传感器、开关控制电路、相序监测电路和处理模块供电；所述固态继电器用于控制第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机的启停；所述开关控制电路用于控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第一真空阀、第二真空阀、第三真空阀和第四真空阀的接通和截止；所述电机保护电路用于实时监测第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机的相电压和相电流；所述相序监测电路用于在通电前监测第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机的三相电接入顺序；所述真空计连接所述第一真空阀的第二工作口，用于实时监测所述缓冲罐的负压值；所述压力传感器连接所述缓冲罐，用于实时监测所述缓冲罐的正压值；所述处理模块与电机保护电路、真空计、压力传感器、开关控制电路和相序监测电路电连接，并用于在相序监测电路检测到任一压缩机的三相电接入顺序不正常时，控制电源模块停止为固态继电器、电机保护电路、真空计、压力传感器和开关控制电路供电，以及根据电机保护电路、压力传感器、真空计的监测结果控制开关控制电路和固态继电器，以进行SF6气体的回收和充放。

优选地，所述SF6气体回收控制器还包括工业显示屏，所述处理模块与工业显示屏电连接，所述工业显示屏用于响应用户的触屏操作。

优选地，所述处理模块包括处理器、AD采集单元、电磁阀控制单元和多个串口通信单元，所述AD采集单元与电机保护电路和相序监测电路电连接，用于采集电机保护电路和相序监测电路的检测结果，所述电磁阀控制单元与开关控制电路电连接，所述处理器分别通过一个串口通信单元连接真空计和压力传感器。

优选地，所述处理模块具体用于在电机保护电路检测到任一压缩机的相电压和相电流不正常时，控制相应的固态继电器断电，以停止相应的压缩机。

优选地，所述SF6气体回收控制器还包括变电器，所述变电器用于将向电源模块输出幅值为220V交流电压。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：结构紧凑并且具有灵活的机动性，能够实现SF6气体回收及充放过程的自动化，自动化程度高，成本低、耗时少、效率高。

附图说明

图1是本发明实施例SF6气体回收系统的结构示意图。

图2是本发明实施例SF6气体回收系统的处理模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例SF6气体回收系统的结构示意图。本实施例的SF6气体回收系统包括SF6气体回收装置1和SF6气体回收控制器2。

SF6气体回收装置1包括缓冲罐11、储液罐12、第一电磁阀V1、第二电磁阀V2、第三电磁阀V3、第四电磁阀V4、第五电磁阀V5、第六电磁阀V6、第七电磁阀V7、第八电磁阀V8、第九电磁阀V9、第十电磁阀V10、单向阀D、第一真空阀SOV1、第二真空阀SOV2、第三真空阀SOV3、第四真空阀SOV4、第一压缩机M1、第二压缩机M2、第三压缩机M3和第四压缩机M4。

其中，第一真空阀SOV1、第二真空阀SOV2和第三真空阀SOV3的第一工作口连接缓冲罐11，第二真空阀SOV2和第三真空阀SOV3的第二工作口与大气相通，第四真空阀SOV4的第一工作口与大气相通，第二工作口与第二电磁阀V2的第一工作口相连，第二电磁阀V2的第二工作口同时连接第三电磁阀V3、第四电磁阀V4和第五电磁阀V5的第一工作口，第五电磁阀V5的第二工作口连接储液罐12和单向阀D的第一工作口，第四电磁阀V4的第二工作口连接单向阀D的第一工作口和第六电磁阀V6的第一工作口，第三电磁阀V3的第二工作口连接第三压缩机M3的一端，第三压缩机M3连接缓冲罐12和第七电磁阀V7的第一工作口，第七电磁阀V7的第二工作口连接第四压缩机M4的一端，第四压缩机M4的另一端通过第八电磁阀V8连接第六电磁阀V6的第一工作口，第六电磁阀V6的第二工作口连接缓冲罐11和第一电磁阀V1及第十电磁阀V10的第一工作口，第一电磁阀V1的第二工作口连接第一压缩机M1和第二压缩机M2，第九电磁阀V9的第一工作口连接缓冲罐11，第二工作口连接气瓶13，第十电磁阀V10的第二工作口连接滤清器14。

SF6气体回收控制器2包括4路固态继电器21、4路电机保护电路22、真空计23、压力传感器24、开关控制电路25、相序监测电路26、处理模块27和电源模块28。

其中，电源模块28为固态继电器21、电机保护电路22、真空计23、压力传感器24、开关控制电路25、相序监测电路26和处理模块27供电。

固态继电器21用于控制第一压缩机M1、第二压缩机M2、第三压缩机M3和第四压缩机M4的启停。

开关控制电路25用于控制第一电磁阀V1、第二电磁阀V2、第三电磁阀V3、第四电磁阀V4、第五电磁阀V5、第六电磁阀V6、第七电磁阀V7、第八电磁阀V8、第九电磁阀V9、第十电磁阀V10、第一真空阀SOV1、第二真空阀SOV2、第三真空阀SOV3和第四真空阀SOV4的接通和截止。

电机保护电路22用于实时监测第一压缩机M1、第二压缩机M2、第三压缩机M3和第四压缩机M4的相电压和相电流。通过相电压和相电流能够判断第一压缩机M1、第二压缩机M2、第三压缩机M3和第四压缩机M4是否工作正常。

相序监测电路26用于在通电前监测第一压缩机M1、第二压缩机M2、第三压缩机M3和第四压缩机M4的三相电接入顺序。相序监测电路26在电源模块28为SF6气体回收控制器2的其它部分供电之前实时监测三相电接入顺序，通过三相电接入顺序可以判断第一压缩机M1、第二压缩机M2、第三压缩机M3和第四压缩机M4的三相电是否缺相或者相序错误。

真空计23连接第一真空阀SOV1的第二工作口，用于实时监测缓冲罐11的负压值。压力传感器24连接缓冲罐11，用于实时监测缓冲罐11的正压值。

处理模块27与电机保护电路22、真空计24、压力传感器24、开关控制电路25和相序监测电路26电连接，并用于在相序监测电路26检测到任一压缩机的三相电接入顺序不正常时，控制电源模块28停止为固态继电器21、电机保护电路22、真空计23、压力传感器24和开关控制电路25供电，以及根据电机保护电路22、压力传感器24、真空计23的监测结果控制开关控制电路25和固态继电器21，以进行SF6气体的回收和充放。其中，如果三相电接入顺序不正常，说明第一压缩机M1、第二压缩机M2、第三压缩机M3和第四压缩机M4的三相电缺相或者相序错误，因此电源模块28停止为固态继电器21、电机保护电路22、真空计23、压力传感器24和开关控制电路25供电，SF6气体回收控制器2无法正常工作。处理模块27根据监测结果控制开关控制电路25和固态继电器21，能够使相应的电磁阀、真空阀动作，从而进行SF6气体的回收和充放。在本实施例中，处理模块27具体用于在电机保护电路22检测到任一压缩机的相电压和相电流不正常时，控制相应的固态继电器21断电，以停止相应的压缩机。

在本实施例中，SF6气体回收控制器2还包括工业显示屏29和变电器210，处理模块27与工业显示屏29电连接，工业显示屏29用于响应用户的触屏操作。变电器210用于将向电源模块28输出幅值为220V交流电压，电源模块28可以根据需要将交流电压转换成直流电压。直流电压的幅值例如为24V。

请参见图2，是本发明实施例SF6气体回收系统的处理模块的结构示意图。处理模块27包括处理器271、AD采集单元272、电磁阀控制单元273和多个串口通信单元274。AD采集单元272与电机保护电路22和相序监测电路26电连接，用于采集电机保护电路22和相序监测电路26的检测结果，即各个压缩机的相序状态信息、相电压及相电流信息。电磁阀控制单元273与开关控制电路25电连接，用于输出电磁阀控制信号到开关控制电路25。处理器27分别通过一个串口通信单元274连接真空计23和压力传感器24、以及工业显示屏29。处理器27可以采用工作频率为160MHz，型号为stm32f407的芯片。

本实施例的SF6气体回收系统可以实现多种功能，这些功能包括但不限于回收、抽真空、充放等。下面将举例说明SF6气体的抽真空过程以及回收过程。

抽真空过程：用户通过工业显示屏29发出抽真空指令后，处理模块27通过控制开关控制电路25使第二电磁阀V2，第三电磁阀V3，第四电磁阀V4，第五电磁阀V5，第六电磁阀V6，第十电磁阀V10，第一真空阀SOV1，第二真空阀SOV2，第三真空阀SOV3，第四真空阀SOV4同时得电打开，打开后SF6气体回收装置1与大气相通。当压力传感器24监测到正压值为0.1MPa时，处理模块27开始计时，当计时满5min时，处理模块27通过控制开关控制电路25使第十电磁阀V10失电关闭、第一电磁阀得电V1，同时通过固态继电器21使第一压缩机M1，第二压缩机M2启动。当真空计23监测到负压值小于或等于133Pa时，处理模块27开始计时，当计时满0.5h时，处理模块27通过固态继电器21使第一压缩机M1，第二压缩机M2停止，同时通过控制开关控制电路25使第一电磁阀V1，第二电磁阀V2，第三电磁阀V3，第四电磁阀V4，第五电磁阀V5，第六电磁阀V6，第一真空阀SOV1，第二真空阀SOV2，第三真空阀SOV3，第四真空阀SOV4依次失电关闭。

回收过程：用户通过工业显示屏29发出回收指令后，处理模块27判断真空计此监测到的负压值是否大于0.9MPa。如果大于0.9MPa，处理模块27将拒绝进行回收SF6气体；如果小于或等于0.9MPa，处理模块27通过控制开关控制电路25使第六电磁阀V6，第三电磁阀V3，第五电磁阀V5同时得电打开，并通过控制固态继电器21使第三压缩机M3得电启动，第三压缩机M3附带的微型风扇将得电启动，当第三压缩机M3启动10s后，第三压缩机M3自带的保护阀得电打开(开始抽取试品气体)。当压力控制器24监测到的正压值小于或等于0.12mPa，处理模块27通过控制开关控制电路25使第七电磁阀V7，第八电磁阀V8得电打开，同时通过控制固态继电器21使第四压缩机M4得电启动；当压力传感器24监测到的正压值小于或等于0.11MPa时，处理模块27通过控制开关控制电路25使第一真空阀SOV1得电打开。当真空计23监测到的负压值小于或等于5KPa时，处理模块27通过控制开关控制电路25使第六电磁阀V6，第三电磁阀V3，第五电磁阀V5，第七电磁阀V7，第八电磁阀V8失电关闭，同时通过控制固态继电器21使第四压缩机M4，第三压缩机M3停止，使回收停止。此时，处理模块27会在工业显示屏29上显示“管道已分离”的确认对话框，如果用户点击确认，处理模块27默认判定试品已分离，又重新进行上述回收过程，当第六电磁阀V6，第三电磁阀V3，第五电磁阀V5，第七电磁阀V7，第八电磁阀V8，第四压缩机M4，第三压缩机M3关闭后，回收过程最终停止。

应当注意的是，本实施例仅举例说明了抽真空和回收过程，本领域技术人员容易根据本发明实施例的内容对抽真空和回收过程中的相应参数或者判断条件作等效变换从而实现其它功能，因此，实现这些功能的SF6回收系统均应包含在本发明的保护范围之内。

通过上述方式，本发明实施例的SF6气体回收系统结构紧凑并且具有灵活的机动性，并且由处理模块代替了现有技术的PLC控制器，抽真空过程或回收过程无需人工操作，从而能够实现SF6气体回收及充放过程的自动化，自动化程度高，成本低、耗时少、效率高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种SF6气体回收系统，其特征在于，包括SF6气体回收装置和SF6气体回收控制器，所述SF6气体回收装置包括缓冲罐、储液罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、单向阀、第一真空阀、第二真空阀、第三真空阀、第四真空阀、第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机，所述第一真空阀、第二真空阀和第三真空阀的第一工作口连接缓冲罐，所述第二真空阀和第三真空阀的第二工作口与大气相通，所述第四真空阀的第一工作口与大气相通，第二工作口与第二电磁阀的第一工作口相连，所述第二电磁阀的第二工作口同时连接第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀的第一工作口，所述第五电磁阀的第二工作口连接储液罐和单向阀的第一工作口，所述第四电磁阀的第二工作口连接单向阀的第一工作口和第六电磁阀的第一工作口，所述第三电磁阀的第二工作口连接第三压缩机的一端，所述第三压缩机连接缓冲罐和第七电磁阀的第一工作口，所述第七电磁阀的第二工作口连接第四压缩机的一端，所述第四压缩机的另一端通过第八电磁阀连接所述第六电磁阀的第一工作口，所述第六电磁阀的第二工作口连接缓冲罐和第一电磁阀及第十电磁阀的第一工作口，所述第一电磁阀的第二工作口连接第一压缩机和第二压缩机，所述第九电磁阀的第一工作口连接缓冲罐，第二工作口连接气瓶，所述第十电磁阀的第二工作口连接滤清器；

所述SF6气体回收控制器包括4路固态继电器、4路电机保护电路、真空计、压力传感器、开关控制电路、相序监测电路、处理模块和电源模块，所述电源模块为固态继电器、电机保护电路、真空计、压力传感器、开关控制电路、相序监测电路和处理模块供电；所述固态继电器用于控制第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机的启停；所述开关控制电路用于控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第一真空阀、第二真空阀、第三真空阀和第四真空阀的接通和截止；所述电机保护电路用于实时监测第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机的相电压和相电流；所述相序监测电路用于在通电前监测第一压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机的三相电接入顺序；所述真空计连接所述第一真空阀的第二工作口，用于实时监测所述缓冲罐的负压值；所述压力传感器连接所述缓冲罐，用于实时监测所述缓冲罐的正压值；所述处理模块与电机保护电路、真空计、压力传感器、开关控制电路和相序监测电路电连接，并用于在相序监测电路检测到任一压缩机的三相电接入顺序不正常时，控制电源模块停止为固态继电器、电机保护电路、真空计、压力传感器和开关控制电路供电，以及根据电机保护电路、压力传感器、真空计的监测结果控制开关控制电路和固态继电器，以进行SF6气体的回收和充放。

2.根据权利要求1所述的SF6气体回收系统，其特征在于，所述SF6气体回收控制器还包括工业显示屏，所述处理模块与工业显示屏电连接，所述工业显示屏用于响应用户的触屏操作。

3.根据权利要求1所述的SF6气体回收系统，其特征在于，所述处理模块包括处理器、AD采集单元、电磁阀控制单元和多个串口通信单元，所述AD采集单元与电机保护电路和相序监测电路电连接，用于采集电机保护电路和相序监测电路的检测结果，所述电磁阀控制单元与开关控制电路电连接，所述处理器分别通过一个串口通信单元连接真空计和压力传感器。

4.根据权利要求1所述的SF6气体回收系统，其特征在于，所述处理模块具体用于在电机保护电路检测到任一压缩机的相电压和相电流不正常时，控制相应的固态继电器断电，以停止相应的压缩机。

5.根据权利要求1所述的SF6气体回收系统，其特征在于，所述SF6气体回收控制器还包括变电器，所述变电器用于将向电源模块输出幅值为220V交流电压。