CN107255220A - 一种高寒地区特高压换流站sf6连充装置及加热控制方法 - Google Patents

一种高寒地区特高压换流站sf6连充装置及加热控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提供一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置及其加热控制方法，以解决现有技术方案中的单瓶SF6气瓶充气效率低的问题。包括小车本体，小车本体上设有多通块、放置部和多个SF6气瓶，SF6气瓶设置在放置部上，多通块内设有气体通道，气体通道包括一个出气口和多个通过气体管路与SF6气瓶出气口连接的进气口，出气口连接有减压阀。有益技术效果：多瓶SF6气瓶中的气体可以通过多通块的进气口汇聚，汇聚后的气体由出气口出气，出气口的气体经过减压阀减压至所需的压力，由于装置使用多瓶SF6气瓶，所以SF6气体的总量相对单SF6气瓶SF6气瓶会提高，进而实现连充；同样的，SF6气体的总量提高后，压力损失速度相对于单品SF6气瓶要更慢，提高了充气效率。

Description

一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置及加热控制方法
技术领域
本发明涉及电力工程建设领域，具体是一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置及其加热控制方法。
背景技术
随着我国“西电东送”、“北电南送”的电力能源输配战略的不断推进，设置在偏远地区甚至高原、高寒地区的特高压换流站逐年增多。这些特高压换流站工程所在地区常年有10个月的取暖期，冬季漫长，平均温度零下二十多摄氏度，极端低温可达零下四十度摄氏度。且，GIS充气施工时间本身就对温度表现敏感，高寒的环境因素更加提高了充气过程占整个GIS安装工期的比例，低温下的SF6充气速度将直接影响总体安装工期。在高寒地区，SF6充气效率会大幅降低，保证SF6气瓶周围有安全稳定均匀的热源可以有效地保证其充气效率。特高压换流站的换流容量由8000MW提高至10000MW，随之而来的是整个交流配电装置的规模越发庞大，GIS设备的安装工期倍增。充气施工一般占整个GIS安装工期的30％且施工时间弹性较大。在工程实施过程中，需要将SF6冲入待充设备气室中，当需要充气量大时，传统的单瓶SF6气瓶充气效率较低，其原因有两点：1、一瓶SF6气瓶无法完成充气时，需要更换另一瓶SF6气瓶，而更换SF6 气瓶较为占用时间，因而影响充气效率；2、当SF6气瓶内气压随着SF6气体的减少而降低，当SF6气瓶内气压与待充设备气室的压力差低于某个值时，SF6气瓶的充气速度会严重降低。
发明内容
本发明旨在提供一种高寒地区特高压换流站SF6连充水浴加热小车装置，以解决现有技术方案中的单瓶SF6气瓶充气效率低的问题。
为了实现所述目的，本发明一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，包括小车本体，小车本体上设有多通块、放置部和多个SF6气瓶，所述SF6气瓶设置在放置部上，所述多通块内设有气体通道，所述气体通道包括一个出气口和多个通过气体管路与SF6气瓶出气口连接的进气口，所述出气口连接有减压阀。
优选的，所述多通块包括六角钢本体，气体通道设置于六角钢本体内，出气口设置在六角钢本体的侧壁上，出气口设置在六角钢本体的其中一端面上。
优选的，所述六角钢本体六个侧壁中每间隔一个侧壁设置三个所述进气口。
优选的，所述减压阀与多通块之间设有一个压力表。
优选的，所述小车本体包括设置在小车本体下方的车轮，所述车轮为自锁式万向轮。
优选的，所述放置部上边表面设置有用于储水和放置SF6气瓶的凹腔，所述凹腔内壁设有加热电阻丝。
优选的，所述加热电阻丝环壁设置于凹腔内壁底部。
优选的，所述小车本体上设有用于控制加热电阻丝通断电的控制开关。
优选的，所述加热电阻丝有三组,所述凹腔内壁中部设有水位传感器，所述凹腔内壁上部设有注水器，所述凹腔内壁底部设有检测水温的第一温度传感器，所述小车本体上设有用于检测外部气温的第二温度传感器，所述多通块的气体通道内设有用以检测气体通道内气压的气压传感器，所述小车本体上设有用于控制加热电阻丝通断电的控制装置，所述控制装置与注水器、水位传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和气压传感器连接以用于根据水位传感器检测到的水位、第一温度传感器检测到的水温、第二温度传感器检测到的外部气温控制注水器的启停和加热电阻丝的通断电。
一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置的控制方法，包括：
控制装置实时获取气压传感器检测到的气体通道内的气压，判断气体通道内的气压是否小于预设的第一气压值；如果气体通道内的气压小于预设的第一气压值，则控制注水器注水；
控制装置获取水位传感器检测到的水位信息，判断水位是否达到预设的水位，如果水位达到预设的水位，则控制装置执行加热步骤：
获取第二温度传感器检测到的外部气温，如果检测到的外部气温小于预设的第一外部气温，则控制三组加热电阻丝加热，如果检测到的外部气温不小于预设的第一外部气温且小于预设的第二外部气温，则控制两组加热电阻丝加热，如果检测到的外部气温不小于预设的第二外部气温，则控制一组加热电阻丝加热；
实时获取第一温度传感器检测到的水温和气压传感器检测到气体通道内的气压，判断检测到的水温是否达到预设的温度以及气体通道内的气压是否大于预设的第二气压值，如果水温达到预设的温度或气体通道内的气压大于预设的第二气压值，则控制加热电阻丝断电以停止对凹腔中所储水加热并结束加热步骤。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：多瓶SF6气瓶中的气体可以通过多通块的进气口汇聚，汇聚后的气体由出气口出气，出气口的气体经过减压阀减压至所需的压力，由于装置使用多瓶SF6气瓶，所以SF6气体的总量相对单SF6气瓶SF6气瓶会提高，进而实现连充；同样的，SF6气体的总量提高后，压力损失速度相对于单品SF6气瓶要更慢，提高了充气效率。
附图说明
图1为本发明的透视图；
图2为本发明连接设备气室后的示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
如图1和图2所示，本发明一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置包括小车本体1，小车本体1上设有多通块2、放置部和多个SF6气瓶3，SF6气瓶3 设置在放置部上，多通块内设有气体通道，气体通道包括一个出气口22和多个通过气体管路与SF6气瓶出气口连接的进气口21，出气口22连接有减压阀4。
如图1和图2所示，实施过程中，可以通过电动葫芦将多瓶SF6气瓶3吊入小车本体1的放置部处，将每瓶SF6气瓶3通过气体管路与对应进气口21连接,具体的，可以在进气口设置标准接头，通过标准件接头与气体管路连接；如果连接完成后还存在剩余的进气口21没有相应的SF6气瓶3与其连接，则可用标准件堵头将其密封，减压阀4出口通过气体管路5连接到需要充气的设备气室6的阀口，连接完成后，即可对待充设备气室6充气。本发明的优点在于：可以安装多瓶SF6气瓶3，多瓶SF6气瓶3中的气体可以通过多通块2汇聚，进而由出气口22出气，出气口22的气体经过减压阀4减压至所需的压力，进而对待充设备气室6充气。
此外，由于多通块出口连接有减压阀，所以可根据减压阀的进口和出口两个压力表计实时监测注入气室SF6的气压和多通块内部的SF6气压，并控制二者之间最大压差。
在大型换流站工程中，GIS规模庞大，待充设备气室多，SF6气瓶,置于小车本体上，充气瓶移动方便，工作的便捷性可以大大提升。
如图1和图2所示，作为多通块2的优选结构，多通块2包括六角钢本体，气体通道设置于六角钢本体内，出气口22设置在六角钢本体的侧壁，出气口22 设置在六角钢本体的其中一端面，六角钢本体六个侧壁中每间隔一个侧壁设置三个进气口21，这样的结构，多通块2结构较为简单，便于制作。实施过程中，可以将九瓶SF6气瓶3构成的SF6气瓶3组通过电动葫芦吊入可小车本体1内部，并按照3*3排列布置，这样的结构，优点在于：SF6气瓶3按3*3排列布置后会更稳定。
如图1和图2所示，为了监测多通块2出气口22的压力，减压阀4与多通块2之间设有一个压力表(图中未视出)。同样的，为了检测多通块2进气口21 和减压阀4出口的压力，多通块2进气口21设有压力表(图中未视出)，减压阀4出口设有压力表(图中未视出)。
如图1和图2所示，为了便于小车的移动与停止的切换，小车本体1包括设置在小车本体1下方的车轮11，车轮为自锁式万向轮。当需要变更充气位置时，只需打开自锁式万向轮的万向轮自锁装置，将小车整体移动至下一个待充设备气室附近位置即可。
如图1和图2所示，为了便于将多通快安装固定在小车本体1上，多通块2 未设置出气口22的端面设有用于通过螺钉与小车本体1连接的第一螺孔组，小车本体1上设有用于安装多通块2的安装板，安装板上设有与螺孔组相对应的第二螺孔组，螺钉穿过第二螺孔组中的螺孔和第一螺孔组中的螺孔，进而将多通块2固定在小车本体1的安装板上。
为了保证SF6气瓶周围有安全稳定均匀的热源可以有效地保证其充气效率。如图1和图2所示，放置部上边表面设置有用于储水和放置SF6气瓶3的凹腔，凹腔内壁设有用于加热凹腔中所储水的加热电阻丝7。为了加热均匀，加热电阻丝7环壁设置于凹腔内壁底部。为了便于控制加热电阻丝7进行加热，小车本体1上设有用于控制加热电阻丝7通断电的控制开关。
由于每个SF6气瓶3都包含有阀门，而待充设备气室也包含有阀门，同时减压阀4本身也是一个阀门，为了保证充气质量，阀门操作顺序的选择应满足以下原则：充气时先打开SF6气瓶3阀门，再打开减压阀4，最后待充设备气室阀门；充气结束时先关闭待充设备气室阀门，再关闭减压阀4，最后关闭SF6气瓶3阀门。
作为一种优选实施方式，为了提高加热效率，加热电阻丝有三组,凹腔内壁中部设有水位传感器，凹腔内壁上部设有注水器，凹腔内壁底部设有检测水温的第一温度传感器，小车本体上设有用于检测外部气温的第二温度传感器，多通块的气体通道内设有用以检测气体通道内气压的气压传感器，小车本体上设有用于控制加热电阻丝通断电的控制装置，控制装置与注水器、水位传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和气压传感器连接以用于根据水位传感器检测到的水位、第一温度传感器检测到的水温、第二温度传感器检测到的外部气温控制注水器的启停和加热电阻丝的通断电。注水器可以采用现有已知的注水器，一般包括水箱和水箱开关，本发明不再进行详细描述。
其加热控制方法为：
控制装置实时获取气压传感器检测到的气体通道内的气压，判断气体通道内的气压是否小于预设的第一气压值；如果气体通道内的气压小于预设的第一气压值，则控制注水器注水；
控制装置获取水位传感器检测到的水位信息，判断水位是否达到预设的水位，如果水位达到预设的水位，则控制装置执行加热步骤：
获取第二温度传感器检测到的外部气温，如果检测到的外部气温小于预设的第一外部气温，则控制三组加热电阻丝加热，如果检测到的外部气温不小于预设的第一外部气温且小于预设的第二外部气温，则控制两组加热电阻丝加热，如果检测到的外部气温不小于预设的第二外部气温，则控制一组加热电阻丝加热；
实时获取第一温度传感器检测到的水温和气压传感器检测到气体通道内的气压，判断检测到的水温是否达到预设的温度以及气体通道内的气压是否大于预设的第二气压值，如果水温达到预设的温度或气体通道内的气压大于预设的第二气压值，则控制加热电阻丝断电以停止对凹腔中所储水加热并结束加热步骤。
预设的第二外部气温大于预设的第一外部气温，第一外部气温可以设置为0 摄氏度，第二外部气温设置为15摄氏度；第一气压值根据实际设备气室的要求设定，第二气压值根据第一气压值设置，一般为第一气压值的1.1倍；预设的水位一般凹腔中部，也可根据实际情况设置；控制装置根据气体通道内的气压判断是否需要对SF6气瓶，并根据环境温度、水温进行不同档位的加热，进而将充气效率和气瓶内气体利用率均发挥到最优状态。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：包括小车本体，小车本体上设有多通块、放置部和多个SF6气瓶，所述SF6气瓶设置在放置部上，所述多通块内设有气体通道，所述气体通道包括一个出气口和多个通过气体管路与SF6气瓶出气口连接的进气口，所述出气口连接有减压阀。
2.如权利要求1所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：所述多通块包括六角钢本体，气体通道设置于六角钢本体内，出气口设置在六角钢本体的侧壁上，出气口设置在六角钢本体的其中一端面上。
3.如权利要求2所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：所述六角钢本体六个侧壁中每间隔一个侧壁设置三个所述进气口。
4.如权利要求1所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：所述减压阀与多通块之间设有一个压力表。
5.如权利要求1所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：所述小车本体包括设置在小车本体下方的车轮，所述车轮为自锁式万向轮。
6.如权利要求1所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：所述放置部上边表面设置有用于储水和放置SF6气瓶的凹腔，所述凹腔内壁设有加热电阻丝。
7.如权利要求6所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：所述加热电阻丝环壁设置于凹腔内壁底部。
8.如权利要求6所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：所述小车本体上设有用于控制加热电阻丝通断电的控制开关。
9.如权利要求6所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置，其特征在于：所述加热电阻丝有三组,所述凹腔内壁中部设有水位传感器，所述凹腔内壁上部设有注水器，所述凹腔内壁底部设有检测水温的第一温度传感器，所述小车本体上设有用于检测外部气温的第二温度传感器，所述多通块的气体通道内设有用以检测气体通道内气压的气压传感器，所述小车本体上设有用于控制加热电阻丝通断电的控制装置，所述控制装置与注水器、水位传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和气压传感器连接以用于根据水位传感器检测到的水位、第一温度传感器检测到的水温、第二温度传感器检测到的外部气温控制注水器的启停和加热电阻丝的通断电。
10.如权利要求9所述的一种高寒地区特高压换流站SF6连充装置的加热控制方法，其特征在于，包括：
控制装置实时获取气压传感器检测到的气体通道内的气压，判断气体通道内的气压是否小于预设的第一气压值；如果气体通道内的气压小于预设的第一气压值，则控制注水器注水；
控制装置获取水位传感器检测到的水位信息，判断水位是否达到预设的水位，如果水位达到预设的水位，则控制装置执行加热步骤：
获取第二温度传感器检测到的外部气温，如果检测到的外部气温小于预设的第一外部气温，则控制三组加热电阻丝加热，如果检测到的外部气温不小于预设的第一外部气温且小于预设的第二外部气温，则控制两组加热电阻丝加热，如果检测到的外部气温不小于预设的第二外部气温，则控制一组加热电阻丝加热；
实时获取第一温度传感器检测到的水温和气压传感器检测到气体通道内的气压，判断检测到的水温是否达到预设的温度以及气体通道内的气压是否大于预设的第二气压值，如果水温达到预设的温度或气体通道内的气压大于预设的第二气压值，则控制加热电阻丝断电以停止对凹腔中所储水加热并结束加热步骤。
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