CN111403153A - 变压器储油柜快速断流和排油装置、控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变压器储油柜快速断流和排油装置，包括：断流模块、排油模块，所述的断流模块设置在变压器储油柜与变压器本体瓦斯继电器之间的油路主联管上，在靠近变压器储油柜一端的油路主联管上设置三通管，所述的排油模块通过过渡联管与三通管的支路连接；所述的断流模块用于当变压器发生漏油或者火灾事故时及时切断事故变压器的补油回路，所述的排油模块用于当变压器发生漏油或者火灾事故时快速将变压器油排至事故油池中。本发明可以在变压器发生火灾事故时有效的切断事故变压器的补油回路，同时将变压器储油柜中的变压器油第一时间自动地排至事故油池中，极大地降低了火灾事故扩大的风险。
Description
技术领域
本发明属于变压器生产制造技术领域，具体涉及一种变压器储油柜快速断流和排油装置、控制系统及方法，尤其适用于特高压交、直流输电工程，对于常规变压器同样适用。
背景技术
随着我国坚强智能电网的快速发展，油浸式电力变压器是实现电网正常运行的关键，在电力系统中发挥着“心脏”的功能。一旦发生火灾等重大事故，将导致整个区域内电力网瘫痪，损失不可估量。
同时，油浸式电力变压器的储油柜位于变压器上部，内部含有10吨左右的可燃性变压器油，储油柜中的油在本体或升高座破口发生爆炸时不断提供燃料，甚至在火灾不断烘烤下，储油柜可能发生爆裂，导致变压器油倾洒、引发爆燃，火灾事故可能进一步扩大，造成重大损失。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出的智能型变压器储油柜快速断流和排油装置、控制系统及方法，旨在变压器发生火灾事故时，快速将储油柜内的变压器油转移到就地油池中，最大限度降低火灾发生时的损失。本发明所采用的技术方案如下：
变压器储油柜快速断流和排油装置，包括：断流模块、排油模块，所述的断流模块设置在变压器储油柜与变压器本体瓦斯继电器之间的油路主联管上，在靠近变压器储油柜一端的油路主联管上设置三通管，所述的排油模块通过过渡联管与三通管的支路连接；
所述的断流模块用于当变压器发生漏油或者火灾事故时及时切断事故变压器的补油回路，所述的排油模块用于当变压器发生漏油或者火灾事故时快速将变压器油排至事故油池中。
变压器储油柜快速断流和排油控制系统，包括：变压器储油柜快速断流和排油装置、远程后台控制系统，所述的变压器储油柜快速断流和排油装置与远程后台控制系统采用IEC61850实现数据通讯；
所述的远程后台控制系统包括：PLC控制单元、火灾报警模块、显示屏、电动球阀控制按钮、电源；PLC控制单元用于自动远程控制断流模块和排油模块；电源为远程后台控制系统供电；电动球阀控制按钮用于手动远程控制断流模块和排油模块；显示屏用于显示变压器的运行状态。
一种变压器储油柜快速断流和排油的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、搭建包括变压器储油柜快速断流和排油装置、远程后台控制系统在内的变压器储油柜快速断流和排油控制系统；
步骤2、远程后台控制系统的PLC控制单元开始自检；
步骤3、远程后台控制系统的PLC控制单元采集并控制每极对应的6台变压器的快速断流和排油装置；
步骤4、PLC控制单元监测变压器本体状态量，当PLC控制单元接收到外部开入的变压器本体重瓦斯三取二信号、交流场开关分位节点、变压器火灾报警信号时，进行与逻辑判断后，当满足与逻辑条件时，PLC控制系统会发出报警信号同时发出关闭断流模块、打开排油模块的指令，启动快速断流和排油模块实现快速断流和排油。
本发明的有益效果：
1)本发明提供了一种智能型变压器储油柜断流和排油装置、控制系统和控制方法，可以在变压器发生火灾事故时有效的切断事故变压器的补油回路，同时将变压器储油柜中的变压器油第一时间自动地排至事故油池中，极大地降低了火灾事故扩大的风险。同时，该装置具有结构简单、便于安装和运输的特点，该装置还可以应用于常规交流变压器上，具有广泛的应用前景。
2)本发明可在变压器发生火灾初期，自动判断火情，截断储油柜至变压器本体之间的供油回路，同时，自动启动储油柜排油，在变压器突发火灾时，实现储油柜内变压器油的迅速转移，对于保障变电站的安全稳定运行，具有十分重要的意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。
图1是本发明实施例的快速断流和排油装置的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的断流模块的整体结构示意图；
图3是本发明实施例的排油模块的整体结构示意图；
图4是本发明实施例的控制方法流程图；
图中，1－蝶阀，2－DN80三通管，3－断流模块，4－排油模块，5－第一电动球阀，6－U型管路，7－断流阀，8－DN8旁通管，9－断流模块防火壳体，10－L型管路，11－第一泄漏检测仪，12－第二电动球阀，13－第二泄漏检测仪，14－第三电动球阀，15－抽真空用DN25截止阀，16－注油用DN25截止阀，17－DN80联管，18－排油模块防火壳体，19－金属软管。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是本发明实施例的快速断流和排油装置的整体结构示意图。一种变压器储油柜快速断流和排油装置，包括：用于连接变压器储油柜的蝶阀1，在蝶阀1与变压器本体瓦斯继电器之间的油路主联管上设置断流模块3、通过法兰连接、水平布置，断流模块3用于当变压器发生漏油或者火灾事故时及时切断事故变压器的补油回路；在靠近蝶阀1的油路主联管上设置DN80三通管2，排油模块4通过过渡联管与DN80三通管2连接，排油模块4用于当变压器发生漏油或者火灾事故时快速将变压器油排至事故油池中。排油模块4固定设置在变压器底部、布置在变压器的一侧。
如图2所示，是本发明实施例的断流模块的整体结构示意图。断流模块3采用“U”形结构设计，包括：U型管路6，U型管路6的一端设置第一电动球阀5，U型管路6的另一端设置断流阀7，在U型管路6的出口端并联设置DN8旁通管8；第一电动球阀5、U型管路6、断流阀7、DN8旁通管8均密闭设置于断流模块防火壳体9中，进一步提高断流模块3的防火性能。当断流阀7发生误动作关闭时，DN8旁通管8用于保证换流变压器本体可以正常呼吸。当变压器本体发生油泄漏或者火灾事故时，断流模块3中的断流阀7受到油流冲击自动关闭。同时，断流模块3中的第一电动球阀5接收到远方控制人员发送的关闭指令，第一电动球阀5关闭。
如图3所示，是本发明实施例的排油模块的整体结构示意图。排油模块4采用“L”形结构设计，包括：L型管路10，在L型管路10的长管路上依次设置有：第一泄漏检测仪11、第二电动球阀12、第二泄漏检测仪13、第三电动球阀14、DN80联管17；在DN80联管17的同一个位置上，在DN80联管17的上部设置抽真空用DN25截止阀15用于排油管路抽真空、在DN80联管17的下部设置注油用DN25截止阀16用于注油避免变压器本体中的变压器油位下降；在L型管路10的短管路的出口端部设置金属软管19，通过金属软管19将变压器油快速排放到油池中；排油模块4的L型管路10、第一泄漏检测仪11、第二电动球阀12、第二泄漏检测仪13、第三电动球阀14、金属软管19均密封设置在排油模块防火壳体18中，进一步提高排油模块4的防火性能。
本发明实施例中，排油模块4中设置两个电动球阀12、14的目的是为了防止自动运行模式下系统误动作导致换流变储油柜误排油，其中一个电动球阀误动作后可立即安排检修。设置两个泄漏检测仪11、13是为了更方便地监测哪个电动球阀产生了漏油现象，定向进行检修。
所述的第一电动球阀5、断流阀7、第二电动球阀12、第三电动球阀14、DN80联管17均为不锈钢材质，DN8旁通管8为黄铜材质。
电动球阀由两部分组成：阀门+电动执行机构。设置金属软管19是考虑到装配误差的问题，金属软管可调节、方便安装。
一种变压器储油柜快速断流和排油控制系统，包括：前文所述的变压器储油柜快速断流和排油装置、远程后台控制系统，所述的快速断流和排油装置与远程后台控制系统采用IEC61850实现数据通讯。所述的远程后台控制系统包括：PLC控制单元、火灾报警模块、显示屏、电动球阀控制按钮、电源等。电源为远程后台控制系统供电；电动球阀控制按钮用于手动远程控制断流模块3中的第一电动球阀5关闭、排油模块4中的第二电动球阀12和第三电动球阀14开启；显示屏用于显示变压器的运行状态，包括但不限于：变压器本体重瓦斯信号、断电信号、火灾报警信号、阀门状态、管道泄漏、快速断流和排油装置的工作环境温湿度等。
PLC控制单元用于自动远程控制断流模块3和排油模块4。远程后台控制系统接收到外部开入的变压器本体重瓦斯三取二信号(变压器本体重瓦斯含三副跳闸信号节点，当其中有两副及以上信号接点动作即认为发生重瓦斯动作，是一种保障可靠性的冗余手段)、交流场开关分位节点(指交流场断路器断开，即换流变失电)、变压器火灾报警信号，在内部进行与逻辑判断后当满足与逻辑条件时(与逻辑判断就是三者必须都发生，任何一个不发生都不满足与逻辑条件)，对储油柜进行自动断流及排油控制，此时断流模块3中的第一电动球阀5自动关闭，同时排油模块4中的第二电动球阀12、第三电动球阀14开启。断流阀7为纯机械控制，即当断流阀7两侧的油流达到指定的关闭流量时自动关闭，不受控制系统控制；抽真空用DN25截止阀15、注油用DN25截止阀16为纯手动阀门，仅用于排油管路抽真空、注油用，不受控制系统控制。
进一步地，本发明实施例中，变压器储油柜断流和排油控制系统采用双重化配置，采取两套PLC控制单元独立运行、互为备用。
目前，换流站一般有14台换流变压器，每极6台，共12台，还有2台备用，每极中有3台Y/Y接线换流变和3台Y/D接线换流变。本发明实施例的自动泄油方法，就以上述配置的换流站为例进行说明。
如图4所示，是本发明实施例的控制方法流程图。一种变压器储油柜快速断流和排油的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、搭建包括变压器储油柜快速断流和排油装置、远程后台控制系统在内的变压器储油柜快速断流和排油控制系统，所述的快速断流和排油装置与远程后台控制系统采用IEC61850实现数据通讯；远程后台控制系统的PLC控制单元采取两套PLC控制单元独立运行、互为备用；
步骤2、远程后台控制系统的PLC控制单元开始自检，如供电电源、设备故障、控制状态选择等自检；
步骤3、远程后台控制系统的PLC控制单元采集并控制每极对应的6台变压器的快速断流和排油装置；
步骤4、PLC控制单元监测变压器本体重瓦斯信号、断电信号、火灾报警信号、阀门状态、管道泄漏、快速断流和排油装置的工作环境温湿度等状态量，当PLC控制单元接收到外部开入的变压器本体重瓦斯三取二信号、交流场开关分位节点、变压器火灾报警信号时，在PLC控制单元内部进行与逻辑判断后，当满足与逻辑条件时，PLC控制系统会发出报警信号同时发出关闭断流模块3中的第一电动球阀5的指令，同时打开排油模块4中的第二电动球阀12、第三电动球阀14，启动快速断流和排油模块实现快速断流和排油。断流模块3中的电动球阀由开启变为关闭状态，排油模块4中的电动球阀由关闭变为开启状态，两者同时动作。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.变压器储油柜快速断流和排油装置，其特征在于，包括：断流模块(3)、排油模块(4)，所述的断流模块(3)设置在变压器储油柜与变压器本体瓦斯继电器之间的油路主联管上，在靠近变压器储油柜一端的油路主联管上设置三通管，所述的排油模块(4)通过过渡联管与三通管的支路连接；
所述的断流模块(3)用于切断事故变压器的补油回路，所述的排油模块(4)用于将变压器油排至事故油池中。
2.根据权利要求1所述的变压器储油柜快速断流和排油装置，其特征在于，所述的断流模块(3)采用U形结构设计，包括：U型管路(6)，U型管路(6)的一端设置第一电动球阀(5)，U型管路(6)的另一端设置断流阀(7)，在U型管路(6)的出口端并联设置DN8旁通管(8)。
3.根据权利要求2所述的变压器储油柜快速断流和排油装置，其特征在于，所述的第一电动球阀(5)、U型管路(6)、断流阀(7)、DN8旁通管(8)密闭设置于断流模块防火壳体(9)中。
4.根据权利要求3所述的变压器储油柜快速断流和排油装置，其特征在于，所述的第一电动球阀(5)、断流阀(7)为不锈钢材质，DN8旁通管(8)为黄铜材质。
5.根据权利要求1所述的变压器储油柜快速断流和排油装置，其特征在于，所述的排油模块(4)采用L形结构设计，包括：L型管路(10)，在L型管路(10)的长管路上依次设置有：第一泄漏检测仪(11)、第二电动球阀(12)、第二泄漏检测仪(13)、第三电动球阀(14)、DN80联管(17)；在DN80联管(17)的同一个位置上，在DN80联管(17)的上部设置抽真空用DN25截止阀(15)用于排油管路抽真空、在DN80联管(17)的下部设置注油用DN25截止阀(16)用于注油；在L型管路(10)的短管路的出口端部设置金属软管(19)，通过金属软管(19)将变压器油快速排放到油池中。
6.根据权利要求5所述的变压器储油柜快速断流和排油装置，其特征在于，所述的L型管路(10)、第一泄漏检测仪(11)、第二电动球阀(12)、第二泄漏检测仪(13)、第三电动球阀(14)、金属软管(19)密封设置在排油模块防火壳体(18)中。
7.根据权利要求6所述的变压器储油柜快速断流和排油装置，其特征在于，所述的第二电动球阀(12)、第三电动球阀(14)、DN80联管(17)为不锈钢材质。
8.根据权利要求1－7任一项所述的变压器储油柜快速断流和排油装置，其特征在于，所述的断流模块(3)通过蝶阀(1)连接至变压器储油柜、通过法兰连接至油路主联管、水平布置；所述的排油模块(4)固定设置在变压器底部、布置在变压器的一侧；所述的三通管为DN80三通管(2)。
9.变压器储油柜快速断流和排油控制系统，其特征在于，包括：如权利要求8所述的变压器储油柜快速断流和排油装置、远程后台控制系统，所述的变压器储油柜快速断流和排油装置与远程后台控制系统采用IEC61850实现数据通讯；
所述的远程后台控制系统包括：PLC控制单元、火灾报警模块、显示屏、电动球阀控制按钮、电源；PLC控制单元用于自动远程控制断流模块和排油模块；电源为远程后台控制系统供电；电动球阀控制按钮用于手动远程控制断流模块和排油模块；显示屏用于显示变压器的运行状态。
10.一种变压器储油柜快速断流和排油的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、搭建如权利要求9所述的包括变压器储油柜快速断流和排油装置、远程后台控制系统在内的变压器储油柜快速断流和排油控制系统；
步骤2、远程后台控制系统的PLC控制单元开始自检；
步骤3、远程后台控制系统的PLC控制单元采集并控制每极对应的6台变压器的快速断流和排油装置；
步骤4、PLC控制单元监测变压器本体状态量，当PLC控制单元接收到外部开入的变压器本体重瓦斯三取二信号、交流场开关分位节点、变压器火灾报警信号时，进行与逻辑判断后，当满足与逻辑条件时，PLC控制系统发出报警信号同时发出关闭断流模块、打开排油模块的指令，实现快速断流和排油。
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