CN114321703A - 一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置 - Google Patents
一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，涉及气体绝缘变压器技术领域，其中，在线补气装置能够通过分别监测预设气体绝缘变压器内部的混合气体变化情况，在全氟异丁腈气体浓度和二氧化碳气体浓度小于界限值时，由控制器计算需要补充的气体量，再控制从第一储气罐以及第二储气罐中输送定量的全氟异丁腈气体和二氧化碳气体至配气罐中进行配气，再将配好的气体经过增压泵输送至预设气体绝缘变压器内部，保证预设气体绝缘变压器内部的全氟异丁腈气体浓度和二氧化碳气体浓度稳定，进而能够防止气体绝缘变压器因绝缘气体泄漏处理不及时导致的整体绝缘或冷却性能下降情况，提高气体绝缘变压器的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及气体绝缘变压器技术领域，尤其涉及一种环保型气体绝缘变 压器用绝缘混合气体在线补气装置。
背景技术
气体绝缘变压器(Gas Insulated Transformer，英文简称GIT)具有不燃、 不爆、噪音低等特点，适合应用于人口集中、防火防爆要求较高的城区或地 下变电站。目前已有应用的GIT中基本采用SF6(六氟化硫)气体作为主要绝 缘和冷却介质。但是由于SF6气体温室效应强，其温室效应指数(GWP)是 CO2的23500倍，该类型气体也逐渐被限制使用，因此，寻找在GIT中替换 SF6的新型环保气体的研究也越来越重要。
近年来，以3M公司率先研发的全氟异丁腈(C4F7N)/二氧化碳(CO2) 混合气体在SF6替代气体研究和应用中逐渐成为主流技术路线。C4F7N/CO2混 合气体在使用过程中会因为变压器的结构老化或破损等原因而出现泄漏情 况，一旦出现泄漏并不能及时处理，久而久之内部绝缘气体的减少就会对变 压器的整体绝缘或冷却性能造成影响，使得变压器的使用寿命减少，但目前 缺乏有效应对这一问题的装置。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的是提供一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合 气体在线补气装置，能够防止气体绝缘变压器因绝缘气体泄漏处理不及时导 致的整体绝缘或冷却性能下降情况，提高气体绝缘变压器的使用寿命。
为达到上述技术目的，本申请提供了一种环保型气体绝缘变压器用绝缘 混合气体在线补气装置，包括第一储气罐、第二储气罐、配气罐、控制器、 传感器组以及泵组；
所述第一储气罐储存有全氟异丁腈气体，且其出气端通过第一输送管与 所述配气罐的进气端导通；
所述第一输送管上配置有与所述控制器电连接的第一质量流量计以及第 一电磁阀；
所述第二储气罐储存有二氧化碳气体，且其出气端通过第二输送管与所 述配气罐的进气端导通；
所述第二输送管上配置有与所述控制器电连接的第二质量流量计以及第 二电磁阀；
所述配气罐的出气端通过第三输送管与预设气体绝缘变压器内部连通；
所述第三输送管上配置有与所述控制器电连接的第三电磁阀；
所述泵组与所述控制器电连接，包括增压泵；
所述增压泵安装于所述第三输送管上，用于将所述配气罐内混合好的气 体输送至内预设气体绝缘变压器内部；
所述传感器组与所述控制器电连接，包括第一气体浓度传感器、第二气 体浓度传感器、第三气体浓度传感器以及第四气体浓度传感器；
所述第一气体浓度传感器用于检测所述配气罐内的全氟异丁腈气体浓 度，所述第二气体浓度传感器用于检测所述配气罐内的二氧化碳浓度；
所述第三气体浓度传感器用于检测预设气体绝缘变压器内部的全氟异丁 腈气体浓度，所述第四气体浓度传感器用于检测预设气体绝缘变压器内部的 二氧化碳浓度。
进一步地，所述泵组还包括真空泵；
所述真空泵通过第四输送管与所述配气罐连通；
所述第四输送管上配置有与所述控制器电连接的第四电磁阀。
进一步地，还包括螺旋输送管；
所述螺旋输送管竖直设置，底部的管口形成进气端，顶部的管口形成出 气端；
所述第一输送管以及所述第二输送管的输出端均与所述螺旋输送管的进 气端连通；
所述螺旋输送管的出气端通过第五输送管与所述配气罐的进气端连通；
所述第五输送管上配置有与所述控制器电连接的第五电磁阀。
进一步地，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述 第四电磁阀以及所述第五电磁阀均为单向电磁阀。
进一步地，还包括均与所述控制器电连接的第一压力传感器、第二压力 传感器、第三压力传感器以及第四压力传感器；
所述第一压力传感器用于检测所述第一储气罐内的气压；
所述第二压力传感器用于检测所述第二储气罐内的气压；
所述第三压力传感器用于检测所述配气罐内的气压；
所述第四压力传感器用于检测预设气体绝缘变压器内的气压。
进一步地，所述第一输送管、所述第二输送管、所述第三输送管以及所 述第四输送管均配置有与所述控制器电连接的电动球阀。
进一步地，所述第一电磁阀的数量为两个；
两个所述第一电磁阀设于所述第一质量流量计两侧；
所述第二电磁阀的数量为两个；
两个所述第二电磁阀设于所述第二质量流量计两侧；
所述第三电磁阀的数量为两个；
两个所述第三电磁阀设于所述增压泵的两侧。
进一步地，所述第一储气罐、所述第二储气罐、所述配气罐、所述第一 输送管、所述第二输送管、所述第三输送管以及所述第四输送管的内壁均设 有特氟龙涂层。
进一步地，所述配气罐的高度为0.6m～1.0m。
从以上技术方案可以看出，本申请设置的在线补齐装置，能够通过第三 气体浓度传感器以及第四气体浓度传感器分别监测预设气体绝缘变压器内部 的混合气体变化情况，在全氟异丁腈气体浓度和二氧化碳气体浓度小于界限 值时，由控制器计算需要补充的气体量，再控制打开第一质量流量计、第二 质量流量计、第一电磁阀以及第二电磁阀，分别从第一储气罐以及第二储气 罐中输送定量的全氟异丁腈气体和二氧化碳气体至配气罐中进行配气，再将 配好的气体经过增压泵输送至预设气体绝缘变压器内部，保证预设气体绝缘 变压器内部的全氟异丁腈气体浓度和二氧化碳气体浓度稳定，进而能够防止 气体绝缘变压器因绝缘气体泄漏处理不及时导致的整体绝缘或冷却性能下降 情况，提高气体绝缘变压器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请中提供的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线 补气装置的结构示意图；
图中：100、预设气体绝缘变压器；201、第一输送管；202、第二输送管； 203、第三输送管；204、第四输送管；205、第五输送管；11、第一储气罐； 12、第二储气罐；21、第一压力传感器；22、第二压力传感器；23、第三压 力传感器；24、第四压力传感器；3、电动球阀；41、第一电磁阀；42、第二 电磁阀；43、第三电磁阀；44、第四电磁阀；45、第五电磁阀；51、第一质量流量计；52、第二质量流量计；6、螺旋输送管；7、配气罐；81、增压泵； 82、真空泵；91、第一气体浓度传感器；92、第二气体浓度传感器；93、第 三气体浓度传感器；94、第四气体浓度传感器；10、控制器。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基 于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构 造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第 二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也 可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。 对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施 例中的具体含义。
本申请实施例公开了一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补 气装置。
请参阅图1，本申请实施例中提供的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混 合气体在线补气装置的一个实施例包括：
第一储气罐11、第二储气罐12、配气罐7、控制器10、传感器组以及泵 组。
第一储气罐11储存有全氟异丁腈气体，且其出气端通过第一输送管201 与配气罐7的进气端导通，其中，第一输送管201上配置有与控制器10电连 接的第一质量流量计51以及第一电磁阀41。第一储气罐11中的全氟异丁腈 气体的纯度可以不达到100％，允许含有一定杂质。第一质量流量计51可以 是现有技术中带有显示功能的质量流量计，具体不做限制。
第二储气罐12储存有二氧化碳气体，且其出气端通过第二输送管202与 配气罐7的进气端导通。其中，第二输送管202上配置有与控制器10电连接 的第二质量流量计52以及第二电磁阀42。第二储气罐12中的二氧化碳纯度 为100％，第二质量流量计52亦可为现有技术中带有显示功能的质量流量计， 不做限制。
配气罐7的出气端通过第三输送管203与预设气体绝缘变压器100内部 连通，第三输送管203上配置有与控制器10电连接的第三电磁阀43。
泵组与控制器10电连接，包括增压泵81，增压泵81安装于第三输送管 203上，用于将配气罐7内混合好的气体输送至内预设气体绝缘变压器100内 部。
传感器组与控制器10电连接，包括第一气体浓度传感器91、第二气体浓 度传感器92、第三气体浓度传感器93以及第四气体浓度传感器94。其中， 第一气体浓度传感器91用于检测配气罐7内的全氟异丁腈气体浓度，第二气 体浓度传感器92用于检测配气罐7内的二氧化碳浓度；第三气体浓度传感器 93用于检测预设气体绝缘变压器100内部的全氟异丁腈气体浓度，第四气体 浓度传感器94用于检测预设气体绝缘变压器100内部的二氧化碳浓度。
从以上技术方案可以看出，本申请设置的在线补齐装置，能够通过第三 气体浓度传感器93以及第四气体浓度传感器94分别监测预设气体绝缘变压 器100内部的混合气体变化情况，在全氟异丁腈气体浓度和二氧化碳气体浓 度小于界限值时，由控制器10计算需要补充的气体量，再控制打开第一质量 流量计51、第二质量流量计52、第一电磁阀41以及第二电磁阀42，分别从 第一储气罐11以及第二储气罐12中输送定量的全氟异丁腈气体和二氧化碳 气体至配气罐7中进行配气，再将配好的气体经过增压泵81输送至预设气体 绝缘变压器100内部，保证预设气体绝缘变压器100内部的全氟异丁腈气体 浓度和二氧化碳气体浓度稳定，进而能够防止气体绝缘变压器因绝缘气体泄 漏处理不及时导致的整体绝缘或冷却性能下降情况，提高气体绝缘变压器的 使用寿命。
以上为本申请实施例提供的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体 在线补气装置的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种环保型气体绝缘 变压器用绝缘混合气体在线补气装置的实施例二，具体请参阅图1。
基于上述实施例一的方案：
进一步地，为保证装置运行前后的真空处理，泵组还包括真空泵，真空 泵通过第四输送管204与配气罐7连通，第四输送管204上配置有与控制器 10电连接的第四电磁阀44。
进一步地，还包括螺旋输送管6；螺旋输送管6竖直设置，底部的管口形 成进气端，顶部的管口形成出气端；第一输送管201以及第二输送管202的 输出端均与螺旋输送管6的进气端连通；螺旋输送管6的出气端通过第五输 送管205与配气罐7的进气端连通；第五输送管205上配置有与控制器10电 连接的第五电磁阀45。通过设置螺旋输送管6可以实现全氟异丁腈气体与二 氧化碳气体之间的输送过程中混合，达到预混合的效果，提高混合效率。而 将螺旋输送管6的进气端设于底部而出气端设于顶部，这样可以利用重力， 加速两种气体的混合，而第五输送管205上配置第五电磁阀45，可以控制混 合气体的流出速度，保证两种气体充分混合。控制器10确定了两种气体的混 合比后，通过控制第一质量流量计51以及第二质量流量计52控制两种气体 的流量进行配气并充入配气罐7内。另外，本申请中，由于第一储气罐11中 的全氟异丁腈一般呈液态，为了保证浓度显示准确，第一储气罐11与螺旋管 道之间的第一电池阀控制流量不能超过3000ppm/min，确保全氟异丁腈是以气 态形式进入螺旋输送管6中。
进一步地，第一电磁阀41、第二电磁阀42、第三电磁阀43、第四电磁阀 44以及第五电磁阀45均为单向电磁阀，单向电磁阀能够避免气体逆流，流程 控制更加可靠稳定。
进一步地，还包括均与控制器10电连接的第一压力传感器21、第二压力 传感器22、第三压力传感器23以及第四压力传感器24。第一压力传感器21 用于检测第一储气罐11内的气压，第二压力传感器22用于检测第二储气罐 12内的气压，第三压力传感器23用于检测配气罐7内的气压，这样控制器 10可以通过监测第一储气罐11/第二储气罐12/配气罐7内的气压来判断是否 正常供给气体。第四压力传感器24用于检测预设气体绝缘变压器100内的气 压，这样控制器10则可以通过监测预设气体绝缘变压器100内的气压来快速 判断预设气体绝缘变压器100是否发生漏气，如果判断到当预设气体绝缘变 压器100内的气压小于预设气压值时，即可判断为该预设气体绝缘变压器100 发生泄漏或内部混合气体不足了，此时控制器10再通过第三气体浓度传感器 93以及第四气体浓度传感器94来详细获取预设气体绝缘变压器100内两种气 体的具体浓度，再计算得到需要补充的气体配比，浓度等，各个压力传感器 的配置，使得装置的运行更加可靠稳定。本实施例中，第一压力传感器21可 以配置在第一输送管201靠近第一储气罐11的位置实现对第一储气罐11的 检测，而第二压力传感器22可以配置在第二输送管202靠近第二储气罐12 的位置，第四压力传感器24可以配置在第三输送管203靠近预设气体绝缘变 压器100的位置，第三压力传感器23则可以直接配置在配气罐7上。
进一步地，第一输送管201、第二输送管202、第三输送管203以及第四 输送管204均配置有与控制器10电连接的电动球阀3。通过增加设置电动球 阀3，使得整体装置的控制更加可靠方便。通过配置电动球阀3，控制器10 能够通过控制各个电动球阀3的关合在系统检修与运行时将系统组件与系统 隔离或联通。
进一步地，第一电磁阀41的数量为两个，两个第一电磁阀41设于第一 质量流量计51两侧，提高流量的控制精度。第二电磁阀42的数量为两个， 两个第二电磁阀42设于第二质量流量计52两侧，提高流量的控制精度；第 三电磁阀43的数量为两个，两个第三电磁阀43设于增压泵81的两侧，提高 流量的控制精度。具体的，控制器10通过控制各个单向电磁阀的开合，以保 证在线补气装置实现配气、补气等功能，保证系统中气体介质不会发生介质 的倒流。具体的，利用单向电磁阀与质量流量计的配合，控制单向电磁阀的 开合程度，即可调整气体介质的流量、速度参数，配置不同配方的气体，实 现系统配气与补气一体化、实时化的功能程度即可调整气体介质的流量、速 度。
进一步地，为了防止气体腐蚀，延长装置寿命。第一储气罐11、第二储 气罐12、配气罐7、第一输送管201、第二输送管202、第三输送管203以及 第四输送管204的内壁均设有特氟龙涂层。当然还有第五输送管205等也均 在内壁上设置特氟龙涂层，由特氟龙材料制备。
进一步地，为了防止混合气体由于分子密度相差较大出现分层，对配气 罐7的高度进行设计，优选配气罐7的高度为0.6m～1.0m。
本申请提出的这一补齐装置，具有监测、配气以及充气功能，可以在监 测预设气体绝缘变压器100内部变化的同时，及时作出相应措施，达到随配 随充的效果，工作运行更加高效。
可以根据不同的情况实现不同的配气补气措施。
设计时，整个装置完全密封设计，能够排除大多外部影响，延长使用寿 命，也避免充气时危害工作人员安全，密封设计可以是整体增加一个密封罩， 或对输送管、以及罐体等进行针对的密封处理，具体不做限制。
本申请该装置的补齐控制过程如下：首先控制器10通过对第三压力传感 器23判断预设预设气体绝缘变压器100内混合气体是否不足，若是，通过第 三气体浓度传感器93以及第四气体浓度传感器94反馈的数据计算需要补充 的两种气体配比、浓度等数据。根据所需气体配比控制补气装置中的单向电 磁阀、真空泵等设备，并通过质量流量计以及各个压力传感器的反馈控制各 单向电磁阀的开合，从而达到配气、充气的目的。
以上对本申请所提供的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线 补气装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例 的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明 书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (9)
1.一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，包括第一储气罐、第二储气罐、配气罐、控制器、传感器组以及泵组；
所述第一储气罐储存有全氟异丁腈气体，且其出气端通过第一输送管与所述配气罐的进气端导通；
所述第一输送管上配置有与所述控制器电连接的第一质量流量计以及第一电磁阀；
所述第二储气罐储存有二氧化碳气体，且其出气端通过第二输送管与所述配气罐的进气端导通；
所述第二输送管上配置有与所述控制器电连接的第二质量流量计以及第二电磁阀；
所述配气罐的出气端通过第三输送管与预设气体绝缘变压器内部连通；
所述第三输送管上配置有与所述控制器电连接的第三电磁阀；
所述泵组与所述控制器电连接，包括增压泵；
所述增压泵安装于所述第三输送管上，用于将所述配气罐内混合好的气体输送至内预设气体绝缘变压器内部；
所述传感器组与所述控制器电连接，包括第一气体浓度传感器、第二气体浓度传感器、第三气体浓度传感器以及第四气体浓度传感器；
所述第一气体浓度传感器用于检测所述配气罐内的全氟异丁腈气体浓度，所述第二气体浓度传感器用于检测所述配气罐内的二氧化碳浓度；
所述第三气体浓度传感器用于检测预设气体绝缘变压器内部的全氟异丁腈气体浓度，所述第四气体浓度传感器用于检测预设气体绝缘变压器内部的二氧化碳浓度。
2.根据权利要求1所述的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，所述泵组还包括真空泵；
所述真空泵通过第四输送管与所述配气罐连通；
所述第四输送管上配置有与所述控制器电连接的第四电磁阀。
3.根据权利要求2所述的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，还包括螺旋输送管；
所述螺旋输送管竖直设置，底部的管口形成进气端，顶部的管口形成出气端；
所述第一输送管以及所述第二输送管的输出端均与所述螺旋输送管的进气端连通；
所述螺旋输送管的出气端通过第五输送管与所述配气罐的进气端连通；
所述第五输送管上配置有与所述控制器电连接的第五电磁阀。
4.根据权利要求3所述的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀以及所述第五电磁阀均为单向电磁阀。
5.根据权利要求2所述的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，还包括均与所述控制器电连接的第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器以及第四压力传感器；
所述第一压力传感器用于检测所述第一储气罐内的气压；
所述第二压力传感器用于检测所述第二储气罐内的气压；
所述第三压力传感器用于检测所述配气罐内的气压；
所述第四压力传感器用于检测预设气体绝缘变压器内的气压。
6.根据权利要求2所述的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，所述第一输送管、所述第二输送管、所述第三输送管以及所述第四输送管均配置有与所述控制器电连接的电动球阀。
7.根据权利要求1所述的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，所述第一电磁阀的数量为两个；
两个所述第一电磁阀设于所述第一质量流量计两侧；
所述第二电磁阀的数量为两个；
两个所述第二电磁阀设于所述第二质量流量计两侧；
所述第三电磁阀的数量为两个；
两个所述第三电磁阀设于所述增压泵的两侧。
8.根据权利要求2所述的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，所述第一储气罐、所述第二储气罐、所述配气罐、所述第一输送管、所述第二输送管、所述第三输送管以及所述第四输送管的内壁均设有特氟龙涂层。
9.根据权利要求1所述的一种环保型气体绝缘变压器用绝缘混合气体在线补气装置，其特征在于，所述配气罐的高度为0.6m～1.0m。
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