CN207879732U - Hgis/gis断路器液压弹簧机构紧急储能装置 - Google Patents

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王志刚
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Abstract

本实用新型公开了一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,用于在HGIS/GIS断路器出现闭锁分闸故障时向其开关储能机构的高压油缸注入高压液压油,在包括:相互连接的油罐、备用泵、单向阀、至少一个测压接头和高压测试软管,油罐用于储存液压油,其中,高压测试软管的一端与HGIS/GIS断路器的开关储能机构的高压油缸相连通;且所述高压测试软管两端设置有顶针;所述测压接头设置有自封阀,当连接所述高压测压软管时,所述高压测试软管的顶针使所述自封阀打开。本实用新型还公开了相应的HGIS/GIS断路器。实施本实用新型,可以实现对HGIS/GIS断路器的开关储能机构进行快速储能。

Description

HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置
技术领域
本实用新型涉及HGIS/GIS(半气体绝缘变电站/气体绝缘变电站)技术领域,尤其涉及一种HGIS/GIS断路器及其液压弹簧机构紧急储能装置。
背景技术
近年来,由于城市的发展,城市用地越来越紧张,因为HGIS/GIS设备以其结构紧凑,占地面积小的优点在变电站中得到越来越广泛的应用。特别是在500kV变电站,一般为3/2接线方式,广泛采用HGIS/GIS设备,断路器作为HGIS/GIS设备重要的组成元件,它的可靠运行关系着整个500kV电网系统的安全稳定。倘若500kV中开关由于储能故障闭锁分合闸时,将导致500kV线路和主变停运。
在现有技术中,500kV HGIS/GIS断路器储能机构为液压弹簧操动机构,集蝶簧的机械式储能和液压式的驱动和控制于一体。将碟簧的压力释放作用在三个储能活塞上。通过储能活塞把由弹簧力和弹簧行程表示的机械能转换成由压力和体积表示的液压能。通过高油压储能活塞和工作油缸之间的能量传输,使操动机构能进行快速的合分闸操作。液压弹簧操动机构的主要优点:简洁设计、高可靠性、免维护、损耗极小、没有温度影响;所以大部分500kV HGIS/GIS断路器均采用液压弹簧操动机构。
液压弹簧操动机构运行过程中或运行一定年限后会出现一些故障,如储能电机电源回路故障、储能电机故障、低压缸油位低、储能齿轮故障、过滤器堵塞、柱塞泵故障等等。以上任意一种故障均能导致机构无法储能闭锁开关分合闸,当出现这样的情形时,修复通常需要几个小时。目前国内外暂无针对500kV HGIS/GIS断路器液压弹簧操动机构无法建压时的快速紧急储能装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种HGIS/GIS断路器及其液压弹簧机构紧急储能装置,用于在HGIS/GIS断路器液压弹簧机构出现故障时,能够快速向其开关储能机构的高压油缸注入高压液压油。
为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,用于在HGIS/GIS断路器出现分闸闭锁故障时,向其开关储能机构的高压油缸注入液压油,在其特征在于,包括:相互连接的油罐、备用泵、单向阀、至少一个测压接头、高压测试软管,其中:
所述油罐,用于储存液压油;
所述备用泵,一端与所述油罐连接,另一端连接所述单向阀;
所述单向阀,其一端连接所述备用泵,其另一端连接一测压接头;
所述测压接头,其一端连接所述单向阀,其另一端与高压测试软管相连接;
高压测试软管,其一端第一测压接头连接,其另一端与HGIS/GIS断路器的开关储能机构的高压油缸相连通;所述高压测试软管两端设置有顶针;
第二测压接头,其一端与所述高压测试软管相连接,另一端连接;
其中,所述第一测压接头和第二测压接头均设置有自封阀,当连接所述高压测压软管时,所述高压测试软管的顶针使所述自封阀打开。
其中,所述高压测试软管与HGIS/GIS断路器的开关储能机构的高压油缸之间进一步设置有一个油压接头。
其中,所述备用泵为一手动泵,其上设置有手动操作摇把,用于控制将油罐内的液压油高压测试软管注入到所述高压油缸内。
其中,所述备用泵为一通过电机控制的高压泵。
其中,在所述单向阀与所述第一测压接头之间进一步连接有用于检测当前油压的高压压力表。
其中,在所述单向阀与所述第一测压接头之间引出相互并联的高压截止阀和溢流阀,所述高压截止阀和溢流阀的另一端均通过一个回油过滤器与所述油罐相连通。
其中,在所述油罐上进一步设置有空气过滤器和液位计中的至少一个。
相应地,本实用新型还提供一种HGIS/GIS断路器,其至少包括开关储能机构,所述开关储能机构至少包括储能电机、PE8柱塞泵齿轮、储能活塞、储能碟簧柱、压力释放杆和导向阀,所述开关储能机构连接有高压油缸;所述HGIS/GIS断路器进一步设置有前述的液压弹簧机构紧急储能装置。
实施本实用新型,具有如下的有益效果:
为保证开关能正常分合闸,需通过备用泵、单向阀、测压接头、高压测试软管、液压机构上测压接头(即压力测量连接器)连接,将液压油通过备用泵加压之后注入液压机构的高压油缸,当油缸内压力达到530bar时(可通过压力表或碟簧柱行程判断),可解除开关的分合闸闭锁。
采用本实用新型提供的断路器液压弹簧机构紧急储能装置,开关闭锁分合闸时无需扩大停电范围造成负荷损失,且可在短时间内完成开关机构储能,实现快速分闸及故障开关的隔离。大大提高供电可靠性,减少停电负荷损失;减少异常间隔运行时间,降低电网越级跳闸风险。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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他的附图。
图1是本实用新型提供的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构储能装置一个实施例的主视示意图;
图2是图1的后视示意图;
图3是本实用新型提供的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置的一个实施例的原理示意图;
图4是本实用新型提供的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置的一个实施例的结构示意图;
图5是图4中测压接头的结构示意图;
图6是图4中单向阀结构示意图;
图7是图4中高压测试软管的结构示意图;
图8是本实用新型提供的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置的另一个实施例的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示,示出了本实用新型提供的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构储能装置一个实施例的主视示意图;同时一并结合图2中的后视示意图;在该实施例中,该HGIS/GIS断路器中开关储能装置至少包括:储能电机6、PE8柱塞泵齿轮2、储能活塞3、储能碟簧柱4、压力释放杆5、低压缸油位指示器7、高压连接器/压力测量连接器8、导向阀9和高压油缸90。
其中,通过储能电机6齿轮与PE8柱塞泵齿轮2啮合带动柱塞泵(未示出)将低油压转换为高油压,高油压储能活塞3压缩储能碟簧柱4实现开关储能。储能碟簧柱4的压力释放作用在三个储能活塞3上。通过储能活塞3把由弹簧力和碟簧柱行程表示的机械能转换成由压力和体积表示的液压能。高油压储能活塞3和高压油缸90之间通过导向阀9的控制实现能量传输,使液压操动机构能进行快速的合分闸操作。
但是,当储能电机6故障或电机电源回路故障、柱塞泵齿轮6(如PVC材料)故障、低压缸油位低、PE8柱塞泵故障、过滤器堵塞等情况出现时,操作开关储能装置均无法建压储能,从而会对开关分合闸进行闭锁。
为解决上述问题,本实用新型提供了一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置1,该紧急储能装置1通过高压连接器/压力测量连接器8与高压油缸90相连通,用于在HGIS/GIS断路器出现故障时,向其开关储能机构的高压油缸注入液压油,以代替原开关储能机构内电动油泵完成储能过程,从而能控制压操动机构能进行快速的合分闸操作。具体地,如图3至7所示,示出了一个实施例的HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置1,其包括:相互连接的油罐10、备用泵11、单向阀12、至少一个测压接头13、高压测试软管14,其中:
所述油罐10,用于储存液压油,例如在一个例子中,可以采用10#航空液压油;
所述备用泵11,其一端与所述油罐10连接,另一端连接所述单向阀12;
所述单向阀12,其一端连接所述备用泵11,其另一端连接一测压接头13,在单向阀12中,流体只能从一端流入,从另一端流出,无法逆向流动,保证液压油只能从备用泵11流向开关储能装置的高压油缸90内,而不能从高压油缸90逆流到备用泵11;
所述测压接头13,其一端连接所述单向阀12,其另一端与高压测试软管14相连接;
所述高压测试软管14,其一端与测压接头13连接,其另一端与HGIS/GIS断路器的开关储能机构的高压油缸90相连通;所述高压测试软管14两端设置有顶针;
其中,所述测压接头13上设置有自封阀,当连接所述高压测压软管14时,所述高压测试软管14的顶针使所述自封阀打开;在正常情况下,自封阀处于关闭状态,防止液压油通过测压接头13泄漏,当带有顶针的高压测压软管或者测压接头与之对接后,自封阀打开,液压油可以通过测压接头注入开关储能装置的高压油缸90内。
具体地,在所述高压测试软管14与HGIS/GIS断路器的开关储能机构的高压油缸90之间进一步设置有一个油压接头13。
其中,在该第一实施例中,所述备用泵11为一手动泵,其上设置有手动操作摇把,用于控制将油罐10内的液压油高压测试软管14注入到所述高压油缸90内。
具体地,本实用新型所提供的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置在实际使用时,需要进行如下的测试步骤:
一、组装及固定步骤
检查断路器液压弹簧机构紧急储能装置的所有零件有无缺陷,对零件进行初步清理,然后按上图4所示进行组装,并将断路器液压弹簧机构紧急储能装置可靠固定,其中高压测试软管与开关储能装置的高压油缸暂不连接。
二、清洗装置步骤
在油罐内注入一定量的液压油,将高压测试软管出口放在空瓶内,操作手动泵的摇把,通过液压油的高速流动对断路器液压弹簧机构紧急储能装置进行清洗,以免储能时将杂质带入液压机构内。
三、放油与排气步骤
打开开关储能装置的放油阀,将液压油放入容器内,然后注到断路器紧急储能装的油罐内,此时缓慢操作手动泵摇把,对油泵及高压测试软管进行排气,观察高压测试软管出口,等到高压测试软管内气体排净后,立即将高压测试软管与开关储能装置上的压力测量连接器连接。
四、手动储能测试步骤
操作手动泵摇把,对开关储能装置进行手动储能测试,注意观察油罐内油位的变化情况,油位过低时应立即停止储能,以免将气体压入开关储能装置的高压油缸内。重新向油罐内补入液压油后即可继续进行测试。
五、分合闸测试步骤
在断路器液压弹簧机构紧急储能装置与开关储能装置连接状态下,对液压操动机构进行分合闸试验,该试验重复多次,保证开关分合无异常。
六、装置拆除步骤
测试项目全部结束后,将断路器液压弹簧机构紧急储能装置拆除,恢复开关储能装置至正常状态。
可以理解的是,在实际使用时,对所述在断路器液压弹簧机构紧急储能装置的操作与该测试过程类似。
在一个例子中,HGIS或GIS的开关液压机构高压油缸压力额定值为530bar,此时开关机构储能正常,满足开关分合闸的要求。当液压操作机构的高压油缸压力值降低到526bar时闭锁重合闸,降低到482bar时闭锁合闸,降低到453bar时闭锁分闸。为保证开关能正常分合闸,需通过备用泵、单向阀、测压接头、高压测试软管、液压机构上测压接头(即压力测量连接器)连接,将#10航空液压油通过备用泵加压之后注入液压机构的高压油缸,当油缸内压力达到530bar时(可通过压力表或碟簧柱行程判断),可解除开关的分合闸闭锁。
在一个实际的例子中,利用本实用新型提供的在断路器液压弹簧机构紧急储能装置,液压机构从零压力(碟簧压缩量0mm)手动储能至额定压力(碟簧压缩量83.5mm)大约用时17分钟,从分闸低油压闭锁压力(碟簧压缩量40mm)手动储能至额定压力(碟簧压缩量83.5mm)大约用时9分钟,从分闸低油压闭锁压力(碟簧压缩量51mm)手动储能至额定压力(碟簧压缩量83.5mm)大约用时7分钟,此时间包括储能过程中进行放油和注油的时间。如果未采用本技术,往往需要花费几个小时。
如图8所示,示出了本实用新型另一个实施例中提供的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置1,在该实施例中,其与图3示出的第一实施例中的主要区别在于,其中,所述备用泵11为一通过电机15控制的高压泵。
另外还增加了如下的部件:
其中,在所述单向阀12与所述测压接头13之间进一步连接有用于检测当前油压的高压压力表16。
其中,在所述单向阀12与所述测压接头13之间引出相互并联的高压截止阀18和溢流阀17,所述高压截止阀18和溢流阀17的另一端均通过一个回油过滤器19与所述油罐10相连通,所述高压截止阀18用于在高压油缸90中压力过大时进行泄压,所述溢流阀17用于在高压测试软管14中出现溢流液压油时,使其流向油罐10。
其中,在所述油罐10上进一步设置有空气过滤器101和液位计102中的至少一个,通过所述液位计102可以观察油罐10中的液位,以便及时补充液压油。
更多的细节,可以参照前述对图3至图7 的描述。
实施本实用新型实施例,具有如下的有益效果:
为保证开关能正常分合闸,需通过备用泵、单向阀、测压接头、高压测试软管、液压机构上测压接头(即压力测量连接器)连接,将航空液压油通过备用泵加压之后注入液压机构的高压油缸,当油缸内压力达到530bar时(可通过压力表或碟簧柱行程判断),可解除开关的分合闸闭锁。
采用本实用新型提供的断路器液压弹簧机构紧急储能装置,开关闭锁分合闸时无需扩大停电范围造成负荷损失,且可在短时间内完成开关机构储能,实现快速分闸及故障开关的隔离。大大提高供电可靠性,减少停电负荷损失;减少异常间隔运行时间,降低电网越级跳闸风险。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本实用新型之权利范围,因此依本实用新型权利要求所作的等同变化,仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,用于在HGIS/GIS断路器出现分闸闭锁故障时,向其开关储能机构的高压油缸注入高压液压油,在其特征在于,包括:相互连接的油罐、备用泵、单向阀、至少一个测压接头、高压测试软管,其中:
所述油罐,用于储存液压油;
所述备用泵,一端与所述油罐连接,另一端连接所述单向阀;
所述单向阀,其一端连接所述备用泵,其另一端连接一测压接头;
所述测压接头,其一端连接所述单向阀,其另一端与高压测试软管相连接;
所述高压测试软管,其一端与所述测压接头连接,其另一端与HGIS/GIS断路器的开关储能机构的高压油缸相连通;所述高压测试软管两端设置有顶针;
其中,所述测压接头设置有自封阀,当连接所述高压测压软管时,所述高压测试软管的顶针使所述自封阀打开。
2.如权利要求1所述的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,其特征在于,在所述高压测试软管与HGIS/GIS断路器的开关储能机构的高压油缸之间进一步设置有一个测压接头。
3.如权利要求1所述的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,其特征在于,所述备用泵为一手动泵,其上设置有手动操作摇把,用于控制将油罐内的液压油高压测试软管注入到所述高压油缸内。
4.如权利要求1所述的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,其特征在于,所述备用泵为一通过电机控制的高压泵。
5.如权利要求4所述的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,其特征在于,在所述单向阀与所述测压接头之间进一步连接有用于检测当前油压的高压压力表。
6.如权利要求5所述的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,其特征在于,在所述单向阀与所述测压接头之间引出相互并联的高压截止阀和溢流阀,所述高压截止阀和溢流阀的另一端均通过一个回油过滤器与所述油罐相连通。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种HGIS/GIS断路器液压弹簧机构紧急储能装置,其特征在于,在所述油罐上进一步设置有空气过滤器和液位计中的至少一个。
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