CN213340038U - 一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置、系统 - Google Patents
一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置、系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置、系统，通过分别在本体和储油柜的排油管路上设置控制阀和流量计，可实现两个管路排油速度独立控制，同理，本体和储油柜的消防介质注入速度也可独立控制，实现排油量与介质冲入量匹配，及时填满油位下降后的空缺，抑制火灾进入换流变本体，降低了火灾规模扩大风险；同时杜绝本体和储油柜内出现空腔，冷却内部高热油气及绝缘材料，降低复燃安全隐患，为救援人员提供安全保障和救援有利条件，提高换流变消防能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及特高压换流站消防技术领域，具体为一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置、系统。
背景技术
近年来，随着高压直流输电电压等级的不断提高，直流换流站中电力设备在数量和容量上不断增加，消防的风险也随之增加。换流变是换流站的核心一次设备，其内含有大量的绝缘油，火灾风险极高，1100kV低端换流变单相油重达约166吨，1100kV高端换流变单相油重达到约285吨，所用绝缘油闪点在135～150℃，燃点在165～195℃，自燃点约32℃，发生火灾后一般会快速进入全面发展阶段，对相邻设备危害很大，甚至会导致大面积停电事故。
在常见电压等级变电站中，220kv变压器通过安装排油注氮装置对变压器灭火，所以在变压器周边不在单独设置固定的灭火系统。该排油注氮装置的工作原理是，低压变压器着火时，达到燃烧温度的油仅局限于上表层油。将化学性质稳定的压缩氮气从变压器底部注入使箱体的油自下而上搅动，加速油在油箱里的循环。这样使已达燃烧温度的上表面层油被下部大量的油冷却，使油的温度降至其闪点以下减缓燃烧。虽然该排油注氮装置能够在一定程度上减缓燃烧，但是误动率高，在特高压换流站，如果因为排油注氮误动跳闸，会造成非常严重的后果，且当特高压换流变压器油量大，换流变底部充氮搅拌耗时长，降温效果不明显。
在特高压领域，当换流变发生火灾时，为了避免火势蔓延，常采用排油方式阻燃。如申请号为201810646985.3公开的特高压变压器事故排油管路高温阻燃组合阀控制系统，该系统公开了通过设置管道综合控制机构和单向阀门来实现对排油管在低油位时阻隔，高油位时管道打开排油，避免火势蔓延至油坑。但是特高压换流变排出高温油后，油箱内部还有高温的油气及绝缘材料，接触空气后极可能发生复燃，依然存在非常大的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于如何提高特高压换流变的排油降温阻燃联合控制效果。
本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置，换流变包括换流变本体(1)、储油柜(2)，所述储油柜(2)的出油口与所述本体(1)的进油口连通；装置包括
油坑(17)，位于换流变下方；
本体(1)排油管路，两端分别连接所述本体(1)的出油口和油坑(17)的进油口；
储油柜(2)排油管路，两端分别连接所述储油柜(2)的出油口和油坑(17)的进油口；
本体消防介质管路，两端分别连接介质产生设备(28)的出口和本体(1)的介质进口；
储油柜(2)消防介质管路，两端分别连接介质产生设备(28)的出口和储油柜(2)的介质进口；
事故油池(20)，事故油池(20)的进油口与油坑(17)的出油口连通；
所述储油柜(2)与本体的连接管路上按照油的流向依次设置有分隔电磁阀(3)和瓦斯继电器(4)；
所述本体(1)排油管路按照油的流向依次设置有本体排油控制阀(11)、本体排油流量计(12)、本体潜油泵(13)；储油柜(2)排油管路按照油的流向依次设置有储油柜排油控制阀(14)、储油柜排油流量计(15)、储油柜潜油泵(16)；所述本体消防介质管路按照介质流向依次设置有本体介质控制阀(21)、本体介质流量计(22)、本体介质止回阀(23)；储油柜(2)消防介质管路按照介质流向依次设置有储油柜介质控制阀(24)、储油柜介质流量计(25)、储油柜介质止回阀(26)；所述本体消防介质管路和储油柜(2)消防介质管路的进口端通过增压器(27)与介质产生设备(28)的出口连接；
所述油坑(17)与事故油池(20)之间管路上按照油的流向依次设置有排油出口止回阀(18)、排油出口流量计(19)；
中控室(6)，用以接收火灾报警信号；所述瓦斯继电器(4)、主控制器(5)分别与中控室(6)通信连接；
主控制器(5)，与本体排油控制阀(11)、本体排油流量计(12)、本体潜油泵(13)、储油柜排油控制阀(14)、储油柜排油流量计(15)、储油柜潜油泵(16)、本体介质控制阀(21)、本体介质流量计(22)、储油柜介质控制阀(24)、储油柜介质流量计(25)、增压器(27)、分隔电磁阀(3)、排油出口流量计(19)通信连接。
通过分别在本体和储油柜的排油管路上设置控制阀和流量计，可实现两个管路排油速度独立控制，同理，本体和储油柜的消防介质注入速度也可独立控制，实现排油量与介质冲入量匹配，及时填满油位下降后的空缺，抑制火灾进入换流变本体，降低了火灾规模扩大风险；同时杜绝本体和储油柜内出现空腔，冷却内部高热油气及绝缘材料，降低复燃安全隐患，为救援人员提供安全保障和救援有利条件，提高换流变消防能力。
进一步的，所述本体(1)的出油口位于本体(1)底部，介质进口位于本体(1)顶部；所述储油柜(2)的出油口位于储油柜(2)底部，介质进口位于油储油柜(2)顶部。
进一步的，所述本体(1)、储油柜(2)、事故油池(20)、介质产生设备(28)分别设置有液位计；4个液位计均与主控制器(5)通信连接。
本实用新型还提供应用上述装置的控制系统，包括
瓦斯采集模块，包括在储油柜(2)与本体连接管路上设置的瓦斯继电器(4)；
断油模块，包括在储油柜(2)与本体的连接管路上设置的分隔电磁阀(3)；
本体排油控制模块，包括在本体(1)排油管路按照油的流向依次设置有本体排油控制阀(11)、本体排油流量计(12)、本体潜油泵(13)；
储油柜(2)排油控制模块，包括在储油柜(2)排油管路按照油的流向依次设置有储油柜排油控制阀(14)、储油柜排油流量计(15)、储油柜潜油泵(16)；
本体介质冲入控制模块，包括在消防介质管路上按照介质流向依次设置有本体介质控制阀(21)、本体介质流量计(22)、本体介质止回阀(23)；
储油柜(2)介质冲入控制模块，包括在消防介质管路上按照介质流向依次设置有储油柜介质控制阀(24)、储油柜介质流量计(25)、储油柜介质止回阀(26)；
介质增压模块，包括在本体消防介质管路和储油柜(2)消防介质管路的进口端与介质产生设备(28)的出口之间设置的增压器(27)；
油坑(17)排油控制模块，包括在油坑(17)与事故油池(20)之间管路上按照油的流向依次设置有排油出口止回阀(18)、排油出口流量计(19)；
中控室(6)，用以接收火灾报警信号；所述瓦斯继电器(4)、主控制器(5)分别与中控室(6)通信连接；
主控制器(5)，与本体排油控制阀(11)、本体排油流量计(12)、本体潜油泵(13)、储油柜排油控制阀(14)、储油柜排油流量计(15)、储油柜潜油泵(16)、本体介质控制阀(21)、本体介质流量计(22)、储油柜介质控制阀(24)、储油柜介质流量计(25)、增压器(27)、分隔电磁阀(3)、排油出口流量计(19)通信连接。
进一步的，所述本体(1)的出油口位于本体底部，介质进口位于本体顶部；所述储油柜(2)的出油口位于储油柜(2)底部，介质进口位于储油柜(2)顶部。
进一步的，控制系统还包括
液位采集模块，包括在本体(1)、储油柜(2)、事故油池(20)、介质产生设备分别设置有液位计；4个液位计均与主控制器(5)通信连接。
进一步的，所述本体、储油柜(2)的排油和介质注入以及油坑(17)排油的控制原则为：
本体排油量+储油柜排油量＝油坑排油量
本体介质注入量＝本体排油量
储油柜介质注入量＝储油柜排油量
当任一等式不满足时，主控制器(5)控制对应控制阀和潜油泵进行调整。
本实用新型的优点在于：
1、通过分别在本体和储油柜的排油管路上设置控制阀和流量计，可实现两个管路排油速度独立控制，同理，本体和储油柜的消防介质注入速度也可独立控制，实现排油量与介质冲入量匹配，及时填满油位下降后的空缺，抑制火灾进入换流变本体，降低了火灾规模扩大风险；同时杜绝本体和储油柜内出现空腔，冷却内部高热油气及绝缘材料，降低复燃安全隐患，为救援人员提供安全保障和救援有利条件，提高换流变消防能力；
2、实现了应急排油与消防介质联动控制，提高了应急排油与消防介质充入的配合效率，提高了系统运行的准确性和稳定性，确保了换流变油的安全排放，从而防范油火通过换流变阀侧进入阀厅，提高了换流变消防应急处置水平。
附图说明
图1为本实用新型实施例中特高压换流变应急排油及消防介质注入装置的结构示意图；
图2为图1的结构简化示意图；
图3为本实用新型实施中特高压换流变应急排油及消防介质注入装置的控制逻辑框图；
图4为本实用新型实施例中特高压换流变应急排油及消防介质注入装置控制启动逻辑框图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，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、图2所示，一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置，换流变包括换流变本体1、储油柜2，储油柜2的出油口与本体1的进油口连通；装置包括
油坑17，位于换流变本体1的下方，一般位于地下。利用重力加速排油；
本体排油管路，两端分别连接本体的出油口和油坑17的进油口；
储油柜2排油管路，两端分别连接储油柜2的出油口和油坑17的进油口；
本体消防介质管路，两端分别连接介质产生设备28的出口和本体的介质进口；
储油柜2消防介质管路，两端分别连接介质产生设备28的出口和储油柜2的介质进口；
事故油池20，一般位于地下。事故油池20的进油口与油坑17的出油口连通；
储油柜2与本体1的连接管路上按照油的流向依次设置有分隔电磁阀3和瓦斯继电器4；分隔电磁阀3用以控制储油柜2与本体1的连接管路的通断，瓦斯继电器4用以检测油中气体；
本体排油管路按照油的流向依次设置有本体排油控制阀11、本体排油流量计12、本体潜油泵13，用以控制本体1的排油速度；储油柜2排油管路按照油的流向依次设置有储油柜排油控制阀14、储油柜排油流量计15、储油柜潜油泵16，用以控制储油柜2的排油速度；本体消防介质管路按照介质流向依次设置有本体介质控制阀21、本体介质流量计22、本体介质止回阀23，用以控制本体1的消防介质注入速度以及防止消防介质回流；储油柜2消防介质管路按照介质流向依次设置有储油柜介质控制阀24、储油柜介质流量计25、储油柜介质止回阀26，用以控制储油柜2的消防介质注入速度以及防止消防介质回流；本体消防介质管路和储油柜2消防介质管路的进口端通过增压器27与介质产生设备28的出口连接；
油坑17与事故油池20之间管路上按照油的流向依次设置有排油出口止回阀18、排油出口流量计19，用以计算油坑17的排油量以及防止回流；
中控室6，用以接收火灾报警信号；瓦斯继电器4、主控制器分别与中控室通信连接；
主控制器5，与本体排油控制阀11、本体排油流量计12、本体潜油泵13、储油柜排油控制阀14、储油柜排油流量计15、储油柜潜油泵16、本体介质控制阀21、本体介质流量计22、储油柜介质控制阀24、储油柜介质流量计25、增压器27、分隔电磁阀3、排油出口流量计19通信连接。
本体1、储油柜2、事故油池20、介质产生设备分别设置有液位计；4个液位计均与主控制器5通信连接。
本实施例中，本体1的出油口位于本体1底部，消防介质进口位于本体1顶部；储油柜2的出油口位于储油柜2底部，介质进口位于储油柜2顶部。本实施例注入的消防介质为压缩空气泡沫，即阻燃，又降温。
如图3所示，本实施例的工作原理为：当发生火情时，中控室6的后台服务器通过数据网关接收换瓦斯继电器4发送的重瓦斯信号、火灾报警信号(外部系统信号)、换流变断电信号(外部系统信号)并进行逻辑判断，判断逻辑如图4所示，瓦斯信号采用三取二逻辑，结合火灾报警信号、换流变断电信号，满足逻辑后发送启动信号到主控制器5，主控制器5控制所有组件开始运转：分隔电磁阀3关闭，本体排油潜油泵13、储油柜潜油泵16、增压器27开启运行，本体排油控制阀11、储油柜排油控制阀14、本体介质控制阀21、储油柜介质控制阀24按照预设参数开启运行；运行过程中，排油出口流量计19、本体排油流量计12、储油柜排油流量计15反馈信号至主控制器5处理器进行实时计算，发生流量不匹配时发出预警信号并发送控制信号给本体排油控制阀11和储油柜排油控制阀14进行流量动态调整；本体介质流量计22实时反馈信号至主控制器5处理器中与本体排油流量计12数据进行实时计算，发送控制信号给本体介质控制阀21进行流量动态调整；储油柜介质流量计25实时反馈信号至主控制器5处理器中和储油柜排油流量计15数据进行实时计算，发送控制信号给储油柜介质控制阀24进行流量动态调整。
通过分别在本体1和储油柜2的排油管路上设置控制阀和流量计，可实现两个管路排油速度独立控制，同理，本体和储油柜的消防介质注入速度也可独立控制，实现排油量与介质冲入量匹配，及时填满油位下降后的空缺，抑制火灾进入换流变本体，降低了火灾规模扩大风险；同时杜绝本体和储油柜内出现空腔，冷却内部高热油气及绝缘材料，降低复燃安全隐患，为救援人员提供安全保障和救援有利条件，提高换流变消防能力。
本体1液位计、储油柜2液位计、事故油池20液位计、介质产生设备28液位计(介质产生设备28的液位计设置在储液罐内)实时反馈信号至主控制器5处理器进行判断，本体1油位过低时发送控制信号关闭本体潜油泵13、本体排油控制阀11，储油柜2油位过低时发送控制信号关闭储油柜潜油泵16、储油柜排油控制阀14；事故油池20油位过高时发送控制信号关闭本体潜油泵13、本体排油控制阀11、储油柜潜油泵16、储油柜排油控制阀14；介质产生设备28液位过低时发送控制信号关闭本体介质控制阀21、储油柜介质控制阀24、增压器27；火情消除后，系统停止运行，所有组件复位。
其中，本体、储油柜2的排油和介质注入以及油坑17排油的联动控制原则为：
本体排油量+储油柜排油量＝油坑排油量本体介质注入量＝本体排油量
储油柜介质注入量＝储油柜排油量
当任一等式不满足时，主控制器5控制对应控制阀和潜油泵实时调整，直至同时满足上述的3个等式。
基于上述装置对应的，本实施例还提供控制系统，包括
瓦斯采集模块，包括在储油柜2与本体连接管路上设置的瓦斯继电器4；
断油模块，包括在储油柜2与本体的连接管路上设置的分隔电磁阀3；
本体排油控制模块，包括在本体排油管路按照油的流向依次设置有本体排油控制阀11、本体排油流量计12、本体潜油泵13；
储油柜2排油控制模块，包括在储油柜2排油管路按照油的流向依次设置有储油柜排油控制阀14、储油柜排油流量计15、储油柜潜油泵16；
本体介质冲入控制模块，包括在消防介质管路上按照介质流向依次设置有本体介质控制阀21、本体介质流量计22、本体介质止回阀23；
储油柜2介质冲入控制模块，包括在消防介质管路上按照介质流向依次设置有储油柜介质控制阀24、储油柜介质流量计25、储油柜介质止回阀26；
介质增压模块，包括在本体消防介质管路和储油柜2消防介质管路的进口端与介质产生设备28的出口之间设置的增压器27；
油坑17排油控制模块，包括在油坑17与事故油池20之间管路上按照油的流向依次设置有排油出口止回阀18、排油出口流量计19；
中控室6，用以接收火灾报警信号；瓦斯继电器4、主控制器5分别与中控室通信连接；
主控制器5，与本体排油控制阀11、本体排油流量计12、本体潜油泵13、储油柜排油控制阀14、储油柜排油流量计15、储油柜潜油泵16、本体介质控制阀21、本体介质流量计22、储油柜介质控制阀24、储油柜介质流量计25、增压器27、分隔电磁阀3、排油出口流量计19通信连接；
液位采集模块，包括在本体1、储油柜2、事故油池20、介质产生设备分别设置有液位计；4个液位计均与主控制器5通信连接。
本实施例中，本体的出油口位于本体底部，介质进口位于本体顶部；储油柜2的出油口位于储油柜2底部，介质进口位于本体顶部。
本实施例中，本体、储油柜2的排油和介质注入以及油坑17排油的控制原则为：
本体排油量+储油柜排油量＝油坑排油量
本体介质注入量＝本体排油量
储油柜介质注入量＝储油柜排油量
当任一等式不满足时，主控制器5控制对应控制阀和潜油泵进行调整。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置，换流变包括本体换流变本体(1)、储油柜(2)，所述储油柜(2)的出油口与所述本体(1)的进油口连通；其特征在于：装置包括
油坑(17)，位于换流变下方；
本体(1)排油管路，两端分别连接所述本体(1)的出油口和油坑(17)的进油口；
储油柜(2)排油管路，两端分别连接所述储油柜(2)的出油口和油坑(17)的进油口；
本体消防介质管路，两端分别连接介质产生设备(28)的出口和本体(1)的介质进口；
储油柜(2)消防介质管路，两端分别连接介质产生设备的出口和储油柜(2)的介质进口；
事故油池(20)，事故油池(20)的进油口与油坑(17)的出油口连通；
所述储油柜(2)与本体的连接管路上按照油的流向依次设置有分隔电磁阀(3)和瓦斯继电器(4)；
所述本体(1)排油管路按照油的流向依次设置有本体排油控制阀(11)、本体排油流量计(12)、本体潜油泵(13)；储油柜(2)排油管路按照油的流向依次设置有储油柜排油控制阀(14)、储油柜排油流量计(15)、储油柜潜油泵(16)；所述本体消防介质管路按照介质流向依次设置有本体介质控制阀(21)、本体介质流量计(22)、本体介质止回阀(23)；储油柜(2)消防介质管路按照介质流向依次设置有储油柜介质控制阀(24)、储油柜介质流量计(25)、储油柜介质止回阀(26)；所述本体消防介质管路和储油柜(2)消防介质管路的进口端通过增压器(27)与介质产生设备(28)的出口连接；
所述油坑(17)与事故油池(20)之间管路上按照油的流向依次设置有排油出口止回阀(18)、排油出口流量计(19)；
中控室(6)，用以接收火灾报警信号；所述瓦斯继电器(4)、主控制器(5)分别与中控室通信连接；
主控制器(5)，与本体排油控制阀(11)、本体排油流量计(12)、本体潜油泵(13)、储油柜排油控制阀(14)、储油柜排油流量计(15)、储油柜潜油泵(16)、本体介质控制阀(21)、本体介质流量计(22)、储油柜介质控制阀(24)、储油柜介质流量计(25)、增压器(27)、分隔电磁阀(3)、排油出口流量计(19)通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置，其特征在于：所述本体(1)的出油口位于本体(1)底部，介质进口位于本体(1)顶部；所述储油柜(2)的出油口位于储油柜(2)底部，介质进口位于油储油柜(2)顶部。
3.根据权利要求1或2所述的一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置，其特征在于：所述本体(1)、储油柜(2)、事故油池(20)、介质产生设备分别设置有液位计；4个液位计均与主控制器(5)通信连接。
4.基于权利要求1至3任一所述装置的控制系统，其特征在于：包括
瓦斯采集模块，包括在储油柜(2)与本体连接管路上设置的瓦斯继电器(4)；
断油模块，包括在储油柜(2)与本体的连接管路上设置的分隔电磁阀(3)；
本体排油控制模块，包括在本体(1)排油管路按照油的流向依次设置有本体排油控制阀(11)、本体排油流量计(12)、本体潜油泵(13)；
储油柜(2)排油控制模块，包括在储油柜(2)排油管路按照油的流向依次设置有储油柜排油控制阀(14)、储油柜排油流量计(15)、储油柜潜油泵(16)；
本体介质冲入控制模块，包括在消防介质管路上按照介质流向依次设置有本体介质控制阀(21)、本体介质流量计(22)、本体介质止回阀(23)；
储油柜(2)介质冲入控制模块，包括在消防介质管路上按照介质流向依次设置有储油柜介质控制阀(24)、储油柜介质流量计(25)、储油柜介质止回阀(26)；
介质增压模块，包括在本体消防介质管路和储油柜(2)消防介质管路的进口端与介质产生设备(28)的出口之间设置的增压器(27)；
油坑(17)排油控制模块，包括在油坑(17)与事故油池(20)之间管路上按照油的流向依次设置有排油出口止回阀(18)、排油出口流量计(19)；
中控室(6)，用以接收火灾报警信号；所述瓦斯继电器(4)、主控制器(5)分别与中控室通信连接；
主控制器(5)，与本体排油控制阀(11)、本体排油流量计(12)、本体潜油泵(13)、储油柜排油控制阀(14)、储油柜排油流量计(15)、储油柜潜油泵(16)、本体介质控制阀(21)、本体介质流量计(22)、储油柜介质控制阀(24)、储油柜介质流量计(25)、增压器(27)、分隔电磁阀(3)、排油出口流量计(19)通信连接。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于：所述本体(1)的出油口位于本体底部，介质进口位于本体顶部；所述储油柜(2)的出油口位于储油柜(2)底部，介质进口位于储油柜(2)顶部。
6.根据权利要求4或5所述的控制系统，其特征在于：控制系统还包括
液位采集模块，包括在本体(1)、储油柜(2)、事故油池(20)、介质产生设备分别设置有液位计；4个液位计均与主控制器(5)通信连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021333294.7U CN213340038U (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 一种特高压换流变应急排油及消防介质注入装置、系统 |
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| CN113436847A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-09-24 | 保定天威保变电气股份有限公司 | 一种新型换流变压器快速排油降压防爆装置及方法 |
| CN115501518A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-12-23 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 用于换流站/变电站集油坑溢出风险检测装置及检测方法 |
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2020
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