CN219222093U - 一种自动补气装置和配电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动补气装置和配电系统。该自动补气装置包括：GIS气室、第一充气管路、第二充气管路、排气管路、四通阀、控制单元、气瓶、排气口，以及设置在第一充气管路上的第一压力检测单元、第一电磁阀和第二电磁阀，设置在第二充气管路上的第二压力检测单元、第三电磁阀和第四电磁阀，设置在排气管路上的第五电磁阀和第六电磁阀。该装置可实现对GIS气室压力自动监测，实现在对GIS气室充气之前先对充气管路进行排气，可避免因管路内积聚灰尘、水汽等进入到GIS气室内，导致运行中GIS发生短路故障和内部气体产生劣化倾向，从而可确保补气的质量和提高补气安全性。且与现有的人工补气相比，补气效率和安全性都比较高。

Description

一种自动补气装置和配电系统

技术领域

本实用新型涉及压力监测技术领域，尤其涉及一种自动补气装置和配电系统。

背景技术

在1000MW火力机组中，500kVGIS是极其重要的配电系统，决定了电能输送的关键通道。而GIS是由SF6气体作为绝缘和灭弧介质，当气室压力低于一定的数值后，断路器会闭锁拒动，同时气室压力低会导致设备绝缘性能下降，在操作过电压系统电压波动时造成绝缘击穿等一系列问题，进而威胁设备和网源系统安全。并且SF6气体经断路器带电分合闸后或故障等情况会分解出氟化物、氢氟酸等有毒有害。因此，需要对GIS进行压力监测和及时补气。

目前，气体压力补充大都采用人工补气方式，存在一定的安全风险，同时人工补气存在操作不到导致设备故障等情况。

实用新型内容

本实用新型提供了一种自动补气装置和配电系统，以实现对GIS气室进行压力监测和自动补气。

根据本实用新型的一方面，提供了一种自动补气装置，该自动补气装置包括：GIS气室、第一充气管路、第二充气管路、排气管路、四通阀、控制单元、气瓶、排气口，以及设置在所述第一充气管路上的第一压力检测单元、第一电磁阀和第二电磁阀，设置在所述第二充气管路上的第二压力检测单元、第三电磁阀和第四电磁阀，设置在所述排气管路上的第五电磁阀和第六电磁阀；

其中，所述第一充气管路的一端通过所述第一电磁阀与所述GIS气室连接，另一端通过所述第二电磁阀与所述四通阀的第一端口连接；所述第二充气管路的一端通过所述第三电磁阀与所述四通阀的第二端口连接，另一端通过所述第四电磁阀与所述气瓶连接；

所述排气管路的一端通过所述第五电磁阀与所述四通阀的第三端口连接，另一端通过所述第六电磁阀与所述排气口连接；

其中，所述第一压力检测单元和所述第二压力检测单元均与所述控制单元通信连接；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、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀均与所述控制单元电连接；

其中，所述第一压力检测单元用于检测所述GIS气室口的压力；所述第二压力检测单元用于检测所述气瓶口的压力；

所述控制单元用于接收所述第一压力检测单元输出的压力检测信号，并输出各个电磁阀的通断信号至各个电磁阀。

可选地，该自动补气装置还包括第一无线发送器和第二无线发送器，所述第一无线发送器与所述第一压力检测单元电连接，所述第二无线发送器与所述第二压力检测单元电连接，所述第一无线发送器和所述第二无线发送器均与所述控制单元无线通信连接。

可选地，所述第一压力检测单元和所述第二压力检测单元为压力变送器。

可选地，所述控制单元为泛在物联网控制器或PLC控制器。

可选地，该自动补气装置还包括第七电磁阀和紧急排气口，所述第七电磁阀分别与所述紧急排气口和所述四通阀的第四端口连接。

可选地，所述第二电磁阀与所述四通阀的第一端口之间、所述第三电磁阀与所述四通阀的第二端口之间、所述第五电磁阀与所述四通阀的第三端口之间，以及所述第七电磁阀与所述四通阀的第四端口之间均通过丝扣连接。

可选地，所述四通阀的第一端口的内径与所述第二电磁阀连接入口的内径相同；所述四通阀的第二端口的内径与所述第三电磁阀连接入口的内劲相同；所述四通阀的第三端口的内径与所述第五电磁阀连接入口的内径相同；所述四通阀的第四端口的内径与所述第七电磁阀连接入口的内径相同。

可选地，该自动补气装置还包括截止阀、第一接头和第二接头；所述第一接头通过所述截止阀与所述GIS气室连接，所述第二接头与所述第一电磁阀连接。

可选地，该自动补气装置还包括报警单元，所述报警单元与所述控制单元电连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种配电系统，该配电系统包括：GIS微水在线监视系统和如第一方面所述的自动补气装置；其中，所述GIS微水在线监视系统与所述自动补气装置连通。

本实用新型实施例的技术方案，通过提供一种自动补气装置和配电系统，该自动补气装置包括：GIS气室、第一充气管路、第二充气管路、排气管路、四通阀、控制单元、气瓶、排气口，以及设置在第一充气管路上的第一压力检测单元、第一电磁阀和第二电磁阀，设置在第二充气管路上的第二压力检测单元、第三电磁阀和第四电磁阀，设置在排气管路上的第五电磁阀和第六电磁阀；其中，第一充气管路的一端通过第一电磁阀与GIS气室连接，另一端通过第二电磁阀与四通阀的第一端口连接；第二充气管路的一端通过第三电磁阀与四通阀的第二端口连接，另一端通过第四电磁阀与气瓶连接；排气管路的一端通过第五电磁阀与四通阀的第三端口连接，另一端通过第六电磁阀与排气口连接；其中，第一压力检测单元和第二压力检测单元均与控制单元通信连接；第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀均与控制单元电连接；其中，第一压力检测单元用于检测GIS气室口的压力；第二压力检测单元用于检测气瓶口的压力；控制单元用于接收第一压力检测单元输出的压力检测信号，并输出各个电磁阀的通断指令至各个电磁阀。由此可知，通过设置第一压力检测单元可实现对GIS气室压力自动监测，通过设置第一充气管路、第二充气管路、排气管路、四通阀以及各个电磁阀，可以实现在对GIS气室充气之前先对充气管路进行排气，由此可以避免因管路内积聚灰尘、水汽等进入到GIS气室内，导致运行中GIS发生短路故障和内部气体产生劣化倾向，从而可以确保补气的质量和提高补气安全性。且与现有技术采用人工补气方式相比，补气效率和安全性都比较高。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型实施例中提供的一种自动补气装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中提供的一种自动补气装置的电路原理结构框图；

图3是本实用新型实施例中提供的各电磁阀的导通顺序示意图；

图4是本实用新型实施例中提供的另一种自动补气装置的电路原理结构框图；

图5是本实用新型实施例中提供的一种配电系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型实施例中提供的一种自动补气装置的结构示意图，图2是本实用新型实施例中提供的一种自动补气装置的电路原理结构框图。参考图1和图2，该自动补气装置包括：GIS气室1、第一充气管路2、第二充气管路3、排气管路4、四通阀5、控制单元6、气瓶7、排气口8，以及设置在第一充气管路2上的第一压力检测单元11、第一电磁阀21和第二电磁阀22，设置在第二充气管路3上的第二压力检测单元12、第三电磁阀23和第四电磁阀24，设置在排气管路4上的第五电磁阀25和第六电磁阀26。其中，第一充气管路2的一端通过第一电磁阀21与GIS气室1连接，另一端通过第二电磁阀22与四通阀5的第一端口连接；第二充气管路3的一端通过第三电磁阀23与四通阀5的第二端口连接，另一端通过第四电磁阀24与气瓶7连接；排气管路4的一端通过第五电磁阀25与四通阀5的第三端口连接，另一端通过第六电磁阀26与排气口8连接；其中，第一压力检测单元11和第二压力检测单元12均与控制单元6通信连接；第一电磁阀21、第二电磁阀22、第三电磁阀23、第四电磁阀24、第五电磁阀25和第六电磁阀26均与控制单元6电连接；其中，第一压力检测单元11用于检测GIS气室1口的压力；第二压力检测单元12用于检测气瓶7口的压力；控制单元6用于接收第一压力检测单元11输出的压力检测信号，并输出各个电磁阀的通断信号至各个电磁阀。

其中，第一充气管路2、第二充气管路3和排气管路4采用聚四氟乙烯管，用于输送传导SF6气体的载体。

其中，各个电磁阀与控制单元之间的电连接采用DC24V电连接。其中，控制单元6用于控制各个电磁阀的导通或者关闭。

其中，各个电磁阀可以采用霍尼韦尔VE408型电磁阀。

其中，第一压力检测单元11用于检测GIS气室1口的压力并发送给控制单元6，第二压力检测单元12用于检测气瓶7口的压力并发送给控制单元6。

其中，控制单元6接收第一压力检测单元11输出的压力检测信号，并输出各个电磁阀的通断信号至各个电磁阀的具体实现方式可以为：控制单元6接收第一压力检测单元11发送的GIS气室口的压力，并将该压力与预设压力进行比较(可通过控制单元内部设置比较器实现)，并且在该压力小于预设压力时(此时说明GIS气室需要补气)，输出各个电磁阀的通断信号至各个电磁阀，通过控制各个电磁阀的通断顺序控制第一充气管路2、第二充气管路3和排气管路4先进行排气，然后再通过第一充气管路2和第二充气管路3对GIS气室进行充气，由此可以避免因管路内积聚灰尘、水汽等进入到GIS气室内，导致运行中GIS发生短路故障和内部气体产生劣化倾向，从而可以确保补气的质量和提高补气安全性。

示例性的，其中，预设压力可以为0.68MPa。预设压力的具体数值可根据实际情况进行设置，在此不做具体的限定。

图3是本实用新型实施例中提供的各电磁阀的导通顺序示意图。其中，各个电磁阀的通断顺序如图3所示，控制单元6接收到第一压力检测单元11发送的GIS气室口的压力，并检测到GIS气室口的压力小于预设压力时，首先，向第四电磁阀24、第三电磁阀23、第五电磁阀25和第六电磁阀26输出电磁阀导通信号，依次控制第四电磁阀24、第三电磁阀23、第五电磁阀25和第六电磁阀26导通，使气瓶7向第二充气管路4输出SF6气体，使得第二充气管路3和排气管路4向排气口8进行排气，以将管路内的空气用SF6气体代替，可持续排气10秒(在此仅是示例性的作用，具体排气时长可根据实际情况设置)，随后控制单元6向第三电磁阀23和第六电磁阀26输出电磁阀关闭信号，以使第三电磁阀23和第六电磁阀26关闭。然后，控制单元6向第一电磁阀21、第二电磁阀22和第六电磁阀26输出电磁阀导通信号，依次控制第一电磁阀21、第二电磁阀22和第六电磁阀26导通，使得GIS气室向第一充气管路2输出SF6气体，使得第一充气管路2和排气管路4向排气口8进行排气，以将管路内的空气用SF6气体代替，可持续排气10秒(在此仅是示例性的作用，具体排气时长可根据实际情况设置)，随后控制单元6向第五电磁阀25和第六电磁阀26输出电磁阀关闭信号，以使第五电磁阀25和第六电磁阀26关闭。至此完成管路内排气过程。通过排气可以避免管内积聚的灰尘、水汽进入气室，导致运行中的GIS发生短路故障和内部气体产生劣化倾向。排气完成后，控制单元6向第一电磁阀21、第二电磁阀22、第三电磁阀23和第四电磁阀24输出电磁阀导通信号，控制第一电磁阀21、第二电磁阀22、第三电磁阀23和第四电磁阀24导通，以使气瓶7通过第二充气管路3和第一充气管路2向GIS气室1充气。最后，在检测到GIS气室口的压力达到预设压力后(此时说明充气完成)，向第一电磁阀21和第四电磁阀24输出电磁阀关断信号，控制第一电磁阀21和第四电磁阀24关闭。并且控制第六电磁阀26导通进行排气，使得第一充气管路2和第二充气管路3内残留的SF6气体排尽。

需要说明的是，各个电磁阀的通断顺序是根据充气管路和排气管路的结构设置以及先排气后充气的需求进行预先设置的，各个电磁阀的导通顺序可根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。

其中，在充气过程中，控制单元6还可以通过接收第一压力检测单元11和第二压力检测单元12的压力检测信号，将二者的压力值进行比较(可通过控制单元内部设置比较器实现)得到压差，并在气瓶口的压力小于GIS气室口的压力时，控制第一电磁阀21关闭，在气瓶口的压力大于GIS气室口的压力时，控制第一电磁阀21导通，由此保证充气过程中气瓶的输入压力始终大于气室的压力，从而确保充气的有效性。

图4是本实用新型实施例中提供的另一种自动补气装置的电路原理结构框图。作为一种实施方式，可选地，参考图4，该自动补气装置还包括第一无线发送器31和第二无线发送器32，第一无线发送器31与第一压力检测单元11电连接，第二无线发送器32与第二压力检测单元12电连接，第一无线发送器31和第二无线发送器32均与控制单元6无线通信连接。

其中，第一无线发送器和第二无线发送器用于向控制单元发送压力信号，采用无线通讯协议，用移动互联先进通信技术，实现人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理。

其中，第一无线发送器与控制单元之间，以及第二无线发送器与控制单元之间均为无线传输，通过无线模块进行快速的信息链交换。

可选地，第一压力检测单元和第二压力检测单元为压力变送器。

其中，压力变送器是一种压力传感器，广泛应用于电力行业，可以是电动式的，也可以是气动式的。优选地，本实用新型的压力变送器采用电动式的，可以自身发送所产生的信号，也可以通过发送器向控制单元发送信号。

可选地，控制单元为泛在物联网控制器或PLC控制器。

其中，控制单元还可以为其他类型的控制器，具体可根据实际情况进行设置，在此不做具体的限定。

可选地，继续参考图1，该自动补气装置还包括第七电磁阀27和紧急排气口9，第七电磁阀27分别与紧急排气口9和四通阀5的第四端口连接。

其中，在四通阀5的第四端口处设置紧急排气的结构，可以用于应对紧急情况，从而提高整个装置的安全性和实用性。

可选地，第二电磁阀与四通阀的第一端口之间、第三电磁阀与四通阀的第二端口之间、第五电磁阀与四通阀的第三端口之间，以及第七电磁阀与四通阀的第四端口之间均通过丝扣连接。

其中，四通阀采用铜制结构。

其中，将各个电磁阀与四通阀的端口之间采用丝扣连接可以提高连接的气密性，进而提高排气与充气的可靠性。

可选地，四通阀的第一端口的内径与第二电磁阀连接入口的内径相同；四通阀的第二端口的内径与第三电磁阀连接入口的内劲相同；四通阀的第三端口的内径与第五电磁阀连接入口的内径相同；四通阀的第四端口的内径与第七电磁阀连接入口的内径相同。

其中，将四通阀的端口内径与电磁阀连接入口的内径设置为相同的作用是：当气体进入四通阀时，不会受到入口处管道的阻力。

可选地，继续参考图1，该自动补气装置还包括截止阀28、第一接头T1和第二接头T2；第一接头T1通过截止阀28与GIS气室1连接，第二接头T1与第一电磁阀21连接。

其中，第一接头T1通过截止阀28设置在GIS气室口，第二接头T2与第一电磁阀21固定连接。第一接头T1与第二接头T2可拆卸固定连接。当需要对GIS气室进行压力监测是否补气时，可将第一接头T1与第二接头T2连接，并打开截止阀2，使用第一压力检测单元对GIS气室的压力进行监测。

其中，截止阀还可与控制单元电连接，可通过控制单元控制截止阀的导通或者关闭。

可选地，参考图4，该自动补气装置还包括报警单元40，报警单元40与控制单元6电连接。

其中，控制单元在检测到GIS气室的压力与气瓶的压力差值异常时，如，气瓶的压力低于GIS气室的压力，或者，由于管路有泄漏导致GIS气室的压力在充气过程中下降等，可通过报警单元发出报警信号，以提示相关人员。

其中，报警单元可以为报警指示灯、声音报警、声光报警传感器等。

此外，还可以设置人机交互显示屏，将人机交互显示屏与控制单元连接，实现人机交互功能。

图5是本实用新型实施例中提供的一种配电系统的结构示意图。本实用新型实施例还提供了一种配电系统，参考图5，该配电系统包括GIS微水在线监视系统和本实用新型任意实施例所述的自动补气装置；其中，GIS微水在线监视系统与自动补气装置连通。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动补气装置，其特征在于，包括：GIS气室、第一充气管路、第二充气管路、排气管路、四通阀、控制单元、气瓶、排气口，以及设置在所述第一充气管路上的第一压力检测单元、第一电磁阀和第二电磁阀，设置在所述第二充气管路上的第二压力检测单元、第三电磁阀和第四电磁阀，设置在所述排气管路上的第五电磁阀和第六电磁阀；

其中，所述第一充气管路的一端通过所述第一电磁阀与所述GIS气室连接，另一端通过所述第二电磁阀与所述四通阀的第一端口连接；所述第二充气管路的一端通过所述第三电磁阀与所述四通阀的第二端口连接，另一端通过所述第四电磁阀与所述气瓶连接；

所述排气管路的一端通过所述第五电磁阀与所述四通阀的第三端口连接，另一端通过所述第六电磁阀与所述排气口连接；

其中，所述第一压力检测单元和所述第二压力检测单元均与所述控制单元通信连接；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、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀均与所述控制单元电连接；

其中，所述第一压力检测单元用于检测所述GIS气室口的压力；所述第二压力检测单元用于检测所述气瓶口的压力；

所述控制单元用于接收所述第一压力检测单元输出的压力检测信号，并输出各个电磁阀的通断信号至各个电磁阀。

2.根据权利要求1所述的自动补气装置，其特征在于，还包括第一无线发送器和第二无线发送器，所述第一无线发送器与所述第一压力检测单元电连接，所述第二无线发送器与所述第二压力检测单元电连接，所述第一无线发送器和所述第二无线发送器均与所述控制单元无线通信连接。

3.根据权利要求1所述的自动补气装置，其特征在于，所述第一压力检测单元和所述第二压力检测单元为压力变送器。

4.根据权利要求1所述的自动补气装置，其特征在于，所述控制单元为泛在物联网控制器或PLC控制器。

5.根据权利要求1所述的自动补气装置，其特征在于，还包括第七电磁阀和紧急排气口，所述第七电磁阀分别与所述紧急排气口和所述四通阀的第四端口连接。

6.根据权利要求5所述的自动补气装置，其特征在于，所述第二电磁阀与所述四通阀的第一端口之间、所述第三电磁阀与所述四通阀的第二端口之间、所述第五电磁阀与所述四通阀的第三端口之间，以及所述第七电磁阀与所述四通阀的第四端口之间均通过丝扣连接。

7.根据权利要求5所述的自动补气装置，其特征在于，所述四通阀的第一端口的内径与所述第二电磁阀连接入口的内径相同；所述四通阀的第二端口的内径与所述第三电磁阀连接入口的内劲相同；所述四通阀的第三端口的内径与所述第五电磁阀连接入口的内径相同；所述四通阀的第四端口的内径与所述第七电磁阀连接入口的内径相同。

8.根据权利要求1所述的自动补气装置，其特征在于，还包括截止阀、第一接头和第二接头；所述第一接头通过所述截止阀与所述GIS气室连接，所述第二接头与所述第一电磁阀连接。

9.根据权利要求1所述的自动补气装置，其特征在于，还包括报警单元，所述报警单元与所述控制单元电连接。

10.一种配电系统，其特征在于，包括：GIS微水在线监视系统和如权利要求1-9任一项所述的自动补气装置；其中，所述GIS微水在线监视系统与所述自动补气装置连通。

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