一种特高压换流变动力排油装置、控制系统及方法制造方法及图纸

一种特高压换流变动力排油装置、控制系统及方法，属于特高压换流变排油技术领域，包括本体三通、断流阀、本体油箱排油装置、储油柜排油装置和事故油池；本体三通设置于本体油箱上部与储油柜底部之间，本体三通第一端口通过管道与储油柜的底部连接，第二端口通过管道与储油柜排油装置连接，第三端口设置断流阀，断流阀的输出端口通过管道与本体油箱连接，本体油箱排油装置通过管道连接于本体油箱底部，本体油箱排油装置、储油柜排油装置输出端通过管道分别与事故油池连接，本体油箱排油装置包含油泵通过管道与本体油箱连接；在初期火灾发生时，快速、安全、可靠地排出本体油箱和储油柜内部的大量变压器油。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压换流变动力排油装置、控制系统及方法
本专利技术属于特高压换流变排油
，具体涉及一种特高压换流变动力排油装置、控制系统及方法。
技术介绍
特高压是指交流1000千伏及以上和直流正负800千伏及以上的电压等级，特高压输电的主要特点是电压高、输送容量大、线路走廊窄，适合大功率、远距离输电。换流站是特高压输电工程中直流和交流进行相互能量转换的系统，除有交流场等与交流变电站相同的设备外，换流站还有以下设备：换流器、换流变压器、交直流滤波器和无功补偿设备、平波电抗器等。换流变压器是特高压输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中的整流、逆变两端接口的核心设备，换流变压器属于油浸式变压器。油浸变压器油箱内充装的变压器油是从原油中提炼出的以环烷基为主的烃类液体混合物，通常分为-25(凝点)号和-45号变压器油，常用的是-25号。变压器油的初馏点大于300℃，出厂时，其闪点都在140℃以上，充装到变压器中并经过较长时间的工作后，因局部高温、高电压裂解，会产生少量的氢和轻烃，使气相空间混入气态可燃物。通过对国内外若干起油浸变压器火灾案例进行归纳分析，可将油浸变压器火灾模式分为三类：初期绝缘子根部爆裂火灾、油箱局部爆裂火灾、油箱整体爆裂火灾。其中，以初期绝缘子根部爆裂火灾为主，油箱局部爆裂火灾多由绝缘子根部火灾发展而成，油箱整体爆裂火灾较为罕见。由于绝缘子中的气相空间最容易产生电火花，而且绝缘子又是油浸变压器最薄弱的部位，所以油浸变压器初期火灾多表现为绝缘子根部的爆炸着火。油浸变压器油着火时，油品多处于较高温度，且在灭火系统动作之时，往往已燃烧了一定的时间，致使金属结构被加热到较高温度。所以，油浸变压器火灾的主要特点为油火与高温金属结构的共同作用。特高压输电领域使用的换流变压器含有大量变压器油，我国在运特高压换流变本体油箱内部存油量约为130～200吨，储油柜存油量一般为10～30吨，型号多为昆仑KI50X，储油柜与本体油箱通过阀门连通，因此整个换流变内部的存油量约为140～230吨左右。当网侧套管绝缘子根部发生爆炸起火时，会造成特高压换流变本体油箱的二次伤害，在换流变本体油箱上炸开缺口，大量变压器油在重力作用下通过变压器缺口溢出，流过变压器复杂表面并被部分点燃，形成的复杂垂直流淌，为变压器外部火源提供了持续的燃料供给而发生持续燃烧，同时外部已被点燃的变压器油火对变压器本体有加热作用，使得变压器内部油温增加，变压器油因为热胀冷缩而发生体积膨胀，进一步增加了对外泄漏的油量，导致火势进一步恶化、失控，而几乎不能被灭火剂覆盖，这是特高压输电的换流变压器火灾难以扑灭的根本原因之一。因此，特高压换流变压器在火灾事故发生时，如何将换流变压器内部的大量的变压器油排至事故油池，从而降低火灾失控的可能性，减弱扑救难度，提高灭火成功率显得十分必要。现有技术中，申请公布日为2018年11月13日，申请公布号为CN108806932A的中国专利技术专利申请《特高压变压器事故排油管路高温阻燃组合阀控系统》，公开了一种特高压变压器事故排油管路高温阻燃组合阀控系统，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，高油位时管道开道排油，实现了实时对排油管中的油位进行管控，通过排油管的环状横截面内的阀门绕轴左、右旋转来实现管道的连通。上述中国专利申请存在的缺点如下：(1)储油柜和本体油箱共同采用一套排油系统，由于换流变本体油箱是强制重力排油，其排油管路内是有一定压力的，而储油柜中的排油是靠油面高度的自然压力来实现的，如果储油柜的排油与变压器本体排油管路连接到一起，由于压力作用，会出现储油柜内的油根本不能及时排出的现象；(2)储油柜和本体油箱的排油方式均为依靠重力作用的自然排油模式，排油时间过长；(3)仅对积油排油池至事故油池进行阻火设计，未对整体系统进行阻火设计，排油过程中火焰会连同大量未燃尽的可燃蒸汽和未预混反应的空气进入排空的油管，导致火势在油管内蔓延；(4)阀门全部为串行设计，系统可靠性不高，如果单一阀门故障无法开启，则系统无法排油。因此，在特高压换流变初期火灾发生时，如何快速、安全、可靠地排出本体油箱和储油柜内部的大量变压器油，是急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决储油柜和本体油箱均依靠重力作用的自然排油模式，而导致的排油时间过长的问题。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种特高压换流变动力排油装置，用于换流变本体油箱(1)和储油柜(10)的排油，包括本体三通(11)、断流阀(12)、本体油箱排油装置、储油柜排油装置和事故油池；所述的本体三通(11)设置于本体油箱(1)的上部与储油柜(10)的底部之间，本体三通(11)的第一端口通过管道与储油柜的底部连接，第二端口通过管道与储油柜排油装置连接，第三端口设置断流阀(12)，所述的断流阀(12)的输出端口通过管道与本体油箱(1)连接，所述的本体油箱排油装置通过管道连接于本体油箱(1)的底部，所述的本体油箱排油装置、储油柜排油装置的输出端通过管道分别与事故油池连接；所述的本体油箱排油装置包含油泵(7)，所述的油泵(7)通过管道与本体油箱(1)连接；关闭断流阀(12)，切断储油柜(10)向本体油箱(1)的供油管道，启动油泵(7)，将本体油箱(1)内的变压器油通过本体油箱排油装置抽向事故油池，此时，储油柜(10)中的变压器油在重力作用下，通过储油柜排油装置向事故油池自然排油；开启断流阀(12)，保持储油柜(10)向本体油箱(1)的供油管道畅通，启动油泵(7)，将本体油箱(1)和储油柜(10)内的变压器油通过本体油箱排油装置共同抽向事故油池。特高压换流变动力排油装置在接收到排油启动信号时，启动油泵对本体油箱排油装置进行排油，考虑重力排油所需时间较长，增大了火灾失控风险，造成扑救难度增大、灭火效率降低，因此尽最大可能缩短排油时间，在本体排油管道装设油泵，将排油时间缩短至21分钟左右，排油速度大大提高，极大地降低火灾失控风险，本体油箱和储油柜各自采用一套排油系统，可靠性高；同时提供两种排油模式，关闭断流阀时适用于在运行的换流站的排油模式，开启断流阀时适用于再建换流站的排油模式，适用范围广。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的本体油箱排油装置还包括检修阀(2)、第一油流量计(3)、第一双重化配制电动阀组(4)、多个本体油箱泄露报警仪(5)、多个本体油箱蝶阀(6)，所述的本体油箱(1)、检修阀(2)、第一油流量计(3)、油泵(7)、第一双重化配制电动阀组(4)、多个本体油箱泄露报警仪(5)、多个本体油箱蝶阀(6)沿着x轴负方向依次通过管道与事故油池连接。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的储油柜排油装置包括第二双重化配制电动阀组(13)、第二油流量计(14)、多个储油柜泄露报警仪(15)、多个储油柜蝶阀(16)，所述的第二双重化配制电动阀组(13)、第二有流量计(14)、多个储油柜泄露报警仪(15)、多个储油柜蝶阀(16本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特高压换流变动力排油装置，用于换流变本体油箱(1)和储油柜(10)的排油，其特征在于，包括本体三通(11)、断流阀(12)、本体油箱排油装置、储油柜排油装置和事故油池；所述的本体三通(11)设置于本体油箱(1)的上部与储油柜(10)的底部之间，本体三通(11)的第一端口通过管道与储油柜的底部连接，第二端口通过管道与储油柜排油装置连接，第三端口设置断流阀(12)，所述的断流阀(12)的输出端口通过管道与本体油箱(1)连接，所述的本体油箱排油装置通过管道连接于本体油箱(1)的底部，所述的本体油箱排油装置、储油柜排油装置的输出端通过管道分别与事故油池连接；所述的本体油箱排油装置包含油泵(7)，所述的油泵(7)通过管道与本体油箱(1)连接；关闭断流阀(12)，切断储油柜(10)向本体油箱(1)的供油管道，启动油泵(7)，将本体油箱(1)内的变压器油通过本体油箱排油装置抽向事故油池，此时，储油柜(10)中的变压器油在重力作用下，通过储油柜排油装置向事故油池自然排油；开启断流阀(12)，保持储油柜(10)向本体油箱(1)的供油管道畅通，启动油泵(7)，将本体油箱(1)和储油柜(10)内的变压器油通过本体油箱排油装置共同抽向事故油池。/n...

【技术特征摘要】
1.一种特高压换流变动力排油装置，用于换流变本体油箱(1)和储油柜(10)的排油，其特征在于，包括本体三通(11)、断流阀(12)、本体油箱排油装置、储油柜排油装置和事故油池；所述的本体三通(11)设置于本体油箱(1)的上部与储油柜(10)的底部之间，本体三通(11)的第一端口通过管道与储油柜的底部连接，第二端口通过管道与储油柜排油装置连接，第三端口设置断流阀(12)，所述的断流阀(12)的输出端口通过管道与本体油箱(1)连接，所述的本体油箱排油装置通过管道连接于本体油箱(1)的底部，所述的本体油箱排油装置、储油柜排油装置的输出端通过管道分别与事故油池连接；所述的本体油箱排油装置包含油泵(7)，所述的油泵(7)通过管道与本体油箱(1)连接；关闭断流阀(12)，切断储油柜(10)向本体油箱(1)的供油管道，启动油泵(7)，将本体油箱(1)内的变压器油通过本体油箱排油装置抽向事故油池，此时，储油柜(10)中的变压器油在重力作用下，通过储油柜排油装置向事故油池自然排油；开启断流阀(12)，保持储油柜(10)向本体油箱(1)的供油管道畅通，启动油泵(7)，将本体油箱(1)和储油柜(10)内的变压器油通过本体油箱排油装置共同抽向事故油池。


2.根据权利要求1所述的一种特高压换流变动力排油装置，其特征在于，所述的本体油箱排油装置还包括检修阀(2)、第一油流量计(3)、第一双重化配制电动阀组(4)、多个本体油箱泄露报警仪(5)、多个本体油箱蝶阀(6)，所述的本体油箱(1)、检修阀(2)、第一油流量计(3)、油泵(7)、第一双重化配制电动阀组(4)、多个本体油箱泄露报警仪(5)、多个本体油箱蝶阀(6)沿着x轴负方向依次通过管道与事故油池连接。


3.根据权利要求1所述的一种特高压换流变动力排油装置，其特征在于，所述的储油柜排油装置包括第二双重化配制电动阀组(13)、第二油流量计(14)、多个储油柜泄露报警仪(15)、多个储油柜蝶阀(16)，所述的第二双重化配制电动阀组(13)、第二有流量计(14)、多个储油柜泄露报警仪(15)、多个储油柜蝶阀(16)沿着y轴负方向依次通过管道与事故油池连接。


4.根据权利要求2所述的一种特高压换流变动力排油装置，其特征在于，所述的第一双重化配制电动阀组(4)包括两个常闭蝶阀，两个常闭蝶阀并联后一端通过管道与第一油流量计(3)连接，另一端通过管道与本体油箱泄露报警仪(5)连接，每个常闭蝶阀的电源回路和控制回路均独立供电。


5.根据权利要求3所述的一种特高压换流变动力排油装置，其特征在于，所述的第二双重化配制电动阀组(13)包括两个常闭蝶阀，两个常闭蝶阀并联后一端通过管道与第二油流量计(14)连接，另一端通过管道与储油柜泄露报警仪(15)连接。


6.根据权利要求1所述的一种特高压换流变动力排油装置，其特征在于，所述的管道采用阻爆燃型阻火器排油管道。


7.一种应用于权利要求1-6任一项所述的特高压换流变动力排油装置的控制系统，其特征在于，包括排油控制柜、第一控制中心、第二控制中心，所述的排油控制柜集成了第一排油控制单元、第二排油控制单元；所述的第一控制中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏文，张佳庆，黄勇，李金忠，谭静，范明豪，黄玉彪，尚峰举，过羿，刘睿，李伟，田宇，程宜风，杨栋，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网经济技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34