适用于多元混合气体充气的电子稳流控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了适用于多元混合气体充气的电子稳流控制装置及方法，包括多路气源，多路气源分别通过减压阀连接每路气源的气体流量控制模块，多路气体流量控制模块的气体输出连接同一个缓冲罐，缓冲罐的混合气体出口连接变频压缩机，变频压缩机用于缓冲罐的混合气体输出，在其中一路气体流量控制模块的气体输入口连接第一压力监测模块，这一路气体流量控制模块的气体输出口连接第二压力监测模块，第一压力监测模块和第二压力监测模块的监测信号输出连接反馈控制模块，反馈控制模块的控制输出连接变频压缩机，反馈控制模块输出控制信号调整变频压缩机转速使气体流量控制模块的气体输入口与气体输出口的压力返回平衡状态。输入口与气体输出口的压力返回平衡状态。输入口与气体输出口的压力返回平衡状态。

【技术实现步骤摘要】
适用于多元混合气体充气的电子稳流控制装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种适用于多元混合气体充气的电子稳流控制装置及方法。

技术介绍

[0002]国家电网公司正大力推进混合气体改造项目，采用混合气体（例如，SF6/N2、SF6/CF4、C4F7N/CO2等）来代替纯六氟化硫气体（SF6），以减少温室气体SF6的使用量和排放量。混合比作为影响电力设备绝缘性能和开断性能的一个重要指标，保证其在规定范围内是混合气体设备安全稳定运行的基础条件。国家电网公司对不同种类混合气体混合比做了严格规定，例如SF6/N2的混合比为30%：70%，其中SF6偏差不能超过
±
1%。然而，当前电网公司使用的混合气体充气装置配制的混合气体混合比往往不符合要求，主要原因是其气体流量控制模块在控制气体流量输出时存在一定误差，导致配制的混合气体混合比偏差较大。
[0003]目前混合气体充气装置中气体流量大多采用差压法控制，其工作原理是通过安装在管道中的气体流量控制模块进/出气端压差和管道尺寸来计算，且二者均与气体流量呈正相关，并控制内部电子阀门来调整气体流量。
[0004]但是，在实际运行中，压缩机工作会导致与气体流量控制模块出气端直接连通的缓冲罐中的气体压力发生变化，从而引起气体流量控制模块进/出气端压差波动，气体瞬时流量与设定值产生偏差，最终导致灌充到气室中的的混合气体混合比不符合标准。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种适用于多元混合气体充气的电子稳流控制装置及方法，通过反馈控制模块控制进/出气端压差稳定预设值，从而提高混合气体配制准确度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：适用于多元混合气体充气的电子稳流控制装置，包括多路气源，多路气源分别通过减压阀连接每路气源的气体流量控制模块，多路气体流量控制模块的气体输出连接同一个缓冲罐，缓冲罐的混合气体出口连接变频压缩机，变频压缩机用于缓冲罐的混合气体输出，其中：在满足多路气体配比的状态下，调节每一路气源的减压阀使多路气体流量控制模块的气体输入口气压相同、以及多路气体流量控制模块的气体输出口气压相同，在其中一路气体流量控制模块的气体输入口连接第一压力监测模块，这一路气体流量控制模块的气体输出口连接第二压力监测模块，第一压力监测模块和第二压力监测模块的监测信号输出连接反馈控制模块，反馈控制模块的控制输出连接变频压缩机，当气体流量控制模块的气体输入口与气体输出口的压差变化超出平衡状态阈值时，反馈控制模块输出控制信号调整变频压缩机转速使气体流量控制模块的气体输入口与气体输出口的压力返回平衡状态。
[0007]方案进一步是：所述第一压力监测模块和第一压力监测模块分别是型号相同的压力传感器，所述气体流量控制模块是流量计。
[0008]方案进一步是：所述反馈控制模块包括压差接收模块，压差接收模块的输入接收第一压力监测模块和第二压力监测模块的信号输出，压差接收模块的输出分为两路，一路
连接变频压缩机的增速控制电路，另一路连接变频压缩机的减速控制电路，当气体流量控制模块的气体输入口的压力高于气体流量控制模块的气体输出口的压力低于平衡状态值时，增速控制电路输出增速信号提高变频压缩机速度；反之，当气体流量控制模块的气体输入口的压力高于气体流量控制模块的气体输出口的压力超出平衡状态值时，减速控制电路输出减速信号降低变频压缩机速度。
[0009]方案进一步是：所述压差接收模块包括一个差分放大器，差分放大器的负极输入连接第一压力监测模块的信号输出，差分放大器的正极输入连接第二压力监测模块的信号输出，差分放大器输出连接一个电压比较器，电压比较器的负极输入连接第一参考电压，电压比较器的正极输入连接差分放大器输出，电压比较器的输出分为两路，两路输出分别连接增速控制电路和减速控制电路。
[0010]方案进一步是：所述两路输出分别通过三极管放大电路连接增速控制电路和减速控制电路，两个三极管的发射极连接电压比较器的正极输入，两个三极管的基极连接电压比较器的输出，两个三极管的集电极分别连接增速控制电路和减速控制电路。
[0011]方案进一步是：所述三极管是MOSFET场效应三级管，所述基极为场效应三级管的栅极，集电极为场效应三级管的漏极。
[0012]方案进一步是：所述增速控制电路包括增速差分放大电路，减速控制电路包括减速差分放大电路，增速差分放大电路的正极输入连接电压比较器的一路输出，减速差分放大电路的负极输入连接电压比较器的另一路输出，增速差分放大电路的负极输入连接第二参考电压，减速差分放大电路的正极输入连接第三参考电压，增速差分放大电路和减速差分放大电路的输出连接变频控制电路，变频控制电路输出连接变频压缩机，其中：所述第二参考电压是平衡状态值的加速平衡阈值，第三参考电压是平衡状态值的减速平衡阈值。
[0013]方案进一步是：所述变频控制电路是型号为AD654的变频控制电路芯片。
[0014]一种基于所述的电子稳流控制装置的稳流控制方法，调整变频压缩机转速抽出缓冲罐的混合气体至混合气体储气罐，获取此时刻气体流量控制模块的气体输入口气压P1和气体流量控制模块的气体输出口气压P2之间的平衡状态压差
△
P，其特征在于，所述稳流控制方法是：继续获取气体流量控制模块的气体输入口气压P1和气体流量控制模块的气体输出口气压P2；若当前压差P1－P2＜
△
P－a，则反馈控制模块向变频压缩机发出信号，提高变频压缩机转速，加快缓冲罐中的混合气体充入储气罐，从而降低气体流量控制模块的气体输出口气压P2压力，增大实际压差；若当前压差P1－P2＞
△
P＋b，则反馈控制模块向变频压缩机发出信号，降低变频压缩机转速，缓冲缓冲罐中的混合气体充入储气罐，从而增加气体流量控制模块的气体输出口气压P2压力，减小实际压差；若当前压差P1－P2在
△
P－a与
△
P＋b之间，即：
△
P＋b＜P1－P2＜
△
P－a，则继续保持变频压缩机当前转速不变；其中，a为加速平衡阈值，b为减速平衡阈值。
[0015]方案进一步是：所述压差接收模块包括一个差分放大器，差分放大器的负极输入连接第一压力监测模块的信号输出，差分放大器的正极输入连接第二压力监测模块的信号输出，差分放大器输出连接一个电压比较器，电压比较器的负极输入连接第一参考电压，电
压比较器的正极输入差分放大器输出，电压比较器的输出分为两路，两路输出分别连接增速控制电路和减速控制电路；所述增速控制电路包括增速差分放大电路，减速控制电路包括减速差分放大电路，增速差分放大电路的正极输入连接电压比较器的一路输出，减速差分放大电路的负极输入连接电压比较器的另一路输出，增速差分放大电路的负极输入连接第二参考电压，减速差分放大电路的正极输入连接第三参考电压，增速差分放大电路和减速差分放大电路的输出连接变频控制电路，变频控制电路输出连接变频压缩机，其中：所述第二参考电压是平衡状态值的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于多元混合气体充气的电子稳流控制装置，包括多路气源，多路气源分别通过减压阀连接每路气源的气体流量控制模块，多路气体流量控制模块的气体输出连接同一个缓冲罐，缓冲罐的混合气体出口连接变频压缩机，变频压缩机用于缓冲罐的混合气体输出，其特征在于，在满足多路气体配比的状态下，调节每一路气源的减压阀使多路气体流量控制模块的气体输入口气压相同、以及多路气体流量控制模块的气体输出口气压相同，在其中一路气体流量控制模块的气体输入口连接第一压力监测模块，这一路气体流量控制模块的气体输出口连接第二压力监测模块，第一压力监测模块和第二压力监测模块的监测信号输出连接反馈控制模块，反馈控制模块的控制输出连接变频压缩机，当气体流量控制模块的气体输入口与气体输出口的压差变化超出平衡状态阈值时，反馈控制模块输出控制信号调整变频压缩机转速使气体流量控制模块的气体输入口与气体输出口的压力返回平衡状态。2.根据权利要求1所述的电子稳流控制装置，所述第一压力监测模块和第一压力监测模块分别是型号相同的压力传感器，所述气体流量控制模块是流量计。3.根据权利要求1所述的电子稳流控制装置，其特征在于，所述反馈控制模块包括压差接收模块，压差接收模块的输入接收第一压力监测模块和第二压力监测模块的信号输出，压差接收模块的输出分为两路，一路连接变频压缩机的增速控制电路，另一路连接变频压缩机的减速控制电路，当气体流量控制模块的气体输入口的压力高于气体流量控制模块的气体输出口的压力低于平衡状态值时，增速控制电路输出增速信号提高变频压缩机速度；反之，当气体流量控制模块的气体输入口的压力高于气体流量控制模块的气体输出口的压力超出平衡状态值时，减速控制电路输出减速信号降低变频压缩机速度。4.根据权利要求3所述的电子稳流控制装置，其特征在于，所述压差接收模块包括一个差分放大器，差分放大器的负极输入连接第一压力监测模块的信号输出，差分放大器的正极输入连接第二压力监测模块的信号输出，差分放大器输出连接一个电压比较器，电压比较器的负极输入连接第一参考电压，电压比较器的正极输入连接差分放大器输出，电压比较器的输出分为两路，两路输出分别连接增速控制电路和减速控制电路。5.根据权利要求4所述的电子稳流控制装置，其特征在于，所述两路输出分别通过三极管放大电路连接增速控制电路和减速控制电路，两个三极管的发射极连接电压比较器的正极输入，两个三极管的基极连接电压比较器的输出，两个三极管的集电极分别连接增速控制电路和减速控制电路。6.根据权利要求5所述的电子稳流控制装置，其特征在于，所述三极管是MOSFET场效应三级管，所述基极为场效应三级管的栅极，集电极为场效应三级管的漏极。7.根据权利要求4所述的电子稳流控制装置，其特征在于，所述增速控制电路包括增速差分放大电路，减速控制电路包括减速差分放大电路，增速差分放大电路的正极输入连接电压比较器的一路输出，减速差分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，戚振彪，刘子恩，陈英，徐霄筱，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：