[发明专利]特高压换流变动力排油注氮装置、控制系统及方法

说明书

特高压换流变动力排油注氮装置、控制系统及方法，属于特高压换流变动力排油领域，本体油箱排油装置包含油泵，油泵与与本体油箱通管道连接；本体三通第一端口通过管道与储油柜底部连接，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、储油柜排油装置的输出端通过管道分别与事故油池连接；本体油箱两侧中部偏上位置开有多个充气口与多个注氮装连接，启动油泵进行排油，速度大大提高，在动力排油的同时，注氮装置向本体油箱内充入氮气，避免空气进入排空的换流变本体油箱势导致火势在换流变本体油箱内部蔓延。

技术领域

本发明属于特高压换流变排油技术领域，具体涉及特高压换流变动力排油注氮装置、控制系统及方法。

背景技术

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的中国发明专利申请《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：