一种全封闭绝缘变电站的制作方法

1.本发明涉及变电站技术领域，尤其涉及一种全封闭绝缘变电站。


背景技术：

2.常规变电站设计出线方式基本为高压与架空进线连接，中性点直接接地或者接中性点成套装置，低压与铜母线连接。这种方式对于绝缘距离要求较大，导致变电站外形尺寸偏大。同时，由于导电体与连接体都暴露在空气中，导致其受到自然环境影响较大。常规变压器与其他设备的接口都采用油气套管的形式，这种方式经常需要在施工现场进行套管的吊装工作，过程中还容易受到自然环境的影响，对环境湿度要求较大。
3.通过将变压器及其部件的连接在金属密闭空间内完成，不暴露在空气中，通过在金属密闭空间充入六氟化硫气体作为绝缘介质，但是六氟化硫气体（sf6）浓度过大会出现使人窒息的危险，设计变电站户内通风装置时要考虑到这一情况。sf6气体通过对流能与空气混合，但速度很慢。气体一旦混合后就形成sf6和空气的混合气体，不会再次分离。问题严重的是，电弧作用下sf6的分解物如sf4，s2f2，sf2，sof2，so2f2，sof4和hf等，它们都有强烈的腐蚀性和毒性。
4.现有技术中，变电站设备缺少对六氟化硫气体的补充及回收处理装置，如果金属密闭空间出现缝隙，造成六氟化硫气体泄漏，或六氟化硫气体分解出的有毒有害气体增加，操作人员不能及时发现并维护，容易引发意外事故，造成变电站设备损坏，影响电力输送。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种全封闭绝缘变电站。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种全封闭绝缘变电站，包括gis开关设备、电力变压器、中性点成套装置、gil输电线路，所述电力变压器外侧设有金属筒体，所述电力变压器接口处设有油气隔离装置，所述金属筒体内设有绝缘介质，所述金属筒体一侧设有管控组件，所述管控组件用于检测绝缘介质流量及成分，并及时进行回收或补充绝缘介质；所述管控组件包括气泵、储气箱及回收处理箱，所述气泵与金属筒体之间设有进气管，所述回收处理箱与金属筒体之间设有排气管，所述排气管上设有控制阀，所述储气箱一侧设有过滤器，所述回收处理箱与储气箱之间设有循环阀；所述储气箱用于存储并沉淀绝缘介质，所述回收处理箱用于对金属筒体内的绝缘介质进行回收及处理。
7.优选的，所述回收处理箱上设有湿敏传感器、红外气体传感器及废气排出阀，所述湿敏传感器、红外气体传感器及废气排出阀电性连接有工业计算机。
8.优选的，所述进气管上设有气体流量传感器，所述排气管上均设有气体压力传感器，所述金属筒体侧壁设有温度传感器。
9.优选的，所述过滤器与气泵相通，所述储气箱一侧设有补充管。
10.优选的，所述gis开关设备包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端，所述gis开关设备与油气隔离装置连接。
11.优选的，所述电力变压器上设有高压出线端、中性点出线端和低压出线端，所述油气隔离装置设有多组，多组油气隔离装置分别与高压出线端、中性点出线端和低压出线端对应设置。
12.优选的，所述中性点成套装置通过油气隔离装置与中性点出线端连接，所述中性点成套装置与互感器、隔离开关、避雷器连接，所述避雷器上设有放电间隙。
13.优选的，所述gis开关设备一侧设有高压进线，所述gis开关设备通过油气隔离装置与高压出线端连接，所述gil输电线路通过油气隔离装置与低压出线端连接。
14.优选的，所述变电站工作步骤：步骤1：gis开关设备连接高压出线端连接，gil输电线路与低压出线端连接，gis开关设备与gil输电线路之间通过电力变压器实现变压；步骤2：电力变压器、互感器、隔离开关、避雷器及放电间隙均位于金属筒体内，绝缘介质包裹高压出线端、中性点出线端和低压出线端，避免暴露在空气中；步骤3：气泵将绝缘介质通过进气管送入金属筒体内，确保金属筒体内绝缘介质浓度，确保绝缘效果；步骤4：控制阀打开，金属筒体内绝缘介质进入回收处理箱内，回收处理箱内处理剂与绝缘介质反应，将分解气及废气反应去除；步骤5：湿敏传感器、红外气体传感器检测处理后的绝缘介质成分，确定可以循环使用时，循环阀打开，处理后的绝缘介质流入储气箱中，用于下次送入金属筒体，填充确保绝缘效果；步骤6：气体压力传感器检测金属筒体内绝缘介质的压力，当压力降低时，气泵工作，补充绝缘介质；步骤7：湿敏传感器、红外气体传感器判定绝缘介质无法使用时，通过废气排出阀回收废气，进行集中处理，并向储气箱补充新的绝缘介质。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明，在变压器周围充入六氟化硫气体作为绝缘介质，提高绝缘效果，有效降低绝缘距离，进而缩小变电站外形尺寸，有效减少占地面积，减少自然环境对变电站工作的影响；2、本发明采用全封闭绝缘，同时使用油气隔离装置代替常规的油—六氟化硫套管作为设备接口，可以进一步减少设备外形尺寸，可用作地下变电站和城市变电站建设；3、本发明采用管控组件对六氟化硫气体进行回收和处理，通过传感器检测气体中六氟化硫含量，并通过回收处理箱对气体中的杂质进行过滤和回收，确保气体有足够的绝缘效果，避免六氟化硫被分解后，操作人员无法及时发现，影响变压器绝缘防护工作。
附图说明
16.图1为本发明提出的一种全封闭绝缘变电站的整体总装俯视结构示意图；图2为图1中a处的结构示意图。
17.图中：1、gis开关设备；2、电力变压器；3、中性点成套装置；4、gil输电线路；5、金属筒体；6、管控组件；60、气体流量传感器；61、进气管；62、气泵；63、过滤器；64、储气箱；65、回收处理箱；651、废气排出阀；66、控制阀；67、气体压力传感器；68、排气管；69、补充管；7、高压进线；8、油气隔离装置。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.参照图1-2，一种全封闭绝缘变电站，包括gis开关设备1（气体绝缘全封闭组合电器）、电力变压器2、中性点成套装置3、gil输电线路4，gis开关设备1包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端，电力变压器2上设有高压出线端、中性点出线端和低压出线端，gil输电线路4包括接地外壳及内置导体，接地外壳及内置导体之间设有绝缘介质，gil输电线路4用于传输高电压、大电流电力；电力变压器2外侧设有金属筒体5，金属筒体5接地，电力变压器2接口处设有油气隔离装置8，油气隔离装置8设有多组，多组油气隔离装置8分别与高压出线端、中性点出线端和低压出线端对应设置，gis开关设备1与油气隔离装置8连接，中性点成套装置3通过油气隔离装置8与中性点出线端连接，中性点成套装置3与互感器、隔离开关、避雷器连接，避雷器上设有放电间隙，gis开关设备1一侧设有高压进线7，gis开关设备1通过油气隔离装置8与高压出线端连接，gil输电线路4通过油气隔离装置8与低压出线端连接；金属筒体5内设有绝缘介质，绝缘介质为六氟化硫气体，金属筒体5一侧设有管控组件6，管控组件6用于检测绝缘介质流量及成分，并及时进行回收或补充绝缘介质；管控组件6包括气泵62、储气箱64及回收处理箱65，气泵62与金属筒体5之间设有进气管61，回收处理箱65与金属筒体5之间设有排气管68，排气管68上设有控制阀66，当绝缘介质中杂质含量较多时，回收处理箱65失去处理效果时，用于排出气体，进行回收集中处理，储气箱64一侧设有过滤器63，回收处理箱65与储气箱64之间设有循环阀；储气箱64用于存储并沉淀绝缘介质，绝缘介质中含有杂质，通过沉淀促使其中的杂质分层，便于提高输送绝缘介质的纯度，回收处理箱65用于对金属筒体5内的绝缘介质进行回收及处理，六氟化硫气体，即sf6，气体的密度大约是空气的五倍，一种惰性气体，一般不会与其它材料发生反应，电弧作用下sf6的分解物如sf4，s2f2，sf2，sof2，so2f2，sof4和hf等，它们都有强烈的腐蚀性和毒性，绝缘介质使用一段时间后，其中部分成分分解，产生杂质，通过回收处理箱65进行回收处理，将其中的有毒有害气体进行处理和收集；回收处理箱65上设有湿敏传感器、红外气体传感器及废气排出阀651，湿敏传感器、红外气体传感器及废气排出阀651电性连接有工业计算机，红外气体传感器采用bsa/qt-hwsf6系列红外气体传感器，利用气体对特定红外光谱的吸收特性进行浓度测量，可以测量六氟化硫sf6，一氧化碳co，二氧化碳co2，甲烷ch4，碳氢hc等，湿敏传感器用于检测六氟化硫气体中的水含量，如果水含量突然增高，说明金属筒体5或管路出现泄露，有外界空气进入，提醒操作人员进行维修，避免六氟化硫及其分解气体泄漏，影响绝缘效果，甚至造成环境污染；回收处理箱65内设有固态处理剂填充层，固态处理剂填充层含碱金属及碱土金属
氧化物或氢氧化物，sf6及其分解气体通过固态处理剂填充层后，进行中和反应，再通过活性氧化铝或分子筛对气体进行吸附处理，对绝缘介质进行过滤处理，提高sf6纯度，确保绝缘可靠性；进气管61上设有气体流量传感器60，排气管68上均设有气体压力传感器67，气体流量传感器60检测气泵62供入金属筒体5内的绝缘介质量，气体压力传感器67用于检测金属筒体5内气压，金属筒体5必须充入一定压力的sf6绝缘介质，才能确保工作可靠，如果气压降低，六氟化硫气体的绝缘效果将无法得到有效保证，金属筒体5侧壁设有温度传感器，气体流量传感器60采用浮子流量计。
20.过滤器63与气泵62相通，过滤器63用于过滤绝缘介质中的杂质及水分，避免再次循环进入金属筒体5内，储气箱64一侧设有补充管69，用于及时补充六氟化硫气体。
21.工作步骤：gis开关设备1连接高压出线端连接，gil输电线路4与低压出线端连接，gis开关设备1与gil输电线路4之间通过电力变压器2实现变压；电力变压器2、互感器、隔离开关、避雷器及放电间隙均位于金属筒体5内，绝缘介质包裹高压出线端、中性点出线端和低压出线端，避免暴露在空气中；气泵62将绝缘介质通过进气管61送入金属筒体5内，确保金属筒体5内绝缘介质浓度，确保绝缘效果；工作一端时间后，绝缘介质存在消耗，被分解后，控制阀66打开，金属筒体5内绝缘介质进入回收处理箱65内，回收处理箱65内处理剂与绝缘介质反应，将分解气及废气反应去除，剩余六氟化硫气体，便于重新投入使用；湿敏传感器、红外气体传感器检测处理后的绝缘介质成分，确定可以循环使用时，循环阀打开，处理后的绝缘介质流入储气箱64中，用于下次送入金属筒体5，降低六氟化硫气体消耗，同时填充确保绝缘效果；气体压力传感器67检测金属筒体5内绝缘介质的压力，当压力降低时，说明金属筒体5存在缝隙，绝缘介质出现泄露，气泵62工作，及时补充绝缘介质，避免金属筒体5内压力过低，影响绝缘效果；湿敏传感器、红外气体传感器判定绝缘介质杂质和水含量过高，无法使用时，通过废气排出阀651回收废气，进行集中处理，并更换回收处理箱65，并向储气箱64补充新的绝缘介质。
22.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。