[发明专利]变频反馈控制式无排放SF6双级压缩机装置及工作方法

说明书

本发明提供了一种变频反馈控制式无排放SFsubgt;6/subgt;双级压缩机装置，包含入口低压过滤器，压力调节阀，入口缓冲罐，压力传感器，一级压缩缸，一级安全阀，驱动电机，一级压缩缸，变频控制器，PLC控制器，二级安全阀，双级冷却器，冷却风扇，出口组合过滤器。驱动电机通过变频器控制，实现大功率高负载电机的变频软启动，通过逐步升高频率，使压缩机的转速平稳上升。同时结合PLC控制，可以实现压缩机排量和负荷的自动调节，根据压缩机出入口的压力信号反馈，来根据需求调节频率，从而实现压缩机的功率和排量的调节。也可以根据操作的控制输入，来调节所需的压缩机排量，从而适应不同的工况，使SFsubgt;6/subgt;压缩机工作在高效经济的效率区间。

技术领域

本发明属于电力设备中SF₆气体处理技术领域，具体涉及变频反馈控制式无排放SF₆双级压缩机装置及工作方法。

背景技术

在电力工业中SF₆气体是一种重要的高压灭弧与绝缘介质。它用作封闭式、高压开关的灭弧和绝缘气体，广泛应用于高压输变电电网工程中，特别是高压、超高压及特高压输电网络的气体绝缘组合电气GIS、气体绝缘线路GIL、气体绝缘变压器GIT等电网设备上。但是SF₆气体是一种氟化类气体，具有很高的全球温室效应影响,是京都议定书中规定的必须监控的六种气体之一，因此SF₆气体必须在密闭的系统中使用，严格控制排放。此外，在GIS或GIL电弧或电晕放电作用下，产生的局部强电磁能会使SF₆绝缘气体发生分解而生成各种低氟硫化物SF_x，SF₆气体绝缘设备内部存在的H₂O和O₂等杂质结合，其分解物还会进一步与之发生反应产生SF₆分解产物，生成如SO₂、HF、H₂S等酸性和剧毒气体。这些特征分解组分会腐蚀设备内固体绝缘及金属部件，加速绝缘劣化，导致设备发生突发性故障，因此装置需要有效的过滤保护。

电力工程行业中使用的SF₆气体压缩机通常采用三相供电，常规的SF₆气体压缩机电机采用三相电机在特定的电源条件下定频运行，一些功率较大的电机虽然采用Y-△降压启动，但启动电流仍然很大，并且转速波动仍较大，启动时大电流的冲击会影响供电系统及其它用电设备的运行安全。三相电机的转速与频率成正比，而活塞式压缩机等往复式压缩机的排量与转速成正比，所以，当供电电源频率为50Hz时，如果通过提高频率至60Hz，理论上电机的转速将提升20％，压缩机的理论排量提升20％，因此需要变频调节以充分发挥电机的潜能，提高压缩机的排量，提高装置的工作效率。

在GIS或GIL中SF₆气体回收过程中，由于SF₆气体必须回收到深度真空，因此SF₆压缩机的前级通常配有抽真空性能足够的SF₆负压回收泵或前级增压泵，当GIS或GIL中SF₆气体压力达到真空或高真空时，回收速度主要取决于负压回收泵和增压泵，由于气体非常稀薄，此时的压缩机入口压力仍非常低，入口压力临近压缩机的最低允许吸入压力，因此定频运行的压缩机的效率非常低，有效压缩的气量非常少，需要通过变频和压力反馈，降低排量，减少能耗，在更经济节能的工况下运行。

综上所述，目前对变频运行和压力反馈相结合的压缩机还缺乏研究，亟需一种简单有效且能准确变频反馈控制的无排放SF₆双级压缩机装置。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供变频反馈控制式无排放SF₆双级压缩机装置及工作方法，解决大型SF₆气体压缩机在定频条件下，启动运行冲击较大，运行工况无法根据气体压力条件进行流量调节和排量调节的问题，以及SF₆不能直接排放且处理中需要过滤的问题。