高壓直流換流閥冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化措施

高壓直流換流閥冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化措施摘要：我國因獨(dú)特的西電東送和南北互供的供電工程發(fā)展，使得高壓直流的輸電方式在我國有著良好的未來。在高壓直流輸電工程中，換流閥是其最核心的設(shè)備之一，但換流閥卻存在一個典型問題，就是在運(yùn)行過程中其會產(chǎn)生非常多的熱能，這就必須使用閥冷卻水系統(tǒng)來對其換流閥進(jìn)行冷卻。本文主要是對閥冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行介紹，接著再對其問題展開分析并提出對應(yīng)的改進(jìn)措施，對該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計對其可以安全、穩(wěn)定工作具有重要意義，希望可以為高壓直流輸電工程產(chǎn)生一定的幫助。關(guān)鍵詞：高壓；直流換流閥；冷卻；優(yōu)化一、直流閥冷卻水系統(tǒng)介紹閥冷卻水系統(tǒng)主要就是由閥外冷水系統(tǒng)和閥內(nèi)冷水系統(tǒng)組成，其中閥內(nèi)冷水系統(tǒng)就是將閥組件工作時產(chǎn)生的熱量排到閥廳之外，保證換流閥組件的晶閘管可以在可控溫度范圍下運(yùn)行，之后閥外冷水系統(tǒng)又將內(nèi)冷水系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量帶走，排到大氣中，保證內(nèi)冷水系統(tǒng)保持持續(xù)的冷卻能力。閥冷卻水系統(tǒng)正是因內(nèi)冷水系統(tǒng)和外冷水系統(tǒng)的共同工作來完成對換流閥進(jìn)行持續(xù)冷卻，保證其可以安全穩(wěn)定地運(yùn)行。由此可以看出，系統(tǒng)是一個封閉循環(huán)系統(tǒng)，是由三個主要回路構(gòu)成的，分別是主水回路、穩(wěn)壓回路及水處理回路。外冷換熱離子交換品外冷換熱離子交換品圖1換流閥內(nèi)冷水系統(tǒng)圖如上圖所示，主水回路是由主循環(huán)泵、脫氣罐和管道構(gòu)成，穩(wěn)壓回路是由氮?dú)馄亢团蛎浌迾?gòu)成；水處理回路是由離子交換樹脂和補(bǔ)水泵構(gòu)成。主水回路主要是連接換流閥和閥外冷水系統(tǒng)換熱器，目的是把熱量排出換流閥之外；水處理回路就是持續(xù)對主水回路部分水量進(jìn)行處理，去除水中雜質(zhì)且進(jìn)行補(bǔ)水處理，嚴(yán)格保證主水回路的冷水質(zhì)量；穩(wěn)壓回路的作用是緩沖系統(tǒng)水容積變化，同時也可以隔絕空氣和維持壓力恒定。二、高壓直流換流閥常見問題及預(yù)控通過上面介紹可以直觀地看出閥水冷系統(tǒng)的組成相當(dāng)復(fù)雜，系統(tǒng)中元器件也比較多，系統(tǒng)工作過程繁瑣，如果有一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就會對換流閥的工作產(chǎn)生直接影響。接下來，對換流閥工作工程中常見問題進(jìn)行介紹，并對其提出預(yù)控措施。2.1冷卻水滲漏在水冷系統(tǒng)當(dāng)中，負(fù)責(zé)管道連接的設(shè)備和在設(shè)備的安裝部位都使用大量的密封墊保證密封質(zhì)量。由于長期的運(yùn)行工作，密封墊容易出現(xiàn)老化、位置偏移、螺絲松動等等故障，故障部位容易出現(xiàn)內(nèi)冷水的滲漏問題，如果滲漏嚴(yán)重，可能引起泄漏的保護(hù)動作，進(jìn)而造成運(yùn)行閉鎖。此外，接頭處如果因為振動而松脫漏水，也會造成膨脹罐出現(xiàn)液位下降，進(jìn)而引起保護(hù)動作，直流進(jìn)入閉鎖狀態(tài)。預(yù)控措施：①在換流閥安裝過程中，緊固好系統(tǒng)內(nèi)管道的接頭處，并將標(biāo)記做到位，等水管安裝完畢后及時進(jìn)行管道壓力及檢漏試驗，第一時間修復(fù)故障點(diǎn)。②水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，應(yīng)加強(qiáng)重點(diǎn)設(shè)備巡檢工作，定期記錄系統(tǒng)中內(nèi)冷水水位，將閥門的緊固檢查工作和橡膠墊定期更換工作做好。③在后期檢修期間，要對系統(tǒng)內(nèi)的水管仔細(xì)檢查，如果發(fā)現(xiàn)水管接頭處松動磨損、滲漏泄露等故障要第一時間處理。2.2設(shè)備的供電隱患在換流閥水冷系統(tǒng)中，對供電要求高的設(shè)備是主循環(huán)泵和噴淋泵，如果這兩個設(shè)備出現(xiàn)供電問題，水流量會因主泵的工作異常而減少，或者是內(nèi)冷水的溫度因噴淋泵停運(yùn)而急速升高，從而會對直流系統(tǒng)帶來安全隱患。預(yù)控措施：①對于重要的驅(qū)動設(shè)備，一定要嚴(yán)格執(zhí)行兩路母線電源的供電方式，還可以另加上大容量的UPS作備用電源使用。如果雙路進(jìn)線供電均出現(xiàn)故障，可以迅速轉(zhuǎn)到UPS供電，電源恢復(fù)后可以隨時切換。②對各段的電源或設(shè)備自動投切裝置進(jìn)行定期檢查及試驗，嚴(yán)格落實好切換配合時間、開關(guān)的靈敏度、定值設(shè)置等滿足系統(tǒng)在不同情況下的運(yùn)行要求。③對于用變頻器來驅(qū)動的設(shè)備，因變頻器在長期運(yùn)行下故障幾率較高，可以直接影響電機(jī)的安全運(yùn)行，這時應(yīng)及時把變頻器換為軟啟動器，用來控制電機(jī)的啟停工作。2.3外冷水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)垢源水經(jīng)由軟化和反滲透等處理工藝成為合格的水后，要加入冷卻塔中對水進(jìn)行冷卻。當(dāng)反滲透膜堵塞、氣體含量超標(biāo)、離子交換樹脂失效、水質(zhì)較差、渾濁度高時，經(jīng)過處理后的水中鈣鎂離子含量會嚴(yán)重超標(biāo)，如果長期使用會導(dǎo)致冷卻塔的冷卻片和噴淋頭等設(shè)備結(jié)成水垢，會降低對水的冷卻效果。預(yù)控措施：①換流站應(yīng)盡量采用水質(zhì)優(yōu)良的源水，源水在使用之前可用除鹽、除鈣、加氯等措施，來處理源水，提高源水品質(zhì)。②可在噴淋水系統(tǒng)周圍安裝上檢測硬度的專用探頭，當(dāng)水質(zhì)硬度過高時，可以通過排污換水工作來加大棄水量，可以達(dá)到降低水硬度的目的。③工作人員應(yīng)加強(qiáng)對外冷水系統(tǒng)的巡視力度，主要看反滲透膜和噴淋塔，如果發(fā)現(xiàn)滲透膜失效或是噴淋塔結(jié)垢，一定要及時組織工作人員處理。2.4傳感器參數(shù)失真利用好水溫傳感器、水壓傳感器、流量傳感器和水位傳感器等設(shè)備可以為水冷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下的監(jiān)測提供出很大便利。但在運(yùn)行中，如果傳感器出現(xiàn)損壞、端子松動、安裝不牢或受到環(huán)境電磁的嚴(yán)重干擾，那么實際值和監(jiān)測值間可能會存在不小的誤差，容易造成保護(hù)誤報警及誤動作。預(yù)控措施：①要定期對傳感器和附屬部件（接線盒、線纜等）進(jìn)行巡查和參數(shù)校驗，如果出現(xiàn)問題應(yīng)及時修復(fù)或是更換。②對作用在跳閘情況下的傳感器，應(yīng)按照三套獨(dú)立冗余原則配置，且在保護(hù)傳感器上要對信息采集量嚴(yán)格按照“三取二”的原則進(jìn)行出口。③要保證各傳感器的電源由兩套電源負(fù)責(zé)同時供電，如果有一電源失電，不會影響傳感器正常工作。2.5邏輯保護(hù)缺陷閥冷系統(tǒng)在正常運(yùn)行中，有著大量且復(fù)雜的各種保護(hù)，各保護(hù)中運(yùn)用到的傳感器和儀表很多，采用的狀態(tài)量也十分繁瑣。如果在設(shè)計或是安裝的過程中，存在參數(shù)設(shè)置不合理、邏輯混淆、動作誤判等問題，會直接影響著閥冷系統(tǒng)安全穩(wěn)定的工作。預(yù)控措施：①加大對各保護(hù)的邏輯排查工作，利用停電機(jī)會去對各保護(hù)進(jìn)行傳動檢查和改造升級，確保保護(hù)動作的報警值完全符合閥冷系統(tǒng)的實際運(yùn)行情況。②應(yīng)給每套保護(hù)系統(tǒng)安裝雙重化、三重化的配置，而且每套配置應(yīng)包括獨(dú)立的硬件和功能，對于保護(hù)功能的出口邏輯，應(yīng)采用“三取二”的原則，在系統(tǒng)中增加異常監(jiān)視功能。2.6其他故障閥冷系統(tǒng)的其他故障還有：電機(jī)皮帶老化、系統(tǒng)結(jié)冰、保護(hù)裝置拒動勿動、工作電源諧波嚴(yán)重等等。三、結(jié)束語閥冷系統(tǒng)，其作為換流站的重要組成之一，它性能的好壞可以直接決定直流系統(tǒng)的工作安全，必須對其產(chǎn)生足夠重視。目前，有關(guān)閥冷系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展已相對成熟，運(yùn)性經(jīng)驗也越來越豐富，因此在今后工作中出現(xiàn)的各類缺陷要以預(yù)防為主，主要是注重按照反事故措施要求對閥冷系統(tǒng)進(jìn)行隱患排查工作，應(yīng)提前根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行系統(tǒng)反應(yīng)的特點(diǎn)來制定出對應(yīng)的防范措施，特別要對冷卻水流量低、內(nèi)冷水泄漏、冷卻塔腐蝕等常發(fā)問題加強(qiáng)重視，以確保直流輸電系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定的工作。相信在不久的未來，系統(tǒng)可靠性大幅提高之后，閥冷