高压直流换流阀冷却系统运行情况分析及反措王辉

高压直流换流阀冷却系统运行情况分析及反措王辉

(1.国网河南省电力公司检修公司河南郑州450000;2.国网河南省电力公司三门峡供电公司公司河南三门峡472000)

摘要:晶闸管换流阀是换流站的核心元件,正常运行时,大电流流过晶闸管时产生高热量,从而导致晶闸管温度急剧上升。如果辅助设备中的冷却系统不对晶闸管进行有效冷却,晶闸管将被烧坏。为了确保直流输电系统的安全稳定运行,梳理换流阀冷系统薄弱环节,不断总结运行维护的经验和教训,制定换流阀冷却系统反事故措施,提高换流阀冷却系统的运行维护水平。

关键词:换流阀冷系统;薄弱环节;典型缺陷

0引言

本文以高压直流输电换流阀冷却系统为研究对象,针对阀冷却系统结构组成、运行方式,梳理阀冷却系统薄弱环节,不断总结运行维护的经验和教训,制定阀冷系统反事故措施以及相关规程规定,提高阀冷系统的运行维护水平。

1换流阀冷却系统介绍

换流阀是换流站的核心设备,目前在运的换流站中,换流阀额定电流最高已达4500A,正常运行时,大电流通过换流阀产生大量热量,导致晶闸管、电抗器等器件温度急剧上升,为防止这些元件因温度过高而损坏,需配置阀冷却系统对换流阀进行冷却。目前,阀冷却系统包括阀内冷系统和阀外冷系统两部分。阀内冷系统是一个密闭的循环系统,它通过冷却介质的流动带走换流阀产生的热量,其冷却介质通常采用去离子水;阀外冷系统根据冷却方式的不同,可分为水冷和风冷两种形式。阀外水冷系统是一个开放式的水循环系统,用经过软化处理的水通过冷却塔持续对阀内水冷系统管道进行冷却,降低阀内水冷温度。由于受地区环境影响,部分换流站采用阀外风冷系统,如灵宝背靠背换流站,使用大功率风扇对阀内水冷管道进行吹拂冷却,具体结构如图1所示阀在直流输电系统中,阀冷系统主要用于冷却换流阀可控硅,以防止换流阀设备因发热而损坏,其主要由水循环系统和控制保护系统两部分组成。

3.2阀冷系统典型缺陷

对多条直流阀冷系统的运行缺陷进行归纳统计,发现阀冷系统运行存在的典型缺陷有内冷水滤网堵塞、主泵切换不成功、部分跳闸延时定值偏短、阀塔漏水、单一传感器故障造成直流闭锁、主泵机械密封渗漏水等几种。举例如下所示:

(1)内冷水滤网堵塞。某换流站运维人员极2主水管压力均为5.80-5.84之间,偏高于正常运行值。故障原因:检查发现滤芯堵塞,更换滤芯后主管道压力恢复正常。

(2)主泵切换不成功

某换流站极2阀冷系统#1交流电源出现扰动,造成从主泵2切到主泵1,切换后主泵1出现故障信号,并再次回切到主泵2后恢复正常运行。故障原因:110kV站用电电源进线电压扰动导致相应站用电交流电源出现扰动,软启动器存在初始化时间。

4反事故措施

为了确保直流输电系统的安全稳定运行,梳理换流阀冷系统薄弱环节,不断总结运行维护的经验和教训,开展反事故措施研究,具体如下:

(1)跳闸回路禁止采用正常时跳闸继电器触点闭合,跳闸时触点断开的发信方式;阀冷系统单继电器出口回路改为双继电器“与逻辑”出口方式,避免单继电器故障出现误动。

(2)每年或者对阀内冷水系统进行较大规模的检修后,应进行水压试验,建议采用1.1倍额定水压,并保持至少15分钟,确保无渗漏。

(3)每年至少抽查1/6数量的阀内冷水均压电极及垫圈的状况,并对1/6数量的阀冷内冷水支管接头进行紧固检查。

参考文献

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[2]杨振宇,俞澄一.超高压直流输电换流站阀冷却系统的故障分析[J].华东电力,2010,38(3):369-372

[3]许根富,尚立新.高压晶闸管换流阀外水冷系统分析.中国电力,2009.12,42(12):42-44与研究[D]:华南理工大学;2010.

[4]郭新茹,张亮峰,俞犇.一种换流阀内冷却水净化处理方法及装置:,CN103435196A[P].2013.

作者简介

王辉(1979-),男,本科,工程师,主要从事换流站运维技术工作。

李应文(1972-),男,硕士,高级工程师,主要从事高压直流输电技术研究工作。

姜海波(1981-),男,硕士,工程师,主要从事换流站运维技术工作。

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