[发明专利]一种直流输电换流阀冷却水质在线监测系统及其监测方法

说明书

本发明涉及一种直流输电换流阀冷却塔水质监测系统及其监测方法，主要用于直流输电换流站及其相关领域内的水质监测，以免出现因水质问题导致冷却塔结垢的问题。它通过送样泵将待检水样送至专门的水质分析槽，通过温度计、电导率仪、水硬度计及总碱度计等仪器进行水质检测，并将结果传输至数据采集分析器，经内嵌的数据分析软件计算，将水样所处状态就地显示或提交到上位机。本发明操作简单；检测结果直观；对检测环境适应性强，既可作静态检测，又可做实时在线监测。该方法可方便普通工作人员对出现的问题迅速采取措施。

技术领域

本发明涉及一种直流输电系统的监测系统，具体讲涉及一种直流输电换流阀冷却水质在线监测系统及其监测方法。

背景技术

换流阀是直流输电工程的核心设备，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制，其价值约占换流站成套设备总价的22～25％。

换流阀的设计应用了电力电子技术、光控转换技术、高压技术、控制技术和均压技术、冷却技术、高压用绝缘材料的最新技术和研究成果，主要的技术难点在于：换流阀暂态仿真模型的建立；换流阀高电位整体屏蔽和屏蔽性能的研究；换流阀绝缘配合、局部放电水平的控制与抑制技术；换流阀关键器件的开发研制；换流阀阀冷却、光电转换技术、控制和均压技术的集成；换流阀型式试验方法的研究。

换流阀由晶闸管、阻尼电容、均压电容、阻尼电阻、均压电阻、饱和电抗器、晶闸管控制单元等零部件组成。其中，晶闸管是换流阀的核心部件，它决定了换流阀的通流能力(目前国内已研制出6英寸晶闸管，额定通流能力4000安培)，通过将多个晶闸管元件串联可得到希望的系统电压。晶闸管的触发方式分为电触发和光触发，ABB和西门子、阿海珐分别是其中的代表。

换流阀的核心部件晶闸管所需的水冷散热器，既要给晶闸管散热，又要充当结构件承压，还需导电，和终身的质保，其严格的质量要求使得这种水冷散热器成为了电力电子行业内水冷散热器的顶级产品。

换流阀领域内针对直流输电换流阀冷却系统水质的监测项目主要包括：电导率、少部分换流站监测的pH、溶解氧、温度，尽管定期检测，但换流站仍有冷却塔盘管结垢的问题发生。冷却塔盘管结垢将会大大降低冷却塔的换热效率，导致内冷水温度偏高，若冷却塔的裕量不足，极易导致阀体温度过高而跳闸，造成严重后果。

另一方面换流站内的操作人员一般均为电力专业出身，对于水处理缺乏系统性的研究，因此，水质监测就显得比较陌生。本发明提供一种为便于非水处理专业背景的操作人员使用的水质检测设备，以预防冷却塔结垢问题。

目前，国内外为了判断水质稳定性均采用实验室检测水样及查表计算、对比的方法，此方法既需要有配套的检测器具，又需要相对专业的操作人员，目前无法实现在线监测。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种直流输电换流阀冷却水质在线监测系统及其监测方法，本发明用于直流输电换流站及其相关领域内的水质监测，以免解决了换流站因出现水质问题导致冷却塔结垢的问题，能够实现在线监测。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种直流输电换流阀冷却水质在线监测系统，该装置并联于外冷系统主循环回路上，其改进之处在于，所述监测系统包括送样泵、过滤器、水质分析槽、检测仪和数据采集分析仪；所述送样泵通过管道与过滤器连接；所述过滤器通过管道与水质分析槽的进水口连接；所述检测仪分别与水质分析槽和数据采集分析仪连接。(系统既可通过独立水泵将水加到检测装置中，亦可通过管道将系统连接于阀冷系统上相关的取样口。)

进一步地，所述检测仪包括温度检测仪、电导率检测仪、水硬度检测仪和总碱度检测仪。

进一步地，所述温度检测仪为温度变送器；所述电导率检测仪为电导率变送器；所述水硬度检测仪的检测精度以生活饮用水为标准，检出限1mg/l；所述总碱度检测仪的检测精度为1mg/l，检出限为10mg/l。