[实用新型]一种高压电流输电系统阀内冷却系统的模拟研究装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及电力工程技术领域，特别涉及一种高压直流输电系统阀内冷却系统的模拟研究装置。

背景技术：

换流阀的冷却系统(简称阀冷系统)分为内冷却系统(简称阀内冷系统)和外冷却系统(简称阀外冷系统)，是高压直流输电工程的辅助系统之一。阀内冷却系统将换流站生产过程晶闸管产生的热量接收并转移到阀外冷却系统进行散热，已确保晶闸管的工作温度稳定在一个合适的数值。所以，阀冷系统出现故障将直接影响直流输电系统的可靠性。然而，换流站等生产现场正常运行的阀冷系统，尤其是阀厅内的内冷却系统，因高电压、强磁场等无法直接接触，只能将其作为一个“黑闸子”，通过阀冷系统的输入端和输出端的循环水的特征(如温度等)来判断阀内冷系统的工作状态。造成阀厅内的阀内冷却系统故障的发展、演变无法检测，只有故障发生停止输电后才能检查处理。此外，某些故障产生的影响因素因停电也无法验证生产时的实际状况，造成故障影响因素的不确定性，无法对现场阀内冷却系统故障产生的关键因素提出指导性建议。综上所述，非常有必要建立一套针对高压直流输电阀冷系统的模拟研究装置，以摆脱生产现场的高电压、强磁场等环境的限制，方便进行模拟换流站实际生产下阀冷系统的相关研究和规律摸索。

实际上，针对高压直流输电阀冷系统的研究大多针对工程性的探讨，基于内冷水的化学特征以及其与均压电极、冷却器等部件的腐蚀相关性的研究并不多。本单位前期申请的专利(ZL2014206978390，一种高压直流输电系统阀冷内冷水的模拟系统)中提及的一种高压直流输电系统阀冷内冷水的模拟系统，其实就是换流站阀冷系统各生产设备的搭建，因主要用于技术培训，不能调整和改变阀冷系统内的各影响因素的技术条件，所以无法开展针对阀冷系统各部件材料和腐蚀规律的研究。

实用新型内容：

本实用新型根据换流站的阀内冷系统设计了一套小型化的模拟装置，以进行内冷水循环系统的学习和相关故障的影响因素的探究从而解决现有技术中存在的问题。

一种高压直流输电系统阀内冷却系统的模拟研究装置，包括换流阀实际生产用的晶闸管和用于冷却所述晶闸管的冷却器，所述冷却器经过管路连通均压电极、控温装置和用于提供循环动力的水泵以构成循环管路，所述循环管路另连通膨胀水箱，所述管路内设置有散热介质，所述散热介质为电导率低于1μS/cm的去离子水，控制去离子水的pH在6.5-7.5，温度为45℃-60℃，氧含量低于10ppm，以维持与去离子水接触部件的化学稳定性和电化学稳定性。本实用新型通过在内冷水中通入微量的二氧化碳或者氨气来调整内冷水的pH等以减轻或彻底避免均压电极、冷却器的腐蚀程度。

本实用新型中可控制和调整去离子水的特征，包括pH、电导率以及微量添加物等，以提高阀内冷却系统的化学稳定性、电化学稳定性。

优选地，所述去离子水内含有含量低于5ppm的二氧化碳或氨气。

优选地，本发明装置还包括连通所述循环管路的净化管路，所述净化管路包括离子交换器，所述离子交换器内设置有苯乙烯系阳离子交换树脂和苯乙烯系阴离子交换树脂中的至少一种。

进一步的，所述净化管路和所述循环管路上还设置有水阀。

优选地，所述控温装置包括热传感器、加热装置和温度控制器。

优选地，所述冷却器包括用于冷却晶闸管的第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器和所述第二冷却器设置于所述晶闸管的两端，所述第一冷却器和所述第二冷却器分别与所述循环管路连通形成回路。

优选地，所述循环管路还包括计量所述去离子水水量的流量计。

优选地，所述循环管路还包括用于测量去离子水的电导率的电导率仪。

优选地，所述循环管路还包括用于测量去离子水的pH值的pH计。

优选地，所述循环管路还包括用于测量去离子水中的氧气含量的氧量分析仪。

本实用新型一方面可以在试验中控制和调整内循环水的特征，包括pH、电导率以及微量添加物等，以提高阀内冷却系统的化学稳定性、电化学稳定性。本实用新型通过在内冷水中通入微量的二氧化碳或者氨气来调整内冷水的pH等以减轻或彻底避免均压电极、冷却器的腐蚀程度；另一方面本实用新型提出的模拟研究装置能够实现阀冷系统生产现场的各影响因素的控制技术条件，可以克服生产现场的高电压、强磁场等不利因素，避免了研究人员的人身伤害。

附图说明

图1为本实用新型一种高压直流输电系统阀内冷却系统的模拟研究装置结构示意图。

具体实施方式