换流站换流阀内冷却水水质要求与控制探析

崔拼搏 王亮

【摘  要】为了能够使换流站换流阀内的水质达到标准，则需要采取一定的措施对其进行管理或定期维护，根据大部分换流站的冷却水系统，其安装与设计都需要严格的进行审查，进而能够确保直流输电工程稳定使用。本文分析了换流阀系统的基本组成，并且根据其技术要求，检测乙二醇溶液的性质，笔者根据观察与自身经验提出相应的控制措施与意见。

【关键词】冷却水;换流阀;输电工程

引言

直流输电工程在正常运行的过程中其最重要的组成部分就是换流阀系统，进而能够有效的将直流输电与交流输电进行转换，在其正常运行的过程中内部的可控硅件会因高温出现较高的热量，为了避免发生故障则需要内部冷却水系统将过高的热量稀释或排放，降低到正常运行的温度，提高元件的使用寿命。为了使换流阀能够正常的运行工作，内部冷却水不仅需要在设计合理，还需要确保水质达标，避免在使用的换流阀被水中杂质影响。

一、内冷水系统的组成及技术要求

（一）系统组成

换流阀的内部冷水系统不对外开放，属于一种封闭式系统，下图1是内部冷却水组成系统，其在工作的过程中属于自循环的方式，进而能够减少外界因素的影响。其主要有补水箱、排气阀、离子交换器、补水泵、膨胀水箱以及过滤器组成，在运行工作时主要由循环水泵将冷却水输送到换流阀顶部的进水管道，当换流阀存有内冷却水时，会将晶闸管散热器以及各个元件的热量排放或带走，根据换流阀的外部系统进行热量交换，促使内部温度逐渐的稳定。

（二）技术要求

（1）主循环水泵

在进行设计的过程中，大部分会对内冷却水设置两台主循环水泵，虽然只需要一台进行运行工作，但是这种装置出现热量过高如果没能有效的控制，则需要立即更换设备，确保其能够正常运行，促使各个部位的发热器件的内冷水温度恒定。在换流阀正常运行的过程中，应该定期的进行维护与维修，并更换备用水泵与主水泵，从而保障系统的压力稳定。

（2）主水过滤器技术要求

循环冷却水在流动的过程中容易造成刚性颗粒脱落进入换流阀体内，因此，在换流阀进水管的部位安装机械过滤器或过滤网，进而能够防止刚性颗粒进入换流阀体内。

（3）稳压系统技术要求

稳压系统在工作时主要有两种形式，一种为氮气稳压系统，另一种为高位水箱稳压系统。氮气管主要的组成部件有安全阀和氮气瓶以及电磁阀等部件，并且在运行工作时由自动控制进行减压工作以及排气工作，并且能够根据实际情况调节气压。氮气稳压系统在工作时应该设置备用氮气瓶，确保在运行的过程中出现故障能够及时在线更换。并且应该在两种稳压系统的外侧设置电容式液位计，用于测量水位或传送水位，以及设置用来显示水位的磁翻板液位计。

（4）除氧装置技术要求

根据实际情况以及冷却水水质的氧含量合理的设置除氧装置，必要时利用除氧装置代替氮气装置使用。

（5）补水装置技术要求

合理的将定压补水装置设定在内冷水回路上，可以利用蒸馏水或纯净水对内冷水会路进行补水。根据换流站的实际情况可利用自动补水与手动补水进行，自动补水主要使用自动补水泵实施工作。

二、换流阀内冷却水水质要求及控制措施

（一）内冷却水水质

为了能够有效的避免内冷却水系统出现腐蚀的现象，在实际工作的过程中应该严格重视内冷却水的水质。根据实际情况以及相关换流阀对冷却水水质的需求，并根据内冷却水的溶解氧含量和电导率以及pH值进行判定，确保内冷却水达标，确保换流阀使用的过程中能够正常运行。

（二）内冷却水水质控制措施

（1）控制补充水质

为了确保内冷却水的干净并且水质达标，应该根据实际向系统添加蒸馏水，合理的对冷却水系统进行冲洗工作，并且在实施的过程中需要补水时应通过离子交换器进入系统，防止出现其他方面的隐患。

（2）设置去离子装置

将混合离子交换器安装到内冷水系统中，并且设置较高的容量以及加强其耐高温的特质，进而能够有效的将水中的微量离子的专用阴阳混合离子交换为树脂。促使主循环回路的支路与去离子装置产生并联的状态，有效的处理部分循环水以及全部补充水。

（3）设置除氧装置

将氮气除氧装置设置在膨胀水箱，促使内冷水中的溶解氧含量得到有效的控制，氮气从膨胀水箱底部进入，氮气在与水分接触的过程能够将水中的溶解氧置换，进而从膨胀水箱的顶部和设定的位置排出，进而能够有效的控制溶解氧的含量。

（4）内冷却水系统管路材质的选择

为了能够有效的防治内冷却水中的管路出现腐蚀的情况，应该合理的使用耐腐蚀的材质，避免内冷水受到锈蚀产物的污染，以及出现堵塞管道或累计在元件表面上。并且在使用的过程中应该定期的进行清洗，确保换流阀能够稳定运行。

（5）安装机械过滤器

由于循环冷却水在迅速流动的过程中会导致刚性颗粒脱落而进入换流阀体内，为了防止这种状况出现，则需要合理的在换流阀体内安装机械过滤器或过滤网，并且确保过滤精度的达标。安装后使用时，应该定期的对过滤器与过滤网进行更换或清洗，并且检查其磨损状况，确保滤芯能够正常使用，若出现磨损严重应该立即更换，保障换流阀的正常运行。

根据实际情况将两个符合的精密过滤器安装到离子交换器的进出口。在进水口安装主要是防止大颗粒进入离子交换器内部，进而对交换器产生影响;在出水口安装过滤器主要是用来拦截破碎的树脂颗粒，进而对冷却水水质造成一定的影响。

（三）添加防冻液后的内冷却水水质

当换流阀的工作区域温度较低是，为了有效的防止内冷却水系统在停止运行时出现内冷水结冰的状况，大部分管理人员选择在内冷却水中加入乙二醇防冻液，乙二醇能够有效的降低内冷水的冰点，进而发挥防冻的作用。在加入乙二醇时，应该根据实际状况与温度的情况进行施加，如果施加的比例不规范时，容易影响内冷水的换热效率，严重的还会出现腐蚀系统的状况。

在内冷水中添加乙二醇溶液时，其物理性质的好坏能够直接影响内冷水的应用性能，并且在使用之前应该合理的检查乙二醇溶液的浓度，浓度的不同其性质也会出现变化。

在東北和西北地区建设换流站时，由于地区气温相对比较低，在内冷水中添加乙二醇溶液时一般按50%比例，内冷水的粘度要高于纯水，进而导致比热和热导系数降低，因此，在添加的过程中还需要考虑对主循环泵的功率进行提升，促使内冷水的冷却效率与纯水相当，进而能够确保换流阀高效稳定的运行。

结束语：总而言之，换流站是否能够高效稳定的运行，主要取决于换流阀内冷却水系统的可靠程度，为了能够有效的保证冷却水的可靠性，则需要有效的对冷却水质进行监督与检测，并且合理的对其实施运行控制。因此，不仅需要将电导率仪与溶氧仪安装到内冷却水系统，还需要定期的进行取样检测，进而确保内冷却水的水质达标，避免由于内冷却水不达标的原因而影响换流阀的正常运行。

参考文献：

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（作者单位：国网青海省电力公司检修公司）