一种换流阀冷却系统内冷水漏水检测电路技术方案

本实用新型专利技术公开了一种换流阀冷却系统内冷水漏水检测电路，所述漏水检测电路包括膨胀系数计算电路、水位换算电路以及漏水判断电路，其中：所述膨胀系数计算电路包括第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第一加法器和第二加法器；所述水位换算电路包括第三加法器和除法器；所述漏水判断电路包括第一寄存器和第一比较器。本实用新型专利技术依据影响换流阀冷却系统内冷水漏水的因素，通过设置膨胀系数计算电路、水位换算电路以及漏水判断电路，能够检测不同严重程度的阀冷却内冷水漏水情况，能够应用于不同的直流系统，可以有效弥补当前直流阀冷却控制系统无法有效对内冷水缓慢漏水进行检测的不足。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及换流阀冷却系统，具体涉及一种换流阀冷却系统内冷水漏水检测 电路。
技术介绍
阀冷却系统是高压直流输电系统中重要的辅助部分，是确保换流阀安全、可靠运 行的重要支撑。直流输电系统双极各配备一套阀冷却系统，每一套阀冷却系统可分为内冷 水系统和外冷水系统两个部分，其中内冷水系统为密闭式循环水系统，由主循环栗、主过滤 器、膨胀水箱、冷却塔、换流阀众多水冷管道等组成，其主要功能是将换流阀上各元件的功 耗发热量排放到阀厅外，保证晶闸管运行结温在正常范围内，确保其可靠运行。单极阀冷却 内冷水系统如图1示。 膨胀水箱为敞开式水箱，用于检测内冷水回路水位和控制补水栗对内冷水系统补 水，同时用于补偿温差引起的水体积变化，并对内冷水系统的少量渗漏水进行补充。膨胀水 箱配备了水位传感器，通过膨胀水箱的水位来检测内冷水水量。膨胀水箱水位低于20 %时， 系统发膨胀水箱水位低告警，水位低于10%时，主循环栗自动停运，直流输电系统相应极停 运。 由于阀内冷水管道较长，尤其是水流经换流阀时分成了很多细小的管道，且接口 众多，在长期运行过程中，很容易出现漏水的现象。以贵广II回直流为例，当发生下列情况 之一阀冷却控制系统认为内冷水回路存在漏水现象：1)IOs内膨胀水箱水位下降2%;2)补 水栗持续运彳丁达2h;3)补水栗在24h内启动两次。 由此可以看出，相关定值的设定是假设于阀冷却系统有较严重的漏水，而缺乏对 轻微漏水情况的监视。基于目前的运行数据来看，轻微漏水的故障占多数，如果漏水点在换 流阀处，则可能会造成换流阀短路，对设备的危害非常大。另外，由于换流阀温度高，细微漏 水很容易被蒸干，使得漏水点不容易发现。因此，有必要对换流阀冷却系统内冷水漏水进行 可靠的检测。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种换流阀冷却系统内冷水漏水检测电路，适 用于直流输电系统的多种运行方式，在双极平衡运行的方式下和在单极运行的方式下，均 可对不同程度的阀冷却内冷水漏水情况进行检测，弥补当前直流阀冷却控制系统无法有效 对内冷水缓慢漏水进行检测的不足。 为了实现上述目的，本技术采取的技术方案是： -种换流阀冷却系统内冷水漏水检测电路，所述漏水检测电路包括膨胀系数计算 电路、水位换算电路以及漏水判断电路，其中： 所述膨胀系数计算电路包括第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第一加法器和 第二加法器，所述第一乘法器的两个输入端均连接于换流阀冷却系统内冷水出水温度传感 器的输出端，所述第二乘法器的两个输入端分别连接于第一乘法器的输出端和输出电压为a的第一电压源，所述第三乘法器的两个输入端分别连接于换流阀冷却系统内冷水出水温 度传感器的输出端和输出电压为b的第二电压源，所述第一加法器的两个输入端分别连接 于第二乘法器和第三乘法器的输出端，所述第二加法器的两个输入端分别连接于第一加法 器的输出端和输出电压为c的第三电压源； 所述水位换算电路包括第三加法器和除法器，所述第三加法器的两个输入端分别 连接于第二加法器的输出端和输出电压为1伏的第四电压源；所述除法器的正、负输入端 分别连接于换流阀冷却系统内膨胀水箱水位传感器和第三加法器的输出端； 所述漏水判断电路包括第一寄存器和第一比较器，所述第一寄存器的输入端连接 于除法器的输出端，所述第一比较器的正、负输入端分别连接于除法器的输出端和第一寄 存器的输出端，以在第一比较器输出为高电平时判断换流阀冷却系统内冷水漏水。 所述换流阀冷却系统为双极换流阀冷却系统，所述漏水检测电路为两个，分别为 极1漏水检测电路和极2漏水检测电路。 所述极1漏水检测电路的漏水判断电路和极2漏水检测电路的漏水判断电路分别 包括第一与门和第二与门，所述漏水检测电路进一步包括一双水箱水位差计算电路，所述 双水箱水位差计算电路包括减法器、绝对值运放电路、第二寄存器和第二比较器，其中，所 述减法器的两个输入端分别连接极1漏水检测电路的除法器的输出端和极2漏水检测电 路的除法器的输出端，所述绝对值运放电路的输入端与减法器的输出端相连，所述第二寄 存器的输入端与绝对值运放电路的输出端相连，所述第二比较器的正、负输入端分别连接 于绝对值运放电路的输出端和第二寄存器的输出端；所述第一与门和第二与门的输入端口 均为三个，其中，第一与门的三个输入端分别连接于极1漏水检测电路的第一比较器的输 出端、第二比较器的输出端以及极1解锁信号端；所述第二与门的三个输入端分别连接于 极2漏水检测电路的第一比较器的输出端、第二比较器的输出端以及极2解锁信号端。 所述第一寄存器和第二寄存器的延时输出时间均为2-6小时。 所述第一比较器的比较设定值为5 %，所述第二比较器的比较设定值为4%。所述a= 0.0005 伏，所述b= 0.0031 伏，所述c= 0? 1905 伏。与现有技术相比，本技术的有益效果在于： 1、本技术依据影响换流阀冷却系统内冷水漏水的因素，通过设置膨胀系数计 算电路、水位换算电路以及漏水判断电路，能够检测不同严重程度（设置相应的参数，例如 a、b、c等）的阀冷却内冷水漏水情况，能够应用于不同的直流系统，可以有效弥补当前直流 阀冷却控制系统无法有效对内冷水缓慢漏水进行检测的不足。 2、适用于直流输电系统的多种运行方式，在双极平衡运行的方式下和在单极运行 的方式下，运行极的漏水检测功能能够正常使用。 3、能够帮助运行人员及时发现阀冷却系统中缓慢漏水的情况，可以有效避免由于 换流阀内冷水管道漏水导致的极闭锁事件，保证换流阀设备的正常运行，提高了直流系统 及电网的稳定性。【附图说明】 图1为现有单极阀冷却内冷水系统的结构是示意图； 图2为本技术一种换流阀冷却系统内冷水漏水检测电路的原理图。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本技术作进一步的说明。 影响膨胀水箱水位的因素有：内冷水进水温度Tinlet(流出冷却塔的水至流入换 流阀的水）、内冷水出水温度Tciutlet (流出换流阀的水至流出至冷却塔的水）、内冷水总水量 M。正常情况下，阀冷却控制系统会自动将Tinl 周整至一个固定的定值，因此Tinlet的影响 可以忽略。 根据以下公式： P=F(Toutlet) F(Toutlet) =aT2outlet+bToutlet+c 通过设定一个标准温度，根据测量的内冷水出水温度Tciutl^利用经验公式P= F(Toutlet)可计算得到标准温度至Toutlet的膨胀系数0 〇该经验公式由实际的运行数据拟合 得出，为一条二次函数曲线。 基于以上原理，本技术通过搭建膨胀系数计算电路，并通过换流阀冷却系统 内膨胀水箱水位值换算得到其在标准温度下的水位值的水位换算电路，再根据漏水判断电 路对不同时间内水位换算电路获得的水位值进行比较，依次判断是否出现漏水情况。并且， 该漏水检测电路可以实现在双极平衡运行的方式下和在单极运行的方式下，运行极的漏水 检测功能。具体地： 针对单极运行的漏水检测，可参照图2中的左半部分（这里说明时，将图2中的极 1均改成运行极）：运行极（单极运行）的漏水检测电路，具体包括膨胀系数计算电路、水位 换算电路以及漏水判断电路，其中： 膨胀系数计算电路包括第一乘法器、第二乘法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换流阀冷却系统内冷水漏水检测电路，其特征在于，所述漏水检测电路包括膨胀系数计算电路、水位换算电路以及漏水判断电路，其中：所述膨胀系数计算电路包括第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第一加法器和第二加法器，所述第一乘法器的两个输入端均连接于换流阀冷却系统内冷水出水温度传感器的输出端，所述第二乘法器的两个输入端分别连接于第一乘法器的输出端和输出电压为a的第一电压源，所述第三乘法器的两个输入端分别连接于换流阀冷却系统内冷水出水温度传感器的输出端和输出电压为b的第二电压源，所述第一加法器的两个输入端分别连接于第二乘法器和第三乘法器的输出端，所述第二加法器的两个输入端分别连接于第一加法器的输出端和输出电压为c的第三电压源；所述水位换算电路包括第三加法器和除法器，所述第三加法器的两个输入端分别连接于第二加法器的输出端和输出电压为1伏的第四电压源；所述除法器的正、负输入端分别连接于换流阀冷却系统内膨胀水箱水位传感器和第三加法器的输出端；所述漏水判断电路包括第一寄存器和第一比较器，所述第一寄存器的输入端连接于除法器的输出端，所述第一比较器的正、负输入端分别连接于除法器的输出端和第一寄存器的输出端，以在第一比较器输出为高电平时判断换流阀冷却系统内冷水漏水。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖皓，李靖翔，梁天明，洪乐洲，李建勋，岳昊，袁焯锋，付冲，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，
类型：新型
国别省市：广东;44