摘要：随着我国社会的不断发展，人们生活水平提高的同时，对于电力的需求也越来越大。特高压换流站作为我国电力输送的重要环节，其工作过程将会产生大量的热量。为了更好的保障特高压换流站的稳定运行，为其提供良好的冷却系统是必不可少的。在换流站运行的过程中，一但阀冷系统出现了故障，将会造成非常严重的安全隐患，同时也会影响我国输电网络的稳定性。本文通过对阀冷系统进行介绍，并结合特高压换流站阀冷系统工作过程中的各项隐患，为其整改提出了一些建议。
关键词：特高压换流站；阀冷系统；整改措施
引言：作为特高压换流站日常工作过程中交直流相转换的核心元件，换流阀在工作的过程中的平均电流是非常高的，这也导致了换流阀在运行的过程中会产生非常巨大的热能。为了更好的将换流阀的温度维持在一个合适的范围内，在换流阀的工作过程中应用阀冷系统是必然的选择，良好的阀冷系统也成为了换流站正常工作过程中最为重要的辅助系统之一。如果阀冷系统出现了运行故障，非常 容易发生阀片损坏等情况，严重的时候甚至可能出现直流输电系统发生闭锁事故，从而对输电网络的稳定性和安全性产生非常大的影响。因此，为了不断提升特高压换流站阀冷系统的运行状态，对阀冷系统的隐患进行分析，并对应制定整改措施具有非常重要的意义。
一、阀冷系统概述
通常情况下，阀冷系统可以分为水冷系统以及阀冷控制系统两个主要部分。在这之中，水冷系统又可以具体划分为内水冷系统和外水冷系统。根据其功效不同可以轻易进行划分：内水冷系统的主要作用在于为换流阀提供需求的冷却水，从而利用冷却水来吸收换流阀工作过程中产生的热量，并以此将温度控制在一定的范围内，保证换流阀维持正常的工作状态，以此来大幅度提升换流阀工作的稳定性和安全性。为了更好的发挥这种作用，内水冷系统通常会采用密闭式的单循环回路，回路的内部氛围主循环回路、支循环去离子回路以及补水回路等。与内水冷系统相对，外水冷系统的主要工作任务是冷却内冷水，是一种开放式的循环系统。通常情况下，外水冷系统是由喷淋水泵、冷却塔、外冷水池以及补水回路等结构组成。
阀冷控制系统是阀冷系统中另一个重要的组成部分，其具有监测、控制、保护以及通信四个方面的功能。通过阀冷控制系统，可以对内冷水的流量、温度、水位以及导电率等一系列数据进行实施的监测，同时也可以对外冷水池水位以及温度等参数进行对应的控制。在保证所有参数都在稳定的情况下，提升整个阀冷系统的稳定性和安全性。另外，如果在阀冷控制系统工作过程中，发现某些参数已经超过警戒线，阀冷控制系统将会及时进行以警报形式提醒工作人员。如果参数超过警戒线过大或者重要参数发生异常，阀冷控制系统还可以保护出口闭锁阀组。以此来更好的保护整个系统的安全。
二、阀冷系统隐患分析
（一）阀冷系统传感器隐患
首先，阀冷系统的流量传感器B100为单一配置，主要用于对内冷水流量进行监测。阀冷系统的压力传感器B106、B107则为冗余配置，功效为对内冷水管道压力进行检测。当传感器故障引起内冷水流量或管道压力测量值异常，超出阀冷定值时，将导致阀组跳闸，影响直流功率输送。由于采用单传感器出口方式，流量与压力传感器故障导致阀冷系统误跳闸风险较高。
另外，外冷水池水位传感器同样为单一配置，在发现水池中的水位低于80%的时候，系统将会自动启动补水泵，以此补充冷却过程中消耗的外冷水。如果其传感器发生异常，则会引发一系列问题。例如当传感器测量值被锁定在90%以上的时候，外冷水水池的水位控制功能将会失去功效，补水泵也无法进行自动补水，一但外冷水池的水位过低甚至消耗完毕，喷淋泵就会处于空转的状态，极容易发生烧毁的现象。同时，外冷水缺失也会严重影响内冷水的冷却效果，从而经常引起内冷水温度过高，形成阀组跳闸。
（二）阀冷控制逻辑隐患
在阀冷系统之中，不论是内冷水的温度、电导率还是膨胀水箱水位都采用的是双传感器的冗余配置。在这样的情况下，一但发生两组传感器测量的数值不同，同时差值超过了原本的设定，阀冷控制系统就会判断传感器出现故障并且进行出口跳闸。在这样的情况下，一但发生单一传感器运行异常的情况，就非常容易引起阀冷控制系统的误判挑战，对于系统运行的稳定性产生一定的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（三）阀冷系统硬件回路隐患
通常情况下，阀冷系统的跳闸出口回路应用的都是单继电器回路。在这样的情况下，如果继电器出现了故障误动，将会使整个阀组跳闸。
阀冷系统的主泵、喷淋泵以及冷却塔风机等设备同样是采用冗余配置的双路交流电进行供电。因此在监测回路发现朱勇电源存在故障的时候，将会自动切换至备用电源，从而更好的保证阀冷系统的平稳运行。但由于阀冷系统交流电源电压监测继电器采用的是交流电源供电的模式，因此在交流电源发生故障的时候，监测继电器可能无法发挥原本的功效，进而导致电源切换无法完成，使得阀组出现跳闸的现象。
三、整改措施
（一）阀冷系统传感器整改措施
首先，可以通过取消原阀冷控制系统 “B100 流量传感器和 B106 压力传感器均故障时，延时两小时跳闸”功能，将内冷水流量与压力跳闸逻辑修改为 “三取二” 逻辑。B100 流 量 传 感 器 和 B106、B107 压力传感器均正常时，当 B100 流量小于跳闸设定值、B106 压力小于跳闸设定值、B107 压力小于跳闸设定值三个条件满足两个或以上，达到定值延时后，阀冷系统出口跳闸。当系统判其中一个传感器故障时，采用 “二取二”逻辑，另两个测量值需同时达到定值才能出口跳闸。当系统判其中两个传感器故障时，采用 “一取一”逻辑，另一个测量值达到定值即出口跳闸。
在此基础上，对外冷水池水位传感器进行冗余化改造，可将单一的电阻式水位传感器改为与浮球式水位传感器并联的逻辑，避免单一传感器故障引起测量异常，提高水池水位测量可靠性。在改造完成前，可每日巡视外冷水水池实际水位，通过监盘工作站观察分析外冷水水位数据，及时发现传感器异常情况。
（二）阀冷控制逻辑整改措施
为了更好的应对阀冷控制系统的逻辑问题，可以取消内冷水温度、电导率、膨胀水箱水位冗余传感器超差跳闸出口逻辑，仅保留告警信号回路。
（三）阀冷系统硬件回路整改措施
要更好的解决阀冷系统的硬件回路问题，可以通过在阀冷系统原跳闸出口继电器旁加装并联继电器，将两继电器辅助接点串联，使出口回路改为双继电器 “与逻辑”方式，仅在两继电器均正确动作时发出阀组跳闸命令，有效避免单继电器故障出现误动。
在此基础上，还可以调整直流电源监视回路供电电源，由空开 F04 供直流电源监视回路 1，空开 F08 供回路 2。空开 F04 或 F08 发生单一故障时，仅影响一路直流电源，另一路直流电源正常工作，保障阀冷控制系统平稳运行。
针对交流供电的问题产生的隐患，需要更换交流电源电压监视继电器，改为由直流电源独立供电的电压监视继电器，交流电源故障时不会影响电压监视继电器的正常工作，保障监视切换回路稳定运行。
结语：随着我国供电网络的不断建设，电力输送的稳定性成为了影响我国电力行业发展的重要因素之一。为了更好的保障特高压换流站的稳定运行，提升我国电力输送的稳定性和安全性，对于换流站的阀冷系统进行不断的调整和完善是必然的选择。作为换流站中最主要的辅助系统之一，同时也是较容易出现隐患的环节，只有彻底的分析阀冷系统的结构，结合其运行环境和元件使用情况，进行针对性的隐患分析和整改措施确认，才可以更好的发挥阀冷系统的作用，保障特高压换流站的稳定运行。
参考文献：
[1]蔡恒，张青松，林波江，等． 楚雄换流站阀冷系统无主泵跳闸原因分析与优化措施 ［J］． 电力科学与工程，2013，5：36 － 39．
[2]云广 ± 800kV 直流输电工程穗东换流站交流场控制系统运行分析 ［J］． 电力建设，2013，34（4）：91 － 94．
[3]张先伟，钟伟华． ± 800 kV 特高压换流站阀厅及控制楼电磁屏蔽 ［J］． 电力建设，2012，33（2）：36 － 39．
论文作者:贾书航
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：系统论文; 回路论文; 传感器论文; 水位论文; 冷水论文; 继电器论文; 控制系统论文; 《电力设备》2018年第32期论文;