一種換流閥冷卻系統內冷水漏水檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及換流閥冷卻系統，具體涉及一種換流閥冷卻系統內冷水漏水檢測 電路。
【背景技術】
[0002] 閥冷卻系統是高壓直流輸電系統中重要的輔助部分，是確保換流閥安全、可靠運 行的重要支撐。直流輸電系統雙極各配備一套閥冷卻系統，每一套閥冷卻系統可分為內冷 水系統和外冷水系統兩個部分，其中內冷水系統為密閉式循環水系統，由主循環栗、主過濾 器、膨脹水箱、冷卻塔、換流閥眾多水冷管道等組成，其主要功能是將換流閥上各元件的功 耗發熱量排放到閥廳外，保證晶閘管運行結溫在正常范圍內，確保其可靠運行。單極閥冷卻 內冷水系統如圖1示。
[0003] 膨脹水箱為敞開式水箱，用于檢測內冷水回路水位和控制補水栗對內冷水系統補 水，同時用于補償溫差引起的水體積變化，并對內冷水系統的少量滲漏水進行補充。膨脹水 箱配備了水位傳感器，通過膨脹水箱的水位來檢測內冷水水量。膨脹水箱水位低于20 %時， 系統發膨脹水箱水位低告警，水位低于10%時，主循環栗自動停運，直流輸電系統相應極停 運。
[0004] 由于閥內冷水管道較長，尤其是水流經換流閥時分成了很多細小的管道，且接口 眾多，在長期運行過程中，很容易出現漏水的現象。以貴廣II回直流為例，當發生下列情況 之一閥冷卻控制系統認為內冷水回路存在漏水現象：1)IOs內膨脹水箱水位下降2%;2)補 水栗持續運彳丁達2h;3)補水栗在24h內啟動兩次。
[0005] 由此可以看出，相關定值的設定是假設于閥冷卻系統有較嚴重的漏水，而缺乏對 輕微漏水情況的監視。基于目前的運行數據來看，輕微漏水的故障占多數，如果漏水點在換 流閥處，則可能會造成換流閥短路，對設備的危害非常大。另外，由于換流閥溫度高，細微漏 水很容易被蒸干，使得漏水點不容易發現。因此，有必要對換流閥冷卻系統內冷水漏水進行 可靠的檢測。 【實用新型內容】
[0006] 針對現有技術的不足，本發明提供一種換流閥冷卻系統內冷水漏水檢測電路，適 用于直流輸電系統的多種運行方式，在雙極平衡運行的方式下和在單極運行的方式下，均 可對不同程度的閥冷卻內冷水漏水情況進行檢測，彌補當前直流閥冷卻控制系統無法有效 對內冷水緩慢漏水進行檢測的不足。
[0007] 為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案是：
[0008] -種換流閥冷卻系統內冷水漏水檢測電路，所述漏水檢測電路包括膨脹系數計算 電路、水位換算電路以及漏水判斷電路，其中：
[0009] 所述膨脹系數計算電路包括第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第一加法器和 第二加法器，所述第一乘法器的兩個輸入端均連接于換流閥冷卻系統內冷水出水溫度傳感 器的輸出端，所述第二乘法器的兩個輸入端分別連接于第一乘法器的輸出端和輸出電壓為a的第一電壓源，所述第三乘法器的兩個輸入端分別連接于換流閥冷卻系統內冷水出水溫 度傳感器的輸出端和輸出電壓為b的第二電壓源，所述第一加法器的兩個輸入端分別連接 于第二乘法器和第三乘法器的輸出端，所述第二加法器的兩個輸入端分別連接于第一加法 器的輸出端和輸出電壓為c的第三電壓源；
[0010] 所述水位換算電路包括第三加法器和除法器，所述第三加法器的兩個輸入端分別 連接于第二加法器的輸出端和輸出電壓為1伏的第四電壓源；所述除法器的正、負輸入端 分別連接于換流閥冷卻系統內膨脹水箱水位傳感器和第三加法器的輸出端；
[0011] 所述漏水判斷電路包括第一寄存器和第一比較器，所述第一寄存器的輸入端連接 于除法器的輸出端，所述第一比較器的正、負輸入端分別連接于除法器的輸出端和第一寄 存器的輸出端，以在第一比較器輸出為高電平時判斷換流閥冷卻系統內冷水漏水。
[0012] 所述換流閥冷卻系統為雙極換流閥冷卻系統，所述漏水檢測電路為兩個，分別為 極1漏水檢測電路和極2漏水檢測電路。
[0013] 所述極1漏水檢測電路的漏水判斷電路和極2漏水檢測電路的漏水判斷電路分別 包括第一與門和第二與門，所述漏水檢測電路進一步包括一雙水箱水位差計算電路，所述 雙水箱水位差計算電路包括減法器、絕對值運放電路、第二寄存器和第二比較器，其中，所 述減法器的兩個輸入端分別連接極1漏水檢測電路的除法器的輸出端和極2漏水檢測電 路的除法器的輸出端，所述絕對值運放電路的輸入端與減法器的輸出端相連，所述第二寄 存器的輸入端與絕對值運放電路的輸出端相連，所述第二比較器的正、負輸入端分別連接 于絕對值運放電路的輸出端和第二寄存器的輸出端；所述第一與門和第二與門的輸入端口 均為三個，其中，第一與門的三個輸入端分別連接于極1漏水檢測電路的第一比較器的輸 出端、第二比較器的輸出端以及極1解鎖信號端；所述第二與門的三個輸入端分別連接于 極2漏水檢測電路的第一比較器的輸出端、第二比較器的輸出端以及極2解鎖信號端。
[0014] 所述第一寄存器和第二寄存器的延時輸出時間均為2-6小時。
[0015] 所述第一比較器的比較設定值為5 %，所述第二比較器的比較設定值為4%。
[0016]所述a= 0.0005 伏，所述b= 0.0031 伏，所述c= 0? 1905 伏。
[0017]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：
[0018] 1、本實用新型依據影響換流閥冷卻系統內冷水漏水的因素，通過設置膨脹系數計 算電路、水位換算電路以及漏水判斷電路，能夠檢測不同嚴重程度（設置相應的參數，例如 a、b、c等）的閥冷卻內冷水漏水情況，能夠應用于不同的直流系統，可以有效彌補當前直流 閥冷卻控制系統無法有效對內冷水緩慢漏水進行檢測的不足。
[0019] 2、適用于直流輸電系統的多種運行方式，在雙極平衡運行的方式下和在單極運行 的方式下，運行極的漏水檢測功能能夠正常使用。
[0020] 3、能夠幫助運行人員及時發現閥冷卻系統中緩慢漏水的情況，可以有效避免由于 換流閥內冷水管道漏水導致的極閉鎖事件，保證換流閥設備的正常運行，提高了直流系統 及電網的穩定性。
【附圖說明】
[0021] 圖1為現有單極閥冷卻內冷水系統的結構是示意圖；
[0022] 圖2為本實用新型一種換流閥冷卻系統內冷水漏水檢測電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合【具體實施方式】對本實用新型作進一步的說明。
[0024] 影響膨脹水箱水位的因素有：內冷水進水溫度Tinlet(流出冷卻塔的水至流入換 流閥的水）、內冷水出水溫度Tciutlet (流出換流閥的水至流出至冷卻塔的水）、內冷水總水量 M。正常情況下，閥冷卻控制系統會自動將Tinl 周整至一個固定的定值，因此Tinlet的影響 可以忽略。
[0025] 根據以下公式：
[0027] P=F(Toutlet)
[0028] F(Toutlet) =aT2outlet+bToutlet+c
[0029] 通過設定一個標準溫度，根據測量的內冷水出水溫度Tciutl^利用經驗公式P= F(Toutlet)可計算得到標準溫度至Toutlet的膨脹系數0 〇該經驗公式由實際的運行數據擬合 得出，為一條二次函數曲線。
[0030] 基于以上原理，本實用新型通過搭建膨脹系數計算電路，并通過換流閥冷卻系統 內膨脹水箱水位值換算得到其在標準溫度下的水位值的水位換算電路，再根據漏水判斷電 路對不同時間內水位換算電路獲得的水位值進行比較，依次判斷是否出現漏水情況。并且， 該漏水檢測電路可以實現在雙極平衡運行的方式下和在單極運行的方式下，運行極的漏水 檢測功能。具體地：
[0031] 針對單極運行的漏水檢測，可參照圖2中的左半部分（這里說明時，將圖2中的極 1均改成運行極）：運行極（單極運行）的漏水檢測電路，具體包括膨脹系數計算電路、水位 換算電路以及漏水判斷電路，其中：
[0032] 膨脹系數計算電路包括第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第一加法器和第二 加法器，第一乘法器的兩個輸入端均連接于換流閥冷卻系統內冷水出水溫度傳感器的輸出 端，第二乘法器的兩個輸入端分別連接于第一乘法器的輸出端和輸出電壓為a的第一電壓 源（可以為脈沖調制電路實現，以下相同），第三乘法器的兩個輸入端