供稿|李宗紅,肖惠寧,周金龍,何瀟,郭新良,劉安琳 / LI Zong-hong, , XIAO Hui-ning, ZHOU Jinglong, HE Xiao, GUO Xin-liang, LIU An-lin
作者單位:1. 華北電力大學(xué)(保定),河北 保定 071003;2. 云南電力技術(shù)有限責(zé)任公司,云南 昆明 650217;3. 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院,云南 昆明 650000;4. 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司曲靖馬龍供電局,云南 馬龍 655199
內(nèi)容導(dǎo)讀我國獨(dú)特的西電東送、南北互供電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略使得高壓直流輸電在我國具有較好的發(fā)展前景。換流閥是高壓直流輸電的核心設(shè)備之一,但其在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的熱,這就需要閥冷卻水系統(tǒng)對其進(jìn)行冷卻。因此,對高壓換流站直流換流閥冷卻水處理優(yōu)化技術(shù)研究很有必要。本文對閥冷卻水系統(tǒng)隱患進(jìn)行排查,并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施,對換流閥的安全穩(wěn)定運(yùn)行將具有深遠(yuǎn)意義,對國內(nèi)高壓直流輸電具有借鑒作用。
高壓直流輸電從1954年問世以來,先后經(jīng)歷了4次大型變革:1954年用汞弧換流器作換流閥;1972年用可控硅閥換流器作換流閥;1976年微型處理器應(yīng)用于控制保護(hù)系統(tǒng)上;20世紀(jì)80年代許多新型的電力電子器件如金屬氧化物場效應(yīng)管(MOSFET)、大功率雙極晶體管(BJT)等涌現(xiàn)并廣泛應(yīng)用于工業(yè)上。這些新設(shè)備的不斷出現(xiàn)和變革為高壓直流輸電技術(shù)的長足發(fā)展提供了契機(jī)[1]。此外,高壓直流輸電與高壓交流輸電相比具有許多優(yōu)勢:(1)高壓直流輸電和與之相連的交流輸電系統(tǒng)的頻率、相位無關(guān)。(2)高壓直流輸電在輸電過程中只傳送有功功率,并且可以實(shí)現(xiàn)大容量、長距離輸電。(3)高壓直流輸電的傳送功率(包括大小和方向)可實(shí)現(xiàn)快速可控。(4)高壓直流輸電一次投資較大,后期線路維護(hù)調(diào)控費(fèi)用少[2-5]。我國幅員遼闊,西電東送、南北互供的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略對大容量、長距離輸電需求越來越明顯,這使得高壓直流輸電在中國占據(jù)著越來越重要的地位[6-10]。
換流閥是高壓直流輸電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換最核心和最關(guān)鍵的部件,正常運(yùn)行時(shí)承受著高電壓和大電流,其換流閥內(nèi)部的可控硅元件將會產(chǎn)生大量的熱量。這時(shí),為防止可控硅元件溫度過高而損壞,就需要設(shè)置閥冷卻水系統(tǒng)將可控硅元件上多余的熱量帶走[11-12]。這使得閥冷卻水系統(tǒng)成為了一個(gè)“屬于輔助但實(shí)際中卻處于絕對核心地位”極其特殊的系統(tǒng),它直接關(guān)系到換流閥運(yùn)行安全。此外,閥冷卻水系統(tǒng)還可直接發(fā)出單雙極閉鎖、停運(yùn)指令。因此,高效可靠的閥冷卻水系統(tǒng)是確保換流閥安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
但實(shí)際上,閥冷卻水系統(tǒng)的子系統(tǒng)設(shè)備較多,是動態(tài)運(yùn)行的而非靜止設(shè)備。傳統(tǒng)慣性思維使得對水系統(tǒng)設(shè)備可靠性重視程度遠(yuǎn)不及電氣設(shè)備。因此,在實(shí)際運(yùn)行中閥冷卻水系統(tǒng)成為高壓直流系統(tǒng)中故障概率最高的設(shè)備之一,嚴(yán)重影響高壓直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此,對閥冷卻水系統(tǒng)故障進(jìn)行研究分析,找出閥冷卻水系統(tǒng)的隱患,提出相應(yīng)的防范和解決措施,對換流閥的安全穩(wěn)定運(yùn)行將具有深遠(yuǎn)意義。
閥冷卻水系統(tǒng)由閥外冷水系統(tǒng)和閥內(nèi)冷水系統(tǒng)構(gòu)成[13],閥內(nèi)冷水系統(tǒng)負(fù)責(zé)將閥組件產(chǎn)生的的熱量排放到閥廳外,保證換流閥組件晶閘管在可控的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行,然后閥外冷水系統(tǒng)又將內(nèi)冷水系統(tǒng)的熱量帶走,排放到大氣環(huán)境中,保證內(nèi)冷水系統(tǒng)具有持續(xù)的冷卻能力。內(nèi)冷水系統(tǒng)和外冷水系統(tǒng)共同合作完成對換流閥的持續(xù)冷卻,從而保證了其安全穩(wěn)定運(yùn)行。圖1為閥冷卻水系統(tǒng)原理圖。
圖1 閥冷卻水系統(tǒng)原理圖
閥內(nèi)冷水系統(tǒng)是一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)[14-17],由三個(gè)主要回路構(gòu)成:主水回路、穩(wěn)壓回路和水處理回路。圖2為閥內(nèi)冷水系統(tǒng)流程圖。如圖所示,主水回路由主循環(huán)泵、脫氣罐、管道等構(gòu)成;穩(wěn)壓回路由氮?dú)馄俊⑴蛎浌迾?gòu)成;水處理回路由離子交換樹脂、補(bǔ)水泵等構(gòu)成。主水回路連接換流閥和閥外冷水系統(tǒng)換熱器,將熱量源源不斷地排出換流閥;水處理回路持續(xù)地對主水回路的一小部分水進(jìn)行處理,除去水中雜質(zhì)并且對補(bǔ)水進(jìn)行處理,保證主水回路內(nèi)冷水持續(xù)、穩(wěn)定的質(zhì)量;穩(wěn)壓回路用于緩沖系統(tǒng)水容積變化、隔絕空氣和保持壓力恒定等。
圖2 換流閥內(nèi)冷水系統(tǒng)圖
閥外冷水系統(tǒng)有兩種冷卻方式:水冷和風(fēng)冷。風(fēng)冷方式適用于寒冷地區(qū),通過風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)吹到換熱盤管外表面,使得換熱盤管內(nèi)的閥冷卻水得到冷卻。水冷則是在冷卻塔內(nèi)通過噴淋外冷水到換熱盤表面,使得換熱盤管內(nèi)的閥冷卻水得到冷卻。相比風(fēng)冷,水冷方式更具有普遍性,本文主要討論水冷方式。水冷方式的閥外冷系統(tǒng)也是由三部分組成,分別是軟化單元、反滲透單元及噴淋單元。圖3為換流閥外冷(水冷)系統(tǒng)圖。如圖所示,軟化單元和反滲透單元設(shè)備比較簡單,僅僅有軟化設(shè)備和反滲透設(shè)備;噴淋單元比較復(fù)雜,由水冷冷卻塔、噴淋池及噴淋泵組成。
圖3 換流閥外冷(水冷)系統(tǒng)圖
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1990—2015年,我國29座直流換流站發(fā)生過160多次故障,其中故障涉及到直流換流閥冷卻水系統(tǒng)有43次,占了總故障次數(shù)的1/4。直流換流閥冷卻水系統(tǒng)發(fā)生的43次事故主要的事故類型有緊急(被迫)停運(yùn)、跳閘、單(雙)極閉鎖、告警以及降功率,其中80%的故障造成了嚴(yán)重后果。因此,對直流換流閥冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行故障分析以及隱患排查對換流站的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有深遠(yuǎn)意義。
根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)顯示,直流換流閥出現(xiàn)的43次故障中有8次出現(xiàn)在閥外冷水系統(tǒng),分別為2次水質(zhì)故障、3次水淹、1次水位傳感器誤觸發(fā)、2次電源故障,并且這8次故障都分別導(dǎo)致了直流換流閥閉鎖、跳閘或停運(yùn),對換流站的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定的影響。外冷水系統(tǒng)故障對換流閥運(yùn)行不是直接的過程而是一個(gè)間接的過程,其影響過程如圖4所示。外冷水系統(tǒng)出現(xiàn)故障后,會導(dǎo)致冷卻容量不足,進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)冷水水溫過高從而出現(xiàn)閉鎖、跳閘及停運(yùn)的事故發(fā)生。
針對外冷水出現(xiàn)的這8次故障提出相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。對于3次水淹導(dǎo)致的故障重在預(yù)防,尤其是在雨量較多的地方建的換流站,應(yīng)該及時(shí)關(guān)注天氣情況,時(shí)常對排水泵進(jìn)行檢查或者是增加排水泵的冗余,減少外冷水系統(tǒng)水淹的可能性。針對2次電源故障解決措施可以是增加站用電供電冗余。對于傳感器誤觸發(fā)的故障也是重在預(yù)防,應(yīng)該優(yōu)化控制系統(tǒng)如采用雙傳感器。而對于2次水質(zhì)故障應(yīng)該引起重視,水質(zhì)故障是一個(gè)累積過程,水質(zhì)較差在初期是看不出問題的,但是隨著運(yùn)行時(shí)間的延長,腐蝕結(jié)垢會慢慢累積,最終將會導(dǎo)致較大的故障,引起較大損失。此外,水質(zhì)較差時(shí),不僅會有腐蝕結(jié)垢產(chǎn)生還會有藻類及細(xì)菌生長,藻類生長嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致其外冷水系統(tǒng)管道堵塞。因此,提高外冷水系統(tǒng)水質(zhì)狀況對閥冷卻水系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行有著較為重要的作用。
圖4 換流閥外冷水系統(tǒng)故障影響途徑
相比外冷水系統(tǒng),內(nèi)冷水系統(tǒng)故障情況就較為復(fù)雜多樣。在43次與閥冷卻水系統(tǒng)相關(guān)的故障中有35次出現(xiàn)在內(nèi)冷水系統(tǒng),其中電源回路故障6次、控制系統(tǒng)故障8次、機(jī)械水路故障19次、水質(zhì)故障2次。內(nèi)冷水系統(tǒng)故障類型較多,需要逐個(gè)分析其故障原因并提出相應(yīng)的解決措施。
◆ 電源回路故障
涉及到內(nèi)冷水系統(tǒng)的電源回路故障有6次,占內(nèi)冷水系統(tǒng)故障的17%,主要包括電源失電故障和電源切換失敗導(dǎo)致的故障,其影響途徑都是出現(xiàn)電源回路故障后導(dǎo)致主泵等用電設(shè)備停運(yùn)或者不能正常啟動,進(jìn)而導(dǎo)致單極閉鎖或者被迫停運(yùn)事故。電源失電故障產(chǎn)生原因主要是回路電源采用單回路缺乏備用冗余,一旦線路出現(xiàn)故障就會直接引起電源失電故障。解決措施重在預(yù)防,電源供電線路更換為雙回路供電,提高其安全穩(wěn)定性。電源切換故障被報(bào)道是在1990年南橋換流站,其主要原因是線路自切回路設(shè)計(jì)不當(dāng),解決方案為優(yōu)化線路設(shè)計(jì)。
◆ 控制系統(tǒng)故障
涉及到內(nèi)冷水系統(tǒng)的控制系統(tǒng)故障有8次,占內(nèi)冷水系統(tǒng)故障的23%,主要為傳感器故障和控制保護(hù)故障。傳感器故障主要是由于測量誤差或者儀表出問題導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)超過定值,進(jìn)而引起直流閉鎖、降功率等事故發(fā)生。如2007年6月23日南橋換流站極Ⅰ內(nèi)冷水3B支流流量傳感器出現(xiàn)故障,誤報(bào)流量低導(dǎo)致極Ⅰ直流閉鎖[13];2005年10月15日鵝城換流站由于溫度傳感器故障引起測量誤差,進(jìn)而引起降功率運(yùn)行[13]。解決措施主要從三個(gè)方面考慮:其一要從傳感器邏輯控制系統(tǒng)出發(fā),優(yōu)化溫度、水位、流量、壓力保護(hù)等方面的邏輯控制。如流量傳感器,取消水冷分支流量跳閘的功能,保留其報(bào)警功能。其二,考慮冗余方面,對可能導(dǎo)致閉鎖的流量計(jì)、水位計(jì)、壓力計(jì)等進(jìn)行雙重化改造。其三,定期對各傳感器進(jìn)行檢查,確保各接線端子牢固、底座安裝牢固、絕緣性能良好??刂票Wo(hù)故障主要是一些參考值選取欠佳,控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、抗干擾差造成的。如2009年8月15日,高嶺換流站,由于廠家設(shè)置的微分泄露定值不當(dāng)(太靈敏),在膨脹水箱超過定值后,微分泄露保護(hù)誤觸發(fā)導(dǎo)致單元1閉鎖[18]。解決措施可以從兩方面考慮,其一,從各控制保護(hù)定值出發(fā),依據(jù)各換流站的實(shí)際情況設(shè)置更為合理的保護(hù)定值。如高齡換流站微分泄露保護(hù)定值從連續(xù)三次10 s內(nèi)膨脹水箱水位下降3 mm改為6 mm,單元1運(yùn)行正常。其二,從控制保護(hù)軟件系統(tǒng)考慮,優(yōu)化邏輯控制。
◆ 機(jī)械水路故障
涉及到內(nèi)冷水的機(jī)械水路故障有19次,占內(nèi)冷水故障的54%,是內(nèi)冷水系統(tǒng)出現(xiàn)故障最多的地方。主要故障類型為腐蝕、結(jié)垢、堵塞、漏水等,故障類型復(fù)雜多樣,需要具體分析。
1) 內(nèi)冷水系統(tǒng)的腐蝕問題。
內(nèi)冷水系統(tǒng)腐蝕問題主要出現(xiàn)在兩個(gè)地方,一個(gè)是散熱器腐蝕,一個(gè)是均壓電極密封圈腐蝕[21]。
散熱器是內(nèi)冷水系統(tǒng)的核心部件之一,將可控硅閥產(chǎn)生的熱量通過內(nèi)冷水源源不斷地帶出換流閥,保證換流閥安全穩(wěn)定運(yùn)行。散熱器的主要材質(zhì)是鋁合金,運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),運(yùn)行一段時(shí)間后散熱器內(nèi)部會有一定程度的腐蝕,其腐蝕類型主要是點(diǎn)蝕。對散熱器腐蝕目前有三種解釋,其一是認(rèn)為散熱器腐蝕存在電解腐蝕,內(nèi)冷水系統(tǒng)采用去離子水作為內(nèi)冷水,電導(dǎo)率≤0.5 μS/cm,不同電位晶閘管散熱器、水冷電阻、水冷電抗器之間充滿了內(nèi)冷水,這就導(dǎo)致不同電位的金屬器件之間的水路中會產(chǎn)生電解電流,電解電流使得這些金屬件產(chǎn)生有不同程度的電解腐蝕。其二,金屬鋁在酸性堿性條件下都會發(fā)生腐蝕。由于內(nèi)冷水呈現(xiàn)微酸或微堿,且散熱器的主要材質(zhì)是鋁合金,因此散熱器會有一定程度的鋁腐蝕。其三,內(nèi)冷水系統(tǒng)水處理回路中的離子交換樹脂粉末會運(yùn)行過程中會有一部分泄露到水路中,泄露出的樹脂粉末會吸附到散熱器表面,這些樹脂粉末和散熱器表面的材質(zhì)鋁形成一個(gè)堿性小環(huán)境從而對散熱器產(chǎn)生堿腐蝕。散熱器的腐蝕目前還在處于研究階段,還沒有產(chǎn)生一個(gè)定論,樹脂粉末泄露引起散熱器腐蝕認(rèn)同度較高。對應(yīng)其腐蝕產(chǎn)生的原因可以有針對性的措施。針對電解腐蝕,目前常用的方法是安裝均壓電極,這個(gè)方法已經(jīng)被廣泛采用。針對鋁腐蝕,可以從水處理方面著手,優(yōu)化水處理回路,提高內(nèi)冷水的水質(zhì)。對應(yīng)樹脂粉末引起的堿腐蝕,可以從兩個(gè)方面考慮:一方面可從旁路過濾器方面考慮,減小過濾器的孔徑,盡可能多的過濾樹脂粉末。另一方面可以從流速上考慮,降低水處理回路水流速度,可以在一定程度上減少樹脂粉末的泄露。
圖5 均壓電極密封圈腐蝕對比圖
在安裝均壓電極的過程中,為了避免漏水,會在均壓電極上安裝密封圈。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),運(yùn)行一段時(shí)間后密封圈會有一定程度的腐蝕,在故障統(tǒng)計(jì)中顯示涉及到內(nèi)冷水系統(tǒng)的35次故障中有4次是密封圈腐蝕漏水(其腐蝕對比如圖5)。密封圈腐蝕漏水的原因也可以從三個(gè)方面解釋:其一臭氧腐蝕,均壓電極會結(jié)垢,垢質(zhì)具有絕緣性質(zhì)并且均壓電極結(jié)垢從尖端開始向根部發(fā)展,結(jié)垢后的均壓電極尖端結(jié)垢較厚會呈現(xiàn)高阻性,而根部結(jié)垢較薄導(dǎo)電性較好從而使其電流密度較大,當(dāng)電流密度達(dá)到一定程度就會電解產(chǎn)生臭氧,臭氧便將密封圈腐蝕。其二,安裝均壓電極的過程中,操作不當(dāng),過于擰緊導(dǎo)致其密封圈損壞。其三,設(shè)計(jì)不合理,未考慮實(shí)際情況。如天廣直流換流站最初的均壓電極安裝沒有考慮實(shí)際情況,安裝結(jié)構(gòu)無骨架,安裝后的均壓電極密封圈暴露在了因均壓電極結(jié)垢而產(chǎn)生臭氧的環(huán)境中,導(dǎo)致其密封圈腐蝕進(jìn)而引起密封圈漏水。針對密封圈腐蝕原因建議:(1)減少水垢產(chǎn)生;(2)密封圈改進(jìn),對密封圈的各項(xiàng)參數(shù)如硬度等相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在安裝過程中依據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行安裝;(3)對均壓電極進(jìn)行改造,提高其自密性和預(yù)密性[19]。
2) 內(nèi)冷水系統(tǒng)結(jié)垢問題。
內(nèi)冷水系統(tǒng)結(jié)垢問題,最主要的是均壓電極結(jié)垢問題。為了減少內(nèi)冷水系統(tǒng)的電解腐蝕,現(xiàn)在換流站內(nèi)冷水系統(tǒng)一般都在其閥段并聯(lián)水路的進(jìn)、出匯流管及其他相應(yīng)位置安裝了電極[20-24]。閥塔均壓電極安裝位置有3處:(1)閥組件匯流管內(nèi)電極,安裝在閥段兩端對應(yīng)的進(jìn)、出水管內(nèi),如圖6所示,E1、E2、E7、E8為陰極電極,E3、E4、E5、E6為陽極電極[25];(2)安裝在組件匯流管與S型主水管連接處;(3)S型主水管電極,安裝在S型主水管的首端、尾端以及閥層之間。
圖6 閥組件內(nèi)均壓電極的安裝位置
均壓電極的安裝在一定程度上減少了散熱器的電解腐蝕,但也產(chǎn)生一些其他問題,其主要問題便是結(jié)垢,如圖7所示。均壓電極結(jié)垢會產(chǎn)生一系列相關(guān)問題,如均壓電極密封圈腐蝕、過濾器堵塞等。對結(jié)垢后的均壓電極進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),順流閥陰極側(cè)結(jié)垢較為嚴(yán)重逆流閥陽極側(cè)較為嚴(yán)重,垢質(zhì)的主要成分為β三羥基鋁石(96%~98%),次要成分為α三水鋁石(2%~3%)。目前均壓電極結(jié)垢原因還處于研究階段,還沒有定論,主流觀點(diǎn)認(rèn)為是由于散熱器腐蝕,腐蝕產(chǎn)物以[Al(OH)4]–形式存在,最終沉積到均壓電極上。依據(jù)這一原因分析,可以對應(yīng)提出改進(jìn)措施。改進(jìn)措施從均壓電極的設(shè)計(jì)安裝和運(yùn)行維護(hù)方面考慮。在設(shè)計(jì)方面,張培東等[22]提出了一些改造方案,改造后的電極采用一體式金屬結(jié)構(gòu),探針直徑由1 mm增為2 mm,電極強(qiáng)度得到較大提高。此外,考慮到電極檢查的方便,將水管上的電極孔直徑由1 mm擴(kuò)為4 mm,電極墊圈由探針末端移至水管外。在運(yùn)行維護(hù)方面,從結(jié)垢方面考慮,提高水質(zhì)狀況,減少散熱器的腐蝕,最終達(dá)到減少結(jié)垢的發(fā)生。
圖7 均壓電極結(jié)垢圖
3) 內(nèi)冷水系統(tǒng)堵塞問題。
內(nèi)冷水系統(tǒng)堵塞問題主要是主過濾器堵塞。內(nèi)冷水在閥塔上通過“毛細(xì)管”進(jìn)入散熱器內(nèi)部,內(nèi)冷水不斷循環(huán)將換流閥熱量帶走。為防止雜物進(jìn)入閥塔的“毛細(xì)管”導(dǎo)致水管堵塞和結(jié)垢,在內(nèi)冷水系統(tǒng)主回路上安裝主過濾器[26]。
對幾個(gè)換流站的堵塞物進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)其堵塞物種類較多,有垢樣、碎布、碎石、毛發(fā)以及墊片等。因此,可以推測主過濾器堵塞的原因可以有如下幾種:(1)碎布、碎石、毛發(fā)等可能是工程階段遺留在主泵處的U形水管、主管盲管、膨脹水箱等內(nèi)冷水管道“死區(qū)”中,最終被水流沖帶到主過濾上進(jìn)而引起其堵塞。(2)均壓電極上脫落部分垢質(zhì),被內(nèi)冷水沖帶到主過濾器上進(jìn)而引起堵塞。針對其原因分析可以從換流站建造和運(yùn)行維護(hù)兩方面考慮。換流站建造方面,首先考慮管道設(shè)計(jì),盡量減少“死區(qū)”的存在,如減小盲管的長度,將其末端改為弧形并加裝閥門。其次考慮主過濾的冗余,設(shè)計(jì)備用主過濾器,主過濾器堵塞后可以切換至備用過濾器,消除因過濾器堵塞而導(dǎo)致緊急停運(yùn)事故發(fā)生。換流閥運(yùn)行維護(hù)方面,考慮提高內(nèi)冷水水質(zhì),減少均壓電極結(jié)垢的發(fā)生。
◆ 水質(zhì)故障
涉及到內(nèi)冷水的水質(zhì)故障出現(xiàn)過2次,其原因是電導(dǎo)率超過定值。為了實(shí)時(shí)監(jiān)控內(nèi)冷水水質(zhì),目前換流站用電導(dǎo)率作為衡量內(nèi)冷水水質(zhì)的指標(biāo),將內(nèi)冷水水質(zhì)指標(biāo)定為≤0.5 μS/cm。其改進(jìn)措施可以為增設(shè)其他內(nèi)冷水水質(zhì)指標(biāo)如含氧量、pH等,通過各項(xiàng)指標(biāo)協(xié)同衡量內(nèi)冷水水質(zhì)。
◆ 內(nèi)冷水系統(tǒng)隱患
內(nèi)冷水系統(tǒng)故障是閥冷卻水系統(tǒng)故障的主要來源,對主要故障類型進(jìn)行細(xì)致分析發(fā)現(xiàn)電源回路故障和控制系統(tǒng)故障主要原因是由于控制邏輯和冗余考慮不足導(dǎo)致的,因此要優(yōu)化其控制邏輯,增加重要設(shè)備的冗余量。而機(jī)械水路故障的主要原因最終都可追溯到水質(zhì)狀況和冗余上,提高水質(zhì)狀況可以從根本上解決機(jī)械水路故障問題。
高壓直流換流閥在我國具有良好的發(fā)展前途。換流閥系統(tǒng)中“屬于輔助但實(shí)際中卻處于絕對核心地位”的閥內(nèi)冷水系統(tǒng),由于重視程度不夠,發(fā)生了多起由其故障引起的降功率、閉鎖、緊急停運(yùn)等事故,嚴(yán)重影響了換流站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對故障進(jìn)行分析,主要原因有:(1)控制邏輯方面不完善,導(dǎo)致一些誤觸發(fā)發(fā)生;(2)某些重要的設(shè)備冗余不足,導(dǎo)致其出現(xiàn)故障后,換流站只能被迫停運(yùn);(3)水質(zhì)狀況有待提高。因此,應(yīng)該從三個(gè)方面采取措施以保障換流站的穩(wěn)定運(yùn)行:(1)不斷完善閥冷卻水系統(tǒng)的控制邏輯和控制軟件;(2)重要設(shè)備安裝備用設(shè)備,提高運(yùn)行穩(wěn)定性;(3)提高循環(huán)水水質(zhì),減少腐蝕結(jié)垢的發(fā)生。
攝影 李景源