[发明专利]一种换流阀冷却系统及冷却方法

说明书

本发明公开了一种换流阀冷却系统及冷却方法，包括太阳能电池板、水冷机组、水风换热器以及三通阀，太阳能电池板通过光能转换设备与太阳能供电线路的输入端连接，太阳能供电线路的输出端和换流站供电系统均与水冷机组和水风换热器电连接；换流阀的冷却介质管道的出口与三通阀的入口连接，三通阀的第二出口通过管道直接与水循环主机系统的入口连接，三通阀的第一出口与水冷机组的介质入口连接，水冷机组的介质出口与水循环主机系统的入口连接，水循环主机系统的出口与换流阀的介质入口连接，利用太阳能转化为电能为冷却系统换热设备供电，利用太阳能供电解决了压缩机制冷的水冷机组耗电量大的难题，实现有效节能减排，有较大的工程应用价值。

技术领域

本发明属于直流输电技术领域，具体涉及一种节能减排的换流阀冷却系统及冷却方法。

背景技术

直流输电的核心设备是换流阀，冷却系统是为换流阀功率器件提供冷却的设备，用于将阀厅内换流阀的热量通过冷却介质转移至户外环境中，保证换流阀功率器件运行在安全温度以内，冷却系统的冷却能力是影响换流阀可靠性的关键因素之一。以往可靠性一直是冷却系统设计的关注重点，随着对节能减排和保护环境的认识，大容量直流输电冷却系统用水用电损耗和污染环境的排放水，成为直流输电换流阀冷却系统设计面临的新技术难题。

现有直流输电中换流阀的冷却系统外冷只有空气换热器和闭式冷却塔两种方式，空气换热器用外设风机使热量对流换热至大气中，环境温度越高效率越低，不适合高温环境；闭式冷却塔通过喷淋水做传热介质，喷淋水吸热相变成气态后排至大气中，换热效率高，但耗水量大，同时排放含水垢、微生物结垢的污水，带来环境污染问题；另有一种采用压缩机制冷的水冷机组可以提供较低温度的冷冻水，但因为有能耗太大的缺点而无法在大容量直流输电冷却系统使用。以一个额定输送功率为5000MW的柔性直流输电系统为例，采用闭式冷却塔换热方案，夏天最大耗水量、用电损耗评估如下表所示：

我国是世界上水资源和能源紧缺的国家之一，从上表分析看，需要提出一种新的直流输电换流阀冷却系统，以达到节能减排的目的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种换流阀冷却系统及冷却方法，采用压缩机制冷的水冷机组进行冷却，同时利用太阳能供电，达到了节能减排的目的。

为达到上述目的，本发明所述一种换流阀冷却系统包括太阳能电池板、水冷机组、水风换热器以及三通阀，太阳能电池板通过太阳能控制器与太阳能供电线路的输入端连接，太阳能供电线路的输出端和换流站供电系统均与水冷机组和水风换热器电连接；换流阀的冷却介质管道的出口与三通阀的入口连接，三通阀的第二出口通过管道直接与水循环主机系统的入口连接，三通阀的第一出口与水冷机组的介质入口连接，水冷机组的介质出口与水循环主机系统的入口连接，水循环主机系统的出口与换流阀的介质入口连接。

进一步的，三通阀的第一出口与水冷机组的介质入口之间设置有水风换热器。

进一步的，太阳能控制器的输出端还连接有蓄电池组，蓄电池组与水冷机组和水风换热器电连接。

进一步的，水冷机组和水风换热器与换流站供电线路电连接。

进一步的，水冷机组和水风换热器组均为冗余配置。

进一步的，三通阀为电动三通阀，换流阀的冷却介质出口设置有温度传感器，温度传感器与PLC通信连接，PLC与电动三通阀通信连接。

进一步的，温度传感器用于测量换流阀冷却介质的出阀温度，并将测量结果发送至PLC，PLC用于根据冷却介质的出阀温度控制电动三通阀的入口的开度以及水冷机组和水风换热器投入换热的数量。

进一步的，太阳能电池板设置在换流站阀厅的屋顶。

一种换流阀冷却系统方法：