换流站阀水冷系统保护分析及优化

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1、工程硕士学位论文换流站阀水冷系统保护分析及优化作者姓名黄晨工程领域电气工程校内指导教师蔡泽祥教授校外指导教师孙鹏高级工程师所在学院电力学院论文提交日期2015年10月AnalysisandoptimizationfortheprotectionofconverterstationvalvecoolingsystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuangChenSupervisor：Prof.CaiZeXiangSeniorEngineerSunPengSouthChinaUniversity

2、ofTechnologyGuangzhou,China摘要高压直流输电技术由于具有高电压、大容量、远距离和易于电网互联的特点，近年来在我国发展迅速，已成为解决远距离输电一个重要方式。换流阀作为高压直流输电的核心设备，其运行的安全可靠性直接影响着直流输电工程的安全与稳定。阀水冷系统作为换流阀的重要组成部分,它将换流阀运行时产生的高热量排放到阀厅外,保证阀体温度运行在正常范围内，防止阀体温度过高导致元件损坏。因此，阀水冷系统运行的稳定性直接关系到直流系统的安全稳定运行。据统计，由于阀水冷系统保护动作导致的直流单双极闭锁约占单双极闭锁故障总数的12.5%。由此可见，通过分

3、析研究阀水冷系统保护，提出相关优化与改进措施，可以有效避免由于阀水冷系统故障导致的高压直流系统停运，对于保障跨区电网的安全稳定运行具有重要的意义。本文阐述了换流站阀水冷系统的原理，介绍了阀水冷系统结构及其主要设备；对阀水冷系统中的流量保护、温度保护、泄漏保护及水位保护的配置情况和动作原理进行了详细研究，结合国内各换流站阀水冷系统曾发生过的保护动作情况进行分析，阐明故障原因，指出保护设计中存在的缺陷和问题，同时对阀水冷系统保护中仍然存在的隐患进行了分析并提出了优化建议；总结现场实际运行维护经验，提出了阀水冷系统设备的优化和改进措施，防止保护动作闭锁直流系统。本文对阀水

4、冷系统内的各个保护进行了深入地研究，并结合历史故障进行举例分析，不仅可以使运维人员熟悉直流输电阀水冷系统保护，而且为现场的故障处理提供了可靠经验和指导方向；分析保护设计中存在的各种隐患，提出相关的优化建议，并通过总结现场阀水冷系统设备的各种改进措施，为阀水冷系统的安全稳定运行及新建工程设计提供借鉴和帮助。关键词：高压直流；换流站；阀水冷系统；保护配置；优化IAbstractInrecentyears,HVDCtransmissiontechnologydevelopedveryrapidlyinourcountry,andithasgraduallybecomean

5、importantmethodtosolvetheproblemoflongdistancetransmissionduetoitshighvoltage,largecapacity,longdistancetransmissionandpowergridinterconnection.Convertervalve,whosesecurityandreliabilitydirectlyaffectstheoperationstateofHVDC,isthecoreequipmentinHVDCsystem.Asanimportantpartofconverterva

6、lve,valvecoolingsystemtakesawayalotofheatproducedbytheconvertervalve,toensurethetemperatureofconvertervalveinthenormaloperatingrange,andpreventthedamageofcomponentscausedbyhightemperature.Therefore,thesecurityandreliabilityofvalvecoolingsystemdirectlyaffectsthesecureandstableoperationo

7、fHVDC.Statistically,themonopole/bipoleblockinginDCsystemcausedbyvalvecoolingsystemprotectionperformanceare12.5percentofallblockings.Therefore,byanalyzingtheprotectionofvalvecoolingsystemandraisingtheoptimizedsuggestion,wecanavoidDCblockingbecauseofthevalvecoolingsystemfaultseffective