适合严寒地区直流换流站外冷却系统的研究-论文.pdf

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1、2014年8月电力科技与环保第30卷第4期适合严寒地区直流换流站外冷却系统的研究Studyofoutdoorwatercoolingsystemsuitableforcoldregions张健，何世洋，孙三祥，郑宗达(1．兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州730070；2．甘肃省电力设计院，甘肃兰州730060)摘要：针对目前严寒地区直流换流站外水冷系统多采用空气冷却方式，而空气冷却方式存在造价高、占地多、运行费用高等不利因素，设计了一种新型外水冷系统，冬季利用漏水孔板淋水带走内水冷系统的热量，并采取必要的防冻措施。该系统应用于北方严寒地区，可以大大降低初投资，

2、减少占地面积，运行费用降低，噪声减小，同时也保证了直流输电系统的安全可靠运行，具有极大的经济效益和推广价值。关键词：直流换流站；冷却塔；空气冷却器；外冷却系统Abstract：AimingatAircoolingwaythatisplentyusedbyHVDCoutdoorwatercoolingsystemforcoldregions，however，aircoolingwayhasdisadVantagesofhighprice，wastefullandandthehighcostofrunning．Anewtypeofoutdoorwatercoolingsy

3、stemisdesigned．Theapplicationofthissystemintheno~herncoldregionwillbringhugeeconomicbenefitsandpopularizingvalue．Keywords：directcurrentconve~erstation；coolingtower；aircooler；outdoorwatercoolingsystem中图分类号：TB657．5文献标识码：B文章编号：1674—8069(2014)04—053—030引言1水冷却方式高压直流输电技术广泛应用于远距离大功率输外冷却系统采用水冷却

4、方式时，一般采用蒸发电，海底电缆送电及不同或相同额定频率交流系统式冷却塔进行冷却降温，其原理如图l所示。内冷之间的非同步联络等方面。换流站是高压直流输电却水系统中的介质在换流阀内加热升温后，由循环系统中实现交直流电力变换的电力工程设施j。水泵驱动流入冷却塔内的换热盘管中，喷淋水泵从换流站中换流器是直流输电系统中的关键设备，它外冷水池抽水均匀喷洒到冷却塔内的换热盘管表的作用是把交流电变换成直流电，或把直流电交换面，冷却塔上设置的风机，从冷却塔下侧引入空气与成交流电。而晶闸管可控硅阀是换流器的最基本组喷淋水产生剧烈的混合，水汽化吸热，降低换热盘管成单元。换流阀在运行工程中

5、会产生损耗，对晶闸中内冷却水系统的介质温度。喷淋水吸热后形成的管元件最直接的影响就是导致元件结温升高。晶闸水蒸汽通过风机排至大气，在此过程中，换热盘管内管元件的正常工作结温允许范围是6O一9O℃。为的冷却介质得到了冷却，降温后的冷却水由循环水保证换流器按规定的要求安全可靠地运行，必须通泵再送至换流阀，如此周而复始地循环运行。过冷却系统将运行结温维持在正常的范围内。2空气冷却方式阀冷却器将阀体各元器件的功耗发热量排放到阀厅外，保证晶闸管运行结温在正常范围内，这既要外冷却系统采用空气冷却方式时，一般常用空求有足够的冷却容量，又要求有较高的可靠性。通气冷却器，其工作原理如图

6、2所示。内冷却水系统常，阀冷却分为内冷却水系统和外冷却系统。内冷中的介质在换流阀内加热升温后，由循环水泵驱动却水又称一次循环水，而换流阀外冷却系统主要功进入室外空气冷却器，空气冷却器配置主要部件有能是对一次循环水进行冷却。外冷却系统的冷却方换热盘管(带翅片)和风机，风机驱动室外空气冲刷式目前有两种：一种为水冷却方式，另一种为空气冷换热盘管外表面，使换热盘管内的内冷却水系统中却方式。的介质得以冷却，降温后的冷却介质由循环水泵再‘●基金项目：兰州交通大学科技支撑项目(ZC2013011)；甘肃省电力公司科技开发项目(201lkJ一1023)532014年8月电力科技与环保

7、第30卷第4期送至换流阀，如此周而复始地循环运行。备的初投资也高。水的导热系数比同温度下空气的导热系数大20多倍。常温下水的比热容为4180kJ／mK，空气的比热容为1．2kJ／m’K，二者相差悬殊，造成换热强度的巨大差异，水的对流换热系数h可以达到10W／mK，而空气则只有水的1／100。根据牛顿冷却计算式：g=h(t一0)(1)式中：h为对流换热系数，W／ra·K；t为壁面温度，oC；t，为流体，℃。从式(1)可知，用水冷却内水冷系统比同温度下的空气快得多。3适合严寒地区的外水冷系统图1水冷却方式原理3．1系统工作原理通过上述对比分析可知，单从冷