一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，在空气冷却器子系统的冷却液输出管道上设置有温度传感器，用于实时检测空气冷却器子系统冷却液输出管道中流出的冷却液的温度，控制模块根据采集到的温度信息相应控制是否投入闭式冷却塔，利用空气冷却器与闭式冷却塔的配合运行实现换流阀的散热，提升散热效率。相较于人工控制的方式，对于何时投入闭式冷却塔的时机掌握十分精准，控制可靠性高，避免出现换流阀过热运行的情况，并且，这是一种自动控制方式，无需专门安排工作人员来专门负责这一部分，降低了人工成本。

A cooling system of air cooler series cooling tower for HVDC converter valve

The present invention relates to an air cooler tandem cooling tower cooling system for HVDC converter valves. A temperature sensor is installed on the cooling fluid output pipeline of the air cooler subsystem for real-time detection of the temperature of the cooling fluid flowing out of the cooling fluid output pipeline of the air cooler subsystem. The control module controls whether to put the closed cooling tower or not according to the collected temperature information. Cooperative operation of air cooler and closed cooling tower is used to realize heat dissipation of converter valve and improve heat dissipation efficiency. Compared with manual control, the timing of putting the closed cooling tower into operation is very precise, the control reliability is high, and the overheating operation of the converter valve is avoided. Moreover, this is an automatic control method, which does not require special staff to take charge of this part, thus reducing the labor cost.

【技术实现步骤摘要】
一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统
本专利技术涉及一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，属于直流输电换流阀冷却

技术介绍
直流输电工程中的核心元件可控硅换流阀在运行过程中会产生大量热量，需要通过换流阀密闭式冷却系统的换热设备对其冷却，以保证换流阀的正常工作温度。目前，常规换热设备主要有两种：水冷却方式和空气冷却方式。通常，水冷却方式为蒸发式冷却塔，空气冷却方式为空气冷却器。蒸发式冷却塔在运行过程中由于喷淋水的蒸发浓缩和部分排放，需定期补充新鲜的喷淋水，此外由于喷淋水蒸发浓缩后，其硬度逐渐升高，需定期排放一定量的喷淋水以防止由于喷淋水硬度过高导致的冷却塔盘管结垢现象。目前很多换流站均建设在北方干旱缺水地区，这些地区的特点是夏季温度较高且水蒸发量大。由于这些地区的特点，并为减少对水源的污染，通常不选用蒸发式冷却塔作为换热设备。这些地区通常选用空气冷却器作为冷却设备。而且由于换流站所在地区环境温度均相对较低，使用空气冷却器即可满足换流阀换热需求。但部分地区由于极端环境温度过高，且由于空气冷却器的冷却效果取决于空气的干球温度，因此不能将冷却介质的温度冷却到环境温度以下。例如在国内西北某地极端环境最高温度高达44℃，而换流阀所允许的最大进阀温度只有40℃，此时仅采用空气冷却器无法满足换流阀的冷却需求。同时由于换流阀通常在夏季时进行大规格的运行，而此时的环境温度通常为最高、最极端，在此情况下空气冷却器往往不能满足换流阀所要求的冷却需求，导致换流站不得不采取降负荷、降功率的形式运行，带来极大的经济损失的同时也不利于国民经济的健康发展。在此条件下，必须采用一种辅助冷却设备以弥补极端最高环境温度时空气冷却器冷却能力不足的缺点。为了解决上述问题，申请公布号为CN102684454A的中国专利申请文件中公开了一种直流输电换流阀复合外冷却系统，包括空气冷却器和闭式冷却塔，空气冷却器和闭式冷却塔串联设置，换流阀输出的冷却液依次经过控制冷却器和闭式冷却塔的冷却之后输入给换流阀，冷却液周而复始实现换流阀的循环冷却。通常情况下，冷却系统布置在偏远地区，如果通过人工控制的方式控制是否投入闭式冷却塔进行换热的话，一来人工操作误差较大，对于何时投入闭式冷却塔以及何时退出闭式冷却塔的时机掌握不够精准，进而可能造成换流阀过热运行，影响换流阀的安全运行；二来需要专门的工作人员来控制，那么，就需要专门安排工作人员在这偏远地区进行值守，很大程度上增加了人工成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，用以解决现有的冷却系统人工投入闭式冷却塔的控制方式的控制精度较低的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，包括空气冷却器子系统和闭式冷却塔子系统，闭式冷却塔子系统包括闭式冷却塔，空气冷却器子系统与闭式冷却塔串联设置，所述冷却系统还包括控制模块以及设置在空气冷却器子系统的冷却液输出管道上的第一温度传感器，所述控制模块采样连接所述第一温度传感器，根据空气冷却器子系统的冷却液输出管道中冷却液的温度相应控制闭式冷却塔，以自动控制是否投入闭式冷却塔。所述冷却系统还包括用于设置在换流阀的冷却液输入管道上的第二温度传感器，所述控制模块采样连接所述第二温度传感器，根据换流阀的冷却液输入管道中冷却液的温度相应控制闭式冷却塔，以自动控制是否退出闭式冷却塔。所述闭式冷却塔并联设置有第一电控阀门，所述闭式冷却塔的冷却液输出管道上设置有第二电控阀门，所述闭式冷却塔的冷却液输入管道上设置有第三电控阀门，所述控制模块控制连接所述第一电控阀门、第二电控阀门和第三电控阀门。所述空气冷却器子系统由至少两个冗余设置的空气冷却器构成。所述空气冷却器子系统的冷却液输入管道上设置有两个冗余设置的冷却液输入水泵。所述闭式冷却塔子系统包括集水盘、喷淋水循环泵和喷嘴，所述闭式冷却塔中有换热盘管，所述控制模块控制连接所述喷淋水循环泵，当闭式冷却塔投入时，所述集水盘中的水通过喷淋水循环泵和喷嘴喷洒在换热盘管的表面。所述闭式冷却塔中设置有PVC热交换层，喷淋到所述换热盘管的表面上的水经过所述PVC热交换层进行冷却后落至集水盘中。所述闭式冷却塔子系统还包括喷淋水处理装置，所述喷淋水处理装置包括旁滤循环水泵和过滤器，所述旁滤循环水泵、过滤器和所述集水盘通过管道连接形成自循环过滤回路。所述闭式冷却塔中设置有用于将闭式冷却塔中的水分阻挡和回收至所述集水盘的挡水板。所述闭式冷却塔中设置有用于将热量排出闭式冷却塔的风机，所述控制模块控制连接所述风机。本专利技术提供的直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统中，在空气冷却器子系统的冷却液输出管道上设置有温度传感器，用于实时检测空气冷却器子系统冷却液输出管道中流出的冷却液的温度，根据温度信息相应控制是否投入闭式冷却塔，当温度大于一个设定值时，控制投入闭式冷却塔，利用空气冷却器与闭式冷却塔的配合运行实现换流阀的散热，提升散热效率。首先，冷却系统包括空气冷却器和闭式冷却塔，闭式冷却塔作为空气冷却器的辅助冷却设备，在温度较高时，保证空气冷却器冷却能力不足时冷却系统仍具有足够的冷却能力，解决了只用空气冷却器无法有效散热的问题，并且能够将空气冷却器和闭式冷却塔的优点结合，更有效地散热，且该系统在运行过程中消耗水量非常少，解决了仅用冷却塔时消耗水量过大的难题，所以，既提高了系统的换热能力，也有效实现了节水和节能的目的。而且，通过检测空气冷却器子系统冷却液输出管道中流出的冷却液的温度来相应控制是否投入闭式冷却塔，由于换流阀与空气冷却器进行换热，所以，换流阀的温度最直接体现在空气冷却器冷却液输出管道中冷却液的温度，那么，通过检测其温度来控制是否投入闭式冷却塔的这种方式相较于人工控制的方式，对于何时投入闭式冷却塔的时机掌握十分精准，控制可靠性高，避免出现换流阀过热运行的情况，并且，这是一种自动控制方式，无需专门安排工作人员来专门负责这一部分，降低了人工成本。另外，这种控制方式与根据环境温度控制投入闭式冷却塔的方式相比，由于环境温度只能反映换流阀所在区域的环境温度，无法反映换流阀本身在运行时的温度，因此可能存在以下情况：环境温度较低时换流阀由于大功率运行，其本身温度却很高；或者，环境温度较高时换流阀由于低功率运行，其本身温度却较低，进而，可能出现以下控制情况：环境温度较低时，闭式冷却塔退出，但是换流阀由于大功率运行，其本身温度很高，需要闭式冷却塔投入运行；或者，环境温度较高时，闭式冷却塔投入，换流阀由于低功率运行，其本身温度较低，无需投入冷却塔，仅靠空气冷却器就可以满足要求。因此，通过采用环境温度来控制投入闭式冷却塔，控制精度较低，无法精准对闭式冷却塔是否投入进行控制，而本专利技术利用输出的冷却液温度进行投入控制，能够满足换流阀的可靠散热。附图说明图1是直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。本实施例提供一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，用于对直流输电换流阀进行散热，其中，直流输电换流阀可以是晶闸管换流阀、IGBT换流阀、IGCT换流阀、IGET换流阀等多种原理及形式的换流阀。该冷却系统主要包括两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，包括空气冷却器子系统和闭式冷却塔子系统，闭式冷却塔子系统包括闭式冷却塔，空气冷却器子系统与闭式冷却塔串联设置，其特征在于，所述冷却系统还包括控制模块以及设置在空气冷却器子系统的冷却液输出管道上的第一温度传感器，所述控制模块采样连接所述第一温度传感器，根据空气冷却器子系统的冷却液输出管道中冷却液的温度相应控制闭式冷却塔，以自动控制是否投入闭式冷却塔。

【技术特征摘要】
1.一种直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，包括空气冷却器子系统和闭式冷却塔子系统，闭式冷却塔子系统包括闭式冷却塔，空气冷却器子系统与闭式冷却塔串联设置，其特征在于，所述冷却系统还包括控制模块以及设置在空气冷却器子系统的冷却液输出管道上的第一温度传感器，所述控制模块采样连接所述第一温度传感器，根据空气冷却器子系统的冷却液输出管道中冷却液的温度相应控制闭式冷却塔，以自动控制是否投入闭式冷却塔。2.根据权利要求1所述的直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括用于设置在换流阀的冷却液输入管道上的第二温度传感器，所述控制模块采样连接所述第二温度传感器，根据换流阀的冷却液输入管道中冷却液的温度相应控制闭式冷却塔，以自动控制是否退出闭式冷却塔。3.根据权利要求1或2所述的直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，其特征在于，所述闭式冷却塔并联设置有第一电控阀门，所述闭式冷却塔的冷却液输出管道上设置有第二电控阀门，所述闭式冷却塔的冷却液输入管道上设置有第三电控阀门，所述控制模块控制连接所述第一电控阀门、第二电控阀门和第三电控阀门。4.根据权利要求1或2所述的直流输电换流阀用空气冷却器串冷却塔冷却系统，其特征在于，所述空气冷却器子系统由至少两个冗余设置的空气冷却器构成。5.根据权利要求1或2所述的直流输电换...

【专利技术属性】
技术研发人员：景兆杰，肖松丽，郑解良，王成龙，尹姣姣，雷亚州，潘雪萍，张新伟，
申请(专利权)人：许昌许继晶锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41