一种大功率高压阀试验的水冷却系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种大功率高压阀试验的水冷却系统，包括水冷却单元和水加热单元，其中，所述水加热单元，包括电加热装置和阀散热装置，所述电加热装置设置在水冷却单元与高压阀之间，给冷却水加热，使升温后的水通过高压阀散热器将晶闸管元件加温；所述高压阀散热装置，与高压阀中的晶闸管通过层叠结构压装在一起，其内循环有经水加热单元升温后的水，对晶闸管元件进行加温。本实用新型专利技术能够使得试品阀进水口温度通过恒温控制达到并维持在发生最大暂态过电压过电流前可能的最大温度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力技术，特别涉及一种大功率高压阀试验的水冷却系统。
技术介绍
目前，在大功率高压闹试验中，晶闸管的特性在很大程度上受其结温的影 响，结温越高则出现故障的几率越大。高压阀的运行试验是考验阀承受工作过 程中可能经历的各种电流、电压应力的能力。为了保证通过运行试验的产品能 够满足实际运行的各种要求，高压阀在进行运行试验时，晶闸管元件的结温及 相应的水温必须不小于运行中可能出现的最高温度。为了满足以上要求，无论过电流试验还是联合试验，都需要在试验前通过 预加热使晶闸管元件结温以及相应的冷却水温度达到试验要求的值。预加热则通常通过电流加热途径来实现。即在试验正式开始前，首先使试 验装置运行一段时间，通过晶闸管自身的电流热损耗来完成高压阀的最高运行 温度的设定。在该试验方式中，水冷系统只具有单一的水冷却功能，它与高压 阀的散热器连接。在高压阀上都安装有温度检测单元检测高压阀结温，结温参 数可以被反馈到就地控制系统以实现水流量控制，控制散热器的散热能力，以 此平衡电力加热的发热量，保证高压阀安全运行的最高结温的限制值。该方法 的优点是水冷系统的功能结构简单，只具有单一的水冷却功能。但是其缺点也 是显而易见的，首先，为了保证晶闸管结温的内外的一致性，加热电流不会很 大，因此高压阀电流加热的时间通常比较长，严重影响了试验的效率；其次， 电流加热对晶闸管内部结温很难实现均匀精确控制，晶闸管局部结温与器件表 面温度会有差异。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种大功率高压阀试验的水冷却系统，能够 使得试品阀进水口温度通过恒温控制达到并维持在发生最大暂态过电压过电流前可能的最大温度。本技术的 一种大功率高压阀试验的水冷却系统，包括水冷却单元和水 加热单元，其中，所述水加热单元，包括电加热装置和阀散热装置，所述电加 热装置设置在水冷却单元与高压阀之间，给冷却水加热，使升温后的水通过高压阀散热器将晶闸管元件加温；所述高压阀散热装置，与高压阀中的晶闸管通 过层叠结构压装在一起，其内循环有经水加热单元升温后的水，对晶闸管元件 进行力口温。其中，进一步包括就地控制单元，所述就地控制单元根据高压阀结温，分 别控制所述水冷却模块和所述水加热模块控制流经试品阀循环水的温度。其中，进一步包括测量单元，用于测量所述高压阀的预定参数，将测量结 果上报至就地控制单元，所述就地控制单元，进一步包括分析比较单元，将测 量单元发送来的测量结果与其预先存储的目标数值进行分析比较。其中，所述测量单元，测量所述高压阀的预定参数包括高压阀的进水口温 度、出水口温度、水电阻率和流量。其中，进一步包括调节阀，其设置在所述水加热单元与所述高压阀之间， 用于调节水压。本技术的有益效果是依照本技术的大功率高压阀试验的水冷却 系统，实现了高压阀结温均匀精确可靠，省却了阀试验的电热预加热过程；实 现了水冷系统水温的完全灵活可控性，使试验过程更加灵活。附图说明图1为本技术的大功率高压阀试验的水冷却系统的结构示意图。具体实施方式以下，参考图1详细描述本技术的大功率高压阀试验的水冷却系统。 如图1所示，本技术的用于大功率高压阀试验系统的带水加热功能的 水冷却系统，包括水冷却单元、就地控制单元和水加热单元。其中，水加热单 元包括电加热装置和阀散热器，电加热装置设置在水冷却单元与高压阀(即试 品阀)之间，能够直接给冷却水加热，升高冷却水的温度，升温后的水通过高 压阀散热器将晶闸管元件加温，使被试品结温达标；高压阀散热器设置与晶闸 管通过层叠结构压装在 一起，以对晶闸管元件进行加温。其中，就地控制单元根据高压阀结温，分别控制水冷却模块和水加热模块 控制流经试品阀循环水的温度，通过该循环水对试品阀进行加热。此外，就地控制单元，进一步包括分析比较单元，将测量单元发送来的测 量结果与其预先存储的目标数值进行分析比较，从而进一步控制水冷却单元或 者水加热单元，对循环水进行冷却或加热。在具体实现时，本技术的大功率高压阀试验的水冷却系统的一些技术特点及运行过程如下1、 单独为试品阀增加一套水处理装置，该系统既具有加热模块，也具有 冷却模块，二者为串联关系。2、 根据设定的试验温度，控制系统可以自动启动加热系统对循环水进行 加热，直到温度达到试验要求并稳定。3、 试验正式开始前，就地控制系统转入恒温控制，直到试验开始。4、 试验开始后，则水冷系统自动转到冷却模式，按设定的试品冷却功率 要求进行控制，必要时也可以启动加热装置。此外，当预加热过程结束后，试品阀的结温以及相应的水温应该稳定在i殳 定的温度值。随后，可以进行各项运行试验。在试验过程中，为了与实际的工 况等效，试品阀水冷系统的散热功率要不大于实际工况中的值，该散热功率受 环境温度、冷却水流量和冷却风机转速等因素的影响。因此，试验室的水冷系 统不仅要具备给试品阀进行预加热的功能，还要能够在试验开始后为试品阀提 供输出功率可调的冷却功能。以晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor, TCR)阀为例，在发 生暂态过电压的情况下，为维持系统电压稳定，TCR阀自动最大导通角，这 时TCR阀承受的正反峰值电压、开通和关断前di/dt和导通电流均处于最大值。 而如果这种情况又发生在最高环境温度的情况下，那将是TCR阀可能遇到的 最严重的状态，此时TCR阀的晶闸管元件的结温将是其运行工况下的最高结 温。而进行TCR试品阀的最大暂态运行试验(最少IO秒钟)，就是为了考察 试品阀在以上所述的最恶劣的运行状态下的生存能力，即此时结温最高，且发 生了最大暂态过电压过电流。在进行TCR阀的该项试验时，加热系统的用途就是在试验前对冷却水进行加热，使得试品阀进水口温度通过恒温控制达到并维持在发生最大暂态过电 压过电流前可能的最大温度，然后解除恒温控制，调节冷却系统使其效果与实 际相同，此时便可以进行暂态过电压过电流试验。由于阀的水路是一个整体，最少也必须保证一次试^r一层阀，按照现在使 用的静止无功补偿器(SVC)阀的结构，即每两个水电阻水路串联，反并联的 晶闸管散热器水路串联，散热器的和水电阻有固定的最大的水流量值，试品阀 需要的流量可以计算出来。对于大功率的岡，晶闸管散热器的水路全并联，则需要的水流量比SVC 阀结构所需流量要大。如果考虑试验时同时为整个阀体供水，而不用只分出一 层来供水，则需要的最大流量还可能增加一倍，达到大功率阀的水流量。因此， 所需要水系统的水流量应大于SVC阀结构所需流量要，最好可以达到大功率 阀的水流量。冷却装置的最大热交换容量应才艮据试品来确定。对于现有试品的 试验要求，试品阀冷却水装置的最大热交换容量应大于117kW。考虑可能遇到的其它试品，热交换容量可以通过阀的各部分最大损耗来估 算该损耗应该包括晶闸管的损耗和水电阻的损耗。如果满足整个阀体，则最 大热交换功率还要加倍。综合上面的两种分析，可以按满足现有试品的 一相阀的最大热交换容量选 择试品水处理系统的容量，如果今后试品容量增加，可以只做一层阀的试验。 因此取冷却装置的最大热交换容量为120kW。如上所述的水系统作为试品阀单独的水处理系统，冷却能力需要根据不同 试验的要求进行调节，冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率高压阀试验的水冷却系统，包括水冷却单元和水加热单元，其特征在于，　　　　所述水加热单元，包括电加热装置和阀散热装置，所述电加热装置设置在水冷却单元与高压阀之间，给冷却水加热，使升温后的水通过高压阀散热器将晶闸管元件加温；　　　　所述高压阀散热装置，与高压阀中的晶闸管通过层叠结构压装在一起，其内循环有经水加热单元升温后的水，对晶闸管元件进行加温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：温家良，查鲲鹏，汤广福，贺之渊，李志麒，魏晓光，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]