CN108801562A - 一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置及方法，该漏水检测方法采用阀塔底部及模块漏水检测相结合，能够对阀塔不同漏水情况进行检测。该漏水检测装置包括阀塔底部漏水检测装置及模块漏水检测装置，阀塔底部漏水检测装置包括接水盘、水位计装置、光纤及排水孔，模块漏水检测装置包括设置在模块上的接水盘、导流管及漏水检测显示管。本发明结构简单、实施方便，同时能够定位至具体阀塔及模块，可及时对漏水情况进行报警/保护，而且定位至具体模块，极大的方便柔直换流阀阀塔维护检修工作。
Description
技术领域
本发明属于柔性直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置及方法。
背景技术
柔性直流输电由于具有可控性、灵活性和稳定性，在分布式发电、孤岛和城市扩容供电中前景广阔，是未来长远距离、大容量直流输电的发展方向，开发高可靠性的换流阀设备是最核心的技术。
高压柔性直流换流阀用于将交流电压变换成直流电压，或者将直流电压反变换为交流电压。高压换流阀中包含有大量的电力电子器件，如晶闸管、IGBT、IEGT等。这些电力电子器件在工作时会有损耗，散发出大量的热。为了保证高压换流阀的正常运行，通常采用水冷却系统对发热设备进行冷却。在高压换流阀中，直接对阀塔中发热设备进行冷却的水冷却系统一般为内水冷却系统，即冷却水被密封于冷却管道中，流经各发热设备后冷却水温上升，将热量带出换流阀塔，从而达到对阀塔中发热设备冷却的功能。
然而，高压换流阀阀塔的水冷系统具有复杂的水路及大量的水管接头，且在高电压的作用下，极易发生漏水风险。水冷系统一旦漏水，有可能对高压换流阀中处于运行状态的电气设备造成严重损害，因此需要形成一套完整的漏水检测方法对换流阀设备的漏水故障进行监测、保护。
目前，国内外对柔直换流阀漏水检测方法及装置进行了相关的研究，主要有：监控膨胀水箱水位及补水泵启动情况达到监控目的，这种方式只能检测泄漏；其二是基于阀塔底部的光学的漏水检测装置，可定位至具体阀塔。
目前的漏水检测方法及设备有一定的局限性，仅能对发生大的泄漏时进行监测，发生较小的渗漏时难以识别。并且发生泄漏时仅能定位至具体阀塔，无法定位至具体泄露点，不利于阀塔维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置及方法，可以检测较少渗漏情况，并且可具体定位至具体模块，在维护时方便模块更换。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置，包括设置在阀塔底部的塔底漏水检测装置以及设置在每个功率模块下方的模块漏水检测装置；
塔底漏水检测装置包括阀塔接水盘、光纤、屏蔽罩和水位计组件，其中，接水盘用于接载阀塔的漏水，接水盘与水流道连通，水流道的末端设置有水位计组件；
水位计组件包括连通在水流道末端的储水舱，储水舱侧壁上开设有第二溢流口和第二溢流口下方的第一溢流口，储水舱内设置有的浮子，浮子上设置有两个竖立的浮子连接杆，其中一浮子连接杆上设置有保护信号孔，另一浮子连接杆上设置有报警信号孔，且报警信号孔高于保护信号孔；
还包括固定在储水舱顶部的光纤，所述光纤包括端口正对设置的发射光纤和接收光纤，且两者之间的光路通过浮子连接杆进行隔离，保护信号孔和报警信号孔分别对应有一套光纤，当保护信号孔或者报警信号孔处于对应光纤的导通光路时，发射光纤和接收光纤导通；
所述模块漏水检测装置设置在两个功率模块之间，用于检测其上方对应的模块的漏水情况，其包括固定在下方功率模块上的接水盘和与接水盘的出水口连通的模块导流管，模块导流管的末端连通有内表面有一层水敏感材料的模块滴水显示管。
接水盘的顶部采用斜面设计，斜面的最底端设置有水流道。
第二溢流口的直径大于第一溢流口，第二溢流口的直径为8mm，第一溢流口的直径为4mm，当发生小的泄漏时，接水盘上第一溢流口进行排水，当发生大的泄漏时，液位上升，第二溢流口和第一溢流口同时排水。
当浮子位于储水舱底部时，浮子连接杆的顶端仍然高出光纤导通的位置；在储水舱的顶部还设置有导向块，每个浮子连接杆分别设置在一套导向块之间，保证浮子连接杆的上下移动能够对光纤进行隔离或者导通。
保护信号孔在浮子连接杆上高度为30mm，报警信号孔在浮子连接杆上的高度为60mm。
阀塔底部根据功率模块的不同分布，设置有若干塔底漏水检测装置，具体的说，每个塔底漏水检测装置对应设置在纵向一列功率模块的下方。
本发明还提供了一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测方法，采用上述检测装置，当阀塔出现漏水的情况时，位于阀塔底座的塔底漏水检测装置的接水盘对漏水进行收集，此时，随着漏水量的不断增加，水位计组件中液面不断上升，当报警信号孔与光纤的光路通道对正，此时，光纤发射和接受端导通，输出漏水报警信号给控制后台；当漏水量进一步增加，接水盘上的第一溢流口不足以及时排出漏水，此时，液面继续上升，此时水位计组件中保护信号孔上升至与对应的光纤通道正对，此时与保护信号孔对应的发射光纤和接收光纤导通，控制后台接收到漏水严重需停机保护的信号。
相对于现有技术，本发明至少具有以下有益的技术效果：本发明的阀塔底部漏水检测装置与模块漏水检测互相配合使用，可达到阀塔漏水检测定位至具体阀塔及定位至具体模块，解决之前靠手摸引起的不准确、不安全、操作不规范问题，方便模块及时更换，节约检修时间。
同时，本发明提出的漏水检测方法系统、全面的考虑阀塔漏水检测情况，可对不同漏水程度进行检测，阀塔底部漏水检测装置可对泄漏量较大、泄漏严重情况进行检测，模块漏水检测达到渗漏级别的检测，另外，本发明提出的漏水检测方法及装置，结构简单，易实施。
附图说明
图1为本发明漏水检测实施示意图；
图2、图3为本发明阀塔底部漏水检测；
图4为本发明的模块漏水检测实施示意图；
其中，1、塔底漏水检测装置；2、模块漏水检测；3、柔直阀阀塔；11、阀塔接水盘；12、排水孔；13、光纤；14、屏蔽罩；15、水位计组件；21、浮子；22、浮子连接杆；23、报警信号孔；24、保护信号孔；25、导向块；27、第一溢流口；28、第二溢流口；31、功率模块；32、模块接水盘；33、模块导流管；34、模块漏水显示管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置，包括设置在柔直阀阀塔3底部的塔底漏水检测装置1以及设置在每个功率模块31下方的模块漏水检测装置2；
如图2所示，阀塔漏水检测装置1包括阀塔接水盘11、排水孔12、光纤13、屏蔽罩14和水位计组件15，其中，接水盘11用于接载阀塔的漏水，接水盘11的顶部采用光滑圆弧状结构，起到屏蔽电场作用；
如图3所示，水位计组件15包括连通在接水盘11，水位计组件15侧壁上开设有两个排水孔，分别为上下布置的第二溢流口28和第一溢流口27，且第二溢流口28的直径大于第一溢流口27，在本发明的优选实施例中，第二溢流口28的直径为8mm，第一溢流口27的直径为4mm，当发生小的泄漏时，接水盘11上第一溢流口27进行排水，当发生大的泄漏时，液位上升，第一溢流口25和第二溢流口26同时排水；第一溢流口25和第二溢流口26流出的水从排水孔12排出；
水位计15内设置有的浮子21，浮子21上设置有两个竖立的浮子连接杆22，其中一浮子连接杆上设置有保护信号孔24，另一浮子连接杆上设置有报警信号孔23，且报警信号孔23高于保护信号孔24；还包括固定在水位计15顶部的光纤13，所述光纤13包括端口正对设置的发射光纤和接收光纤，且两者之间的光路通过浮子连接杆22进行隔离，保护信号孔24和报警信号孔23分别对应有一套光纤13，当保护信号孔24或者报警信号孔23处于对应光纤的导通光路时，发射光纤和接收光纤导通，控制室或者控制后台或者控制器接收到光纤13导通后传回的光信号；在水位计15的顶部还设置有导向块25，导向块25上开设有容纳浮子连接杆22通过的导向孔，保证浮子连接杆22的上下移动能够对光纤13进行隔离或者导通；另外，浮子连接杆22具有一定的长度，具体来说，当浮子21位于水位计15底部时，浮子连接杆22的顶端仍然高出光纤13导通的位置，保证检测装置的正常稳定工作；
如图4所示，模块漏水检测装置2设置在两个功率模块31之间用于检测模块漏水检测装置2上方对应的模块的漏水情况，其包括固定在下方功率模块31上的接水盘32和与接水盘32的出水口连通的模块导流管33，模块导流管33的末端连通有内表面有一层水敏感材料的模块滴水显示管34；
在实际使用过程中，塔底漏水检测装置1及模块漏水检测2两部分互相配合协调，根据泄漏情况的大小可进行相应的报警/保护动作，且可将泄漏位置进行确定，两种漏水检测装置互相配合，共同作用于柔直换流阀阀塔，达到漏水检测的功效，缺一不可。
如图3所示，在本发明的优选实施例中，报警信号孔23和保护信号孔24的具体位置设置如下，保护信号孔24在浮子连接杆22上高度为30mm，报警信号孔23在浮子连接杆22上的高度为60mm，当水位计组件15中液面上升时，报警信号孔23与光纤13的光路通道对正，此时，光纤发射和接受端导通，输出漏水报警信号；当漏水严重时，液面继续上升，此时水位计组件15中保护信号孔24上升至光纤通道正对，此时与保护信号孔24对应的发射光纤和接收光纤导通，给出漏水严重需停机保护的信号；
通过上述操作，即可通过保护信号孔24和报警信号孔23实现对柔直阀系统的报警和停机保护；当然，在本发明的其他实施例中，当保护信号孔24接通之后，后台可发出保护信号，由工作人员确认是否进行停机保护。
在本发明的其他优选实施例中，阀塔底部根据功率模块的不同分布，设置有若干塔底漏水检测装置，具体的说，每个塔底漏水检测装置对应纵向一列模块的底部，采用如此结构设计，可根据阀塔的不同漏水情况定位至具体阀塔，进一步的定位至阀塔某一区域的漏水的功效；
另外，如图4所示，模块漏水检测装置2通过设置有模块滴水显示管34，从而在模块发生水泄漏时，水流经模块漏水检测显示管34后，由于模块漏水检测显示管34内表面设置有一层带色的遇水变色油墨层，油墨层遇水变为透明色，此时漏水检测显示管34呈透明色，还能看到水管内水分布情况，进而实现了漏水检测过程中，对漏水部位确定至具体的某个功率模块的功能，而且，采用本发明装置进行此种漏水检测，能够大大的提高工作效率，降低操作人员的施工强度，对漏水进行快速的定位，有效促进柔直换流阀阀塔检修维护的便捷，从而保证了系统的完整可靠运行，保证了用户的利益。
实施例：
请参阅图1，本发明结合±800kV柔直直流换流阀阀塔对这一漏水检测及装置进行详述，但本发明并不局限于±800kV柔直直流换流阀阀塔产品，同样适用于其他电压等级的柔直产品。
如附图1中，阀塔底部布置塔底漏水检测装置1，塔底漏水检测的水盘将泄漏水收集，水位计组件15内的水位上升，拖动浮子21上升，浮子21上的两个连接杆设置两个高低不一的通光孔，先是位置较高的通孔(即报警信号孔23)接通，会在控制后台接收到光纤返回的报警信号，如果漏水进一步升级，则位置较高的通孔(即保护信号孔24)接通，直接控制停机或者发出停机信号给操作人员进行确认。
如附图1中，阀塔中的所有模块下均安装有模块漏水检测装置2，模块漏水检测装置都连接有漏水检测显示管34，漏水检测显示管内部有水敏感材料如油墨层(水管内水敏材料不局限于油墨层)，当水从水管流过时，水管颜色由油墨层颜色(如红色)变为透明色，从而可确定具体模块发生漏水现象，达到对模块漏水情况进行检测。
本发明中阀塔底部漏水检测装置及模块漏水检测配合使用，不仅能够及时的发现漏水情况的发生，而且能够在最快的时间内找出漏水的具体模块或者位置，便于工作人员进行及时的更换或者检修，降低工作人员劳动强度的同时，大大增加了工作效率。
Claims (7)
1.一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置，其特征在于，包括设置在阀塔底部的塔底漏水检测装置(1)以及设置在每个功率模块下方的模块漏水检测装置(2)；
塔底漏水检测装置(1)包括阀塔接水盘(11)、光纤(13)、屏蔽罩(14)和水位计组件(15)，其中，接水盘(11)用于接载阀塔的漏水，接水盘(11)与水流道(111)连通，水流道(111)的末端设置有水位计组件(15)；
水位计组件(15)包括连通在水流道(11)末端的储水舱(26)，储水舱(26)侧壁上开设有第二溢流口(28)和位于第二溢流口(28)下方的第一溢流口(27)，储水舱(26)内设置有的浮子(22)，浮子(22)上设置有两个竖立的浮子连接杆(22)，其中一浮子连接杆上设置有保护信号孔(24)，另一浮子连接杆上设置有报警信号孔(23)，且报警信号孔(23)高于保护信号孔(24)；
还包括固定在储水舱(26)顶部的光纤(13)，所述光纤(13)包括端口正对设置的发射光纤和接收光纤，且两者之间的光路通过浮子连接杆(22)进行隔离，保护信号孔(24)和报警信号孔(23)分别对应有一套光纤(13)，当保护信号孔(24)或者报警信号孔(23)处于对应光纤的导通光路时，发射光纤和接收光纤导通；
所述模块漏水检测装置(2)设置在两个功率模块之间，用于检测其上方对应的模块的漏水情况，其包括固定在下方功率模块(31)上的接水盘(32)和与接水盘(32)的出水口连通的模块导流管(33)，模块导流管(33)的末端连通有内表面有一层水敏感材料的模块滴水显示管(34)。
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置，其特征在于，接水盘(11)的顶部采用斜面设计，斜面的最底端设置有水流道(111)。
3.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置，其特征在于，第二溢流口(28)的直径大于第一溢流口(27)，第二溢流口(28)的直径为8mm，第一溢流口(27)的直径为4mm，当发生小的泄漏时，接水盘(11)上第一溢流口(27)进行排水，当发生大的泄漏时，液位上升，第二溢流口(28)和第一溢流口(27)同时排水。
4.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置，其特征在于，当浮子(21)位于储水舱(26)底部时，浮子连接杆(22)的顶端仍然高出光纤(13)导通的位置；在储水舱(26)的顶部还设置有导向块(25)，每个浮子连接杆(22)分别设置在一套导向块(25)之间，保证浮子连接杆(22)的上下移动能够对光纤(13)进行隔离或者导通。
5.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置，其特征在于，保护信号孔(24)在浮子连接杆(22)上高度为30mm，报警信号孔(23)在浮子连接杆(22)上的高度为60mm。
6.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测装置，其特征在于，阀塔底部根据功率模块的不同分布，设置有若干塔底漏水检测装置(1)，具体的说，每个塔底漏水检测装置(1)对应设置在纵向一列功率模块的下方。
7.一种柔性直流输电换流阀阀塔漏水检测方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的检测装置，当阀塔出现漏水的情况时，位于阀塔底座的塔底漏水检测装置(1)的接水盘对漏水进行收集，此时，随着漏水量的不断增加，水位计组件(15)中液面不断上升，当报警信号孔(23)与光纤(13)的光路通道对正，此时，光纤发射和接受端导通，输出漏水报警信号给控制后台；当漏水量进一步增加，接水盘(11)上的第一溢流口(27)不足以及时排出漏水，此时，液面继续上升，此时水位计组件(15)中保护信号孔(24)上升至与对应的光纤通道正对，此时与保护信号孔(24)对应的发射光纤和接收光纤导通，控制后台接收到漏水严重需停机保护的信号。
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