高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法及裝置的製作方法

2023-10-27 07:43:47

專利名稱：高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓直流輸電系統的閥冷系統，特別涉及一種閥冷系統漏水檢測方法及裝置。
背景技術：
高壓直流輸電閥冷系統是高壓直流輸電工程中最重要的輔助系統，目前換流器採用水冷模式。由於高壓直流輸電閥冷系統冷卻迴路複雜，元件多，震動大，所以容易發生漏水情況。同時，巡檢通道離設備較遠，視角不佳，部分迴路是視角盲點，再加上漏出來的水透明、水滴小，所以很難觀察到漏水情況。因此，漏水檢測功能就顯得十分重要。高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測包括閥塔漏水檢測裝置和控制系統的漏水檢測功能。閥塔漏水檢測裝置通過閥塔屏蔽層來收集漏下來的水，根據漏水量和漏水速度來發出告警或跳閘。控制系統的漏水檢測功能根據膨脹水箱的水位、補水泵啟動情況以及補水時間發出告警。目前的控制系統的漏水檢測設置有三個告警判據，分別是補水泵啟動次數判據、補水時間判據和水位告警判據。在正常運行時，高壓直流輸電閥冷系統膨脹水箱水位都在45%以上，由於水分蒸發或取水樣，膨脹水位會有略微下降。當膨脹水位下降到30%時，補水泵會自動啟動，將膨脹水位補到35%後補水泵自動停止。如果在短時間內，補水泵啟動了兩次，那麼就說明短時間內膨脹水位下降超過10%，也就是說發生了漏水(漏水速度0.057L/min<x< 19.943L/min)，因為水分蒸發或取水樣不會引起膨脹水位下將那麼多。漏水速度越大，補水泵啟動的時間間隔就越短，即啟動越頻繁。在9990s內補水泵啟動兩次，控制系統就認為補水泵頻繁啟動，發出漏水告警。當膨脹水位下降到30%時，補水泵會自動啟動，漏水速度很大(漏水速度大於
17.625L/min)，就需要較長時間才能將膨脹水位補到35%。公式表達為i =其中t
為補水時間，V為補水量，si為補水速度，s2為漏水速度。補水量V為5%恆定不變,補水速度Si在正常情況(電源正常、補水迴路正常)下也恆定不變，那麼補水時間t與漏水速度s2成反比，就是說漏水速度越大，補水時間就越長。如果補水時間大於正常補水時間，就說明發生漏水。補水泵連續運行超過240s，控制系統就認為補水時間過長，發出漏水告警。當膨脹水位下降到30%時，補水泵會自動啟動，正常情況下膨脹水位不會低於30%。出現漏水情況，但補水泵沒有正常啟動(補水泵故障或控制迴路故障)或大量漏水，才有可能出現低於30%。當膨脹水箱水位低於25%，說明肯定存在漏水，控制系統發出漏水告警。現有控制系統漏水檢測通過設置上述三個漏水判據，可以檢測設備漏水的情況和發出漏水告警，但是在設備漏水不太大的時候，很有可能三個判據都不滿足，如由於補水泵補水速度一直大於漏水速度，貝1J膨脹水箱的水位一直維持在30%以上，同時其補水的時間也不長於設置的補水時間判據，而補水泵在預定時間內只啟動了一次，即雖然發生了漏水，但是卻不滿足上述所有判據，則控制系統並不發出漏水告警。在現有閥冷系統中就出現過多次雖然漏水但是沒有發出告警的情況，有的漏水情況甚至等到檢修過程才發現。這對設備、檢修工作都十分不利。

發明內容
本發明針對現有技術存在的不足，提供一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，包括如下步驟:S1:周期性檢測膨脹水箱的水位，並保存該水位；S2:根據所述保存的膨脹水箱的水位和周期，計算膨脹水箱的水位下降速度；S3:比較膨脹水箱的水位下降速度和預設的水位下降速度門限值，當水位下降速度大於水位下降速度門限值時，發出漏水告警信號。本發明還提供一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置，包括水位檢測模塊、計算模塊、比較模塊和報警模塊:水位檢測模塊:用於周期性檢測膨脹水箱的水位，並將該水位發送至計算模塊保存；計算模塊:用於根據所述水位檢測模塊檢測到的水位，計算膨脹水箱的水位下降速度，並將計算結果發送至比較模塊；比較模塊:用於比較膨脹水箱的水位下降速度和預設的水位下降速度門限值，當水位下降速度大於水位下降速度門限值時，發送漏水告警信號至報警模塊；報警模塊:在接收到所述告警信號後，發出告警信息。本發明提供的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法和裝置，通過設置膨脹水箱水位下降速度判據，並周期性的檢測膨脹水箱的水位，計算膨脹水箱的水位下降速度，在膨脹水箱的水位下降速度超過膨脹水箱水位下降速度判據時，發出漏水告警信息。本發明的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法和裝置與補水泵的工作狀態沒有關係，可以通過設置合適的水位下降速度判據和檢測周期，達到及時檢測的目的。可以在高壓直流輸電閥冷系統發生很小的漏水時，就檢測出漏水情況，並產生告警。本發明的技術方案經過多次實驗，都能成功地對閥冷系統的漏水情況做出檢測並發出告警。


圖1是本發明一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法的流程圖；圖2是本發明一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置的結構示意圖；圖3是本發明一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置優選方案的結構示意圖；圖4是本發明一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置另一個優選方案的結構示意圖。
具體實施例方式針對現有技術中，雖然控制系統設置有漏水檢測判據，但是在設備漏水不太大的時候，仍然不能檢測到漏水的情況並發出漏水告警，本發明提供的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法和裝置通過設置膨脹水箱水位下降速度判據，並周期性的檢測膨脹水箱的水位，計算膨脹水箱的水位下降速度，在膨脹水箱的水位下降速度超過膨脹水箱水位下降速度判據時，發出漏水告警信息。本發明的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法和裝置與補水泵的工作狀態沒有關係，可以通過設置合適的水位下降速度判據和檢測周期，達到及時檢測的目的。可以在高壓直流輸電閥冷系統發生很小的漏水時，就檢測出漏水情況，並產生告警。本發明的裝置可以單獨設置在高壓直流輸電閥冷系統控制系統上，以對閥冷系統進行漏水檢測，也可在現有技術設置的判據基礎上，增設本發明的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置。本發明的技術方案經過多次實驗，都能成功地對高壓直流輸電閥冷系統的漏水情況做出檢測並發出告警。以下結合附圖對本發明作詳細描述。實施例1:如圖1所示為本發明一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法的流程圖，包括如下步驟:S1:周期性檢測膨脹水箱的水位，並保存該水位；周期性檢測膨脹水箱的水位，可以按照如下步驟進行:Sll:在時刻tl檢測到膨脹水箱的水位為vl，保存該水位；S12:經過周期t後在時刻t2檢測膨脹水箱的水位為v2，保存該水位；S13:每過周期t則重複執行步驟Sll、S12。S2:根據所述保存的膨脹水箱的水位和周期，計算膨脹水箱的水位下降速度；在經過步驟Sll和S12檢測到時刻tl膨脹水箱的水位為vl，時刻t2膨脹水箱的水位為v2後，先比較vl和v2的大小，當vl不小於v2時，說明膨脹水箱的水位下降了，根據如下公式計算膨脹水箱的水位下降速度:v= (vl-v2)/t ;其中，V為膨脹水箱水位下降速度；當vl小於v2時，則說明此時補水泵正在補水，水位在上升，可以不計算膨脹水箱水位下降速度。S3:比較膨脹水箱的水位下降速度和預設的水位下降速度門限值，當水位下降速度大於水位下降速度門限值時，發出漏水告警信號。在上述閥冷系統漏水檢測方法中，設置膨脹水箱水位下降速度門限值為0.3%L/1800S，周期為1800s，其中，L為膨脹水箱的體積。這樣可以非常及時和靈敏的檢測到設備漏水的情況並發送告警信號。作為一種優選的實施方案，在上述閥冷系統檢測方法的任意步驟中，都一直同時進行如下步驟:檢測主泵是否處於啟動狀態或切換狀態，當檢測到主泵處於啟動狀態或切換狀態時，在一個周期內不檢測膨脹水箱的水位。由於在主泵啟動、切換時，內冷水被壓縮，膨脹水箱的水位一般有2%的變化，變化大小與內冷水含氣量有關係。內冷水含氣量越高，主泵啟動、切換時膨脹水箱水位變化越大。當主泵啟動、切換時，滿足膨脹水箱水位下降速度大於設置的水位下降速度門限值，控制系統會發出漏水告警，但此時卻沒有漏水。一般主泵啟動在4s內完成，主泵切換在2s內完成，所以通過檢測主泵是否處於啟動或者切換狀態，在其處於啟動或者切換狀態時，通過在一個周期內暫停實施檢測的方法，可以避免控制系統錯發漏水告警的情況發生。
作為本發明一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測的方法的另一個優選實施方案，在進行上述步驟的過程中，還包括時時進行如下步驟:檢測內冷水出水溫度，當檢測到所述出水溫度的變化值大於預設的溫度變化門限值時，在一個周期內不檢測膨脹水箱的水位。由於高壓直流輸電系統功率調整，高壓直流輸電閥冷系統出水溫度也跟著變化，內冷水體積也會發生變化。體積膨脹計算公式經簡化後，純水膨脹體積計算公式為V2 =v^l+α (Vt1)],式中vl是在tl°C時的體積，v2是在t2°C時的體積，a取2.08Χ10~-4。經計算(4°C以下除外)，內冷水溫度每上升或下降IV，內冷水體積增加或減小約2升，也就是膨脹水箱水位上升或下降約1% (膨脹水箱容積為190升)。內冷水溫度每下降1°C，滿足膨脹水箱水位下降速度大於水位下降速度門限值，控制系統會誤發漏水告警信號。通過檢測內冷水出水溫度，當檢測到所述出水溫度的變化值大於預設的溫度變化門限值時，暫停一個周期內檢測膨脹水箱的水位。在900s內，內冷水出水溫度下降超過0.5°C時可得到一個檢測信號，將該信號擴展為1800s脈衝信號，再去進行漏水檢測步驟。這樣就可以防止在內冷水出水溫度變化時控制系統誤發漏水告警信號。實施例2:如圖2所示的本發明一 種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置的結構示意圖，該裝置可實施實施例1的方法，包括水位檢測模塊1、計算模塊2、比較模塊3和報警模塊4:水位檢測模塊1:用於周期性檢測膨脹水箱的水位，並將該水位發送至計算模塊2保存；水位檢測模塊I檢測膨脹水箱的水位的過程如下:在時刻tl檢測到膨脹水箱的水位為vl，並發送至計算模塊2保存；經過周期t後在時刻t2檢測膨脹水箱的水位為v2，發送至計算模塊2保存；每過周期t則重複上述過程。計算模塊2:用於根據所述水位檢測模塊I檢測到的水位，計算膨脹水箱的水位下降速度，並將計算結果發送至比較模塊3 ；計算模塊2在計算膨脹水箱水位下降速度前,先比較vl和v2的大小，當vl不小於v2時，說明膨脹水箱的水位下降了，根據如下公式計算膨脹水箱的水位下降速度:v =(vl-v2)/t ；當vl小於v2時，則說明此時補水泵正在補水，水位在上升，可以不計算膨脹水箱水位下降速度；其中，V為膨脹水箱水位下降速度，vl為時刻tl時膨脹水箱的水位，v2為時刻t2時膨脹水箱的水位，t為周期。比較模塊3:用於比較膨脹水箱的水位下降速度和預設的水位下降速度門限值，當水位下降速度大於水位下降速度門限值時，發送漏水告警信號至報警模塊4 ；預設膨脹水箱水位下降速度門限值為0.3% L/1800S，周期為1800s，其中，L為膨脹水箱的體積。這樣可以非常及時和靈敏的檢測到設備漏水的情況並發送告警信號。報警模塊4:在接收到所述告警信號後，發出告警信息。實施例3:如圖3所示為本發明一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置的優選方案實施例，如圖3所示，其為在實施例2的技術方案的基礎上增設主泵狀態檢測模塊5，主泵狀態檢測模塊5時時檢測主泵是否處於啟動狀態或切換狀態，當檢測到主泵處於啟動狀態或切換狀態時，控制水位檢測模塊I在一個周期內不檢測膨脹水箱的水位。由於在主泵啟動、切換時，內冷水被壓縮，膨脹水箱的水位一般有2%的變化，變化大小與內冷水含氣量有關係。內冷水含氣量越高，主泵啟動、切換時膨脹水箱水位變化越大。當主泵啟動、切換時，滿足膨脹水箱水位下降速度大於設置的水位下降速度門限值，控制系統會發出漏水告警，但此時卻沒有漏水。一般主泵啟動在4s內完成，主泵切換在2s內完成，所以通過檢測主泵是否處於啟動或者切換狀態，在其處於啟動或者切換狀態時，通過在一個周期內暫停實施檢測的方法，可以避免控制系統錯發漏水告警的情況發生。實施例4:如圖4所示為本發明一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置的另一優選方案實施例，該優選實施方案增加了出水溫度檢測模塊6，用於檢測出水溫度，當檢測到所述出水溫度的變化值大於預設的溫度變化門限值時，控制水位檢測模塊I在一個周期內不檢測膨脹水箱的水位。該出水溫度檢測模塊6可以在實施例2的技術方案基礎上增加，也可以在實施例3的技術方案上增加，都可以達到防止出水溫度變化引起漏水誤告警的情況。如圖4所述為在實施例3的技術方案的基礎上添加，形成了一個更優的技術方案。由於高壓直流輸電系統功率調整，高壓直流輸電閥冷系統出水溫度也跟著變化，內冷水體積也會發生變化。體積膨脹計算公式經簡化後，純水膨脹體積計算公式為V2 =v^l+α (Vt1)],式中vl是在tl°C時的體積，v2是在t2°C時的體積，a取2.08Χ10~-4。經計算(4°C以下除外)，內冷水溫度每上升或下降IV，內冷水體積增加或減小約2升，也就是膨脹水箱水位上升或下降約1% (膨脹水箱容積為190升)。內冷水溫度每下降1°C，滿足膨脹水箱水位下降速度大於水位下降速度門限值，控制系統會誤發漏水告警信號。通過檢測出水溫度，當檢測到所述出水溫度的變化值大於預設的溫度變化門限值時，暫停一個周期內檢測膨脹水箱的水位。在900s內，內冷水出水溫度下降超過0.5°C時可得到一個檢測信號，將該信號擴展為1800s脈衝信號，再去進行漏水檢測。這樣就可以防止在內冷水出水溫度變化時控制系統誤發漏水告警信號。最後應當說明的是，以上內容僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護範圍的限制，本領域的普通技術人員對本發明的技術方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發明技術方案的實質和範圍。
權利要求
1.一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟: S1:周期性檢測膨脹水箱的水位，並保存該水位； 52:根據所述保存的膨脹水箱的水位和周期，計算膨脹水箱的水位下降速度； 53:比較膨脹水箱的水位下降速度和預設的水位下降速度門限值，當水位下降速度大於水位下降速度門限值時，發出漏水告警信號。
2.根據權利要求1所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，其特徵在於，所述步驟SI具體為: 511:在時刻tl檢測到膨脹水箱的水位為vl，保存該水位； 512:經過周期t後在時刻t2檢測膨脹水箱的水位為v2，保存該水位； 513:每過周期t則重複執行步驟Sll、S12。
3.根據權利要求2所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，其特徵在於，所述步驟S2具體為: 當vl不小於v2時,根據如下公式計算膨脹水箱的水位下降速度:v = (vl-v2)/t ;其中，V為膨脹水箱水位下降速度； 當vl小於v2時,不計算膨脹水箱水位下降速度。
4.根據權利要求1至3任一所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，其特徵在於，所述膨脹水箱水位下降速度門限值為0.3% L/1800S，其中，L為膨脹水箱的體積。
5.根據權利要求1至3任一所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，其特徵在於，還包括以下步驟:檢測主泵是否處於啟動狀態或切換狀態，當檢測到主泵處於啟動狀態或切換狀態時，在一個周期內不檢測膨脹水箱的水位。
6.根據權利要求5所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，其特徵在於，還包括如下步驟:檢測內冷水出水溫度，當檢測到所述出水溫度的變化值大於預設的溫度變化門限值時，在一個周期內不檢測膨脹水箱的水位。
7.根據權利要求6所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，其特徵在於，所述溫度變化門限值為0.50C /900s，所述周期為1800s。
8.一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置，其特徵在於，包括水位檢測模塊、計算模塊、比較模塊和報警模塊: 水位檢測模塊:用於周期性檢測膨脹水箱的水位，並將該水位發送至計算模塊保存； 計算模塊:用於根據所述水位檢測模塊檢測到的水位，計算膨脹水箱的水位下降速度，並將計算結果發送至比較模塊； 比較模塊:用於比較膨脹水箱的水位下降速度和預設的水位下降速度門限值，當水位下降速度大於水位下降速度門限值時，發送漏水告警信號至報警模塊； 報警模塊:在接收到所述告警信號後，發出告警信息。
9.根據權利要求8所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置，其特徵在於，還包括主泵狀態檢測模塊，用於檢測主泵是否處於啟動狀態或切換狀態，當檢測到主泵處於啟動狀態或切換狀態時，控制水位檢測模塊在一個周期內不檢測膨脹水箱的水位。
10.根據權利要求8或者9所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置，其特徵在於，還包括出水溫度檢測模塊，用於檢測內冷水出水溫度，當檢測到所述出水溫度的變化值大於預設的溫度變化門限值時，控制水位檢測模塊在一個周期內不檢測膨脹水箱的水位。
11.根據權利要求10所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置，其特徵在於，當Vl不小於v2時,計算模塊根據如下公式計算膨脹水箱的水位下降速度:v = (vl-v2)/t ； 當vl小於v2時,計算模塊不計算膨脹水箱水位下降速度； 其中，V為膨脹水箱水位下降速度，vl為時刻tl時膨脹水箱的水位，v2為時刻t2時膨脹水箱的水位，t為周期。
12.根據權利要求10所述的高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置，其特徵在於，所述膨脹水箱水位下降速度門限值為0.3% L/1800S，其中，L為膨脹水箱的體積。
13.根據權利要求10所述的閥冷系統漏水檢測裝置，其特徵在於，所述溫度變化門限值為0.50C /900 s，所述周期為1800s。
全文摘要
本發明公開了一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測方法，包括以下步驟S1周期性檢測膨脹水箱的水位，並保存該水位；S2根據所述保存的膨脹水箱的水位和周期，計算膨脹水箱的水位下降速度；S3比較膨脹水箱的水位下降速度和預設的水位下降速度門限值，當水位下降速度大於水位下降速度門限值時，發出漏水告警信號。本發明還公開了一種高壓直流輸電閥冷系統漏水檢測裝置，包括水位檢測模塊、計算模塊、比較模塊和報警模塊。採用本發明公開的技術方案，可以在高壓直流輸電閥冷系統發生很小的漏水時，就檢測出漏水情況，並產生告警。
文檔編號G01M3/02GK103115729SQ20131001931
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者謝超, 梁家豪, 左幹清, 陳立, 吳豪, 劉紅太, 鄧光武, 餘海翔, 尹亮 申請人:中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司