CN102566623B - 直流输电换流阀纯水冷却装置控制*** - Google Patents
直流输电换流阀纯水冷却装置控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，包括动力***、控制子***，动力***包括主循环泵、补水泵、电加热器、风机和双电源切换装置，主循环泵通过软启动装置给电，所述风机通过双电源切换***给电，电加热器分成两组分别通过断路器接入两路交流动力电源，补水泵通过双电源切换装置接入两路交流动力电源。控制子***包括主循环泵、补水泵、电加热器及风机的控制。本发明提供的一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，一用一备的电加热器、电动蝶阀，补气电磁阀分开由两路交流动力电源分别给电，可以有效防止双电源切换装置故障时，上述设备全部失电而不能按逻辑正常动作。
Description
技术领域
本发明涉及大功率电力电子设备冷却装置的控制***，特别涉及一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***。
背景技术
大功率电力电子设备运行***中冷却***关乎被冷却装置的安全运行和使用寿命，是非常必要的配套设备。
中国专利CN101634866A公开了一种高压直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，所述冷却装置中电加热器的控制方法采用多组配置方式，分级控制。PLC根据当前进阀温度，自动计算电加热器组数投入运行，在进阀温度低于设定限值时启动，以避免进阀温度过低导致晶闸管阀体损坏；进阀温度接近或低于阀厅露点时，电加热器强制启动。电加热器的启动与主循环泵运行及冷却水流量设定限值互锁，主循环泵停运或冷却水流量低于设定限值时电加热器禁止运行。中国专利CN101634866A所述的控制***除主循环泵以外的所有动力设备均通过双电源切换装置给电，当双电源切换装置出现故障不能正常切换时，所有一用一备设备均失去动力电源不能按逻辑动作。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***。
一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，所述直流输电换流阀纯水冷却装置控制***包括动力***、控制子***，所述动力***包括主循环泵、补水泵、电加热器、风机和双电源切换装置，所述主循环泵通过通过中国发明专利201110300790.1所述软启动装置给电，所述风机通过中国发明专利201110359234.1所述双电源切换***给电，所述电加热器分成两组分别通过断路器接入两路交流动力电源，所述补水泵通过双电源切换装置接入两路交流动力电源，
所述控制子***包括主循环泵、补水泵、电加热器及风机的控制，所述控制子***控制主循环泵的启动、停止、切换，同时根据实际情况输出预警及跳闸信号，所述控制子***控制电加热器的启动、停止，同时根据实际情况输出预警及跳闸信号，所述控制子***控制风机的启动、停止、启动停止数量、轮换及变频调速。
为了更好的实现本发明，所述补水泵自动启动，当膨胀罐液位下降到自动补水液位时，补水泵启动，当膨胀罐液位到达停止补水泵液位时，补水泵停止，当膨胀罐液位小于停止补水泵液位时能够进行手动补水，当给膨胀罐提供水源的原水罐液位到达原水罐液位低报警时强制停补水泵；
所述电加热器的启动通过冷却水进阀温度来控制，当冷却水进阀温度小于电加热器启动设定温度时，电加热器启动，冷却水进阀温度大于电加热器停止设定温度时，电加热器停止；主循环泵停运或冷却水流量低于设定限值时电加热器禁止运行；当与电加热器连接的断路器未合时，报出电加热器故障，当电加热器连续工作大于电加热失败设定时间后，仍存在进阀温度低时，报出电加热器失败；
所述风机的启动通过设定温度来控制，当冷却水进阀温度高于设定温度时，风机启动；所述风机的转速通过设定温度及当前冷却水进阀温度来控制，PLC根据当前冷却水进阀温度与设定温度的偏差，进行PID运算，输出模拟量信号给变频器，变频器根据此信号的增大或减小来升频或降频，控制风机转速，当风机频率降至最低运行频率后，冷却水进阀温度仍低于设定温度，风机以最低频率继续运行10～20s后全部停止运行。
为了更好的实现本发明，所述动力***还包括两个电动三通阀的给电，两个电动三通阀分别通过双电源切换装置给电。
为了更好的实现本发明，所述动力***还包括两个电动蝶阀的给电，两个电动蝶阀分别直接接入两路交流动力电源。
为了更好的实现本发明，所述动力***还包括排气电磁阀、通气电磁阀及两个补气电磁阀的给电，排气电磁阀及通气电磁阀通过双电源切换装置给电，两个补气电磁阀分别直接接入两路交流动力电源。
为了更好的实现本发明，所述控制子***包括两个电动三通阀及两个电动蝶阀的控制，所述两个电动三通阀通过温度来控制，当温度超过电动三通阀开启设定温度，两个电动三通阀全开，水流通过室外空气散热器进行散热；当温度低于电动三通阀关闭设定温度，两个电动三通阀全关，水流不通过室外空气散热器，避免进阀水温太低；
所述两个电动蝶阀采用一开一关控制方式，当其中一个电动蝶阀开不到限位时，另一个电动蝶阀自动打开至限位，开不到限位的电动蝶阀关闭；当其中一个电动蝶阀开启，与这个电动蝶阀连接的电动三通阀故障时，另一个电动蝶阀自动打开至限位，与故障电动三通阀连接的电动蝶阀关闭；
当电动三通阀或电动磁阀需要开启时开不到限位或需要关闭时关不到限位时报故障。
为了更好的实现本发明，所述两个电动三通阀同步开闭，其开闭均采用脉冲方式。
为了更好的实现本发明，所述控制子***还包括排气电磁阀、通气电磁阀及一用一备补气电磁阀的控制，当膨胀罐压力大于排气电磁阀开启设定值时，排气电磁阀开启，排气开始，当膨胀罐压力到达排气电磁阀关闭设定值时，排气停止；
当补水泵或给原水罐提供水源的原水泵启动时，通气电磁阀开启；
当膨胀罐压力小于补气电磁阀开启设定值时，补气电磁阀开启，当膨胀罐压力到达补气电磁阀关闭设定值时，补气电磁阀停止；当补气电磁阀连续补气时间大于补气电磁阀故障设定时间，膨胀罐压力仍未到达补气电磁阀关闭设定值时，报故障，切换至备用补气电磁阀；当冷却***泄露报警时，补气电磁阀强制停止。
本发明与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所述一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，风机采用双电源切换***分组供电，可以防止所有风机挂在同一电源母线上；(2)主循环泵采用软启动装置很好的解决了全压起动装置主循环泵切换水水锤效应大，冲击电流大等问题；(3)一用一备的电加热器、电动蝶阀，补气电磁阀分开由两路交流动力电源分别给电，可以有效防止双电源切换装置故障时，上述设备全部失电而不能按逻辑正常动作。
附图说明
图1是本发明具体实施方式所述直流输电换流阀纯水冷却装置***图；
图2是本发明具体实施方式所述直流输电换流阀纯水冷却装置控制***动力***连接示意图；
图3是本发明具体实施方式所述直流输电换流阀纯水冷却装置控制***主循环泵运行示意图；
图4是本发明具体实施方式所述直流输电换流阀纯水冷却装置控制***主循环泵切换失败时主循环泵运行示意图；
图5是本发明具体实施方式所述直流输电换流阀纯水冷却装置控制***风机控制原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
某直流输电换流阀纯水冷却装置***图如图1所示，其控制***包括动力***、控制子***，
所述动力***包括一用一备的主循环泵P01及P02、补水泵、电加热器H01及H02、风机和双电源切换装置，所述主循环泵P01及P02通过中国发明专利201110300790.1具体实施方式所述软启动装置给电，所述风机通过中国发明专利201110359234.1具体实施方式所述双电源切换***给电，所述电加热器H01及H02分别通过断路器接入两路交流动力电源，所述补水泵通过双电源切换装置接入两路交流动力电源，动力***还包括两个电动三通阀K01及K02、两个电动蝶阀V01及V02、补气电磁阀V03、V04、排气电磁阀V05及通气电磁阀V06的给电，K01及K02分别通过双电源切换装置接入两路交流动力电源，V01、V02、V03及V04直接接入两路交流动力电源，V05及V06通过双电源切换装置接入两路交流动力电源，动力***连接示意图如图2所示。
控制子***包括主循环泵、补水泵、电加热器、风机、电动三通阀、电动蝶阀、补气电磁阀及排气电磁阀的控制。
(1)两台主循环泵的控制
以P01主循环泵运行为例，P01主循环泵连续无故障运行168小时后，启动主循环泵自动切换逻辑，P02主泵投入运行同时P01主泵停止，主循环泵运行示意图如图3所示。
P01主循环泵连续运行168小时后需要自动切换至备用泵运行，当控制***切换至备用泵运行失败，检测出“主泵出水压力低”报警时，回切到原运行主泵运行，切换失败时主循环泵运行示意图如图4所示。
(2)电加热器H01及H02的控制
冷却水进阀温度＜14℃时，电加热器H01启动；冷却水进阀温度＞16℃时，电加热器H01停止；冷却水进阀温度＜15℃时，电加热器H02启动；冷却水进阀温度＞17℃时，电加热器H02停止；冷却水进阀温度低于阀厅露点1℃时，2台电加热器强制启动；主循环泵停运或冷却水流量低于设定限值时电加热器禁止运行；当与电加热器H01连接的断路器未合时，报出“阀冷H01电加热器故障”；当与电加热器H02连接的断路器未合时，报出“阀冷H02电加热器故障”；电加热器连续工作60分钟后，仍存在“进阀温度低”或“进阀温度低于露点”时，报出“阀冷电加热失败-请检查”故障。
(3)风机的控制
空气散热器共3套，12台风机，分为3组，每组4台，利用变频器控制风机的运行频率，控制***根据进阀温度4～20mA线性信号，对冷却风机的转速和启停数量进行PID调节，确保温度平稳调节。
风机的启动通过设定温度来控制，当冷却水进阀温度高于设定温度时，风机启动，风机的转速通过设定温度及当前冷却水进阀温度来控制，PLC根据当前冷却水进阀温度与设定温度的偏差，进行PID运算后，输出模拟量信号给变频器，变频器根据此信号的增大或减小来升频或降频，控制风机转速，从而改变***散热量，使冷却水进阀温度逐渐逼近设定温度并最终稳定在设定温度附近，达到准确控制冷却水进阀温度的目的，当风机频率降至最低运行频率后，如冷却水进阀温度仍然低于设定目标温度，风机以最低频率继续运行20s后全部停止运行。控制原理框图如图5所示。
各组风机设定不同的启动温度，采用先启先停、轮换工作的方式，以保证设备的平均磨损，也防止由于某台设备因长期闲置损坏。
(4)补水泵的控制
阀冷***自动运行时可实现自动补水控制，当膨胀罐液位下降到自动补水液位时，补水泵启动，当膨胀罐液位到达停补水泵液位时，补水泵停止。如：补水液位设置为350mm，停泵液位设置为450mm时，当膨胀罐液位下降到350mm时补水泵启动，补充到500mm时补水泵停止，自动补水时当原水罐液位到达设定液位时，***会强制停止补水泵。
自动补水时，膨胀罐压力因液位的上升而引起的压力增大时，***会根据膨胀罐压力的大小自动进行排气。如果出现排气故障导致压力高报警，应进行手动排气。
阀冷***在膨胀罐液位小于停止补水液位可以进行手动补水，当原水罐液位到达设定液位时会强制停补水泵。
(5)电动三通阀与电动蝶阀的控制
电动三通阀的开闭是通过电动三通阀的温度工作范围来控制，其开闭方式是脉冲式。当冷却水温度超过设定温度28℃时，电动三通阀全开，水流通过室外空气散热器进行散热；当冷却水温度低于设定温度23℃时，电动三通阀全关，水流不通过室外空气散热器，避免进阀水温太低。电动三通阀K01与K02采用同步控制，也就是两个阀门同步开关。
两个电动蝶阀采用一开一关控制方式，当V01开启时，V02应处于关闭；当V01关闭时，V02应处于开启；当V01开不到限时，V02自动打开至限位，V01关闭；当V02开不到限时，V01自动打开至限位，V02关闭；当V01开启时，K01电动三通阀故障，V02自动打开至限位，V01关闭；当V02开启时，K02电动三通阀故障，V01自动打开至限位，V02关闭。
当电动三通阀K01及K02，电动蝶阀V01及V02需要开启时开不到限位或需要关闭时关不到限位报故障。
(6)补气电磁阀、排气电磁阀及通气电磁阀的控制
补气回路设置两套，分别由补气电磁阀V03和补气电磁阀V04控制，当膨胀罐压力低于1.6bar时，补气电磁阀开启，补气开始，当膨胀罐压力到达1.8bar时，补气停止；当补气电磁阀连续补气40分钟后，膨胀罐压力仍未到达1.8bar时，报出补气电磁阀故障，切换至另一补气电磁阀开启；当阀冷***泄漏报警时，补气电磁阀强制停止。
排气回路设置排气电磁阀V05，当膨胀罐压力高于2.2bar时，排气电磁阀V05开启排气，膨胀罐压力到达2.0bar时，排气停止。
补水回路设置通气电磁阀V06，当补水泵或给原水罐提供水源的原水泵启动时，通气电磁阀V06开启。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，所述直流输电换流阀纯水冷却装置控制***包括动力***、控制子***，其特征在于：所述动力***包括主循环泵、补水泵、电加热器、风机和双电源切换装置，所述主循环泵通过软启动装置给电，所述风机通过双电源切换***给电，所述电加热器分成两组分别通过断路器接入两路交流动力电源，所述补水泵通过双电源切换装置接入两路交流动力电源，
所述控制子***包括主循环泵、补水泵、电加热器及风机的控制，所述控制子***控制主循环泵的启动、停止、切换，同时根据实际情况输出预警及跳闸信号，所述控制子***控制电加热器的启动、停止，同时根据实际情况输出预警及跳闸信号，所述控制子***控制风机的启动、停止、启动停止数量、轮换及变频调速；
所述动力***还包括两个电动三通阀的给电，两个电动三通阀分别通过双电源切换装置给电；
所述动力***还包括两个电动蝶阀的给电，两个电动蝶阀分别直接接入两路交流动力电源；
所述补水泵自动启动，当膨胀罐液位下降到自动补水液位时，补水泵启动，当膨胀罐液位到达停止补水泵液位时，补水泵停止，当膨胀罐液位小于停止补水泵液位时能够进行手动补水，当给膨胀罐提供水源的原水罐液位到达原水罐液位低报警时强制停补水泵；
所述电加热器的启动通过冷却水进阀温度来控制，当冷却水进阀温度小于电加热器启动设定温度时，电加热器启动，冷却水进阀温度大于电加热器停止设定温度时，电加热器停止；主循环泵停运或冷却水流量低于设定限值时电加热器禁止运行；当与电加热器连接的断路器未合时，报出电加热器故障，当电加热器连续工作大于电加热失败设定时间后，仍存在进阀温度低时，报出电加热器失败；
所述风机的启动通过设定温度来控制，当冷却水进阀温度高于设定温度时，风机启动；所述风机的转速通过设定温度及当前冷却水进阀温度来控制，PLC根据当前冷却水进阀温度与设定温度的偏差，进行PID运算，输出模拟量信号给变频器，变频器根据此信号的增大或减小来升频或降频，控制风机转速，当风机频率降至最低运行频率后，冷却水进阀温度仍低于设定温度，风机以最低频率继续运行10～20s后全部停止运行。
2.根据权利要求1所述一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，其特征在于：所述动力***还包括排气电磁阀、通气电磁阀及两个补气电磁阀的给电，排气电磁阀及通气电磁阀通过双电源切换装置给电，两个补气电磁阀分别直接接入两路交流动力电源。
3.根据权利要求1所述一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，其特征在于：所述控制子***包括两个电动三通阀及两个电动蝶阀的控制，所述两个电动三通阀通过温度来控制，当温度超过电动三通阀开启设定温度，两个电动三通阀全开，水流通过室外空气散热器进行散热；当温度低于电动三通阀关闭设定温度，两个电动三通阀全关，水流不通过室外空气散热器，避免进阀水温太低；
所述两个电动蝶阀采用一开一关控制方式，当其中一个电动蝶阀开不到限位时，另一个电动蝶阀自动打开至限位，开不到限位的电动蝶阀关闭；当其中一个电动蝶阀开启，与这个电动蝶阀连接的电动三通阀故障时，另一个电动蝶阀自动打开至限位，与故障电动三通阀连接的电动蝶阀关闭；
当电动三通阀或电动碟阀需要开启时开不到限位或需要关闭时关不到限位时报故障。
4.根据权利要求3所述一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，其特征在于：所述两个电动三通阀同步开闭，其开闭均采用脉冲方式。
5.根据权利要求1所述一种直流输电换流阀纯水冷却装置控制***，其特征在于：所述控制子***还包括排气电磁阀、通气电磁阀及一用一备补气电磁阀的控制，当膨胀罐压力大于排气电磁阀开启设定值时，排气电磁阀开启，排气开始，当膨胀罐压力到达排气电磁阀关闭设定值时，排气停止；
当补水泵或给原水罐提供水源的原水泵启动时，通气电磁阀开启；
当膨胀罐压力小于补气电磁阀开启设定值时，补气电磁阀开启，当膨胀罐压力到达补气电磁阀关闭设定值时，补气电磁阀停止；当补气电磁阀连续补气时间大于补气电磁阀故障设定时间，膨胀罐压力仍未到达补气电磁阀关闭设定值时，报故障，切换至备用补气电磁阀；当阀冷***泄露报警时，补气电磁阀强制停止。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Control system of pure water cooling device for HVDC converter valve Effective date of registration: 20201103 Granted publication date: 20140820 Pledgee: Bank of China Limited Guangzhou Pearl River Branch Pledgor: GUANGZHOU GOALAND ENERGY CONSERVATION TECH Co.,Ltd. Registration number: Y2020440000348 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220726 Granted publication date: 20140820 Pledgee: Bank of China Limited Guangzhou Pearl River Branch Pledgor: GUANGZHOU GOALAND ENERGY CONSERVATION TECH Co.,Ltd. Registration number: Y2020440000348 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |