适合严寒地区直流换流站外冷却系统的研究

张 健，何世洋，孙三祥，郑宗达

(1.兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州 730070;2.甘肃省电力设计院，甘肃兰州 730060)

0 引言

高压直流输电技术广泛应用于远距离大功率输电，海底电缆送电及不同或相同额定频率交流系统之间的非同步联络等方面。换流站是高压直流输电系统中实现交直流电力变换的电力工程设施［1］。换流站中换流器是直流输电系统中的关键设备，它的作用是把交流电变换成直流电，或把直流电交换成交流电。而晶闸管可控硅阀是换流器的最基本组成单元。换流阀在运行工程中会产生损耗，对晶闸管元件最直接的影响就是导致元件结温升高。晶闸管元件的正常工作结温允许范围是60～90℃。为保证换流器按规定的要求安全可靠地运行，必须通过冷却系统将运行结温维持在正常的范围内。

阀冷却器将阀体各元器件的功耗发热量排放到阀厅外，保证晶闸管运行结温在正常范围内，这既要求有足够的冷却容量，又要求有较高的可靠性。通常，阀冷却分为内冷却水系统和外冷却系统。内冷却水又称一次循环水，而换流阀外冷却系统主要功能是对一次循环水进行冷却。外冷却系统的冷却方式目前有两种:一种为水冷却方式，另一种为空气冷却方式。

1 水冷却方式

外冷却系统采用水冷却方式时，一般采用蒸发式冷却塔进行冷却降温，其原理如图1所示。内冷却水系统中的介质在换流阀内加热升温后，由循环水泵驱动流入冷却塔内的换热盘管中，喷淋水泵从外冷水池抽水均匀喷洒到冷却塔内的换热盘管表面，冷却塔上设置的风机，从冷却塔下侧引入空气与喷淋水产生剧烈的混合，水汽化吸热，降低换热盘管中内冷却水系统的介质温度。……