高压直流换流阀内水冷系统致垢离子带电特性

卢世才，李道豫，王行飞，邱志远，刘学忠

(中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，贵阳550081)

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晶闸管作为高压直流换流阀的核心元件，在工作时会产生大量热量，其散热由阀冷却系统完成，以维持在正常工作温度。阀冷却系统分为内冷却系统和外冷却系统，其中内冷却系统通常为密闭型冷却系统，冷却介质为电导率控制在0.5 μS/cm以下的去离子水[1-6]。尽管如此，由于换流阀工作时不同晶闸管之间存在高电位差，冷却水回路中依旧存在导致散热器腐蚀的泄漏电流。因此，在阀组件及阀塔主水路中通常安装有均压电极[7-12]。伴随散热器腐蚀出现的另一个问题是均压电极表面出现的结垢现象，结垢会引发冷却水路阻塞、漏水和散热失灵等故障，甚至导致直流闭锁事故[13-16]。对于换流阀内冷却系统出现的故障，其绝大多数直接或间接由内冷却水路均压电极吸附结垢的问题导致，占比在70%以上。

国内外针对均压电极结垢问题进行研究的手段以现场调查和模拟试验为主。王远游等人对天广直流阀冷系统元件材质与水质进行检测，并依据沉积物成分分析基本确定了铝散热器腐蚀是电极结垢物质的来源[17-19]。丁德等人通过对某±500 kV换流站调查发现整流站阴极侧结垢严重，阳极侧结垢轻微，逆变站则相反[20]。在此基础上张格红等人对电极结垢规律进一步检测统计发现不同位置电极结垢的疏密程度不一致[15]。国建宝等人对均压电极结垢影响因素进行了研究，认为化学腐蚀与流体腐蚀协同作用致使铝元素转化为离子进入冷却水中并在电极表面形成结垢，且铝离子含量与结垢程度呈正相关[21]。……