一种用于柔直换流阀冷却系统的检修方法与流程

1.本公开属于电力系统设备检测领域，具体涉及一种用于柔直换流阀冷却系统的检修方法。


背景技术：

2.柔性直流输电换流阀在长期运行过程中会产生大量热量，如果换流阀过热超过承受能力，将造成损坏，对柔性直流输电系统造成严重影响，所以需要配备冷却系统使柔性直流输电换流阀维持在正常工作温度范围，从而保证换流阀的正常稳定运行。由于换流阀冷却系统工作在高压、高温、强电磁干扰的条件下，会经常发生因冷却系统故障导致的换流站跳闸停运事件。例如，2009年，高岭背靠背换流站极i因水冷设备厂家给定的阀冷系统泄漏保护定值不当且未及时发现，在环境温度变化导致膨胀水箱液面高度变化超过定值情况下，阀泄露保护误动，造成级i闭锁；2012年，穗东换流站极ii高端阀组因内冷水流量低跳闸，事后检查发现实为流量传感器故障引起的误动；2019年宜昌换流站主过滤器存在杂质颗粒引起堵塞，因主过滤器压差表压力高报警异常。
3.柔性直流输电技术在我国仅有十年左右的发展时间，现有的柔性直流工程投运时间较短，缺乏长期的运行数据积累和经验总结，现有的换流阀冷却系统，仍然采用传统的定期检测维护手段，不能满足系统正常运行的需求，一方面会造成检测人力和检测资源的浪费，以及系统频繁停运；另一方面忽略了在长期运行中设备状态的老化和突发性故障，不能及时发现和处理冷却系统故障，降低了换流站的利用效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种用于柔直换流阀冷却系统的检修方法，该方法通过收集换流阀冷却系统主要设备的状态信息，以建立换流阀冷却系统状态评价模型，提高了柔直换流阀冷却系统的检修效率。
5.为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
6.一种用于柔直换流阀冷却系统的检修方法，包括如下步骤：
7.s100：采集柔直换流阀冷却系统中各设备的实际运行状态信息；
8.s200：通过标准状态信息与所述各设备的实际运行状态信息进行比对，以对柔直换流阀冷却系统各设备的运行状态进行检测并评分，其中，所述标准状态信息包括设备运行年限、运行状态量值、运行状态量注意值、运行状态量预警值和故障停机率；
9.s300：将所述各设备的运行状态评分以及预设权重输入柔直换流阀冷却系统状态评价模型，以对柔直换流阀冷却系统运行状态进行检测并评分；
10.s400：根据所述柔直换流阀冷却系统运行状态的评分选择不同的检修方法。
11.进一步地，步骤s200包括如下步骤：
12.s201：根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的运行年限对各设备实际运行状态进行初次检测，以获得初次评分；
13.s202：根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的运行状态量值、运行状态量注意值和运行状态量预警值对各设备实际运行状态进行二次检测，以获得二次评分；
14.s203：根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的故障停机率对各设备实际运行状态进行三次检测，以获得三次评分。
15.进一步地，所述柔直换流阀冷却系统状态评价模型表示为：
16.f＝w
内g内
w
主g主
w
膨g膨
w
冷g冷
w
外g外
w
运g运
17.其中，g
内
表示内冷水系统的最终状态评分，g
主
表示主循环泵的最终状态评分，g
膨
表示膨胀水箱的最终状态评分，g
冷
表示冷却塔的最终状态评分，g
外
表示外冷水系统的最终状态评分，g
运
表示运行环境的最终状态评分；w
内
表示内冷水系统的重要性权重，w
主
表示主循环泵的重要性权重，w
膨
表示膨胀水箱的重要性权重，w
冷
表示冷却塔的重要性权重，w
外
外冷水系统的重要性权重，w
运
表示运行环境的重要性权重，且w
内
w
主
w
膨
w
冷
w
外
w
运
＝1。
18.进一步地，步骤s400中，所述检修方法包括：
19.当所述柔直换流阀冷却系统运行状态的评分低于60分，立即对系统停电检修；
20.当所述柔直换流阀冷却系统运行状态的评分大于等于60分且小于70分，加强系统监测，缩短既定检修周期；
21.当所述柔直换流阀冷却系统运行状态的评分大于等于70分且小于90分，加强系统监测，维持既定检修周期；
22.当所述柔直换流阀冷却系统运行状态的评分大于等于90分且小于100分，延长既定检修周期。
23.本公开还提供一种用于柔直换流阀冷却系统的检修装置，包括：
24.采集模块，用于采集柔直换流阀冷却系统中各设备的实际运行状态信息；
25.第一检测模块，用于通过标准状态信息与所述各设备的实际运行状态信息进行比对，以对柔直换流阀冷却系统各设备的运行状态进行检测并评分，其中，所述标准状态信息包括设备运行年限、运行状态量值、运行状态量注意值、运行状态量预警值和故障停机率；
26.第二检测模块，将所述各设备的运行状态评分以及预设权重输入柔直换流阀冷却系统状态评价模型，以对柔直换流阀冷却系统运行状态进行检测并评分；
27.选择模块，用于根据所述柔直换流阀冷却系统运行状态的评分选择不同的检修方法。
28.优选的，所述第一检测模块包括：
29.第一检测子模块，用于根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的运行年限对各设备实际运行状态进行初次检测，以获得初次评分；
30.第二检测子模块，用于根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的运行状态量值、运行状态量注意值和运行状态量预警值对各设备实际运行状态进行二次检测，以获得二次评分；
31.第三检测子模块，用于根据柔直换流阀冷却系统中各设备的故障停机率对各设备实际运行状态进行三次检测，以获得三次评分。
32.本公开还提供一种计算机设备，包括：
33.存储器，用于存储计算机指令；
34.处理器，用于执行所述计算机指令以实现如前所述的任一方法。
35.与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
36.1、本公开所述方法能够及时发现柔直换流阀冷却系统存在的故障和风险；
37.2、本公开能够对柔直换流阀冷却系统的运行状态进行量化，根据检测结果动态调整检修周期，从而节约检修资源。
附图说明
38.图1是本公开一个实施例提供的一种用于柔直换流阀冷却系统的检修方法流程图。
具体实施方式
39.下面将参照附图1详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
40.需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
41.为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
42.一个实施例中，如图1所示，本公开提供一种用于柔直换流阀冷却系统的检修方法，包括如下步骤：
43.s100：采集柔直换流阀冷却系统中各设备的实际运行状态信息；
44.该步骤中，柔直换流阀冷却系统各设备包括内冷水系统、主循环泵、膨胀水箱、冷却塔和外冷水系统，此外，还应当考虑系统运行环境。
45.与设备相对应的，各设备实际运行状态信息则包括内冷水系统状态信息、主循环泵状态信息、膨胀水箱状态信息、冷却塔状态信息、外冷水系统状态信息，此外还包括系统运行环境信息。其中，内冷水系统状态信息包括入水温度t
in
、出水温度t
out
、进阀压力p和内冷水电导率μn；主循环泵状态信息包括运行功率pb、内冷水流量q、主泵出水压力pb、电极振动幅度d和电机温度td；膨胀水箱状态信息包括膨胀水箱水位h
p
；冷却塔状态信息包括冷却塔风扇功率pf；外冷水系统状态信息包括外冷水水池水位hw、外冷水电导率μw；运行环境信息包括阀厅温度tf和阀厅相对湿度还需要说明的是，除了以上列出的各状态信息外，还应将各设备运行年限n和各设备故障停机率a纳入参考范围，其中，各设备运行年限n是指各设备从投入运行到输出运行状态量时的时间；各设备故障概率a是指根据以往各设备发生故障的统计频率信息得到发生故障的概率。
46.s200：通过标准状态信息与所述各设备的实际运行状态信息进行比对，以对柔直
换流阀冷却系统各设备的运行状态进行检测并评分，其中，所述标准状态信息包括设备运行年限、运行状态量值、运行状态量注意值、运行状态量预警值和故障停机率；
47.该步骤中，用于对各设备实际运行状态信息进行检测评分的标准状态信息可以通过查阅《柔直换流阀冷却系统运行维护手册》获得。
48.s300：将所述各设备的运行状态评分以及预设权重输入柔直换流阀冷却系统状态评价模型，以对柔直换流阀冷却系统的运行状态进行检测并评分；
49.s400：根据所述柔直换流阀冷却系统运行状态的评分选择不同的检修方法。
50.上述实施例构成了本公开的完整技术方案。上述方案通过收集柔直换流阀冷却系统运行状态信息，然后综合状态信息对换流阀冷却系统各设备状态进行评分，进而通过换流阀冷却系统状态评价模型获得换流阀冷却系统的整体评分，最后根据评分确定柔直换流阀冷却系统的状态等级和检修策略，从而在原有检修周期的基础上进行调整。相比现有的在不了解设备运行状态的前提下就盲目对设备进行定期检修，通过实施本方案，能够节约换流阀冷却系统检修人力和检修资源，提高检修效率，延长设备的使用寿命。
51.另一个实施例中，步骤s200包括如下步骤：
52.s201：根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的运行年限对各设备实际运行状态进行初次检测，以获得初次评分；
53.s202：根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的运行状态量值、运行状态量注意值和运行状态量预警值对各设备实际运行状态进行二次检测，以获得二次评分；
54.s203：根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的故障停机率对各设备实际运行状态进行三次检测，以获得三次评分。
55.本实施例以输变电设备状态检修试验规程(dl/t 393-2010)中的设备状态量化评价法作为参考，并根据柔直换流阀冷却系统中各设备的实际情况重新设计了检测方法以对柔直换流阀冷却系统进行检测，具体的，在未进行检测之前，假定系统中各设备的状态评分g0为100满分。根据设备运行年限对各设备实际运行状态进行初次检测后，各设备的状态评分会进行初次更新，初次更新后的状态评分记为g1，则有g1＝g
0-n。
56.初次检测完成后，再根据设备运行状态量值(指阀冷却系统某一运行状态的量化数值)、设备运行状态量注意值(指阀冷却系统某一运行状态出现异常趋势的值，当运行状态量值超过注意值时，需要更加注意其变化)和设备运行状态量预警值(指阀冷系统某一运行状态出现异常时，运行状态量所达到的值)对各设备实际运行状态进行二次检测。其中，设备运行状态量设定为x；设备运行状态量注意值包括第一下限值和第一上限值，第一下限值设定为x
11
，第一上限值设定为x
12
；设备运行状态量预警值包括第二下限值和第二上限值，第二下限值设定为x
21
，第二上限值设定为x
22
。二次检测后，各设备的状态评分随之进行第二次更新，第二次更新后的状态评分记为g2，当x
11
＜x＜x
12
时，g2＝g1；当x
21
＜x＜x
11
或x
12
＜x＜x
22
，即x在注意值和预警值之间时，有
[0057][0058]
上式中，当x等于第一下限值x
11
或第一上限值x
12
时，g2＝g1；当x等于第二下限值x
21
或第二上限值x
22
时，g2＝0.6g1；当x＜x
21
或x＞x
22
时，即当x超过设备运行状态量预警值时，则有
[0059][0060]
上式中，当x等于第二下限值x
21
或第二上限值x
22
时，g2＝0.6g1；当x等于第二下限值x
21
除以1.3或等于1.3乘以第二上限值x
22
时，g2＝0。
[0061]
此外，若设备存在多个状态量x1，x2，x3时，则有g
2x1
＝k
x1g1x1
，g
2x2
＝k
x2g1x2
，g
2x3
＝k
x3g1x3
，取g2＝(g
2x1
g
2x2
g
2x3
)/3＝g1(k
x1
k
x2
k
x3
)/3，其中，k表示系数。
[0062]
二次检测完成后，需要再根据设备故障停机率对各设备实际运行状态进行三次检测，三次检测后，各设备的状态评分随之进行第三次更新，第三次更新后的状态评分记为g3，则有g3＝g2×
(1-a)，其中，a为设备故障停机率＝因故障停机时间/(因故障停机时间 总运行时间)。
[0063]
通过利用以上指标对各设备运行状态进行检测后，最终可得到各设备的运行状态评分为g＝g3。
[0064]
下面，本公开以某一柔直换流阀冷却系统为例，并结合表1、表2和表3所记录的数据对上述方法进行具体说明，其中，表1记录了柔直换流阀冷却系统内各设备的运行年限；表2记录了柔直换流阀冷却系统内各设备的状态量以及状态量值；表3记录了柔直换流阀冷却系统内各设备故障停机率。
[0065]
表1
[0066][0067]
根据表1，可以得到柔直换流阀冷却系统内各设备的初次评分，即：
[0068]
内冷水系统，g
内1
＝100-3＝97
[0069]
主循环泵，g
主1
＝100-3＝97
[0070]
膨胀水箱，g
膨1
＝100-3＝97
[0071]
冷却塔，g
冷1
＝100-3＝97
[0072]
外冷水系统，g
外1
＝100-3＝97
[0073]
运行环境，g
环1
＝100-3＝97
[0074]
表2
[0075][0076]
根据表2，可以得到柔直换流阀冷却系统内各设备的第二次评分，即：
[0077]
内冷水系统
[0078]g内2
[0079]
＝97
×
[(0.4
×
49 0.6
×
45-55)/(45-55) (0.4
×
40 0.6
×
38-48)/(38-48) 1 1]/4＝91.18
[0080]
主循环泵
[0081]g主2
[0082]
97
×
[(0.4
×
76 0.6
×
70-80)/(70-80) (0.4
×
82 0.6
×
85-70)/(85-70) 1]/3
[0083]
＝86.65
[0084]
膨胀水箱
[0085]g膨2
＝97
×
1＝97.00
[0086]
冷却塔
[0087]g冷2
＝97
×
1＝97.00
[0088]
外冷水系统
[0089]g外2
＝97
×
(1 1)/2＝97.00
[0090]
运行环境
[0091]g环2
＝97
×
(1 1)/2＝97.00
[0092]
表3
[0093][0094]
根据表3，可以得到柔直换流阀冷却系统内各设备的第三次评分，即：
[0095]
内冷水系统，g
内3
＝91.18
×
(1-0.5％)＝90.72
[0096]
主循环泵，g
主3
＝86.65
×
(1-0.4％)＝86.30
[0097]
膨胀水箱，g
膨3
＝97.00
×
(1-0.0％)＝97.00
[0098]
冷却塔，g
冷3
＝97.00
×
(1-0.2％)＝96.81
[0099]
外冷水系统，g
外3
＝97.00
×
(1-0.0％)＝97.00
[0100]
运行环境，g
环3
＝97.00
×
(1-0.00％)＝97.00。
[0101]
另一个实施例中，所述柔直换流阀冷却系统状态评价模型表示为：
[0102]
f＝w
内g内
w
主g主
w
膨g膨
w
冷g冷
w
外g外
w
运g运
[0103]
其中，g
内
表示内冷水系统的最终状态评分，g
主
表示主循环泵的最终状态评分，g
膨
表示膨胀水箱的最终状态评分，g
冷
表示冷却塔的最终状态评分，g
外
表示外冷水系统的最终状态评分，g
运
表示运行环境的最终状态评分；w
内
表示内冷水系统的重要性权重，w
主
表示主循环泵的重要性权重，w
膨
表示膨胀水箱的重要性权重，w
冷
表示冷却塔的重要性权重，w
外
外冷水系统的重要性权重，w
运
表示运行环境的重要性权重，且w
内
w
主
w
膨
w
冷
w
外
w
运
＝1，各设备的重要性权重如表4所示：
[0104]
表4
[0105][0106]
表4中各设备的权重是依据其在阀冷却系统中的工作复杂度设定的，每个设备涉及到的状态量(如表2所示)越多，权重就设定的越大，当然，表4中每个权重的设定只是示例性的，只是便于对本方案的具体实施进行描述。具体到其他柔直换流阀冷却系统，无论是运行环境还是内部设备都存在一定差异，各设备的权重也许会有一定的变化，但这并不是本公开目前所要研究的范围。
[0107]
该实施例中，将得到的各设备最终评分和表4中相应权重代入上述模型中，可得到柔直换流阀冷却系统状态的最后总评分为f＝w
内g内
w
主g主
w
膨g膨
w
冷g冷
w
外g外
w
运g运
＝90.72
×
0.3 86.30
×
0.25 97.00
×
0.1 96.81
×
0.1 97.00
×
0.15 97.00
×
0.1＝92.42分。
[0108]
获得柔直换流阀冷却系统状态的最后总评分后，需要根据总评分制定不同的检修方法：当f在60分以下，则表明系统处于严重状态，各设备中的一项或多项状态量的量值严重超过标准值的限制而不能持续运行，此时应当立即或尽快安排停电检修；当f在60-70分之间，则表明系统处于异常状态，各设备种的一项或多项状态量变化较大，其量值已接近或略微超过标准值的限制，还可以维持运行，此时应当在设备运行中加强监视并需适时安排检修，可在原有检修周期的基础上适当减少检修周期；当f在70-90分之间，则表明系统处于注意状态，各设备种的一项或多项状态量变化趋势朝接近标准限制的方向发展，但未超过标准值的限制，还可以继续进行，此时应当在设备运行中加强监视，原有检修周期可不变；当f在90-100分之间，则表明系统处于正常状态，各设备中的各项状态量处于稳定状态，其量值在标准值限制之内，处于安全运行的状态，此时则不需在设备运行中进行额外检修变动，可适当延长原有检修周期。
[0109]
上述所给出的某一柔直换流阀冷却系统的最后总评分在90-100分之间，因此可知，该柔直换流阀冷却系统处于正常状态，因此应当采取延长原有检修周期的检修方法，从而不需要对该系统进行停运和安排检修人员进行检测维护，节约了检修资源，延长了检修周期。
[0110]
另一个实施例中，本公开还提供一种用于柔直换流阀冷却系统的检修装置，包括：
[0111]
采集模块，用于采集柔直换流阀冷却系统中各设备的实际运行状态信息；
[0112]
第一检测模块，用于通过标准状态信息与所述各设备的实际运行状态信息进行比对，以对柔直换流阀冷却系统各设备的运行状态进行检测并评分，其中，所述标准状态信息包括设备运行年限、运行状态量值、运行状态量注意值、运行状态量预警值和故障停机率；
[0113]
第二检测模块，将所述各设备的运行状态评分以及预设权重输入柔直换流阀冷却系统状态评价模型，以对柔直换流阀冷却系统运行状态进行检测并评分；
[0114]
选择模块，用于根据所述柔直换流阀冷却系统运行状态的评分选择不同的检修方法。
[0115]
另一个实施例中，所述第一检测模块包括：
[0116]
第一检测子模块，用于根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的运行年限对各设备实际运行状态进行初次检测，以获得初次评分；
[0117]
第二检测子模块，用于根据所述柔直换流阀冷却系统中各设备的运行状态量值、运行状态量注意值和运行状态量预警值对各设备实际运行状态进行二次检测，以获得二次评分；
[0118]
第三检测子模块，用于根据柔直换流阀冷却系统中各设备的故障停机率对各设备实际运行状态进行三次检测，以获得三次评分。
[0119]
另一个实施例中，本公开还提供一种计算机设备，包括：
[0120]
存储器，用于存储计算机指令；
[0121]
处理器，用于执行计算机指令以实现上述实施例任一所述的方法。
[0122]
以上应用了具体实施例对本发明进行了阐述，只是用于帮助理解本公开，并不用
于限制本发明。任何熟悉该技术的技术人员在本发明所揭示的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本发明的范围之内。