专利名称：高压直流输电阀冷系统漏水检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压直流输电系统的阀冷系统，特别涉及一种阀冷系统漏水检测方法及装置。
背景技术：
高压直流输电阀冷系统是高压直流输电工程中最重要的辅助系统，目前换流器采用水冷模式。由于高压直流输电阀冷系统冷却回路复杂，元件多，震动大，所以容易发生漏水情况。同时，巡检通道离设备较远，视角不佳，部分回路是视角盲点，再加上漏出来的水透明、水滴小，所以很难观察到漏水情况。因此，漏水检测功能就显得十分重要。高压直流输电阀冷系统漏水检测包括阀塔漏水检测装置和控制系统的漏水检测功能。阀塔漏水检测装置通过阀塔屏蔽层来收集漏下来的水，根据漏水量和漏水速度来发出告警或跳闸。控制系统的漏水检测功能根据膨胀水箱的水位、补水泵启动情况以及补水时间发出告警。目前的控制系统的漏水检测设置有三个告警判据，分别是补水泵启动次数判据、补水时间判据和水位告警判据。在正常运行时，高压直流输电阀冷系统膨胀水箱水位都在45%以上，由于水分蒸发或取水样，膨胀水位会有略微下降。当膨胀水位下降到30%时，补水泵会自动启动，将膨胀水位补到35%后补水泵自动停止。如果在短时间内，补水泵启动了两次，那么就说明短时间内膨胀水位下降超过10%，也就是说发生了漏水(漏水速度0.057L/min<x< 19.943L/min)，因为水分蒸发或取水样不会引起膨胀水位下将那么多。漏水速度越大，补水泵启动的时间间隔就越短，即启动越频繁。在9990s内补水泵启动两次，控制系统就认为补水泵频繁启动，发出漏水告警。当膨胀水位下降到30%时，补水泵会自动启动，漏水速度很大(漏水速度大于
17.625L/min)，就需要较长时间才能将膨胀水位补到35%。公式表达为i =其中t
为补水时间，V为补水量，si为补水速度，s2为漏水速度。补水量V为5%恒定不变,补水速度Si在正常情况(电源正常、补水回路正常)下也恒定不变，那么补水时间t与漏水速度s2成反比，就是说漏水速度越大，补水时间就越长。如果补水时间大于正常补水时间，就说明发生漏水。补水泵连续运行超过240s，控制系统就认为补水时间过长，发出漏水告警。当膨胀水位下降到30%时，补水泵会自动启动，正常情况下膨胀水位不会低于30%。出现漏水情况，但补水泵没有正常启动(补水泵故障或控制回路故障)或大量漏水，才有可能出现低于30%。当膨胀水箱水位低于25%，说明肯定存在漏水，控制系统发出漏水告警。现有控制系统漏水检测通过设置上述三个漏水判据，可以检测设备漏水的情况和发出漏水告警，但是在设备漏水不太大的时候，很有可能三个判据都不满足，如由于补水泵补水速度一直大于漏水速度，贝1J膨胀水箱的水位一直维持在30%以上，同时其补水的时间也不长于设置的补水时间判据，而补水泵在预定时间内只启动了一次，即虽然发生了漏水，但是却不满足上述所有判据，则控制系统并不发出漏水告警。在现有阀冷系统中就出现过多次虽然漏水但是没有发出告警的情况，有的漏水情况甚至等到检修过程才发现。这对设备、检修工作都十分不利。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，包括如下步骤:S1:周期性检测膨胀水箱的水位，并保存该水位；S2:根据所述保存的膨胀水箱的水位和周期，计算膨胀水箱的水位下降速度；S3:比较膨胀水箱的水位下降速度和预设的水位下降速度门限值，当水位下降速度大于水位下降速度门限值时，发出漏水告警信号。本发明还提供一种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置，包括水位检测模块、计算模块、比较模块和报警模块:水位检测模块:用于周期性检测膨胀水箱的水位，并将该水位发送至计算模块保存；计算模块:用于根据所述水位检测模块检测到的水位，计算膨胀水箱的水位下降速度，并将计算结果发送至比较模块；比较模块:用于比较膨胀水箱的水位下降速度和预设的水位下降速度门限值，当水位下降速度大于水位下降速度门限值时，发送漏水告警信号至报警模块；报警模块:在接收到所述告警信号后，发出告警信息。本发明提供的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法和装置，通过设置膨胀水箱水位下降速度判据，并周期性的检测膨胀水箱的水位，计算膨胀水箱的水位下降速度，在膨胀水箱的水位下降速度超过膨胀水箱水位下降速度判据时，发出漏水告警信息。本发明的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法和装置与补水泵的工作状态没有关系，可以通过设置合适的水位下降速度判据和检测周期，达到及时检测的目的。可以在高压直流输电阀冷系统发生很小的漏水时，就检测出漏水情况，并产生告警。本发明的技术方案经过多次实验，都能成功地对阀冷系统的漏水情况做出检测并发出告警。
图1是本发明一种高压直流输电阀冷系统漏水检测方法的流程图；图2是本发明一种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置的结构示意图；图3是本发明一种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置优选方案的结构示意图；图4是本发明一种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置另一个优选方案的结构示意图。
具体实施例方式针对现有技术中，虽然控制系统设置有漏水检测判据，但是在设备漏水不太大的时候，仍然不能检测到漏水的情况并发出漏水告警，本发明提供的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法和装置通过设置膨胀水箱水位下降速度判据，并周期性的检测膨胀水箱的水位，计算膨胀水箱的水位下降速度，在膨胀水箱的水位下降速度超过膨胀水箱水位下降速度判据时，发出漏水告警信息。本发明的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法和装置与补水泵的工作状态没有关系，可以通过设置合适的水位下降速度判据和检测周期，达到及时检测的目的。可以在高压直流输电阀冷系统发生很小的漏水时，就检测出漏水情况，并产生告警。本发明的装置可以单独设置在高压直流输电阀冷系统控制系统上，以对阀冷系统进行漏水检测，也可在现有技术设置的判据基础上，增设本发明的高压直流输电阀冷系统漏水检测装置。本发明的技术方案经过多次实验，都能成功地对高压直流输电阀冷系统的漏水情况做出检测并发出告警。以下结合附图对本发明作详细描述。实施例1:如图1所示为本发明一种高压直流输电阀冷系统漏水检测方法的流程图，包括如下步骤:S1:周期性检测膨胀水箱的水位，并保存该水位；周期性检测膨胀水箱的水位，可以按照如下步骤进行:Sll:在时刻tl检测到膨胀水箱的水位为vl，保存该水位；S12:经过周期t后在时刻t2检测膨胀水箱的水位为v2，保存该水位；S13:每过周期t则重复执行步骤Sll、S12。S2:根据所述保存的膨胀水箱的水位和周期，计算膨胀水箱的水位下降速度；在经过步骤Sll和S12检测到时刻tl膨胀水箱的水位为vl，时刻t2膨胀水箱的水位为v2后，先比较vl和v2的大小，当vl不小于v2时，说明膨胀水箱的水位下降了，根据如下公式计算膨胀水箱的水位下降速度:v= (vl-v2)/t ;其中，V为膨胀水箱水位下降速度；当vl小于v2时，则说明此时补水泵正在补水，水位在上升，可以不计算膨胀水箱水位下降速度。S3:比较膨胀水箱的水位下降速度和预设的水位下降速度门限值，当水位下降速度大于水位下降速度门限值时，发出漏水告警信号。在上述阀冷系统漏水检测方法中，设置膨胀水箱水位下降速度门限值为0.3%L/1800S，周期为1800s，其中，L为膨胀水箱的体积。这样可以非常及时和灵敏的检测到设备漏水的情况并发送告警信号。作为一种优选的实施方案，在上述阀冷系统检测方法的任意步骤中，都一直同时进行如下步骤:检测主泵是否处于启动状态或切换状态，当检测到主泵处于启动状态或切换状态时，在一个周期内不检测膨胀水箱的水位。由于在主泵启动、切换时，内冷水被压缩，膨胀水箱的水位一般有2%的变化，变化大小与内冷水含气量有关系。内冷水含气量越高，主泵启动、切换时膨胀水箱水位变化越大。当主泵启动、切换时，满足膨胀水箱水位下降速度大于设置的水位下降速度门限值，控制系统会发出漏水告警，但此时却没有漏水。一般主泵启动在4s内完成，主泵切换在2s内完成，所以通过检测主泵是否处于启动或者切换状态，在其处于启动或者切换状态时，通过在一个周期内暂停实施检测的方法，可以避免控制系统错发漏水告警的情况发生。
作为本发明一种高压直流输电阀冷系统漏水检测的方法的另一个优选实施方案，在进行上述步骤的过程中，还包括时时进行如下步骤:检测内冷水出水温度，当检测到所述出水温度的变化值大于预设的温度变化门限值时，在一个周期内不检测膨胀水箱的水位。由于高压直流输电系统功率调整，高压直流输电阀冷系统出水温度也跟着变化，内冷水体积也会发生变化。体积膨胀计算公式经简化后，纯水膨胀体积计算公式为V2 =v^l+α (Vt1)],式中vl是在tl°C时的体积，v2是在t2°C时的体积，a取2.08Χ10~-4。经计算(4°C以下除外)，内冷水温度每上升或下降IV，内冷水体积增加或减小约2升，也就是膨胀水箱水位上升或下降约1% (膨胀水箱容积为190升)。内冷水温度每下降1°C，满足膨胀水箱水位下降速度大于水位下降速度门限值，控制系统会误发漏水告警信号。通过检测内冷水出水温度，当检测到所述出水温度的变化值大于预设的温度变化门限值时，暂停一个周期内检测膨胀水箱的水位。在900s内，内冷水出水温度下降超过0.5°C时可得到一个检测信号，将该信号扩展为1800s脉冲信号，再去进行漏水检测步骤。这样就可以防止在内冷水出水温度变化时控制系统误发漏水告警信号。实施例2:如图2所示的本发明一 种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置的结构示意图，该装置可实施实施例1的方法，包括水位检测模块1、计算模块2、比较模块3和报警模块4:水位检测模块1:用于周期性检测膨胀水箱的水位，并将该水位发送至计算模块2保存；水位检测模块I检测膨胀水箱的水位的过程如下:在时刻tl检测到膨胀水箱的水位为vl，并发送至计算模块2保存；经过周期t后在时刻t2检测膨胀水箱的水位为v2，发送至计算模块2保存；每过周期t则重复上述过程。计算模块2:用于根据所述水位检测模块I检测到的水位，计算膨胀水箱的水位下降速度，并将计算结果发送至比较模块3 ；计算模块2在计算膨胀水箱水位下降速度前,先比较vl和v2的大小，当vl不小于v2时，说明膨胀水箱的水位下降了，根据如下公式计算膨胀水箱的水位下降速度:v =(vl-v2)/t ；当vl小于v2时，则说明此时补水泵正在补水，水位在上升，可以不计算膨胀水箱水位下降速度；其中，V为膨胀水箱水位下降速度，vl为时刻tl时膨胀水箱的水位，v2为时刻t2时膨胀水箱的水位，t为周期。比较模块3:用于比较膨胀水箱的水位下降速度和预设的水位下降速度门限值，当水位下降速度大于水位下降速度门限值时，发送漏水告警信号至报警模块4 ；预设膨胀水箱水位下降速度门限值为0.3% L/1800S，周期为1800s，其中，L为膨胀水箱的体积。这样可以非常及时和灵敏的检测到设备漏水的情况并发送告警信号。报警模块4:在接收到所述告警信号后，发出告警信息。实施例3:如图3所示为本发明一种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置的优选方案实施例，如图3所示，其为在实施例2的技术方案的基础上增设主泵状态检测模块5，主泵状态检测模块5时时检测主泵是否处于启动状态或切换状态，当检测到主泵处于启动状态或切换状态时，控制水位检测模块I在一个周期内不检测膨胀水箱的水位。由于在主泵启动、切换时，内冷水被压缩，膨胀水箱的水位一般有2%的变化，变化大小与内冷水含气量有关系。内冷水含气量越高，主泵启动、切换时膨胀水箱水位变化越大。当主泵启动、切换时，满足膨胀水箱水位下降速度大于设置的水位下降速度门限值，控制系统会发出漏水告警，但此时却没有漏水。一般主泵启动在4s内完成，主泵切换在2s内完成，所以通过检测主泵是否处于启动或者切换状态，在其处于启动或者切换状态时，通过在一个周期内暂停实施检测的方法，可以避免控制系统错发漏水告警的情况发生。实施例4:如图4所示为本发明一种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置的另一优选方案实施例，该优选实施方案增加了出水温度检测模块6，用于检测出水温度，当检测到所述出水温度的变化值大于预设的温度变化门限值时，控制水位检测模块I在一个周期内不检测膨胀水箱的水位。该出水温度检测模块6可以在实施例2的技术方案基础上增加，也可以在实施例3的技术方案上增加，都可以达到防止出水温度变化引起漏水误告警的情况。如图4所述为在实施例3的技术方案的基础上添加，形成了一个更优的技术方案。由于高压直流输电系统功率调整，高压直流输电阀冷系统出水温度也跟着变化，内冷水体积也会发生变化。体积膨胀计算公式经简化后，纯水膨胀体积计算公式为V2 =v^l+α (Vt1)],式中vl是在tl°C时的体积，v2是在t2°C时的体积，a取2.08Χ10~-4。经计算(4°C以下除外)，内冷水温度每上升或下降IV，内冷水体积增加或减小约2升，也就是膨胀水箱水位上升或下降约1% (膨胀水箱容积为190升)。内冷水温度每下降1°C，满足膨胀水箱水位下降速度大于水位下降速度门限值，控制系统会误发漏水告警信号。通过检测出水温度，当检测到所述出水温度的变化值大于预设的温度变化门限值时，暂停一个周期内检测膨胀水箱的水位。在900s内，内冷水出水温度下降超过0.5°C时可得到一个检测信号，将该信号扩展为1800s脉冲信号，再去进行漏水检测。这样就可以防止在内冷水出水温度变化时控制系统误发漏水告警信号。最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
权利要求
1.一种高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:周期性检测膨胀水箱的水位，并保存该水位； 52:根据所述保存的膨胀水箱的水位和周期，计算膨胀水箱的水位下降速度； 53:比较膨胀水箱的水位下降速度和预设的水位下降速度门限值，当水位下降速度大于水位下降速度门限值时，发出漏水告警信号。
2.根据权利要求1所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，其特征在于，所述步骤SI具体为: 511:在时刻tl检测到膨胀水箱的水位为vl，保存该水位； 512:经过周期t后在时刻t2检测膨胀水箱的水位为v2，保存该水位； 513:每过周期t则重复执行步骤Sll、S12。
3.根据权利要求2所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体为: 当vl不小于v2时,根据如下公式计算膨胀水箱的水位下降速度:v = (vl-v2)/t ;其中，V为膨胀水箱水位下降速度； 当vl小于v2时,不计算膨胀水箱水位下降速度。
4.根据权利要求1至3任一所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，其特征在于，所述膨胀水箱水位下降速度门限值为0.3% L/1800S，其中，L为膨胀水箱的体积。
5.根据权利要求1至3任一所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，其特征在于，还包括以下步骤:检测主泵是否处于启动状态或切换状态，当检测到主泵处于启动状态或切换状态时，在一个周期内不检测膨胀水箱的水位。
6.根据权利要求5所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，其特征在于，还包括如下步骤:检测内冷水出水温度，当检测到所述出水温度的变化值大于预设的温度变化门限值时，在一个周期内不检测膨胀水箱的水位。
7.根据权利要求6所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，其特征在于，所述温度变化门限值为0.50C /900s，所述周期为1800s。
8.一种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置，其特征在于，包括水位检测模块、计算模块、比较模块和报警模块: 水位检测模块:用于周期性检测膨胀水箱的水位，并将该水位发送至计算模块保存； 计算模块:用于根据所述水位检测模块检测到的水位，计算膨胀水箱的水位下降速度，并将计算结果发送至比较模块； 比较模块:用于比较膨胀水箱的水位下降速度和预设的水位下降速度门限值，当水位下降速度大于水位下降速度门限值时，发送漏水告警信号至报警模块； 报警模块:在接收到所述告警信号后，发出告警信息。
9.根据权利要求8所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测装置，其特征在于，还包括主泵状态检测模块，用于检测主泵是否处于启动状态或切换状态，当检测到主泵处于启动状态或切换状态时，控制水位检测模块在一个周期内不检测膨胀水箱的水位。
10.根据权利要求8或者9所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测装置，其特征在于，还包括出水温度检测模块，用于检测内冷水出水温度，当检测到所述出水温度的变化值大于预设的温度变化门限值时，控制水位检测模块在一个周期内不检测膨胀水箱的水位。
11.根据权利要求10所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测装置，其特征在于，当Vl不小于v2时,计算模块根据如下公式计算膨胀水箱的水位下降速度:v = (vl-v2)/t ； 当vl小于v2时,计算模块不计算膨胀水箱水位下降速度； 其中，V为膨胀水箱水位下降速度，vl为时刻tl时膨胀水箱的水位，v2为时刻t2时膨胀水箱的水位，t为周期。
12.根据权利要求10所述的高压直流输电阀冷系统漏水检测装置，其特征在于，所述膨胀水箱水位下降速度门限值为0.3% L/1800S，其中，L为膨胀水箱的体积。
13.根据权利要求10所述的阀冷系统漏水检测装置，其特征在于，所述温度变化门限值为0.50C /900 s，所述周期为1800s。
全文摘要
本发明公开了一种高压直流输电阀冷系统漏水检测方法，包括以下步骤S1周期性检测膨胀水箱的水位，并保存该水位；S2根据所述保存的膨胀水箱的水位和周期，计算膨胀水箱的水位下降速度；S3比较膨胀水箱的水位下降速度和预设的水位下降速度门限值，当水位下降速度大于水位下降速度门限值时，发出漏水告警信号。本发明还公开了一种高压直流输电阀冷系统漏水检测装置，包括水位检测模块、计算模块、比较模块和报警模块。采用本发明公开的技术方案，可以在高压直流输电阀冷系统发生很小的漏水时，就检测出漏水情况，并产生告警。
文档编号G01M3/02GK103115729SQ20131001931
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者谢超, 梁家豪, 左干清, 陈立, 吴豪, 刘红太, 邓光武, 余海翔, 尹亮 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司