电-流-传质场作用下的换流阀冷却系统均压电极垢层动态沉积特性研究

摘要：

换流阀冷却系统是特高压换流站关键设备的散热保障,也是换流阀的主要薄弱环节之一.统计结果表明超过66％的阀冷系统故障及阀冷系统腐蚀和结垢相关.不同于其他工业换热器因介质溶解度饱和产生结垢,换流阀冷却系统结垢是由均压电极发生电化学反应导致,受到电场、流场和传质场的共同作用.因此本文建立电-流-传质场作用下的换流阀冷却系统均压电极动态结垢模型,综合考虑湍流场、传质场和垢层生长特性对均压电极结垢行为的作用.首先基于换流阀垢层X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测量结果对换流阀结垢机理进行分析;其次,构建阀段冷却系统电-流-传质场耦合模型,结合任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法分析垢层沉积过程—耦合场双向作用的影响,并利用现场试验数据验证该模型的有效性.结果表明本文模型与试验结果吻合度较好,能够有效表征换流阀冷却系统结垢规律.此外,均压电极结垢不仅导致反应电流减小,而且会破坏冷却系统均压能力导致其失衡,电位畸变幅值达到110V.

关键词：换流阀、水冷系统、电-流-传质场、动态结垢、电极反应

所属期刊栏目：34

分类号：TM46(变压器、变流器及电抗器)

资助基金：国家重点研发计划项目2017YFB0902703;重庆市博士后科研项目特等资助Xm2017195;重庆市研究生科研项目CYS18008

在线出版日期：2019-08-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2863-2873