專利名稱：直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及大功率電力電子設備冷卻裝置的控制系統，特別涉及一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統。
背景技術：
大功率電力電子設備運行系統中冷卻系統關乎被冷卻裝置的安全運行和使用壽命，是非常必要的配套設備。中國專利CN101634866A公開了一種高壓直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，所述冷卻裝置中電加熱器的控制方法采用多組配置方式，分級控制。PLC根據當前進閥溫度，自動計算電加熱器組數投入運行，在進閥溫度低于設定限值時啟動，以避免進閥溫度過低導致晶閘管閥體損壞；進閥溫度接近或低于閥廳露點時，電加熱器強制啟動。電加熱器的啟動與主循環泵運行及冷卻水流量設定限值互鎖，主循環泵停運或冷卻水流量低于設定限值時電加熱器禁止運行。中國專利CN101634866A所述的控制系統除主循環泵以外的所有動力設備均通過雙電源切換裝置給電，當雙電源切換裝置出現故障不能正常切換時，所有一用一備設備均失去動力電源不能按邏輯動作。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統。一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，所述直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統包括動力系統、控制子系統，所述動力系統包括主循環泵、補水泵、電加熱器、風機和雙電源切換裝置，所述主循環泵通過通過中國發明專利201110300790. 1所述軟啟動裝置給電，所述風機通過中國發明專利201110359234. 1所述雙電源切換系統給電，所述電加熱器分成兩組分別通過斷路器接入兩路交流動力電源，所述補水泵通過雙電源切換裝置接入兩路交流動力電源，所述控制子系統包括主循環泵、補水泵、電加熱器及風機的控制，所述控制子系統控制主循環泵的啟動、停止、切換，同時根據實際情況輸出預警及跳閘信號，所述控制子系統控制電加熱器的啟動、停止，同時根據實際情況輸出預警及跳閘信號，所述控制子系統控制風機的啟動、停止、啟動停止數量、輪換及變頻調速。為了更好的實現本發明，所述補水泵自動啟動，當膨脹罐液位下降到自動補水液位時，補水泵啟動，當膨脹罐液位到達停止補水泵液位時，補水泵停止，當膨脹罐液位小于停止補水泵液位時能夠進行手動補水，當給膨脹罐提供水源的原水罐液位到達原水罐液位低報警時強制停補水泵；所述電加熱器的啟動通過冷卻水進閥溫度來控制，當冷卻水進閥溫度小于電加熱器啟動設定溫度時，電加熱器啟動，冷卻水進閥溫度大于電加熱器停止設定溫度時，電加熱器停止；主循環泵停運或冷卻水流量低于設定限值時電加熱器禁止運行；當與電加熱器連接的斷路器未合時，報出電加熱器故障，當電加熱器連續工作大于電加熱失敗設定時間后， 仍存在進閥溫度低時，報出電加熱器失敗；所述風機的啟動通過設定溫度來控制，當冷卻水進閥溫度高于設定溫度時，風機啟動；所述風機的轉速通過設定溫度及當前冷卻水進閥溫度來控制，PLC根據當前冷卻水進閥溫度與設定溫度的偏差，進行PID運算，輸出模擬量信號給變頻器，變頻器根據此信號的增大或減小來升頻或降頻，控制風機轉速，當風機頻率降至最低運行頻率后，冷卻水進閥溫度仍低于設定溫度，風機以最低頻率繼續運行10 20s后全部停止運行。為了更好的實現本發明，所述動力系統還包括兩個電動三通閥的給電，兩個電動三通閥分別通過雙電源切換裝置給電。為了更好的實現本發明，所述動力系統還包括兩個電動蝶閥的給電，兩個電動蝶閥分別直接接入兩路交流動力電源。為了更好的實現本發明，所述動力系統還包括排氣電磁閥、通氣電磁閥及兩個補氣電磁閥的給電，排氣電磁閥及通氣電磁閥通過雙電源切換裝置給電，兩個補氣電磁閥分別直接接入兩路交流動力電源。為了更好的實現本發明，所述控制子系統包括兩個電動三通閥及兩個電動蝶閥的控制，所述兩個電動三通閥通過溫度來控制，當溫度超過電動三通閥開啟設定溫度，兩個電動三通閥全開，水流通過室外空氣散熱器進行散熱；當溫度低于電動三通閥關閉設定溫度， 兩個電動三通閥全關，水流不通過室外空氣散熱器，避免進閥水溫太低；所述兩個電動蝶閥采用一開一關控制方式，當其中一個電動蝶閥開不到限位時， 另一個電動蝶閥自動打開至限位，開不到限位的電動蝶閥關閉；當其中一個電動蝶閥開啟， 與這個電動蝶閥連接的電動三通閥故障時，另一個電動蝶閥自動打開至限位，與故障電動三通閥連接的電動蝶閥關閉；當電動三通閥或電動磁閥需要開啟時開不到限位或需要關閉時關不到限位時報故障。為了更好的實現本發明，所述兩個電動三通閥同步開閉，其開閉均采用脈沖方式。為了更好的實現本發明，所述控制子系統還包括排氣電磁閥、通氣電磁閥及一用一備補氣電磁閥的控制，當膨脹罐壓力大于排氣電磁閥開啟設定值時，排氣電磁閥開啟，排氣開始，當膨脹罐壓力到達排氣電磁閥關閉設定值時，排氣停止；當補水泵或給原水罐提供水源的原水泵啟動時，通氣電磁閥開啟；當膨脹罐壓力小于補氣電磁閥開啟設定值時，補氣電磁閥開啟，當膨脹罐壓力到達補氣電磁閥關閉設定值時，補氣電磁閥停止；當補氣電磁閥連續補氣時間大于補氣電磁閥故障設定時間，膨脹罐壓力仍未到達補氣電磁閥關閉設定值時，報故障，切換至備用補氣電磁閥；當冷卻系統泄露報警時，補氣電磁閥強制停止。本發明與現有技術相比，具有如下優點及有益效果(1)本發明所述一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，風機采用雙電源切換系統分組供電，可以防止所有風機掛在同一電源母線上；( 主循環泵采用軟啟動裝置很好的解決了全壓起動裝置主循環泵切換水水錘效應大，沖擊電流大等問題；C3) —用一備的電加熱器、電動蝶閥，補氣電磁閥分開由兩路交流動力電源分別給電，可以有效防止雙電源切換裝置故障時，上述設備全部失電而不能按邏輯正常動作。


圖1是本發明具體實施方式
所述直流輸電換流閥純水冷卻裝置系統圖；圖2是本發明具體實施方式
所述直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統動カ系統連接示意圖；圖3是本發明具體實施方式
所述直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統主循環泵運行示意圖；圖4是本發明具體實施方式
所述直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統主循環泵切換失敗時主循環泵運行示意圖；圖5是本發明具體實施方式
所述直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統風機控制原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施方式作進ー步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。某直流輸電換流閥純水冷卻裝置系統圖如圖1所示，其控制系統包括動カ系統、 控制子系統，所述動カ系統包括一用一備的主循環泵POl及P02、補水泵、電加熱器HOl及H02、 風機和雙電源切換裝置，所述主循環泵POl及P02通過中國發明專利201110300790. 具體實施方式
所述軟啟動裝置給電，所述風機通過中國發明專利201110359234. 具體實施方式
所述雙電源切換系統給電，所述電加熱器HOl及H02分別通過斷路器接入兩路交流動カ 電源，所述補水泵通過雙電源切換裝置接入兩路交流動カ電源，動カ系統還包括兩個電動三通閥KOl及K02、兩個電動蝶閥VOl及V02、補氣電磁閥V03、V04、排氣電磁閥V05及通氣電磁閥V06的給電，KOl及K02分別通過雙電源切換裝置接入兩路交流動カ電源，V01、V02、 V03及V04直接接入兩路交流動カ電源，V05及V06通過雙電源切換裝置接入兩路交流動カ 電源，動カ系統連接示意圖如圖2所示。控制子系統包括主循環泵、補水泵、電加熱器、風機、電動三通閥、電動蝶閥、補氣電磁閥及排氣電磁閥的控制。(1)兩臺主循環泵的控制以POl主循環泵運行為例，POl主循環泵連續無故障運行168小時后，啟動主循環泵自動切換邏輯，P02主泵投入運行同時POl主泵停止，主循環泵運行示意圖如圖3所示。POl主循環泵連續運行168小時后需要自動切換至備用泵運行，當控制系統切換至備用泵運行失敗，檢測出“主泵出水壓カ低”報警吋，回切到原運行主泵運行，切換失敗時主循環泵運行示意圖如圖4所示。(2)電加熱器HOl及H02的控制冷卻水進閥溫度< 14°C吋，電加熱器HOl啟動；冷卻水進閥溫度> 16°C吋，電加熱器HOl停止；冷卻水進閥溫度< 15°C吋，電加熱器H02啟動；冷卻水進閥溫度> 17°C吋，電加熱器H02停止；冷卻水進閥溫度低于閥廳露點TC吋，2臺電加熱器強制啟動；主循環泵停運或冷卻水流量低于設定限值時電加熱器禁止運行；當與電加熱器HOl連接的斷路器未合時，報出“閥冷HOl電加熱器故障”；當與電加熱器H02連接的斷路器未合時，報出“閥冷 H02電加熱器故障”；電加熱器連續工作60分鐘后，仍存在“進閥溫度低”或“進閥溫度低于露點”時，報出“閥冷電加熱失敗-請檢查”故障。(3)風機的控制空氣散熱器共3套，12臺風機，分為3組，每組4臺，利用變頻器控制風機的運行頻率，控制系統根據進閥溫度4 20mA線性信號，對冷卻風機的轉速和啟停數量進行PID調節，確保溫度平穩調節。風機的啟動通過設定溫度來控制，當冷卻水進閥溫度高于設定溫度時，風機啟動， 風機的轉速通過設定溫度及當前冷卻水進閥溫度來控制，PLC根據當前冷卻水進閥溫度與設定溫度的偏差，進行PID運算后，輸出模擬量信號給變頻器，變頻器根據此信號的増大或減小來升頻或降頻，控制風機轉速，從而改變系統散熱量，使冷卻水進閥溫度逐漸逼近設定溫度并最終穩定在設定溫度附近，達到準確控制冷卻水進閥溫度的目的，當風機頻率降至最低運行頻率后，如冷卻水進閥溫度仍然低于設定目標溫度，風機以最低頻率繼續運行20s 后全部停止運行。控制原理框圖如圖5所示。各組風機設定不同的啟動溫度，采用先啟先停、輪換工作的方式，以保證設備的平均磨損，也防止由于某臺設備因長期閑置損壞。(4)補水泵的控制閥冷系統自動運行時可實現自動補水控制，當膨脹罐液位下降到自動補水液位吋，補水泵啟動，當膨脹罐液位到達停補水泵液位吋，補水泵停止。如補水液位設置為 350mm，停泵液位設置為450mm吋，當膨脹罐液位下降到350mm時補水泵啟動，補充到500mm 時補水泵停止，自動補水時當原水罐液位到達設定液位吋，系統會強制停止補水泵。自動補水時，膨脹罐壓力因液位的上升而引起的壓カ增大時，系統會根據膨脹罐壓カ的大小自動進行排氣。如果出現排氣故障導致壓力高報警，應進行手動排氣。閥冷系統在膨脹罐液位小于停止補水液位可以進行手動補水，當原水罐液位到達設定液位時會強制停補水泵。(5)電動三通閥與電動蝶閥的控制電動三通閥的開閉是通過電動三通閥的溫度工作范圍來控制，其開閉方式是脈沖式。當冷卻水溫度超過設定溫度觀で吋，電動三通閥全開，水流通過室外空氣散熱器進行散熱；當冷卻水溫度低于設定溫度23°C吋，電動三通閥全關，水流不通過室外空氣散熱器，避免進閥水溫太低。電動三通閥KOl與K02采用同步控制，也就是兩個閥門同步開關。兩個電動蝶閥采用ー開ー關控制方式，當VOl開啟吋，V02應處于關閉；當VOl關閉時，V02應處于開啟；當VOl開不到限吋，V02自動打開至限位，VOl關閉；當V02開不到限吋，VOl自動打開至限位，V02關閉；當VOl開啟吋，KOl電動三通閥故障，V02自動打開至限位，VOl關閉；當V02開啟吋，K02電動三通閥故障，VOl自動打開至限位，V02關閉。當電動三通閥KOl及K02，電動蝶閥VOl及V02需要開啟時開不到限位或需要關閉時關不到限位報故障。(6)補氣電磁閥、排氣電磁閥及通氣電磁閥的控制補氣回路設置兩套，分別由補氣電磁閥V03和補氣電磁閥V04控制，當膨脹罐壓カ 低于1. 6bar時，補氣電磁閥開啟，補氣開始，當膨脹罐壓カ到達1. Sbar吋，補氣停止；當補氣電磁閥連續補氣40分鐘后，膨脹罐壓カ仍未到達1. Sbar時，報出補氣電磁閥故障，切換至另ー補氣電磁閥開啟；當閥冷系統泄漏報警吋，補氣電磁閥強制停止。排氣回路設置排氣電磁閥V05，當膨脹罐壓カ高于2. 2bar吋，排氣電磁閥V05開啟排氣，膨脹罐壓カ到達2. Obar吋，排氣停止。補水回路設置通氣電磁閥V06，當補水泵或給原水罐提供水源的原水泵啟動吋，通氣電磁閥V06開啟。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，所述直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統包括動力系統、控制子系統，其特征在于所述動力系統包括主循環泵、補水泵、電加熱器、風機和雙電源切換裝置，所述主循環泵通過軟啟動裝置給電，所述風機通過雙電源切換系統給電，所述電加熱器分成兩組分別通過斷路器接入兩路交流動力電源，所述補水泵通過雙電源切換裝置接入兩路交流動力電源，所述控制子系統包括主循環泵、補水泵、電加熱器及風機的控制，所述控制子系統控制主循環泵的啟動、停止、切換，同時根據實際情況輸出預警及跳閘信號，所述控制子系統控制電加熱器的啟動、停止，同時根據實際情況輸出預警及跳閘信號，所述控制子系統控制風機的啟動、停止、啟動停止數量、輪換及變頻調速。
2.根據權利要求1所述一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，其特征在于所述補水泵自動啟動，當膨脹罐液位下降到自動補水液位時，補水泵啟動，當膨脹罐液位到達停止補水泵液位時，補水泵停止，當膨脹罐液位小于停止補水泵液位時能夠進行手動補水， 當給膨脹罐提供水源的原水罐液位到達原水罐液位低報警時強制停補水泵；所述電加熱器的啟動通過冷卻水進閥溫度來控制，當冷卻水進閥溫度小于電加熱器啟動設定溫度時，電加熱器啟動，冷卻水進閥溫度大于電加熱器停止設定溫度時，電加熱器停止；主循環泵停運或冷卻水流量低于設定限值時電加熱器禁止運行；當與電加熱器連接的斷路器未合時，報出電加熱器故障，當電加熱器連續工作大于電加熱失敗設定時間后，仍存在進閥溫度低時，報出電加熱器失敗；所述風機的啟動通過設定溫度來控制，當冷卻水進閥溫度高于設定溫度時，風機啟動； 所述風機的轉速通過設定溫度及當前冷卻水進閥溫度來控制，PLC根據當前冷卻水進閥溫度與設定溫度的偏差，進行PID運算，輸出模擬量信號給變頻器，變頻器根據此信號的增大或減小來升頻或降頻，控制風機轉速，當風機頻率降至最低運行頻率后，冷卻水進閥溫度仍低于設定溫度，風機以最低頻率繼續運行10 20s后全部停止運行。
3.根據權利要求1所述一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，其特征在于所述動力系統還包括兩個電動三通閥的給電，兩個電動三通閥分別通過雙電源切換裝置給 H1^ ο
4.根據權利要求1所述一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，其特征在于所述動力系統還包括兩個電動蝶閥的給電，兩個電動蝶閥分別直接接入兩路交流動力電源。
5.根據權利要求1所述一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，其特征在于所述動力系統還包括排氣電磁閥、通氣電磁閥及兩個補氣電磁閥的給電，排氣電磁閥及通氣電磁閥通過雙電源切換裝置給電，兩個補氣電磁閥分別直接接入兩路交流動力電源。
6.根據權利要求1所述一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，其特征在于所述控制子系統包括兩個電動三通閥及兩個電動蝶閥的控制，所述兩個電動三通閥通過溫度來控制，當溫度超過電動三通閥開啟設定溫度，兩個電動三通閥全開，水流通過室外空氣散熱器進行散熱；當溫度低于電動三通閥關閉設定溫度，兩個電動三通閥全關，水流不通過室外空氣散熱器，避免進閥水溫太低；所述兩個電動蝶閥采用一開一關控制方式，當其中一個電動蝶閥開不到限位時，另一個電動蝶閥自動打開至限位，開不到限位的電動蝶閥關閉；當其中一個電動蝶閥開啟，與這個電動蝶閥連接的電動三通閥故障時，另一個電動蝶閥自動打開至限位，與故障電動三通閥連接的電動蝶閥關閉；當電動三通閥或電動磁閥需要開啟時開不到限位或需要關閉時關不到限位時報故障。
7.根據權利要求6所述一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，其特征在于所述兩個電動三通閥同步開閉，其開閉均采用脈沖方式。
8.根據權利要求1所述一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，其特征在于所述控制子系統還包括排氣電磁閥、通氣電磁閥及一用一備補氣電磁閥的控制，當膨脹罐壓力大于排氣電磁閥開啟設定值時，排氣電磁閥開啟，排氣開始，當膨脹罐壓力到達排氣電磁閥關閉設定值時，排氣停止；當補水泵或給原水罐提供水源的原水泵啟動時，通氣電磁閥開啟； 當膨脹罐壓力小于補氣電磁閥開啟設定值時，補氣電磁閥開啟，當膨脹罐壓力到達補氣電磁閥關閉設定值時，補氣電磁閥停止；當補氣電磁閥連續補氣時間大于補氣電磁閥故障設定時間，膨脹罐壓力仍未到達補氣電磁閥關閉設定值時，報故障，切換至備用補氣電磁閥；當冷卻系統泄露報警時，補氣電磁閥強制停止。
全文摘要
本發明公開了一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，包括動力系統、控制子系統，動力系統包括主循環泵、補水泵、電加熱器、風機和雙電源切換裝置，主循環泵通過軟啟動裝置給電，所述風機通過雙電源切換系統給電，電加熱器分成兩組分別通過斷路器接入兩路交流動力電源，補水泵通過雙電源切換裝置接入兩路交流動力電源。控制子系統包括主循環泵、補水泵、電加熱器及風機的控制。本發明提供的一種直流輸電換流閥純水冷卻裝置控制系統，一用一備的電加熱器、電動蝶閥，補氣電磁閥分開由兩路交流動力電源分別給電，可以有效防止雙電源切換裝置故障時，上述設備全部失電而不能按邏輯正常動作。
文檔編號G05D23/20GK102566623SQ20121000806
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者冷明全, 吳健超, 賀勇健 申請人:廣州高瀾節能技術股份有限公司