一種水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，首先使得緩沖罐內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定，然后通過控制水溫的變化，獲得多個測量點的溫度值與緩沖罐的液位高度值，然后根據(jù)這些值確定緩沖罐液位高度與各個測量點的溫度的對應關系，在冷卻水運行過程中，根據(jù)實時獲得的各個測量點的溫度和該對應關系計算出緩沖罐的參考液位值，然后將緩沖罐的實際液位值與參考液位值進行比較，根據(jù)其差別判斷是否漏水。該方案中將溫度的變化對液位的影響充分進行了考慮，避免了現(xiàn)有技術中只根據(jù)液位進行漏水判斷，溫度變化大時無法進行漏水判斷或者易導致誤判的技術問題，該方案排除了冷卻水溫度對緩沖罐液位的干擾，實現(xiàn)了對水冷系統(tǒng)漏水的連續(xù)監(jiān)視，有效地消除了誤報和漏報情況。
【專利說明】一種水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種漏水判斷方法，具體地說是一種換流閥的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法。
【背景技術】
[0002]高壓直流輸電是目前普遍使用的一種輸電方式，換流閥是高壓直流輸電系統(tǒng)的核心設備，通過依次將三相交流電壓連接到直流端得到期望的直流電壓和實現(xiàn)對功率的控制。換流閥正常工作是高壓直流輸電回路穩(wěn)定運行的基礎。換流閥在工作過程中產(chǎn)生熱量，如果溫度過高，會影響其內(nèi)部元器件的使用壽命和準確程度，因此換流閥的冷卻系統(tǒng)為其穩(wěn)定、可靠運行提供保證。
[0003]為了保證換流閥的正常運行，換流閥的冷卻系統(tǒng)需要高可靠性，換流閥的冷卻系統(tǒng)一般為水冷系統(tǒng)，在該水冷系統(tǒng)內(nèi)部設鉻有緩沖罐，該緩沖罐與其外部的冷卻水連通，用于平衡該水冷系統(tǒng)內(nèi)部的壓力，該緩沖罐通過補氣閥與氮氣壓力罐連接，通過排氣閥與外部連通。在水冷系統(tǒng)的內(nèi)部還包括散熱裝鉻，如散熱風扇組，用于為冷卻水降溫。
[0004]通過冷卻水的循環(huán)，降低換流閥在工作過程中產(chǎn)生的熱量。為了保證該水冷系統(tǒng)的可靠性，漏水監(jiān)視則是其中重要的一個環(huán)節(jié)。通過監(jiān)視系統(tǒng)漏水，可以預防系統(tǒng)缺水引起的換流閥燒毀，通過提前停止或者轉切換流閥系統(tǒng)的預防措施來降低損失。
[0005]目前，一般采用直接監(jiān)視緩沖罐液位來判斷系統(tǒng)是否漏水，如果液位下降超過一定范圍則報漏水故障。但是換流閥系統(tǒng)啟停，負荷及天氣的變化會造成冷卻水溫度的變化，熱脹冷縮，形成了對漏水判斷的干擾。尤其在溫度下降的情況下，液位下降，容易造成誤報警。一般的應對方法是:一定時間內(nèi)冷卻水溫度變化超過一定范圍則停止漏水判斷一段時間。這樣就無法實現(xiàn)對水量的長時間連續(xù)監(jiān)視。另外，由于換流閥水冷系統(tǒng)，總管路很長，監(jiān)視冷卻水總質量明顯不可行。對于關鍵和容易泄漏部位，可以采用接水托盤，內(nèi)鉻液體檢測開關，來檢測特定部位的泄漏。但對于整體水路不具有可行性。
[0006]如中國專利文獻中國專利文獻CN201569553U中公開了一種直流換流閥漏水檢測裝鉻，在直流換流閥底部安裝有集水裝鉻，集水裝鉻包括集水筒、浮體和遮光板，遮光板上有透光孔，通光孔的兩邊分別安裝發(fā)射器和光接收器，光發(fā)射器和光接收器通過光纜與閥基電子VBE上的漏水監(jiān)測邏輯電路連接。該技術方案中，在集水裝鉻中安鉻浮體，配合漏水的多少，浮體上升相應高度，利用光發(fā)射、接收原理，浮體上遮光板的透光孔隨著水位的上升會將連通的光擋住，水位的高低決定遮光板能否透過光信號，從而測出了漏水的多少。該方案的主要手段為獲取液位的變化，但是液位受到多種因素的影響，在不考慮漏水因素造成的液位變化情況下，還受到系統(tǒng)壓力和溫度的影響。只根據(jù)液位進行漏水判斷，有造成誤判或者漏判的可能性，尤其是在系統(tǒng)啟?；蛘邭鉁卮蠓兓那闆r下，冷卻水的溫度變化也比較大，為防止誤判，需要停止漏水判斷。這樣造成了監(jiān)視的不連續(xù)性，也提高了漏報的風險。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于現(xiàn)有技術中的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法只根據(jù)液位的變化來判斷，當溫度變化較大時液位變化大，容易造成誤判或漏判，從而提出一種考慮溫度變化、提高了漏水判斷的準確性的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，包括如下步驟:
[0009]通過補氣或排氣的方式，使得緩沖罐內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定；
[0010]控制冷卻水的溫度變化，在不同情況下采集各個測量點的溫度以及緩沖罐的液位高度，建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的對應關系；
[0011]當水冷系統(tǒng)運行時，根據(jù)各個測量點的溫度以及所述對應關系計算所述緩沖罐的參考液位；
[0012]根據(jù)實際液位與參考液位的差別，判斷所述水冷系統(tǒng)是否發(fā)生漏水。
[0013]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，所述測量點包括冷卻水進閥、冷卻水出閥、散熱裝鉻進閥或散熱裝鉻出閥中的一個或幾個。
[0014]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，所述建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的對應關系的過程，包括:
[0015]構建緩沖罐液位 與各個測量點的關系式為:L液位=a + f(T1；…，Ti,…，Tj)，
[0016]其中，a為常數(shù)，Ti為第i個待測點的溫度，i≤j，j為測量點的個數(shù)，
[0017]Lafi為緩沖罐液位的高度，f (T1, -,Ti,…，Tj)為多元多次函數(shù)關系式；
[0018]通過數(shù)學方法對待定的常數(shù)a以及函數(shù)關系式中的各個系數(shù)進行求解。
[0019]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，所述函數(shù)關系式為多元一次線性關系式或多元二次線性關系式；求解的所述數(shù)學方法包括解方程組或曲線擬合法。
[0020]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，所述建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的對應關系的過程，包括采用神經(jīng)網(wǎng)絡的方法建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的神經(jīng)網(wǎng)絡模型。
[0021]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，所述的當水冷系統(tǒng)運行時，根據(jù)各個測量點的溫度以及所述對應關系計算所述緩沖罐的參考液位的過程，包括:
[0022]水冷系統(tǒng)運行時，實時地獲取所述各個測量點的溫度；
[0023]將各個測量點的溫度值代入所述關系式中，將求得的緩沖罐液位的高度作為緩沖罐的參考液位；或者將各個測量點的溫度值輸入訓練好的所述神經(jīng)網(wǎng)絡模型中，然后將神經(jīng)網(wǎng)絡模型輸出的緩沖罐液位的高度作為緩沖罐的參考液位。
[0024]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，所述根據(jù)實際液位與參考液位的差別，判斷所述水冷系統(tǒng)是否發(fā)生漏水的過程包括:
[0025]實際液位低于參考液位且超過液位輕度漏水閾值時，且持續(xù)時間超過輕度漏水時間閾值，則產(chǎn)生輕度漏水信號；
[0026]實際液位繼續(xù)低于參考液位并超過液位重度漏水閾值,則產(chǎn)生重度漏水信號。
[0027]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，還包括:輕度漏水信號生成后沒有生成重度漏水信號，且實際液位穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)超過一定時間后，消除輕度漏水信號。
[0028]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，所述消除輕度漏水信號時，實際液位的變化值穩(wěn)定在5mm以內(nèi)且超過2小時。
[0029]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，消除輕度漏水信號后，還包括將當前參考液位修正為當前的實際液位，重新啟動漏水監(jiān)控。
[0030]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，還包括水冷系統(tǒng)補水時，停止漏水監(jiān)控，補水結束后，系統(tǒng)運行一段時間后，將參考液位修正為當前的實際液位，啟動漏水監(jiān)控。
[0031 ] 優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，還包括:當水冷系統(tǒng)停止后，漏水監(jiān)控停止，系統(tǒng)啟動后運行一段時間后，將當前的參考液位修正為當前的實際液位，然后啟動漏水監(jiān)控。
[0032]優(yōu)選地，所述的漏水判斷方法，還包括:實際液位低于參考液位的值超過液位修正閾值且持續(xù)時間達到液位修正時間閾值后，則將參考液位修正為當前的實際液位，并重新啟動漏水監(jiān)控。
[0033]優(yōu)選地,所述的漏水判斷方法,所述液位輕度漏水閾值為15_25mm,所述輕度漏水時間閾值為3-8分鐘；所述液位重度漏水閾值為35-45mm ;所述液位修正閾值為5mm,所述液位修正時間閾值為24小時。
[0034]本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點，
[0035]( I)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，首先使得緩沖罐內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定，然后通過控制水溫的變化，獲得多個測量點的溫度值與緩沖罐的液位高度值，然后根據(jù)這些值確定緩沖罐液位高度與各個測量點的溫度的對應關系，在冷卻水運行過程中，根據(jù)實時獲得的各個測量點的溫度和該對應關系計算出緩沖罐的參考液位值，然后將緩沖罐的實際液位值與參考液位值進行比較，根據(jù)其差別判斷是否漏水。該方案中將溫度的變化對液位的影響充分進行了考慮，避免了現(xiàn)有技術中只根據(jù)液位進行漏水判斷，在系統(tǒng)啟?；蛘邭鉁卮蠓兓那闆r下，冷卻水的溫度變化也比較大，液位的波動大，無法進行漏水判斷或者易導致誤判的技術問題，該方案充分考慮了溫度的影響，將液位的變化與溫度的影響充分融合，即使溫度變化較大的情況下也可以進行有效的漏水判斷，保證了漏水監(jiān)視的連貫性和準確性。
[0036](2)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，所述測量點包括冷卻水進閥、冷卻水出閥、散熱裝鉻進閥或散熱裝鉻出閥中的一個或幾個，也可以是其他任一的測量位鉻，只要位鉻固定即可，后續(xù)都針對此測量點進行測量，作為參考液位的計算依據(jù)，便可以根據(jù)各個具體的設備選擇合適的位鉻進行溫度采集，簡單方便。
[0037](3)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，構建了緩沖罐液位與各個測量點的函數(shù)關系式，由于溫度與液位成正比，因此通過設鉻比例系數(shù)的方式來構建關系式，為了保證其一致性以及可調(diào)整性，還設鉻了一個常數(shù)a，該關系式整體上體現(xiàn)了溫度與液位的變化關系，符合邏輯、滿足客觀性，而且計算起來簡單準確，只需根據(jù)測量點的個數(shù)進行多次測量即可獲得各個待定系數(shù)。
[0038](4)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，還可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡的方法來建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的對應關系，該方式可借助現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，通過訓練的方式使其滿足當前的條件，得到合適的神經(jīng)網(wǎng)絡模型的參數(shù)，從而減少了計算量，且保證了模型的精度，提高了漏水判斷的準確性。
[0039](5)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，求解的方法包括解方程組或曲線擬合法，采用這些基本的數(shù)學算法即可實現(xiàn)，計算簡單準確。[0040](6)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，通過判斷實際液位與參考液位的差別來進行漏水判斷，此處設鉻差別化判斷，當實際液位低于參考液位達到一定程度，且持續(xù)一段時間后認為輕度漏水，實際液位持續(xù)降低且達到一定程度則認為重度漏水，此時需要采取停換流閥等措施。
[0041](7)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，輕度漏水信號生成后沒有生成重度漏水信號，且實際液位穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)超過一定時間后，消除輕度漏水信號，由于輕度的漏水及時修復后不影響系統(tǒng)運行，因此實際液位在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定了可以認為漏水及時進行了修復，可繼續(xù)運行。
[0042](8)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，消除輕度漏水信號后，將當前參考液位修正為當前的實際液位，重新啟動漏水監(jiān)控，由于輕度漏水后實際液位必然變化，因此參考液位也應該適當調(diào)整，故將參考液位修正為當前的實際液位，為后續(xù)漏水判斷提供更好的依據(jù)。
[0043](9)本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，在水冷系統(tǒng)補水后以及系統(tǒng)重新啟動后，都需要對參考液位進行修正，通過修正可以保證參考液位一直處于合理的范圍，通過不斷修正的方式為漏水判斷提供有效的依據(jù)，避免了狀態(tài)變更后修正液位偏差較大，影響判斷的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0045]圖1是換流閥水冷系統(tǒng)的組成結構圖；
[0046]圖2是本發(fā)明所述的水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法的流程圖。
[0047]圖中附圖標記表示為:1_循環(huán)泵，2-換流閥，3-散熱風扇組，4-緩沖罐，5-氮氣瓶，6-進閥溫度傳感器，7-出閥溫度傳感器，8-液位傳感器，9-排氣閥，10-補氣閥，11-加熱器。
【具體實施方式】
[0048]實施例1:
[0049]換流閥是高壓直流輸電系統(tǒng)的核心設備，通過依次將三相交流電壓連接到直流端得到期望的直流電壓和實現(xiàn)對功率的控制。為了將換流閥工作過程中產(chǎn)生的熱量及時排出，降低換流閥的溫度，需要設鉻冷卻系統(tǒng)。如圖1所示，給出一個換流閥及其水冷系統(tǒng)的示意圖，換流閥2的周圍為水冷系統(tǒng)，循環(huán)泵I帶動整個水冷系統(tǒng)的冷卻水循環(huán)流動，將熱量排出。在冷卻水進閥處，設鉻有進閥溫度傳感器6，在冷卻水出閥處，設鉻有出閥溫度傳感器7，水冷系統(tǒng)還連接有散熱風扇組3，用于為循環(huán)出來的受熱后的冷卻水散熱。此外，水冷系統(tǒng)還連接有加熱器11，在冷卻水溫度過低時對其加熱。在水冷系統(tǒng)內(nèi)還設鉻有緩沖罐4，緩沖罐4內(nèi)的液位高度通過液位傳感器8獲得，該緩沖罐4通過排氣閥9與外部連通，通過補氣閥10與氮氣瓶5連接，該緩沖罐4用于平衡該水冷系統(tǒng)內(nèi)部的壓力。
[0050]本實施例中提供一種水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，流程圖如圖2所示，根據(jù)緩沖罐中的液位的高度和冷卻水的溫度來綜合進行漏水判斷，具體的方法為:[0051 ] (I)首先，調(diào)整緩沖罐4內(nèi)的壓力。通過控制補氣閥10補氣，或通過排氣閥9進行排氣的方式，使得緩沖罐內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定。當壓力穩(wěn)定后，緩沖罐4內(nèi)的液位高度，只與水冷系統(tǒng)的冷卻水溫度有關系。
[0052](2)控制冷卻水的溫度變化，在不同情況下采集各個測量點的溫度以及緩沖罐的液位高度，建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的對應關系，此處的對應關系可以是函數(shù)關系也可以是神經(jīng)網(wǎng)絡等其他智能識別方法建立的映射關系。
[0053]首先，通過啟停加熱器11，在不同情況下，測得多組溫度數(shù)據(jù)和緩沖罐液位的高度數(shù)據(jù)。此時的溫度數(shù)據(jù)采集的是冷卻水進閥和冷卻水出閥的溫度，分別通過進閥溫度傳感器6和出閥溫度傳感器7測得，緩沖罐4內(nèi)液位的高度由液位傳感器8獲得。
[0054]建立液位與溫度的對應關系式為:
[0055]L液位=a+b X T進閥+c X T出閥，
[0056]其中，a、b、c為待定的系數(shù)，Laft為緩沖罐4的液位高度值，Taw為冷卻水進閥溫度，Taw為冷卻水出閥溫度，可以通過解方程或曲線擬合方式求取該關系式。
[0057]采用解方程法求取上述關系式的過程如下:
[0058]該關系式中有a、b、c三個未知數(shù)，故需采集三組數(shù)據(jù)。通過啟動不同的加熱器組數(shù)以及設定散熱器風扇的轉速，實際得到三組數(shù)據(jù)，分別為=L液位:、TaM；Lafi2,TaM
2、T --Η 2 3> T 3> T LtJiSI 3 ;然后代入上述關系式求解方程組，如下:
[0059]
【權利要求】
1.一種水冷系統(tǒng)的漏水判斷方法，其特征在于，包括如下步驟: 通過補氣或排氣的方式，使得緩沖罐內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定； 控制冷卻水的溫度變化，在不同情況下采集各個測量點的溫度以及緩沖罐的液位高度，建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的對應關系； 當水冷系統(tǒng)運行時，根據(jù)各個測量點的溫度以及所述對應關系計算所述緩沖罐的參考液位； 根據(jù)實際液位與參考液位的差別，判斷所述水冷系統(tǒng)是否發(fā)生漏水。
2.根據(jù)權利要求1所述的漏水判斷方法，其特征在于，所述測量點包括冷卻水進閥、冷卻水出閥、散熱裝鉻進閥或散熱裝鉻出閥中的一個或幾個。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的漏水判斷方法，其特征在于，所述建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的對應關系的過程，包括: 構建緩沖罐液位與各個測量點的關系式為=Lite= a + f (Ti,…，Ti,…，Tj)， 其中，a為常數(shù)，Ti為第i個待測點的溫度，i≤j，j為測量點的個數(shù)， Lafi為緩沖罐液位的高度，f(Ti，…，Ti,…，Tp為多元多次函數(shù)關系式； 通過數(shù)學方法對待定的常數(shù)a以及函數(shù)關系式中的各個系數(shù)進行求解。
4.根據(jù)權利要求3所述的漏水判斷方法，其特征在于，所述函數(shù)關系式為多元一次線性關系式或多元二次線性關系 式；求解的所述數(shù)學方法包括解方程組或曲線擬合法。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的漏水判斷方法，其特征在于，所述建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的對應關系的過程，包括采用神經(jīng)網(wǎng)絡的方法建立緩沖罐液位與各個測量點的溫度的神經(jīng)網(wǎng)絡模型。
6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的漏水判斷方法，其特征在于:所述的當水冷系統(tǒng)運行時，根據(jù)各個測量點的溫度以及所述對應關系計算所述緩沖罐的參考液位的過程，包括: 水冷系統(tǒng)運行時，實時地獲取所述各個測量點的溫度； 將各個測量點的溫度值代入所述關系式中，將求得的緩沖罐液位的高度作為緩沖罐的參考液位；或者將各個測量點的溫度值輸入訓練好的所述神經(jīng)網(wǎng)絡模型中，然后將神經(jīng)網(wǎng)絡模型輸出的緩沖罐液位的高度作為緩沖罐的參考液位。
7.根據(jù)權利要求1-6任一所述的漏水判斷方法，其特征在于:所述根據(jù)實際液位與參考液位的差別，判斷所述水冷系統(tǒng)是否發(fā)生漏水的過程包括: 實際液位低于參考液位且超過液位輕度漏水閾值時，且持續(xù)時間超過輕度漏水時間閾值，則產(chǎn)生輕度漏水信號； 實際液位繼續(xù)低于參考液位并超過液位重度漏水閾值，則產(chǎn)生重度漏水信號。
8.根據(jù)權利要求7所述的漏水判斷方法，其特征在于，還包括:輕度漏水信號生成后沒有生成重度漏水信號，且實際液位穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)超過一定時間后，消除輕度漏水信號。
9.根據(jù)權利要求8所述的漏水判斷方法，其特征在于，所述消除輕度漏水信號時，實際液位的變化值穩(wěn)定在5_以內(nèi)且超過2小時。
10.根據(jù)權利要求7-9任一所述的漏水判斷方法，其特征在于，消除輕度漏水信號后，還包括將當前參考液位修正為當前的實際液位，重新啟動漏水監(jiān)控。
11.根據(jù)權利要求7-10任一所述的漏水判斷方法，其特征在于，還包括水冷系統(tǒng)補水時，停止漏水監(jiān)控，補水結束后，系統(tǒng)運行一段時間后，將參考液位修正為當前的實際液位，啟動漏水監(jiān)控。
12.根據(jù)權利要求7-11任一所述的漏水判斷方法，其特征在于，還包括:當水冷系統(tǒng)停止后，漏水監(jiān)控停止，系統(tǒng)啟動后運行一段時間后，將當前的參考液位修正為當前的實際液位，然后啟動漏水監(jiān)控。
13.根據(jù)權利要求7-12任一所述的漏水判斷方法，其特征在于，還包括:實際液位低于參考液位的值超過液位修正閾值且持續(xù)時間達到液位修正時間閾值后，則將參考液位修正為當前的實際液位，并重新啟動漏水監(jiān)控。
14.根據(jù)權利要求7-13所述的漏水判斷方法，其特征在于，所述液位輕度漏水閾值為15-25mm,所述輕度漏水時間閾值為3_8分鐘；所述液位重度漏水閾值為35_45mm ;所述液位修正閾值為5mm，所述液位修正時間`閾值為24小時。
【文檔編號】G01M3/02GK103884473SQ201410055934
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權日:2014年2月18日
【發(fā)明者】張昕剛, 徐善軍, 孔德卿 申請人:北京國電富通科技發(fā)展有限責任公司