發(fā)布時間：2017-09-09 23:51

  本文關鍵詞：換流閥冷卻系統(tǒng)腐蝕與沉積分析模型與影響因素研究

  更多相關文章： 直流輸電 閥冷系統(tǒng) 腐蝕與沉積 有限元仿真 電路建模

【摘要】：直流換流閥水路冷卻系統(tǒng)中存在的腐蝕與沉積問題給直流輸電系統(tǒng)的安全可靠運行帶來極大隱患。多年運行的直流工程已經(jīng)多次發(fā)生由于閥冷系統(tǒng)腐蝕與沉積問題而引起的故障,嚴重時甚至能導致系統(tǒng)停運。國內(nèi)對換流閥冷卻系統(tǒng)的腐蝕與沉積問題研究起步較晚,相關的分析模型與影響因素研究也很少,因此本文主要從這兩方面著手分析閥冷系統(tǒng)的腐蝕與沉積問題。由于本文的研究屬于多學科間交叉,以及相關研究文獻比較匱乏,給本文的研究帶來很大的困難。本文根據(jù)現(xiàn)有檢修檢測結果以及相關研究文獻總結推斷出導致?lián)Q流閥冷卻系統(tǒng)電化學腐蝕與沉積問題的機理,為將來深化研究換流閥冷卻系統(tǒng)的腐蝕與沉積問題奠定基礎。研究換流閥冷卻水路中鋁合金散熱器和均壓電極的腐蝕與沉積問題,通常采用常規(guī)的電化學測量手段,但此種方法耗時長、效率低,因此本文采用了有限元法實物仿真以及等效電路建模相結合的方式進行研究。對于均壓電極的電極反應,其主要為電化學沉積反應,本文應用有限元法,考慮電極動力學邊界條件,分析了實際物理模型反應電流分布,在不考慮雙電層結構中電容結構情況下,分析了包括外加電壓、溫度、電解質電導率等各類因素對電極反應的影響。本文通過有限元法提取的等效參數(shù),結合相關經(jīng)典電化學理論,建立了等效電路分析模型。對比了采用線性電極電解質邊界條件時的有限元法仿真結果與基于等效線性電阻、電容器件的電路仿真結果。考慮電極反應電路模型中等效電阻、電容的非線性特性,建立了非線性等效電路模型,基于該非線性模型討論了不同類型的外加激勵對電極反應的影響。得到了交流激勵腐蝕危害遠小于直流激勵腐蝕危害的仿真結果,獲得了不同外加激勵作用下反應電流與泄漏電流之間的比例關系。選取與實際工程波形較為類似的半波整流波形為激勵源波形,無論激勵幅值大小,反應電流與泄漏電流的比值均在63.75%左右。結合對半波整流電壓激勵波形的幅頻分析可知,影響電極反應電流的主要因素是外加電壓激勵中的直流分量。反應電流與泄漏電流比例關系的確定可為電極腐蝕速率、沉積量的計算提供幫助。
【關鍵詞】：直流輸電 閥冷系統(tǒng) 腐蝕與沉積 有限元仿真 電路建模
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 概述10
• 1.2 選題背景及意義10-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 閥冷系統(tǒng)電化學腐蝕機理分析17-24
• 2.1 沉積物狀況分析17-18
• 2.2 沉積物來源分析18-19
• 2.3 腐蝕機理分析19-23
• 2.4 本章小結23-24
• 第3章 基于有限元法反應電流研究24-37
• 3.1 軟件介紹24
• 3.2 仿真模型及參數(shù)介紹24-26
• 3.3 仿真結果及分析26-35
• 3.3.1 電流密度分布及仿真條件確定26-30
• 3.3.2 外加電壓對腐蝕影響30-32
• 3.3.3 電極表面溫度對反應電流影響32-33
• 3.3.4 冷卻水電導率對腐蝕影響33-34
• 3.3.5 水管長度對腐蝕影響34-35
• 3.4 本章小結35-37
• 第4章 基于電路等效建模的反應電流研究37-50
• 4.1 電極反應等效模型37-40
• 4.2 實物仿真模型與電極反應等效電路模型仿真對比40-42
• 4.3 交直流激勵對反應電流影響42-48
• 4.3.1 激勵源為工頻正弦交流電壓源44-45
• 4.3.2 激勵源為半波整流電壓源45-48
• 4.4 本章小結48-50
• 第5章 結論與展望50-52
• 5.1 結論50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻52-55
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果55-56
• 致謝56

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本文編號：823505