本文關(guān)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(guān)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(wèn)題給直流輸電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)極大隱患。多年運(yùn)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(wèn)題而引起的故障,嚴(yán)重時(shí)甚至能導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)。國(guó)內(nèi)對(duì)換流閥冷卻系統(tǒng)的腐蝕與沉積問(wèn)題研究起步較晚,相關(guān)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(wèn)題。由于本文的研究屬于多學(xué)科間交叉,以及相關(guān)研究文獻(xiàn)比較匱乏,給本文的研究帶來(lái)很大的困難。本文根據(jù)現(xiàn)有檢修檢測(cè)結(jié)果以及相關(guān)研究文獻(xiàn)總結(jié)推斷出導(dǎo)致?lián)Q流閥冷卻系統(tǒng)電化學(xué)腐蝕與沉積問(wèn)題的機(jī)理,為將來(lái)深化研究換流閥冷卻系統(tǒng)的腐蝕與沉積問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。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(wèn)題,通常采用常規(guī)的電化學(xué)測(cè)量手段,但此種方法耗時(shí)長(zhǎng)、效率低,因此本文采用了有限元法實(shí)物仿真以及等效電路建模相結(jié)合的方式進(jìn)行研究。對(duì)于均壓電極的電極反應(yīng),其主要為電化學(xué)沉積反應(yīng),本文應(yīng)用有限元法,考慮電極動(dòng)力學(xué)邊界條件,分析了實(shí)際物理模型反應(yīng)電流分布,在不考慮雙電層結(jié)構(gòu)中電容結(jié)構(gòu)情況下,分析了包括外加電壓、溫度、電解質(zhì)電導(dǎo)率等各類因素對(duì)電極反應(yīng)的影響。本文通過(guò)有限元法提取的等效參數(shù),結(jié)合相關(guān)經(jīng)典電化學(xué)理論,建立了等效電路分析模型。對(duì)比了采用線性電極電解質(zhì)邊界條件時(shí)的有限元法仿真結(jié)果與基于等效線性電阻、電容器件的電路仿真結(jié)果�？紤]電極反應(yīng)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(lì)對(duì)電極反應(yīng)的影響。得到了交流激勵(lì)腐蝕危害遠(yuǎn)小于直流激勵(lì)腐蝕危害的仿真結(jié)果,獲得了不同外加激勵(lì)作用下反應(yīng)電流與泄漏電流之間的比例關(guān)系。選取與實(shí)際工程波形較為類似的半波整流波形為激勵(lì)源波形,無(wú)論激勵(lì)幅值大小,反應(yīng)電流與泄漏電流的比值均在63.75%左右。結(jié)合對(duì)半波整流電壓激勵(lì)波形的幅頻分析可知,影響電極反應(yīng)電流的主要因素是外加電壓激勵(lì)中的直流分量。反應(yīng)電流與泄漏電流比例關(guān)系的確定可為電極腐蝕速率、沉積量的計(jì)算提供幫助。
【關(guān)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(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 閥冷系統(tǒng)電化學(xué)腐蝕機(jī)理分析17-24
• 2.1 沉積物狀況分析17-18
• 2.2 沉積物來(lái)源分析18-19
• 2.3 腐蝕機(jī)理分析19-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于有限元法反應(yīng)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(jié)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(duì)腐蝕影響30-32
• 3.3.3 電極表面溫度對(duì)反應(yīng)電流影響32-33
• 3.3.4 冷卻水電導(dǎo)率對(duì)腐蝕影響33-34
• 3.3.5 水管長(zhǎng)度對(duì)腐蝕影響34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第4章 基于電路等效建模的反應(yīng)電流研究37-50
• 4.1 電極反應(yīng)等效模型37-40
• 4.2 實(shí)物仿真模型與電極反應(yīng)等效電路模型仿真對(duì)比40-42
• 4.3 交直流激勵(lì)對(duì)反應(yīng)電流影響42-48
• 4.3.1 激勵(lì)源為工頻正弦交流電壓源44-45
• 4.3.2 激勵(lì)源為半波整流電壓源45-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第5章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 攻讀碩士學(xué)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(hào)：823505