142023.09.DQGYCHINAELECTRICALEQUIPMENTINDUSTRYPRODVCTANDTECHNIC产品与技术悬吊式换流阀水路均流设计研究陈本乾李飞窦琼珠宋全刚杜玉格王凯（许继电气股份有限公司）摘要：换流阀阀塔内每层流量均布对功率器件的散热和散热效率至关重要。首先，根据塔水路结构布局，通过三维仿真软件Fluent对阀塔内部主水管进行流量-压差曲线仿真计算，并对曲线进行拟合得相应的流量压差函数，根据阀塔水路整体系统要求及主水管流量压差函数求解阀层流量压差函数，按此流量-压差函数指导阀层单元结构设计。其次，通过一维流体系统仿真软件对阀塔每层水路进行均流特性验证分析。最后，通过搭建阀塔水路测试平台，对比分析仿真结果和测试结果，验证仿真分析方法的可行性与正确性。研究结果可以为后续换流阀水路均流设计提供一种设计参考。关键词：换流阀；流量均布；Fluent；流量-压降曲线；流量-压降函数0引言随着国内外特高压直流输电工程建设增多，其对电网稳定性也愈发重要。换流阀作为直流输电工程的核心设备，对其稳定可靠运行的要求也越来越高。换流阀产品涉及电力电子、控制、绝缘与均压、局部放电水平的控制与抑制和冷却等多个领域的技术应用[1-5]。目前，国内对换流阀阀塔内部管道系统研究较少，更少有对各支路流量均布特性的研究。如雒雯霞等使用Flowmaster一维流体软件和于海波等利用Fluent三维仿真软件分别对柔性直流换流阀和晶闸管换流阀阀塔内部的管道系统做了仿真研究，但并未就详细阐述设计细节或进一步做相关实际试验验证[6-7]。以许继电气有限公司研制的某悬吊式晶闸管换流阀为研究模型，将阀塔内部管路以阀层为分界点运用Fluent软件对管道分段进行仿真计算，并得到阀层的流量-压降曲线及拟合函数，阀层的布局按照流量-压降特性要求设计。再使用一维流体系统仿真软件对阀塔内部管道和阀层建模并仿真运行，与实际试验数据对比分析，验证了该设计方法合理性，满足阀塔整体的均流要求。1阀塔水路结构换流阀阀塔内部水路主要由进出主水管、层间电抗器连接水管、层间晶闸管组件水管、电抗器内部水管及晶闸管组件内部水管组成，不同容量的换流阀，其内部结构不同，此处换流阀共8层，分别为L1~L8，每层由2组晶闸管阀组件和电抗器串联后并联组成。换流阀冷却系统采用处理后的纯水作为冷却介质，从阀塔顶部主进水管通过自上而下逐层通过支管进入电抗器及水冷散热器内循环后，再汇入出水主管的过程，即完成换流阀内部循环，图1为阀塔主水流向示意图。此阀...
