换流阀冷却系统的腐蚀和结垢问题会造成均压电极均压能力失衡、水管漏水和击穿等，严重时将造成特高压直流系统出现单双极闭锁，跳闸等事故。现有研究更多关注阀冷系统水质控制对腐蚀与结垢的影响，或者从电路和简单场模型角度分析阀冷系统的腐蚀与结垢，缺乏综合考虑阀冷系统电场、流场、传质场共同作用的阀冷系统腐蚀和垢层沉积特性研究以及均压电极结垢后的均压能力评估方法。论文在开展阀冷系统腐蚀和结垢多电极对实验的基础上，确定了阀冷系统不同金属构件的电化学反应，进而构建了电-流-传质场作用下的阀冷系统腐蚀和动态结垢模型，基于模型进一步分析了不同结垢程度下阀段水路电压、泄漏电流的变化规律，提出了均压电极均压能力评估指标，实现了均压铂电极结垢后的均压能力状态评估，可用于指导阀冷系统的设计和运维，论文主要研究内容如下：
　　①为了确定阀冷系统中不同位置金属构件的电化学反应，本文首先开展了铝散热器和均压铂电极的电化学行为模拟实验，包括不同组合的单电极对和多电极对实验，结合电化学理论和微观分析等手段，分析了不同电位下的铝散热器腐蚀和铂电极沉积的电化学行为，确定了阀冷系统中不同电位下金属构件的电极反应，为构建电-流-传质场耦合作用下的阀冷系统腐蚀和结垢模型提供支撑。
　　②针对流场和传质场对阀冷系统腐蚀与结垢的影响，本文建立了基于电-流-传质场的阀冷系统腐蚀和结垢模型，该模型能够有效考虑电场、流场和传质场对阀冷系统电化学行为的影响，并分别利用粒子追踪模型和电路模型验证了模型的有效性。
　　③在电-流-传质场耦合模型基础上，利用等效垢层电导率的方式来考虑垢层理化特性的影响。此外，针对垢层沉积过程带来的电极-去离子水界面区域的变化，利用任意拉格朗日-欧拉（ALE）方法描述垢层几何变化，建立了电-流-传质场作用下的阀冷系统均压电极垢层动态沉积模型，并对比了均压电极垢层厚度分布和换流站均压电极真实结垢情况，结果表明所提出的均压电极垢层动态沉积模型能够有效表征垢层动态沉积过程。
　　④针对均压铂电极结垢后会破坏电极均压能力的问题，本文分析了均压电极结垢前后阀段水路电场分布差异，并提出了综合考虑阀段水路电场分布差异的电压αNM和泄漏电流βNM纹波因子，获得了不同结垢程度下电极均压能力的变化规律，确定了以αNM＞1.0、βNM＞0.7为阈值的均压电极定期更换/清洗策略。