长输管道阀室接地网腐蚀状况检测及原因分析

油气阀室的接地网是保护阀室电气设备和人员安全的重要设施，随着我国西气东输的发展，油气管道越来越多，管道阀室接地腐蚀情况越来越严重。本研究对4个油气管道阀室的接地网进行了调研，发现均存在不同程度的腐蚀情况。为了探明造成接地网腐蚀的主要原因，测量了这些阀室的地网接地电阻、土壤电阻率、接地体极化电位以及土壤理化参数。研究发现这些阀室的土壤微生物腐蚀属于微弱等级，也排除了自然环境引起接地体严重腐蚀的可能性。最后，通过分析这4个阀室的排流情况和接地扁钢的腐蚀特征，提出直流电流腐蚀是造成接地网腐蚀的主要原因。这些阀室距最近的直流接地极在60 km以上，计算得到的镀锌扁钢年腐蚀损失质量并不大，但当直流输电线路单极——大地运行时，如果直流腐蚀电流集中在接地扁钢的局部点位置，依然会造成接地扁钢的断裂，使得油气阀室的接地网失效。本文的研究成果可为阀室接地网的改造提供依据。     

500kV变电站接地网腐蚀分析及防护措施

采用现场照片、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)分析了某500kV变电站接地网腐蚀情况,探讨了腐蚀机理,结果表明:地网腐蚀为局部腐蚀,主要原因为1)降阻剂铺设不均匀,造成接地网局部盐浓差腐蚀;2)土壤中存在硫酸盐还原菌促进接地网腐蚀;3)石墨与扁钢之间存在电偶腐蚀,泄漏电流促进了接地网局部腐蚀。并提出了接地网的防腐措施。     

大型接地网腐蚀诊断优化方案研究

变电站接地网由于埋设在土壤中,在长期电化学作用下逐渐发生腐蚀,导致其接地电阻增大、接地性能下降,严重时可能引发接地事故,影响电力系统的稳定运行。若发生事故后,再通过开挖的方式寻找故障点,工作量大且影响变电站的正常运行。工程上采用腐蚀诊断的方法对接地网的腐蚀故障进行检测,中小型接地网腐蚀诊断的研究在原理、模型和工程应用等各方面的已基本完善,但大型接地网腐蚀在应用方面依然存在着测量节点选取盲目,工作量大等问题。利用所编的接地网腐蚀诊断程序,结合大型变电站接地网的实际结构和运行特点,对其腐蚀诊断进行了模拟实验,提出大型接地网腐蚀诊断优化方案:分块分步测量的方法。该方法在保证准确性的前提下,不仅能避免开挖、停电,且大大降低了腐蚀诊断的工作量,提高了工作效率。     

利用电气完整性测试数据进行接地网腐蚀诊断

接地网为隐蔽性设施,用参数识别的电测法对其进行腐蚀故障诊断只能通过对接地引线的测试进行,而根据相关标准,接地装置中与接地网连接的接地引线需定期进行电气完整性测试,以检查其是否与接地网可靠电气连接。为避免接地装置腐蚀诊断带来额外工作量的问题,基于生产中所获取的接地引线电气完整性测试数据信息,提出用其进行接地网支路和接地引线支路腐蚀诊断的方法,从而使得接地网支路导体的电测法腐蚀诊断无需进行专门测试,就可达到对接地装置网络导体的腐蚀诊断。通过仿真分析指出,随着接地导体埋地时间的增加,其腐蚀所引起的接地导体直阻增大速率越来越大,为接地装置支路导体腐蚀诊断电测法提供了便利。另外,由于测试点的限制,接地网支路腐蚀诊断电测法中的接地装置很多支路导体可测性为不确定支路,鉴于此,为从接地装置导体支路腐蚀诊断结果中获取最大信息量,基于接地装置所构筑的网络结构、电气完整性测试点位置条件,提出用统计方法,根据虚拟诊断的方法进行接地装置导体支路诊断结果的平均偏差率的估计,从而达到对接地装置支路腐蚀诊断结果的准确性评价。最后,对一个具有84条支路的试验接地网的现场应用,结果表明本该方法的可行性。     

基于磁场分布特性的接地网腐蚀断点检测方法研究

变电站接地网腐蚀断点的缺陷对变电站造成潜在的安全隐患,然而目前能用于实际的接地网腐蚀检测系统十分缺乏,为了提高大型接地网导体腐蚀断点检测的效率和精度,使用了诊断接地网地表面电磁感应密度的方法.首先在对接地网磁场分布仿真计算的基础上研制了磁场信号激励源,并结合现场实际电磁干扰特征,研制了信号采集、处理、分析系统.然后利用...     

基于磁场分布的接地网诊断研究

为了有效的解决电网络法中方程数过少以及电磁感应法无法准确的计算的问题，提出一种基于电磁感应原理的电网络法，为准确的计算接地网各段导体的电阻值，提供了一种简单的办法。通过施加直流电，利用各段导体产生的静磁场，求出导体中流过的电流的大小，接着通过基尔霍夫电压定律，建立接地网腐蚀诊断方程。仿真表明，该方法能有效的检测接地网的腐蚀情况。     

基于序列二次规划算法的接地网腐蚀诊断方法

实际工程中接地网腐蚀诊断一般通过大面积开挖进行检查,此方法盲目且工作量大,影响电力系统安全稳定运行。利用电网络理论与特勒根定理建立接地网数学模型并构造一个了约束非线性规划问题,通过序列二次规划(sequential quadratic programming,SQP)算法求解规划问题的最优解,从而可判断接地网的腐蚀位置和腐蚀程度。将SQP算法与非负最小二乘法诊断结果进行对比,并使用ATP-Draw软件模拟实例变电站接地网腐蚀,验证了方法的正确性。     

遗传算法在接地网腐蚀故障诊断中的应用研究

为了准确诊断接地网的腐蚀情况,将遗传算法(GA)应用于接地网腐蚀故障诊断中,编制了相应的MATLAB程序。利用多层减维技术解决接地网支路个数多、遗传算法收敛速度慢的问题。以重庆110 kV典发变电站接地网为例进行了仿真实验,实验结果显示多层减维技术的应用不仅加速了遗传算法的收敛过程,也优化了算法的诊断效果。遗传算法的计算结果具有一定的波动性,应在多次程序运行结果统计分析的基础上进行腐蚀评判。对典发变电站接地网的10次程序运行结果进行综合分析后,假设的7条故障支路被全部准确定位,无误诊及漏诊支路,各腐蚀支路腐蚀程度的诊断误差最大不超过10%。     

结合磁场延拓的变电站接地网腐蚀状态研究

为了更加高效合理进行变电站接地网腐蚀状态诊断,在现有借助地毯式探测接地网地表磁场强度进而分析接地网状态研究的基础上,提出一种结合磁场延拓技术应用于接地网腐蚀状态的研究方法.依据矢量格林恒等式,可知大平面边界各点磁场矢量积分关系,进而计算出平面内测量磁场与未知磁场的积分关系,通过剖分离散构建线性方程组,可求出未知磁场强度,达到磁场延拓的目的 ,即只需要测量接地网地表的部分磁场强度,就可以延拓重构得到整个接地网地表区域的磁场强度,进而为接地网故障诊断提供判据.采用该技术可以大大减少磁场强度的测量工作.通过仿真实验验证了所提方法的可行性,并在汉中司家铺110 kV变电站进行了接地网腐蚀状态检修试验,初步证实了磁场延拓技术应用于接地网故障诊断的可行性,证明该技术具有工程应用价值.     

用导电涂料与阴极保护联合防止接地网腐蚀

分析了现行接地网防腐技术的不足之处,提出了用导电涂料与阴极保护联合防止接地网腐蚀措施,并讨论了进行联合保护施工的一些注意事项。这种联合保护技术可克服单一保护措施的不足,大大提高接地网的运行可靠性,尤其对大容量变电站接地网防腐蚀提供了更新换代的技术。     

基于CDEGS的变电站接地网缺陷诊断研究

由于变电站接地网规模较大,结构复杂而且站内存在很大的电磁干扰,因此在变电站接地网的缺陷诊断中往往出现检测困难,诊断误差较大的问题。笔者通过利用CDEGS软件仿真变电站接地网在存在腐蚀或断裂时其导体上方地表电位分布,提出了不需开挖接地网来区分断点与腐蚀的诊断方法并且实现了断点的准确定位和腐蚀区域的判断。结合欧氏距离相关理论,对接地网导体缺陷特征进行了数值化分析。研究了施加激励的幅值与频率对缺陷诊断的影响,选择合适的激励电流从而实现了缺陷信息的放大。     

基于多层降维与FOA优化的接地网腐蚀故障诊断

针对变电站接地网腐蚀故障的精准定位与诊断问题,将果蝇优化算法运算速度快、全局收敛效果好的优点与电阻腐蚀倍数优化相结合,提出基于多层降维与果蝇优化的接地网腐蚀故障诊断方法。该方法以电压法与电阻法作为诊断机理,以果蝇优化算法作最优解全局搜索,结合多层降维解决接地网支路个数多的问题,降低优化复杂度,提高优化速度。以60条支路、36个节点的变电站接地网为例进行方法检验对比,结果表明,以果蝇优化算法为基础的电压法和电阻法均能取得较好的腐蚀故障诊断效果,电阻法的平均诊断误差略低于电压法,诊断效果较好,但时间代价更大。     

高电阻率接地材料接地网的分析和设计

非金属接地材料可以很好的解决接地网腐蚀的问题,但过高的电阻率限制了这类材料应用于接地领域。从理论上分析了接地材料对接地参数的影响,认为接地材料的电阻率和磁导率会通过影响内自阻抗的方式影响接地参数,其中网内电位差所受影响最大。以100 m×100 m的接地网为例,详细分析了高电阻率接地网的设计方法,并提出了一种针对高电阻率材料接地网的控制网内电位差和解决电位不均衡的方法。最后分析了高电阻率接地材料的适用范围。     

基于DE-MNR算法的接地网腐蚀支路诊断方法

为解决接地网腐蚀支路诊断中牛顿-拉夫逊算法呈病态、受初值影响较大与DE算法求解随机、易陷入局部最优解的问题,提出了用于接地网腐蚀支路诊断的DE-MNR混合求解算法。首先借助于电网络理论提出了基于MNR算法与DE算法的接地网故障诊断模型;在此基础上给出了DE-MNR诊断模型及具体的求解流程,该模型首先采用DE算法在支路电阻分布空间内搜索出较优的电阻分布,然后将其输出给MNR算法,MNR算法在具有较优初值的条件下快速收敛至最优解。60支路和112支路的接地网仿真实验表明DE-MNR算法能准确有效的诊断出接地网的多支路故障并判断各支路的腐蚀程度;通过与MNR算法的对比进一步说明了所提算法的有效性及稳定性。     

500kV变电站局部接地改造

针对湖南某500 k V变电站接地网部分腐蚀断裂、避雷器接地不合理,导致变电站接地网电位分布不均匀、反击事故、接触电压及跨步电压过高等问题,结合电力系统相关规程及变电站现场实际情况,提出对接地网进行局部接地优化改造措施。优化措施采取重新铺设站内局部接地网以及对避雷器接地进行局部冲击优化,并对新换接地网施加GPF-94高效膨润土降阻防腐剂。采用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP进行优化效果仿真分析,得出此方案能有效改善雷电冲击电流作用下接地网地电位的分布、降低接触电压和跨步电压和反击率,提高变电站接地网的安全可靠性。     

接地网防腐工程中的阴极保护设计

接地保护是防止接地网腐蚀的有效措施。笔者从土壤的腐蚀特性出发,讨论了牺牲阳极、外加电流两种阴极保护方式的设计步骤,结合具体的设计实例,进行计算和讨论     

基于探地雷达对变电站接地网的成像检测技术

随着变电站接地网运行时限延长,暴露出来许多安全隐患,甚至出现主设备失地运行的情况,接地网是属于隐蔽性工程,目前传统的检测方法难以快速、准确、直观地发现接地网所存在的隐蔽性缺陷。因此,介绍一种利用探地雷达对接地网的成像检测技术方法,在不停电、不开挖的情况下,通过雷达反射回波形来实现对接地扁铁的准确定位以及宏观上把握接地扁铁的腐蚀情况,尤其对于接地网设计图纸缺失的情况,应用探地雷达能够有效地开展工作,为接地网的状态评估及后期改造提供有利的技术支撑。该项检测技术应用到新疆某110 k V和35 k V变电站接地网的检测中,取得良好效果。     

变电站接地网阴极保护防腐施工探究

变电站接地网腐蚀时刻影响电力系统的安全、稳定运行,必须高度重视变电站接地网防腐。目前虽然防腐措施较多,但就应用现状来看,阴极保护防腐由于寿命长、散流性好、可靠性高、造价低等诸多优点而得到了广泛的应用。本文主要结合工程实际对接地网阴极保护防腐技术的应用进行分析,可为类似工程的处理提供参考。     

宁德某110kV变电站接地网改造分析

对宁德某110kV变电站原接地网腐蚀断裂、接地电阻超标等问题进行了分析,提出了接地改造目标。根据现场土壤电阻率等因素的测试和调查,结合规程和实际条件,选用了重新铺设站内接地网,做水平外引,施加GPF-94高效膨润土降阻防腐剂并利用自然接地体的降阻方案。新地网接地参数测量结果表明,接地电阻为0.55Ω,最大跨步电压为20.89 V,符合目标值0.68Ω、247.1V的要求。     

基于IWPA优化LSSVM的输电线路接地网腐蚀预测研究

通过输电线路接地网腐蚀试验获得44样本数据,对样本数据进行主成分分析,根据计算结果确定pH值、Cl-含量和NO3-含水量为输电线路接地网腐蚀预测模型的输入量.针对狼群算法存在的缺陷,对探狼游走行为和猛狼运动步长进行改进,得到改进狼群算法.利用改进狼群算法对最小二乘支持向量机进行优化,建立基于IWPA-LSSVM的输电线...