直流接地极影响地下金属管道问题研究

接地极是高压直流输电工程的重要组成部分。近年来,直流接地极影响地下金属管道的问题受到了广泛关注,本文主要对该领域的研究现状进行综述,指出目前直流接地极影响地下金属管道的机理以及防治措施研究过程中迫切需要解决的问题,并对该领域今后应该进一步深入研究的方向提出了若干建议。     

金属管道受入地电流影响的抑制措施研究

直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,直流接地极入地电流会导致管道上产生感应电位,在管道的破损点会有电流流进、流出,从而加速管道的腐蚀。从耦合途径、敏感设备两个角度,研究了抑制直流接地极入地电流对埋地金属管道影响的措施。分析了直流接地极与埋地金属管道防护距离对管道干扰电压的影响,研究表明当直流接地极与埋地金属管道防护距离大于一定值时,直流接地极入地电流对管道的影响很小,可以不考虑其影响。着重研究了土壤电阻率对防护距离的影响,发现防护距离受土壤电阻率的影响很大,在一定范围内,防护距离随土壤电阻率增大而增大。对分段绝缘法、旁路排流法、强制阴极电流法三种金属管道自身抑制直流接地极干扰的措施进行了总结。     

直流接地极与大地中金属管道的防护距离

针对直流输电工程接地极对地下金属构件的腐蚀问题,对电腐蚀的特性进行了分析,确定了大地金属构件腐蚀的限值。因海岸与陆地直流接地极计算模型不同,考虑到海洋面积远大于陆地面积,且海水的电阻率远小于大地土壤电阻率,对附近大地电位的分布影响较大,因此海岸直流接地极应根据周围的地质环境建立计算模型。考虑到海洋对大地电位的影响,对大地土壤电位梯度进行了计算,预估了海岸直流接地极与地下金属构件的防护距离。     

直流工程接地极入地电流对埋地金属管道的影响

直流输电工程单极大地回线运行时,直流接地极入地电流对管网公司管道造成管道上设备异常和管道腐蚀两方面影响。利用CDEGS软件建立了直流接地极对埋地金属管道电磁影响的仿真计算模型,计算了直流接地极对管网公司管道的影响程度,分析了直流接地极附近管网公司金属管道设备异常原因。结合计算分析结果提出了限制直流输电系统对埋地金属管道影响的措施。     

±1100 kV特高压直流接地极对埋地油气管道直流干扰实测与分析

直流接地极电流会对大范围的埋地油气管道造成腐蚀和危险影响,特别是±1 100 k V特高压直流接地极,额定入地电流大,影响程度更大,影响范围更广。为获得特高压直流接地极对埋地油气管道的影响水平和管道电压分布规律,文中首次在昌吉—古泉±1 100 kV特高压直流输电工程调试期间,对邻近的川气东送管道进行了全面的测试,得到了管道通/断电电位分布、泄漏电流密度、阀室引压管电压和土壤电位梯度。根据现有标准中管道直流干扰的各项评价指标对管道测试结果进行了分析,相关测试结果可为川气东送管道的安全运行维护提供数据支撑,也可为后续直流接地极选址和埋地油气管道路径选择提供参考。     

直流接地极入地电流对埋地金属管道网络电磁影响计算方法的研究

直流接地极入地电流对远方埋地金属管道的电磁影响是电力系统电磁兼容分析的一个重要内容.该文提出一种分析埋地管道电流和电压的两步方法.首先,根据空间位置将管道分解成几个部分,对每部分建立有源二端口 Y参数模型,通过求解由二端口组成的等值电路网络获得每部分的端口电压.其次,根据前一步计算的端口电压,采用二阶有限差分方法计算管...     

交流输电线路对埋地金属管道稳态干扰的影响规律

随着电力和石油能源需求不断发展,电力线路和埋地金属油气管道建设在全国各地迅速展开。土地资源紧张的地区,高压输电线路和油气管道往往面临同走廊并行走线的状况。高压交流线路正常运行时,线路上的电流周期性变化产生交变磁场会在管道上产生纵向感应电动势从而引起交流稳态干扰。探讨并获得了管道外径/壁厚、管道埋深、防腐层厚度、管道防腐层绝缘电阻率等参数对交流稳态干扰的影响规律,可供电力和管道设计单位参考之用。     

直流输电接地极附近地下金属管道电流的分析

在应用矩阵法计算分析HVDC直线形接地极的地中电流场的基础上,采用金属管道的传输线型等值模型,分析了埋设于单层均匀土壤中的HVDC直线形接地极的地中电流对地下金属管道、电缆等的影响。着重探讨了管道走向、管道涂层、管道到接地极的距离等因素对管道所受腐蚀的影响,并得出若干相应的结论。     

直流接地极入地电流对地电阻率观测的干扰研究

随着特高压直流输电工程的建设,直流输电系统对邻近地震台站的地震观测干扰日显突出。基于直流输电系统对地电阻率观测的干扰机理,引入等值复镜像法,建立了大尺度范围下3维复杂土壤电性模型,推导了接地极入地电流在土壤任一点的电位计算公式。在±800 kV锦屏—苏南特高压直流输电工程带电调试期间,进行了地电阻率观测台与野外观测点的联合地电阻率观测干扰实验。结果表明,在线路与观测点的距离不超过10 km时,提出的数学模型及其计算方法具有较高的精度,其计算误差不超过10.28%。     

垂直型直流接地极散流特性试验研究

垂直型直流接地极占地面积小,能将电流导入地底深处,有利于改善跨步电压和接触电势,对环境影响小,是一种可行的新型直流接地极布置方式,但垂直型接地极存在散流分布不均匀的问题。用接近实际工程的方法埋设了3根垂直型直流接地极,并注入直流电流,模拟接地极真实运行环境,对其散流特性、电流分配、接地电阻、跨步电势和利用系数进行了测量。试验表明,接地极散流不均匀,下部散流大于上部,且存在明显的端部效应,但由于其将电流导入地底深处,有效地改善了跨步电势;多根并联接地极间的电流分配受接地极之间的屏蔽作用和接地极接地电阻的共同影响;试验测得的利用系数与理论计算值具有较高的吻合程度,验证了理论计算方法的准确性。     

基于CDEGS和ANSYS的直流接地极仿真计算研究

UHVDC工程建设之前,相关设计单位运用CDEGS进行了大地电位升的模拟仿真计算,工程投运后,接地极入地电流对极址附近变电站变压器的影响很大,其原因与极址大地电阻率模型建立不准确和地表电位分布计算不够精确有关。分析了直流输电接地极对周围地表电位造成的影响,并对直流输电接地极电流场的计算方法进行了推导。参考陕北换流站接地极工程中陕北接地极大地电磁测深(MT)法实测大地分层电阻率数据,建立的6层大地土壤模型,应用CDEGS软件和ANSYS软件,分别计算了接地极方圆0~100 km范围内大地电位升分布,重点对2种方案计算结果中0~50 km范围的大地电位分布结果进行了比对,计算结果表明,ANSYS计算结果数值上均略小于CDEGS计算结果,相差约0.6 V。2种方案计算结果均可对现场单极运行调试提供参考。     

直流接地极对地下金属设施的电腐蚀影响

根据直流接地极额定工作电流大、等效运行时间短等特点,针对直流接地极对地下金属设施的电腐蚀量(电腐蚀深度)进行了计算,通过比较电腐蚀量与自然腐蚀量而不是简单地按管地电位或电流密度进行判断,得知直流接地极对集中埋设金属设施不会产生明显的电腐蚀影响。对于具有一定长度的地下金属设施,由于相关参数差异性较大,需根据实际情况进行计算。     

浅析直流接地极电流对惠州电网的影响

为了实施国家"西电东送"的战略,实现资源能源的优化配置和促进东西部经济可持续发展,多年来,南方电网实现了与国内多省区、国外多地区电网的联网,"西电东送"的主干网架和各省区电网结构逐年加强.电网规模的扩大,在带来巨大经济效益的同时,使得电网的运行和管理更为复杂,尤其是天广、贵广、三广、云广4条直流同时落点广东,也给电网的...     

接地系统对附近构筑物的传导干扰分析

故障电流通过变电站接地系统散流时会对周围构筑物接地、管道系统的传导干扰影响.结合接地系统地表电位和管道涂层耐受电压值这两个重要参数,分析了土壤结构、间隔距离变化时,变电站接地系统对周围接地系统和管道的传导干扰.结果表明,随着间隔距离的增加,传导干扰有减少的趋势.在距离不变时,土壤结构对传导干扰水平有显著影响.对长距离的管道系统,涂层耐受电压最大值还受到管道涂层电阻的影响.     

接地系统对附近构筑物的传导干扰分析

为了保证变电站及其周围的构筑物设施能安全地工作,基于接地系统地表电位和管道涂层耐受电压值这两个重要参数,文章分析了土壤结构、间隔距离变化时,变电站接地系统对周围接地系统和管道的传导干扰。结果表明,传导干扰随着间隔距离的增加而减少;在距离不变时土壤结构对传导干扰水平有着显著的影响;在传导干扰下,长管道的涂层耐受电压最大值受到管道涂层电阻的影响。     

普侨直流入地电流对极址周边交流系统的影响

直流输电系统在系统调试或故障情况下会处于单极大地回路运行方式, 流入地中的直流电流会对交流系统的正常运行带来不利影响。为此在普侨直流带接地极运行系统调试期间,开展了入地电流对周边交流系统的影响试验。试验监测了入地电流对极址附近交流电网运行带来的噪声、谐波、振动等不利影响;通过对试验数据的分析,归纳得到了变压器中性点直流电流、谐波、噪声等与入地直流电流之间的关系。