[發(fā)明專(zhuān)利]一種極化特性下埋地金屬管道電壓的確定方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710730809.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107561342B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖永力;孟曉波;李銳海;龔博;張波;曹方圓;吳新橋;張巍;張貴峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/00
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發(fā)明實(shí)施例提供一種極化特性下埋地金屬管道電壓的確定方法及裝置，涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，解決了采用現(xiàn)有計(jì)算方法導(dǎo)致所計(jì)算出的埋地金屬管道的對(duì)地電壓不準(zhǔn)確的問(wèn)題。本方案為：將埋地金屬管道劃分為N段，并建立極化特性下第K段埋地金屬管道的電路模型，電路模型包括埋地金屬管道與土壤間產(chǎn)生的極化電位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，N大于或等于2；根據(jù)第K段埋地金屬管道的電路模型建立N段埋地金屬管道中的漏電流與注入電流間的第一非線(xiàn)性方程；基于牛頓拉夫遜法確定第一非線(xiàn)性方程中各段埋地金屬管道的漏電流；根據(jù)各段埋地金屬管道的漏電流確定埋地金屬管道的對(duì)地電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種極化特性下埋地金屬管道電壓的確定方法及裝置。

背景技術(shù)

直流輸電系統(tǒng)會(huì)對(duì)附近的埋地管道產(chǎn)生安全影響，在直流接地極與管道均十分密集的地方，直流接地極入地電流對(duì)附近的埋地管道的影響會(huì)非常大。由于直流接地極和油氣管道的選址原則基本一致，直流輸電工程接地極和輸油氣管道接近的情況時(shí)有發(fā)生。特別是在南方人口密集且較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，為了減少土地的占用，直流輸電工程和輸油氣管道甚至共用走廊，使得直流接地極對(duì)附近埋地金屬管道的電磁干擾影響日益突出。有數(shù)據(jù)表明，管道泄漏事故中，80％是由交直流干擾腐蝕造成的。

目前直流輸電系統(tǒng)單極運(yùn)行難以避免，管道上的防護(hù)措施還不完善，接地極入地電流對(duì)管道的影響問(wèn)題十分突出。進(jìn)一步細(xì)化研究直流接地極入地電流對(duì)埋地油氣管道的影響是消除安全生產(chǎn)隱患的關(guān)鍵。通過(guò)接地極電流對(duì)管道的影響因素研究，得到接地極電流影響下管道的各種防護(hù)措施的效果及適用性，研究成果對(duì)未來(lái)管道的選址及防護(hù)措施的使用有重要參考意義。

在埋地金屬管道受入地電流影響的仿真計(jì)算時(shí)，管道表面存在非線(xiàn)性極化過(guò)程，該過(guò)程決定了模擬計(jì)算的邊界條件。然而，現(xiàn)有的接地計(jì)算軟件(例如，CDEGS軟件)，均未考慮極化效應(yīng)對(duì)對(duì)埋地金屬管道的影響，因此通過(guò)現(xiàn)有的計(jì)算方法使得所計(jì)算出的埋地金屬管道的對(duì)地電壓不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種極化特性下埋地金屬管道電壓的確定方法及裝置，解決了采用現(xiàn)有計(jì)算方法導(dǎo)致所計(jì)算出的埋地金屬管道的對(duì)地電壓不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種極化特性下埋地金屬管道電壓的確定方法，所述方法包括：

將埋地金屬管道劃分為N段，并建立極化特性下第K段埋地金屬管道的電路模型，所述電路模型包括埋地金屬管道與土壤間產(chǎn)生的極化電位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，所述N大于或等于2；

根據(jù)所述第K段埋地金屬管道的電路模型建立N段埋地金屬管道中的漏電流與注入電流間的第一非線(xiàn)性方程；

基于牛頓拉夫遜法確定所述第一非線(xiàn)性方程中各段埋地金屬管道的漏電流；

根據(jù)所述各段埋地金屬管道的漏電流確定埋地金屬管道的對(duì)地電壓。

可選的，所述根據(jù)所述第K段埋地金屬管道的電路模型建立N段埋地金屬管道中的漏電流與注入電流間的第一非線(xiàn)性方程，包括：

根據(jù)所述第K段埋地金屬管道的電路模型建立第K段埋地金屬管道中的漏電流與注入電流間的第二非線(xiàn)性方程；所述第二非線(xiàn)性方程為：其中：n為第K段埋地金屬管道上的所有導(dǎo)體總數(shù)，a_kp為各段埋地金屬管道上所有導(dǎo)體的轉(zhuǎn)移電阻和導(dǎo)體自電阻的常數(shù)項(xiàng)，c_k第K段埋地金屬管道上所有導(dǎo)體自電阻、固態(tài)去耦合器導(dǎo)通電壓以及犧牲陽(yáng)極與管道的接觸電壓的常數(shù)項(xiàng)，d_k為第K段埋地金屬管道上所有導(dǎo)體漏電流的非常數(shù)項(xiàng)，該α為常數(shù)項(xiàng)；為第K段埋地金屬管道的漏電流，第K段埋地金屬管道的注入電流；

基于所述第二非線(xiàn)性方程得到N段埋地金屬管道中的漏電流與注入電流間的第一非線(xiàn)性方程。