[發(fā)明專利]油氣管道雜散電流治理方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210444505.1
• 申請(qǐng)日: 2022-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN114686891B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周樂明;袁征;羅安;王舒克;劉同旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): C23F13/04
• 分類號(hào): C23F13/04;C23F13/06;F16L58/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 王娟;馬強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種油氣管道雜散電流治理方法及系統(tǒng)，通過雜散電流治理裝置輸出反向電壓，抵消土壤電阻兩端電壓，使雜散電流治理裝置所在回路的總阻抗最低，從而為雜散電流從土壤中返回牽引站構(gòu)建最優(yōu)導(dǎo)通回路，抑制了雜散電流在埋地管道破損點(diǎn)處的流通，實(shí)現(xiàn)埋地管道雜散電流干擾防護(hù)，雜散電流治理裝置的分步出力法能夠控制雜散電流治理裝置輸出電壓U_C，保證管地電壓U_D維持在陰保范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)雜散電流的治理工作和保護(hù)管道，解決雜散電流對(duì)油氣管道造成的干擾問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雜散電流防護(hù)治理領(lǐng)域，特別是一種油氣管道雜散電流治理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前我國地鐵主要采用DC750V或DC1500V的直流牽引供電系統(tǒng)，牽引變電所為地鐵列車提供牽引電流，牽引電流經(jīng)過列車最后沿軌道(即走行軌)再返回牽引變電所。由于地鐵在運(yùn)營過程中絕大部分使用走行軌作為其牽引電流回流方式，加之走行軌對(duì)地絕緣老化等原因，會(huì)產(chǎn)生流向地下土壤環(huán)境的雜散電流。地鐵雜散電流會(huì)對(duì)油氣管道造成嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，對(duì)油氣管道的安全運(yùn)營和城市系統(tǒng)造成較大的安全威脅，甚至?xí)劤蔁o法挽回的重大事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

資料顯示，當(dāng)雜散電流為1A時(shí)，一年內(nèi)可腐蝕36kg鉛、11kg銅和10kg鐵。在雜散電流干擾比較嚴(yán)重的地區(qū)，電流可達(dá)幾十安培甚至幾百安培，壁厚8～9mm鋼管，快則2～3個(gè)月就會(huì)穿孔，因此雜散電流造成的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。

地鐵雜散電流本身難以測量，一般采用間接方法來確定雜散電流的大小，同時(shí)由雜散電流造成的管地電壓變化是實(shí)時(shí)波動(dòng)的，具有波動(dòng)性與隨機(jī)性，現(xiàn)有技術(shù)又多注重防腐和排流，鮮少有對(duì)雜散電流治理的手段。

發(fā)明專利CN103695937B應(yīng)用于高壓輸電線對(duì)管道管地電壓的雜散電流干擾，管地電壓變化平緩具有規(guī)律性和可預(yù)測性，同時(shí)對(duì)采集到的管地電壓的偏差量進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，PID調(diào)節(jié)運(yùn)用恒定的參數(shù)無法處理變化多端的動(dòng)態(tài)過程，地鐵行駛時(shí)帶來的雜散電流干擾，使管地電壓具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，變化劇烈，該方案無法處理管地電壓變化的動(dòng)態(tài)過程，管地電壓追蹤不及時(shí)，準(zhǔn)確性低，無法有效抑制雜散電流。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種油氣管道雜散電流治理方法及系統(tǒng)，及時(shí)跟蹤管地電壓變化，有效抑制雜散電流。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種油氣管道雜散電流治理方法，包括以下步驟：

S1、采集管地電壓U_D；

S2、判斷k時(shí)刻的管地電壓U_D(k)是否大于第一閾值T1，若是，則計(jì)算k時(shí)刻的第一擾動(dòng)步長△d₁(k)；

判斷所述k時(shí)刻的管地電壓U_D(k)小于第二閾值T2，若是，則計(jì)算k時(shí)刻的第二擾動(dòng)步長△d₂(k)；

若所述k時(shí)刻的管地電壓U_D(k)介于第二閾值T2與第一閾值T1之間，則設(shè)置k時(shí)刻的第三擾動(dòng)步長△d₃(k)＝0；

其中，所述第一閾值和所述第二閾值均小于0，且所述第一閾值的絕對(duì)值小于所述第二閾值的絕對(duì)值；

S3、根據(jù)k時(shí)刻的擾動(dòng)步長，計(jì)算k時(shí)刻雜散電流治理裝置的全橋四象限變換器的占空比信號(hào)；其中，所述雜散電流治理裝置包括串聯(lián)的雙向反激變換器和全橋四象限變換器；所述雜散電流治理裝置連接于油氣管道和陽極之間；

S4、將所述占空比信號(hào)經(jīng)過PWM調(diào)制，得到所述全橋四象限變換器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)改變所述全橋四象限變換器的輸出電壓；

S5、重復(fù)S1～S4，直至所述管地電壓介于第二閾值與第一閾值之間。