四回高压直流共用接地极方案研究

[目的]为解决接地极选址困难问题,采用共用接地极的方案,共用接地极可由独立接地极改造而来。四回直流共用接地极情况较为少见,其共用方案需要谨慎研究。[方法]结合实际工程,针对现存独立接地极情况,提出了极址3种接地极共用方案,通过仿真,研究垂直接地极和深井接地极跨步电压和电极分流。[结果]多个接地极同时运行时,由于导体间的屏蔽效应,其电气特征相比于独立运行有所区别,同极性运行时,无论是垂直接地极还是深井接地极,跨步电势相比于其独立运行时都有所增大,电极电流分布更不均匀。[结论]3种可行方案下,跨步电压均未超过限值,但方案一下跨步电压最小,垂直接地极电极电流分布差异不大。

负载活性炭接地极雾化电晕放电处理采油废水的研究

采油废水是油田污水中最难处理的污水之一,其由较多种难以被生物降解的有机物组成,成分较为复杂。本文采用接地极雾化电晕放电技术处理采油废水,即利用高压放电产生低温等离子体和活性氧物种·OH分解有机物,降解效果良好。并设置多组实验对比有无活性炭层对放电电流、处理效果的影响,以及不同活性炭层厚度、流量对净化效率的影响。

基于复频率信号注入的直流接地极线路故障测距方法

在直流输电系统接地极线路配备阻抗监视系统的背景下,可利用高频测量阻抗特性实现故障距离的精确计算。然而,分析发现直流系统接地极线路在不同故障条件下可能产生相同的高频测量阻抗,这意味着测量阻抗与故障距离间不是一一映射关系,由单一测量阻抗难以得到准确的故障距离。文中分析了高频测量阻抗的重合特性随注入信号变化的特征,提出了基于复频率信号注入的故障测距方法,并给出了复频率的选定策略。该方法改进了基于高频测量阻抗幅相特性的接地极线路故障测距方法,实现了故障位置的准确计算。最后,通过仿真算例充分验证了所提测距方法的可行性和精确性。

土壤特性对圆环型直流接地极暂态温升的影响

温升是影响直流接地极安全运行的重要因素,为研究土壤特性对圆环型直流接地极暂态温升的影响,建立了水平圆环型直流接地极的有限元模型,对比分析了不同土壤特性下水平双圆环直流接地极的温升变化规律。仿真结果表明:土壤导热系数、比热容和土壤电阻率是重要影响因素;在水平双层土壤中,接地极的最高温升与土壤电阻率成正比,上层土壤电阻率的影响较下层土壤电阻率更为明显,而下层土壤电阻率对内环与外环的最高温升差值影响较大;上层土壤超过一定厚度后,上层土壤厚度的变化对极环最高温升的影响较小。研究成果可为特高压直流接地极选址及设计提供参考。

复杂土壤条件高压直流接地极与埋地油气管道防护距离研究

为保障埋地管道附近人员的安全,对高压直流接地极对埋地管道的电流干扰及人身安全距离进行了研究。首先,利用CDEGS仿真软件建立了埋地管道受高压直流接地极的干扰模型,筛选了影响安全距离的主要因素;其次,研究了埋地管道在不同均匀土壤和多层复杂土壤的安全距离;最后,建立了均匀土壤与复杂土壤的安全距离折算关系,提出了采用最大管地电位并利用系数修正得到复杂土壤安全距离的方法。研究结果表明,土壤电阻率对安全距离的影响最大;若均匀土壤的安全距离小于8km,修正系数采用0.85,可以得到复杂土壤的安全距离;若均匀土壤安全距离为8~12 km,修正系数与安全距离符合幂函数的关系;若均匀土壤安全距离大于12 km,建议修正系数取0.53。所提方法可供高压直流接地极及管线设计提供参考,并且可为未来拟建高压直流接地极选址提供借鉴。

输电线路近地电场对接地极腐蚀的影响及防腐蚀措施

介绍了输电线路近地电场的计算理论,通过Maxwell平台建立同塔四回输电线路仿真模型,得到输电线路空间电场与近地电场分布特征。利用多电极耦合测量技术测量了多种电压等级输电线路变电站不同位置接地材料的腐蚀速率,以及有无近地电场情况下接地极的腐蚀速率,探讨了电场对接地极腐蚀的影响。最后,结合电场效应与电化学分析提出减缓接地极腐蚀的具体措施。结果表明:近地电场稳定,电场强度约为几十V/m,对近地场域的影响不可忽略;由于强电场的存在,接地材料的大气腐蚀速率增加了近80倍,且随着电压等级的提高,材料的腐蚀速率增大。

小直径地质勘查钻孔技术在深井接地极工程的应用

随着小直径钻孔技术的进步与发展,该技术在工程中的应用越来越广泛。如何选择最为合理、经济、环保的钻进工艺是广大钻探工作者关注的课题。结合南方电网科学研究院直流工程深井接地极工程的特征,探讨了超厚灰岩层地层钻井的井身设计、设备选型与钻具组合和技术预防措施。工程首次揭露该套地层地分布特性和物探测井数据,为后续的深井接地极井设计和施工提供了技术支撑。

特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制策略研究

常规的特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制方法主要使用CDEGS软件确定电流抑制修正关系,易受接地极电位差变化影响,导致不同测点的偏磁电流过高,因此需设计一种特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制策略。根据地质构造及断裂关系生成特高压直流接地极选址流程,设计受端电网结构偏磁电流抑制算法,从而完成特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制。实验结果显示设计的直流接地极选址及电网结构偏磁电流抑制策略的各个测点的偏磁电流较小,表明该策略抑制效果较好、可靠性高,有一定的应用价值。

应对直流接地极电流影响的油气管道阴极保护方案

随着直流输电技术的广泛应用,直流接地极电流对邻近油气管道的阴极保护系统产生了影响,可能导致管道腐蚀加剧。因此,提出了一种应对直流接地极电流影响的油气管道阴极保护方案。该方案通过优化阴极保护系统设计、安装与调试,以及实施监测,有效降低直流接地极电流对管道保护效果的影响。预期能显著增强管道防腐蚀效果,延长其使用寿命,为类似工程提供了借鉴。

电力系统接地极线路故障类型识别技术研究

针对电力系统接地极线路故障类型识别中存在的响应速度慢、识别精度低等问题,提出一种基于信号处理、模式识别以及数据融合的故障类型识别方法。首先利用小波变换和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)提取故障电流、电压信号的时频域特征量,其次分别构建支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和概率神经网络(Probabilistic Neural Network,PNN)故障识别模型,最后采用证据理论融合两种模型的诊断结果,得到最终的故障类型判断。实验结果表明,该方法能够有效识别单相金属性接地、单相高阻接地以及两相短路等典型故障类型,识别精度高、可靠性强,为保障电力系统的安全运行提供有力支撑。

杆塔接地极冲击接地技术及其影响因素研究

接地电阻是衡量接地设备工作质量的关键指标之一。文章基于对杆塔接地极冲击接地技术运用价值的研究,分析不同的接地极冲击特性实验,并在此基础上进一步研究了杆塔接地极冲击接地的影响因素。

高压直流接地极对油气管道的影响分析

为了研究接地极对油气管道的影响,在管道沿线安装18处电位监测系统,绘制异常干扰时管道电位的偏移图,以此对阴极保护效果及交直流杂散电流干扰强度进行评估,从而对实际的管道情况做出有效评判。结果表明:放电时,对距离接地极较近的绝缘管道影响较大,局部监测点的干扰电位最大能达到55V,超过人体安全电压,且在放电过程中,此段管道的断电电位超出阴极保护标准要求,需要进一步采取防护措施。

垂直接地极和深井接地极共用的相互影响研究

[目的]和独立接地极不同,共用接地极为多个直流系统连接,其参数和运行方式需要由其相连的各个系统决定,系统之间存在相互影响,设计时需要全方位考虑各种因素。[方法]采用CDEGS软件,首先分析两个接地极之间的相互影响因素和规律,特别是深井接地极和垂直接地极间的相互影响;然后研究实际场景下多个接地极同时运行和共用时,同极性运行和异极性运行对跨步电势的影响。[结果]仿真结果表明,接地极间的相互影响程度随着土壤电阻率特性、电极间距离的变化而改变。深井接地极对垂直接地极的影响有别于垂直接地极相互之间的影响。[结论]文章研究了垂直接地极和深井型接地极之间相互影响的一般规律,为共用接地极方案提供理论和技术支持,为今后接地极的设计工作打开新的思路。

基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法

针对直流接地极线路发生远距离、高阻接地故障时,现有故障定位算法精度低的问题,提出了一种基于模量网络分析的接地极线路故障定位新算法。基于线路的分布参数模型,建立了故障后接地极线路故障模量网络,在此基础上利用接地极线路量测端的电压、电流量计算沿线的电压、电流分布,进而得到故障点处的测量阻抗,根据故障点处测量阻抗虚部最小的特点进行故障定位。大量仿真结果表明,该算法可实现接地极线路全长范围内的准确定位,且不受故障位置和分布电容的影响,具有较高的故障定位精度。

基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法

针对目前特高压直流输电系统接地极线路保护存在死区的问题,提出了一种基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法。在不同故障工况下推导了接地极线路的谐波测量阻抗表达式,利用阻抗表达式分析了正常运行工况与故障工况下谐波测量阻抗的偏差特性。在此基础上,提出了基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路故障保护判据。利用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,仿真结果表明,所提保护方法较传统保护方法可有效检测到接地极线路发生的各种故障,耐受过渡电阻能力强,且不存在保护死区。

高压直流接地极单极运行对埋地管道电位的干扰与影响

为评价接地极单极运行对埋地油气管道的电位干扰情况,采用Beasy仿真计算软件建立了考虑管道阴极保护系统和管道极化效应的电路仿真模型,通过仿真计算研究了接地极不同极性、不同入地电流和接地极与管道的距离对管道的极化电位分布影响规律。结果表明:接地极的入地电流越大,管道受干扰的极化电位越大,入地电流与极化电位满足线性关系;接地极与管道的垂直距离越短,靠近接地极端的近端管道越短,管道受干扰的极化电位越大。管道的阴极保护系统会抑制部分高压直流产生的杂散电流;对于现场实际工况,需考虑管道阴极保护系统对接地极杂散电流的影响。

高压直流接地极对管道干扰规律及缓解措施研究

油气管道和电力设施建设迅速发展,由于空间地理位置限制,管线与电力设施不可避免地并行铺设,高压直流接地极干扰对埋地管道产生的腐蚀问题日益突出。通过对国内外高压直流干扰现状的总结,可以让相关人员更好地了解高压直流接地极对埋地管道干扰的产生原因以及现有防护措施的作用和具体应用。在此基础上,总结了目前关于高压直流接地极对管道干扰及防护措施研究状况,为相关研究人员和工程人员提供参考和借鉴。

±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。

融冰方式下接地极线路阻抗监视告警原因与改进

接地极线路处于融冰工作方式下,常规换流站的接地极阻抗监视系统会误发异常告警信号。通过分析发现,故障原因为在融冰工作方式下接地极线路处于开路状态,但阻抗监视功能未退出运行,导致阻抗监视系统误告警。针对以上问题,本文改进了现有的接地极阻抗监视功能投退判据,并给出了融冰工作方式下阻抗监视系统的处置建议。

应对特高压直流接地极电流影响的油气管道大功率阴保系统参数优化配置

特高压直流输电工程不同工况下接地极电流变化巨大,单极大地回路运行时可高达6.25kA,现有油气管道阴保系统已无法完全应对入地电流的干扰影响,亟需配置具有双向输出功能的大功率阴保系统。分别以管道等效年腐蚀速率和管地电位差进行评估,建立大功率阴保系统参数的优化目标函数;将混沌粒子群优化算法应用于油气管道大功率阴保系统参数优化配置,并基于粒子间的欧氏距离提出粒子群稳定性判据。就典型直流工程与埋地油气管道的干扰问题,对油气管道干扰影响进行评估,并对大功率阴保系统参数进行优化配置。结果表明,以等效年腐蚀速率评估时,需综合考虑直流工程在不同运行工况下的影响;采用优化配置的大功率阴保系统,可满足等效年腐蚀速率限值要求。以管地电位差评估时,采用大功率阴保系统可将管道管地电位差控制在限值范围,但接地极在阴极和阳极不同状态下运行时,优化得到的大功率阴保电源位置不同,需优先保证接地极阴极运行时管地电位差满足限值要求,以有效缓解对管道的腐蚀影响。研究结果为应对特高压直流接地极电流影响的埋地油气管道自适应大功率阴保系统研究提供了参考。