山西地磁台阵受晋南线高压直流输电接地极干扰的特征分析与处理

2014年9月山西省地震局与中国地震局地球物理研究所在山西北部恒山断裂带区域共同建设了地磁台阵,布设了5台GM4型磁通门磁力仪,安装于代县、山阴、应县、繁峙和怀仁,以获取区域场地磁三分量观测资料,台阵的5个测点位于高压直流输电晋南线接地极附近。通过对比山西地磁台阵5个测点GM4型磁通门磁力仪与其他台站地磁秒数据,量算出高压直流输电线路(晋北—南京)对山西地磁台阵地磁数据干扰幅度,对其进行相关性和误差分析,求得拟合公式。结果表明,山西地磁台阵受晋南线高压直流输电干扰,Z分量变化幅度随台站位置至晋南线垂直距离增加而减小,H、D分量干扰幅度与Z分量干扰幅度线性相关,以Z分量变化量为因变量,使用参考拟合公式求取的H、D分量变化量,可应用于山西地磁台阵受晋南线高压直流输电干扰的日常处理工作。

地磁时变观测数据中高压直流输电干扰事件多尺度表示及识别方法

高效准确地识别地磁时变观测数据中受高压直流输电干扰的波形对于提高地磁时变观测数据质量具有重要意义.然而,由于高压直流输电干扰事件持续时间长短不一、干扰程度变化多样,给识别任务带来巨大困难.为了能自动识别长短不同的高压直流输电干扰事件,本文提出一种高压输电干扰事件的多尺度表示及识别方法:利用小波技术具有多尺度的特性,卷积神经网络具有自动特征提取的特性,将二者结合,设计了一个多输入卷积神经网络模型来识别地磁中的高压直流输电干扰事件.首先使用离散小波技术将地磁时变观测样本进行多尺度分解,得到原始样本的多尺度表示,再将分解后的多尺度地磁时变观测样本分别输入到含有多个输入分支的卷积神经网络中,每个分支分别自动提取不同尺度的特征,然后将多个尺度的特征融合,并加入注意力机制来自适应计算每个尺度特征的权重,对多尺度特征进行加权处理,再采用全连接层和SoftMax层进行分类,本文将该模型命名为CBAM-MCNN.在中国地震前兆台网中心提供的高压直流输电干扰样本上进行试验,并将本文所提出模型的识别效果与现有的全卷积网络、残差神经网络、多输入卷积神经网络、IICM-HVDCT-CNN-LSTM进行了对比,在5271条测试样本集上,本文所提出的CBAM-MCNN模型识别准确率达到了97.14%,F_1值达到了97.12%,远远高于其他4种对比模型.

不同高压直流干扰工况下X80管线钢的腐蚀行为

采用自行搭建的装置对X80管线钢进行高压直流干扰腐蚀试验,并通过干扰参数监测和腐蚀形貌观察等方法,考察了在不同高压直流干扰下该钢在四川土壤中的干扰电流密度变化趋势及腐蚀规律。结果表明:电流密度在干扰初期快速增大到峰值,然后快速下降并趋于稳定,稳定值约为峰值的1/10;高压直流干扰时长(持续时间)对腐蚀速率有一定影响,腐蚀速率随着干扰时长的延长而降低;高压直流干扰的间隔时间对腐蚀速率也有明显影响,腐蚀速率随着干扰间隔时间的延长呈增大趋势,干扰间隔时间超过3h后,腐蚀速率明显增大;管道防腐蚀层缺陷面积和土壤含水率对腐蚀速率都有较大影响,当缺陷面积由6.5cm^(2)减小为0.2cm^(2)时,腐蚀速率增大了约3倍,当土壤含水率由17%增加为34.5%时,腐蚀速率增大了数十倍。

高压直流输电干扰对江油地震台、盐源地震台地电场优势方位角的影响

利用大地电场优势方位角方法对四川江油地震台、盐源地震台地电场进行研究,选取2个台站受高压直流输电干扰时段的地电场原始日变化分钟值数据,进行计算和统计分析。研究发现:①2个台站不同日期受干扰的幅度、起止时间不同,如1天内可能出现多次高压直流输电干扰事件,干扰导致地电场日变数据曲线呈现方波形态,此外,还可能存在持续多日的高压直流输电干扰,地电场观测曲线表现出持续性方波变化;②高压直流输电干扰在台站不同测向上出现的时间一致,如江油地震台、盐源地震台地电场长极距三测向观测曲线均在同一时间表现出跃变;③在2个台站受高压直流输电干扰的当天,优势方位角均显示出减小的变化特征;④2个台站在持续性干扰时段内优势方位角的趋势性变化不同,江油地震台为致密的异常变化,而盐源地震台为下降式波动变化。

高压直流输电接地极对管道干扰的数值仿真和防控技术研究

通过数值模拟仿真评估高压直流接地极对新建高压燃气管道的干扰,对制定措施缓解管道腐蚀风险、降低施工费用,具有重要意义。使用数值模拟技术建立了管道干扰计算模型,结合现场测试数据进行校正,预测了管道的干扰程度,根据管道的干扰特征设计相关排流措施。采取缓解措施后开展效果测试,结果表明:现场实测的数据结果与数值模拟计算吻合,验证了数值模拟技术的准确性。管道的直流干扰能通过采取强制排流和牺牲阳极等措施有效缓解。

高压直流电源电磁干扰问题解决方案分析与优化

在当今快速发展的电力系统中,高压直流电源(High-Voltage Direct Current,HVDC)因其高效、稳定的特性,在远距离大容量电力传输和智能电网建设中发挥着至关重要的作用。然而,随着电力电子技术的广泛应用,电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)问题逐渐成为影响HVDC系统性能和可靠性的关键因素。文章旨在深入分析高压直流电源中电磁干扰的产生机制,并探讨有效的解决方案与优化措施。通过分析,期望为高压直流电源电磁干扰问题的解决提供理论依据和实践指导,促进电力系统的可持续发展和高效运行。

川渝管道受高压直流干扰下排流效果规律研究与应用

为了掌握高压直流干扰防护措施的有效性,通过CDEGS计算软件,依托于某接地极实际设计情况建模,分析了管道受高压直流接地极干扰影响时锌带排流与强制排流两种防护方式的特点及缓解规律,分析结果表明:(1)单一的锌带排流不能充分缓解干扰,有效缓解距离与铺设锌带长度呈正相关关系;(2)强制排流的缓解效果明显,但远端的位置反而会增加干扰风险;(3)强制排流及锌带排流的联合防护方式能有效抑制干扰影响;(4)针对长距离管道,建议先采用强制排流进行长距离干扰抑制,再局部铺设锌带进行辅助排流。

基于深度神经网络的地磁观测数据高压直流输电干扰事件识别

随着越来越多高压直流输电线路的投入运行,地磁观测数据质量受到了严重影响.现有以人工或半人工方法识别高压直流输电干扰事件的工作量也随着受干扰范围的不断扩大和地磁观测仪器的增多而成倍增加.为了高效、准确地识别地磁观测数据中的高压直流干扰事件,本文基于卷积神经网络和长短期记忆神经网络,提出了一种高压直流输电干扰事件自动识别深度学习模型.利用2012年1月1日至2014年12月31日地磁台站原始观测数据,结合专家标注的持续时间在2 h内的高压直流输电干扰事件记录,制作高压直流输电干扰样本34360条,正常样本34360条.模型在训练集上的准确率达到了94.12%,验证集上的准确率达到了92.94%,测试集上的准确率达到了92.86%.初步研究表明深度学习方法在识别地磁观测数据中的高压直流输电干扰事件中具有较高的准确率,为下一步自动识别地磁观测数据中的车辆干扰、基建工程干扰、轻轨干扰等其他干扰事件提供了一种新的思路.

埋地管道高压直流干扰监检测技术的研究现状

高压直流输电系统接地极单极大地回路运行时,大量电流入地导致接地极附近地电位升高,接地极附近管道及附属设施可能面临管体腐蚀、管体氢脆、防腐蚀层剥离、设备烧蚀等风险。为监检测高压直流接地极对管道的影响,对国内外相关研究案例进行了调研总结,介绍了多种高压直流干扰监检测方法,对其未来的发展方向进行展望并提出了相关建议。

高压直流稳态工况无功调节能力

高压直流(high voltage direct current,HVDC)换流器具有一定的动态无功调节能力,充分利用换流站的无功调节能力,可显著改善HVDC系统的稳定性能。文中研究了HVDC系统稳态运行时的无功功率可调节能力,分析了有功功率和无功功率相互耦合的特性,以国际大电网(conference International des grands reseaux electriques,CIGRE)的HVDC标准测试模型和贵广Ⅱ直流输电工程模型为算例,对稳态工况的直流电流可运行范围进行了解析,进而求出整流、逆变两侧的无功功率可调节能力,并将其应用在无功控制中。研究发现,CIGRE的HVDC标准测试模型对于容性的无功功率和感性的无功功率调节能力相近,而贵广Ⅱ直流输电工程模型对感性无功的调节能力远大于对容性无功的调节能力。在电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC中验证了无功功率可调节能力的正确性和应用价值。

高压直流接地极对埋地管道的干扰及防控措施研究现状

随着我国输油气管道与高压直流(HVDC)输电工程的大规模建设,高压直流干扰问题愈发受到人们的关注。分别从高压直流干扰腐蚀机理及危害、影响因素、检测方法及评价标准与防控措施等方面,总结了国内外高压直流接地极入地电流干扰埋地金属管道的研究现状,并对高压直流干扰的相关研究方向提出了展望。

地电阻率受高压输电线路架线施工干扰的判定

针对南京台两套地电阻率观测系统2023年1月9日出现的同步下降阶变,通过观测系统状况检查,自然环境、场地环境因素调查以及时间、空间多尺度多测项联合分析,判定此异常为受高压输电线路架线施工影响而非震兆异常,并对异常机理进行了简单解释。该判定和分析过程对地电阻率数据异常变化核实具有很好的参考价值,也为地电阻率异常数据的分析解释提供一种思路。

高压直流输电对宝昌地震台地电场观测干扰分析

分析了宝昌地震台地电场受高压直流干扰的变化特征及原因,对干扰的程度及方式进行了探讨,并计算了高压直流输电干扰时台址岩体裂隙优势方位。结果表明:宝昌台高压直流干扰线路主要为锡泰线;地电场受高压直流干扰期间变化形态出现大幅度跃变只在高压输电入地电流开始注入和停止注入时产生;地电场3测向受高压直流干扰影响幅度最大测项为NE测向,最小为测项为NS测向,同一测向长、短极距之间的影响量虽然存在差异,但幅值比基本相同,每次干扰长短极距各分量变化幅度不尽相同,但各分量产生方波的方向相同;宝昌台岩体裂隙优势方位α角为50°±10°;高压直流输电干扰发生时,岩体裂隙优势方位α角在正常背景值范围内,并未超出背景值,因此宝昌台地电场台址岩体裂隙优势方位角计算结果对区别高压直流输电干扰有效。

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。

高压直流输电对山西省地磁观测Z分量干扰幅度研究——以宁东线、晋南线和上临线为例

当高压直流输电线路出现故障或调试时,线路中产生的不平衡电流会影响地磁观测,其中垂直分量Z受干扰程度较大。山西省大同、代县、定襄、太原、昔阳和临汾6个地震监测台站配有地磁观测仪器进行观测,共受到8条高压直流输电线路影响,其中宁东线、晋南线和上临线对山西6个地磁台站均产生干扰。以这3条线路为例,分析2018~2022年山西省地磁观测数据Z分量受高压直流输电干扰幅度特征,发现地磁台站距离输电线路越近受干扰幅度越大,晋南线影响幅度较其他2条线路更大,通过拟合曲线证明并给出了各地磁台站Z分量受不同输电线路干扰的幅度比值,有利于工作人员利用这一特性进行干扰识别和数据预处理。

高压直流干扰下X80钢在不同土壤中的腐蚀行为

考察了在黏土和砂土环境中,大幅值直流干扰下X80管线钢的腐蚀行为。结果表明:在100 V的高压直流(HVDC)干扰下,X80钢在黏土和砂土中的腐蚀速率分别为10.77μm/h和1.27μm/h,试样在黏土中的腐蚀速率是在砂土中的8.5倍。干扰后试样在砂土中的腐蚀程度较轻,这是因为砂土中的扩散电阻更高,试样在其中的电流密度更低。

特高压直流长、短输电线路无线电干扰的转换关系分析

研究特高压直流长、短输电线路的无线电干扰转换关系,对于将特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼内导线的试验结果用于预测实际特高压输电线路的无线电干扰有重要意义。推导了由无线电干扰激发函数表示的任意长度、任意终端阻抗输电线路上无线电干扰的计算公式。该计算公式在几种情况下简化后与国外文献结果的对比,可说明其可靠性。在此基础上,导出了中国特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼内导线适用的长、短线无线电干扰转换关系。无限长线路的无线电干扰等于试验线段和电晕笼内导线的无线电干扰频率特性曲线极小值包络线乘以相应的转换系数。该研究结果对特高压直流输电工程的电磁环境评估有一定的参考作用。

特高压直流输电直流侧高频干扰及滤波器型式

为解决特高压直流输电系统在直流线路和接地极线路上产生大量的高频谐波,以特高压直流输电系统每极2组12脉动换流器串联的换流器为例,深入分析了特高压直流输电换流站产生电力线载波干扰和无线电干扰的机理;探讨了换流站直流侧高频谐波的规范要求,针对直流极线和接地极线上PLC/RI滤波器的多种组合方式,采用谐波分析软件HAP计算了直流极线端部和接地极线端部的总PLC及总RI干扰水平;提出了抑制特高压直流输电直流侧高频干扰的滤波器配置方案。

有限长高压直流输电线路无线电干扰电磁场的计算方法研究

首先计算单个电晕源在两端开路的短输电线路上产生的电晕电流,根据电晕电流计算整个线路在地面上方空间中产生的电磁场,然后假定电晕源均匀注入,分析多个电晕源在线路上产生的总电晕电流的空间电磁场,将几种方法的计算结果进行对比,并与两种类型天线的测试结果进行对比,验证了在一定范围内采用无限长线路无线电干扰的方法计算试验线段的无线电干扰不会带来较大误差,可满足工程要求。

高压直流输电交流滤波器投切引起二次回路电压干扰分析

文中分析了高压直流输电交流滤波器在投入时可能引起的谐波冲击。阐述了谐波电流引发串并联谐振,导致系统谐波放大的机理。根据换流站电缆普遍采用双端接地的特点,结合等效电路,对此谐波引发的感性耦合干扰进行了分析。结合实际波形对以上分析结果进行了验证。提出了通过改善二次控制电缆屏蔽方式,增加中间继电器动作功率从而增强抗干扰能力,提高保护动作可靠性。通过改进系统设计及优化分相合闸装置,解决滤波器投切时冲击过大的问题。