[发明专利]埋地金属管道受直流干扰的计算方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种埋地金属管道受直流干扰的计算方法及装置。

背景技术

当直流输电系统接地极上有直流电流入地时，在极址附近的土壤中会形成一个直流电流场，并伴随着出现大地电位升高。直流杂散电流会在接地极附近的管道上流通，并在流出管道的区域发生电腐蚀。

在以往的直流接地极入地电流对邻近埋地油气管道的腐蚀影响计算中，较多的还是采用与交流入地电流对埋地油气管道影响相同的计算方法，计算中很少考虑管道防腐层破损点处金属与土壤交界面上的直流“极化效应”。GB50991-2014中关于未实施阴极保护的管道，其腐蚀控制指标是极化电位偏移100mV，而某些情况下直流接地极入地电流在管道破损处产生的极化电位差可能达到70～80mV，不考虑直流极化效应会使得计算结果误差偏大。

中国专利公开号：CN 106021866 A，公开了一种直流接地极对交流电网和油气管道影响的统一计算方法。本发明公开的所述统一计算方法，通过创建输电线路、交流电网中各变电站变压器的电阻以及直流换流站换流变压器的电阻构成的变电站网络模型和管道模型，在计算交流电网中各个变电站的地电位时，考虑到金属埋地管道泄漏电流在变电站网络模型中产生的第一附加电位的影响；同时，在计算管道的地电位时，也考虑到交流电网中性点接地处的入地电流在金属埋地管道模型中产生的第二附加电位的影响。

上述技术方案中的计算方法忽略了管道防腐层破损点处金属与土壤交界面上的直流“极化效应”，因此该方法计算结果与实际相差较大，致使管道附近区域的电腐蚀评估结果不准确，影响了管道的安全运行。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种埋地金属管道受直流干扰的计算方法及装置，旨在解决现有管道受直流干扰的计算的方法中计算误差较大的问题。

一个方面，本发明提出了一种埋地金属管道受直流干扰的计算方法，该方法包括如下步骤：根据有涂层管道的破损获取有涂层管道的第一极化曲线；将上述第一极化曲线获取过程中获取的所述第一极化曲线分段进行线性拟合，获取各段拟合直线对应的涂层面电阻率和金属工作电位及其拟合极化电位区间；对所述有涂层管道进行分段，根据上述第一极化曲线拟合过程中获取的相对应的所述涂层面电阻率和所述金属工作电位分别对各管段进行赋值以计算所述有涂层管道各处的极化电位；当计算的所述有涂层管道上至少一处的极化电位位于对其进行赋值后对应的所述拟合极化电位区间外，对所述有涂层管道的极化电位进行迭代计算直至所述有涂层管道各处的所述极化电位的相邻两次计算的差值均在阈值内，确定所述有涂层管道上各处的所述极化电位。

进一步地，上述埋地金属管道受直流干扰的计算方法，所述第一极化曲线的拟合过程中，所述第一极化曲线进行线性拟合的计算公式为：y＝a+bx；其中，a为所述有涂层管道的金属工作电位；b的绝对值|b|为所述有涂层管道的涂层面电阻率；x为所述有涂层管道的电流密度；y为所述有涂层管道的极化电位。

进一步地，上述埋地金属管道受直流干扰的计算方法，在所述极化电位的确定中，在所述极化电位的初始赋值计算过程中，所述有涂层管道中受直流干扰大的管段所赋值的所述涂层面电阻率小于受直流干扰小的管段所赋值的所述涂层面电阻率。

进一步地，上述埋地金属管道受直流干扰的计算方法，在所述极化电位的迭代计算过程中，对所述有涂层管道进行的第一次赋值时，判断所述极化电位的赋值计算过程中计算的极化电位所属的拟合极化电位区间，并据此确定其相对应的所述涂层面电阻率和所述金属工作电位以对所述有涂层管道进行赋值；

对所述有涂层管道进行后续赋值时，判断前一次计算的极化电位所属的拟合极化电位区间，并据此确定其相对应的所述涂层面电阻率和所述金属工作电位以对所述有涂层管道进行赋值。

进一步地，上述埋地金属管道受直流干扰的计算方法，在所述极化电位的迭代计算过程中，所述阈值为1％。

进一步地，上述埋地金属管道受直流干扰的计算方法，在所述第一极化曲线的获取过程中，通过涂层破损率和金属管道的第二极化曲线的乘积获取所述第一极化曲线。

本发明提供的计算方法通过对有涂层管道考虑极化效应后获取第一极化曲线，通过对第一极化曲线进行线性拟合，通过对有涂层管道的多次计算直至计算的极化电位符合要求，最终确定有涂层管道各处的极化电位。

进一步地，本发明考虑了管道防腐层破损点处金属与土壤交界面上的直流对埋地金属管道的影响，实现了埋地金属管道各处极化电位的计算。