[发明专利]一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置，涉及电力系统技术领域，解决了采用现有计算方法导致所计算出的埋地金属管道的对地电压不准确的问题。本方案为：将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，其中，K大于或等于1，且小于或等于N，N大于或等于2；根据第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程；基于牛顿拉夫逊法确定第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流；根据各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置。

背景技术

直流输电系统会对附近的埋地管道产生安全影响，在直流接地极与管道均十分密集的地方，直流接地极入地电流对附近的埋地管道的影响会非常大。由于直流接地极和油气管道的选址原则基本一致，直流输电工程接地极和输油气管道接近的情况时有发生。特别是在南方人口密集且较为发达的地区，为了减少土地的占用，直流输电工程和输油气管道甚至共用走廊，使得直流接地极对附近埋地金属管道的电磁干扰影响日益突出。有数据表明，管道泄漏事故中，80％是由交直流干扰腐蚀造成的。

目前直流输电系统单极运行难以避免，管道上的防护措施还不完善，接地极入地电流对管道的影响问题十分突出。进一步细化研究直流接地极入地电流对埋地油气管道的影响是消除安全生产隐患的关键。通过接地极电流对管道的影响因素研究，得到接地极电流影响下管道的各种防护措施的效果及适用性，研究成果对未来管道的选址及防护措施的使用有重要参考意义。

在埋地金属管道受入地电流影响的仿真计算时，管道表面存在非线性极化过程，该过程决定了模拟计算的边界条件。然而，现有的接地计算软件(例如，CDEGS软件)，均未考虑极化效应对对埋地金属管道的影响，因此通过现有的计算方法使得所计算出的埋地金属管道的对地电压不准确。

发明内容

本发明的实施例提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法及装置，解决了采用现有计算方法导致所计算出的埋地金属管道的对地电压不准确的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的第一方面，提供一种极化特性下埋地金属管道电压的确定方法，所述方法包括：

将埋地金属管道划分为N段，并建立极化特性下第K段埋地金属管道的电路模型，所述电路模型包括埋地金属管道与土壤间产生的极化电位，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；

根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程；

基于牛顿拉夫逊法确定所述第一非线性方程中各段埋地金属管道的漏电流；

根据所述各段埋地金属管道的漏电流确定埋地金属管道的对地电压。

可选的，所述根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程，包括：

根据所述第K段埋地金属管道的电路模型建立第K段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第二非线性方程；所述第二非线性方程为：其中：n为第K段埋地金属管道上的所有导体总数，a_kp为各段埋地金属管道上所有导体的转移电阻和导体自电阻的常数项，c_k第K段埋地金属管道上所有导体自电阻、固态去耦合器导通电压以及牺牲阳极与管道的接触电压的常数项，d_k为第K段埋地金属管道上所有导体漏电流的非常数项，该α为常数项；为第K段埋地金属管道的漏电流，第K段埋地金属管道的注入电流；

基于所述第二非线性方程得到N段埋地金属管道中的漏电流与注入电流间的第一非线性方程。