考虑非线性极化效应时直流接地极电流在油气管道耦合的电压电流建模和计算

作     者：李雄 陆家榆 白锋 曹方圆 李成榕 LI Xiong;LU Jiayu;Bai Feng;CAO Fangyuan;LI Chengrong

作者机构：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 

基　　金：国家电网公司科技项目(GYB17201600172) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2022年第42卷第3期

页      码：1198-1209页

摘      要：准确预测直流输电接地极电流对埋地油气管道的腐蚀影响,并采取合理的防护措施,对能源输送安全至关重要,但现有预测方法缺乏对管道金属与土壤间非线性极化影响的系统研究。该文建立考虑非线性极化效应时直流接地极入地电流对埋地油气管道耦合电压和电流的数学模型;提出矩量法与有限元法结合计算含非线性极化交界面三维电流场的方法,并试验验证该方法的有效性;对不考虑极化、考虑线性和非线性极化时的计算与试验结果进行对比,获得误差分析结果;最后,进行工程应用分析。结果表明:提出的计算方法可有效考虑非线性极化效应的影响,采用不考虑极化或线性极化影响的计算结果进行管道腐蚀评估,将导致腐蚀风险被高估或低估。为准确预测管道电压和电流,管道金属与土壤间的非线性极化效应不可忽略。在管道设计和建设中,考虑非线性极化影响将避免增加不必要的防护和维护成本,或避免预测不足带来的腐蚀风险。

主 题 词：直流输电接地极 油气管道 非线性极化 数学模型 矩量法–有限元 管地电位差 泄漏电流密度 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.212396

馆 藏 号：203108314...