高压直流输电线路对某埋地金属管道的干扰规律研究

随着我国国民经济的快速发展,现在我国高压、特高压直流输电工程和石油天然气管道工程都进入了快速发展阶段,在2020年前计划建设多个直流输电工程,随着西气东输一线、二线、三线的修建,截至“十二五”末整个石油天然气管网将覆盖全国各个省市。由于二者的多个选址原则相近或者实际现场的制约,导致高压直流输电工程与石油天然气管道不可避免的共用公共走廊或者交叉并行,如何保证高压直流输电线路附近埋地管道安全运行,是管道运营管理等部门需要研究的重要课题。因此,进行高压直流输电线路对埋地油气管线干扰规律和防护技术的研究十分必要。 本论文针对高压直流输电线路(High Voltage Direct Current简称HVDC)与埋地管道的特点,建立了埋地管道在HVDC影响下的几何模型,利用ANSYS-CFX软件对几何模型进行数值模拟,定量化研究涂层面电阻、土壤电阻率、换流站到被干扰管道距离、换流站电流、被干扰管道纵向电阻五个影响因素下,高压直流输电线路对附近埋地管道的干扰规律；根据HVDC对管道的干扰分析,建立了能够实现高压直流干扰的室内模拟试验装置,在众多试验模式中,通过试验选择了稳定的室内模拟工作模式,在此基础上进一步研究了不同介质中HVDC对管道的腐蚀行为。 各因素对干扰规律的影响研究表明：干扰强度随管道涂层面电阻的增大呈指数形式增加；干扰强度随接地极入地电流和土壤电阻率的增大呈线性增加；干扰强度随HVDC换流站接地极距离管道距离的增加呈指数形式降低；干扰强度随管道纵向电阻的增加呈二次函数形式降低。干扰腐蚀行为主要受外界直流干扰影响,管道腐蚀速率与流出点的电流密度成正比例线性关系。结合数值模拟及室内试验,分析了多个因素对实际管段的影响,根据分析结果,提出了高压直流输电线路对目标管段干扰的防护方法—接地排流结合强制排流。本论文的研究结论对油气管道的防护,延长管道的使用寿命具有重要意义。