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管道研究

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利用CDEGS平臺仿真計算輸電線路對管道電磁干擾案例

來源:《管道保護》2024年第2期 作者:王志勇 時間:2024-4-19 閱讀:

王志勇
山西國化能源有限責任公司

 

背景

電力工程建設過程中,會出現與油氣管道平行或交叉等情況。高壓交流輸電線路在運行時會對鄰近油氣管道產生交流干擾,給管道運輸與運營安全造成威脅。為準確評估某高壓交流輸電線路運行對金屬管道電磁干擾的影響,利用CDEGS軟件平臺建立模型進行了仿真計算。

做法

(1)數據收集

電力線路參數。交流輸電線路為110 kV,該電力線路在敷設過程中為架空方式,輸電線路全長約6 km,電纜型號為1×JL/LB20A-500/45鋁包鋼芯鋁絞線型。

天然氣管道參數。天然氣管道與新建的高壓交流輸電線路交叉并行,受到高壓交流輸電線路干擾,影響管道長度約25 km,管徑508 mm,壁厚8 mm,材質為L415M,防腐層是3PE。管道與高壓交流輸電線路交叉并行段的平均埋深為2.5 m,土壤環境電阻率約為14.26 Ω·m。

(2)仿真計算

通過模擬,計算出高壓交流輸電線路穩態運行時,管道受到的最大交流干擾電壓為0.692 V,最大交流電流密度為10.94 A/m2。管道受干擾電壓未超出NACE SP 0177―2007《交流電和雷電對金屬結構和腐蝕的影響》規定的15 V人身安全電壓限值,電流密度未超出GB/T 50698―2011《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》規定的30 A/m2的腐蝕安全限值,因此整體上交流干擾程度為“弱”,可不采取交流干擾防護措施。

預測高壓交流輸電線路發生單相短路故障,經模擬計算,管道上方最大接觸電壓為61.10V,最大涂層電壓為61.14V,根據NACE SP 0177等相關標準,接觸電壓及涂層電壓均未超出標準要求,因此可不采取交流干擾防護措施。

(3)現場測量

高壓交流輸電線路運行后,現場對受影響管段的交流干擾電壓、交流電流密度進行24 h不間斷監測,采集監測頻率1秒/次。記錄監測周期內,交流電壓的最大值小于4 V,平均交流電流密度小于GB/T 50698規定的30 A/m2的腐蝕安全限值。


啟示

(1)利用CDEGS軟件模擬新建高壓線對管道的電磁干擾,可以在電力工程建設過程中,提前預測輸電線路對管道的影響,實現管道保護工作的關口前移。

(2)在管道建設過程中,利用CDEGS平臺建立的仿真模型,提前預測管道建設完成后所受到的電磁干擾分布,設計階段提前制定針對性的防干擾措施,不但能使管道及時受到保護,而且可以避免二次開挖和協調,有利于降低投資。

(3)通過軟件和實測數據的結合分析,為管道保護中的第三方輸電線路施工管理提供有力支持,保障電力線路和油氣管道安全、平穩運行。


作者簡介:王志勇,1984年生,碩士研究生,現任山西國化能源有限責任公司管道保護部經理,負責管道安全管理工作。聯系方式:13453454160,542133770@qq.com。


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