一種高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓直流輸電接地極保護(hù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于接地極電流檢測(cè)的高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界上投運(yùn)的高壓直流輸電系統(tǒng)，多為兩端直流輸電系統(tǒng)，即一端為整流站，一端為逆變站。通常其運(yùn)行方式包括雙極運(yùn)行，單極大地回線運(yùn)行，單極金屬回線運(yùn)行。其中單極金屬回線運(yùn)行中，接地極起前置中性點(diǎn)電位的作用；而雙極運(yùn)行和單極大地回線運(yùn)行時(shí)，接地極不但起前置中性點(diǎn)點(diǎn)位的作用，而且還為直流電流提供通路。
[0003]當(dāng)接地極流過電流時(shí)，在電極上產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)；電解液中的正離子移向陰極，在陰極和電子結(jié)合而進(jìn)行還原反應(yīng)；負(fù)離子移向陽極，在陽極給出電子而進(jìn)行氧化反應(yīng)，大地中的水和鹽相當(dāng)于電解液，當(dāng)直流電流通過大地返回時(shí)，在陽極上產(chǎn)生氧化反應(yīng)，使得陽極的電極發(fā)生電腐蝕，使得接地極饋電材料溶解，大大降低接地極使用壽命。
[0004]陰極保護(hù)是一種較為廣泛用于地下金屬構(gòu)件的防腐措施，是在被保護(hù)構(gòu)件施加相對(duì)于地為負(fù)極性的電壓，使其得到電流。高壓直流輸電系統(tǒng)中，通常整流站采用定電流控制，且雙極運(yùn)行時(shí)極I和極2的電流給定值相同，但實(shí)際上，由于觸發(fā)角和設(shè)備參數(shù)的差異，將有不對(duì)稱電流流過接地極。接地極的極性極性隨系統(tǒng)運(yùn)行需要而變化，取決于地中電流方向，即兩極電流之差的方向。因此，在不對(duì)稱電流的影響下，呈現(xiàn)陽極的接地極將被腐蝕。不平衡電流導(dǎo)致的接地極腐蝕是影響接地極壽命的重要因數(shù)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，針對(duì)直流輸電工程接地極易受腐蝕，從而影響接地極使用壽命這一問題，提供了一種實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)的控制方法，該方法在高壓直流工程定電流控制功能基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)在雙極運(yùn)行條件下對(duì)送端和受端接地極進(jìn)行陰極保護(hù)，從而延長送受端接地極的使用壽命。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的解決方法包括:
[0007](I)接地極陰極保護(hù)電流控制器設(shè)計(jì):
[0008]本發(fā)明是在高壓直流輸電定電流控制器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，一極的電流給定值為正常電流給定值，即直流工程正常運(yùn)行電流值，另外一極根據(jù)接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)改變電流給定的正負(fù)偏差，為I土 Al。從而使得接地極電流方向隨時(shí)間發(fā)生改變，接地極對(duì)地電位隨累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)送、受端接地極的交替陰極保護(hù)。具體的控制原理框圖見圖1所示。
[0009](2)高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)控制步驟:
[0010]步驟一，直流輸電工程雙極解鎖后正常運(yùn)行，雙極給定電流設(shè)置為正常運(yùn)行給定值，同時(shí)檢測(cè)送端及受端接地極正向電流，累計(jì)接地極正向電流安時(shí)數(shù)。接地極正向電流方向定義為由接地極流向接地極線路。保持該方式運(yùn)行。
[0011]步驟二，若送端接地極累計(jì)安時(shí)數(shù)超過超過定值A(chǔ)H時(shí)，一極仍保持正常運(yùn)行電流，另一極(以正極為例)電流給定值設(shè)為I+Λ I。此時(shí)直流工程的電流如圖2所示。貝IJ送端接地極送出電流，受端接地極吸收電流；送端接地極的對(duì)地電位為負(fù)，受端接地極的對(duì)地電位為正。此時(shí)送端接地極處于陰極保護(hù)。同時(shí)，清除送端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)，重新累計(jì)；繼續(xù)累計(jì)受端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)。
[0012]步驟三，若受端接地極累計(jì)安時(shí)數(shù)超過超過定值A(chǔ)H時(shí)，一極仍保持正常運(yùn)行電流，另一極(以正極為例)電流給定值設(shè)為1-Λ I。此時(shí)直流工程的電流如圖3所示。貝IJ受端接地極送出電流，送端接地極吸收電流；受端接地極的對(duì)地電位為負(fù)，送端接地極的對(duì)地電位為正。此時(shí)受端接地極處于陰極保護(hù)。同時(shí)，清除受端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)，重新累計(jì)；繼續(xù)累計(jì)送端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)。
[0013]步驟四，依次實(shí)現(xiàn)步驟二、步驟三的循環(huán)運(yùn)行。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)是:在直流輸電工程定電流控制方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，采用一極電流值微小偏差交替變化的方式，實(shí)現(xiàn)了送端與受端接地極交替陰極保護(hù)，減小了接地極的腐蝕損耗，大大延長了接地極的使用壽命，解決了不平衡電流等問題帶來的接地極腐蝕嚴(yán)重的問題。本發(fā)明利用已有的高壓直流輸電定電流控制模式，在該模式作微小調(diào)整，既不增加控制保護(hù)系統(tǒng)的投入成本，又可以大大減小接地極腐蝕損耗，延長接地極使用壽命O
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)控制方法的電路控制原理示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明一種高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)控制方法中當(dāng)電流偏差為+ Δ I時(shí)直流輸電系統(tǒng)電流方向示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明一種高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)控制方法中當(dāng)電流偏差為-Λ I時(shí)直流輸電系統(tǒng)電流方向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的【具體實(shí)施方式】僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。
[0019]請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3，本發(fā)明方法實(shí)施例包括如下步驟:
[0020](I)接地極陰極保護(hù)電流控制器設(shè)計(jì):
[0021]本發(fā)明是在高壓直流輸電定電流控制器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，一極的電流給定值為正常電流給定值，即直流工程正常運(yùn)行電流值，另外一極根據(jù)接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)改變電流給定的正負(fù)偏差，為I土 Al。從而使得接地極電流方向隨時(shí)間發(fā)生改變，接地極對(duì)地電位隨累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)送、受端接地極的交替陰極保護(hù)。具體的控制原理框圖見圖1所示。
[0022](2)高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)控制步驟:
[0023]步驟一，直流輸電工程雙極解鎖后正常運(yùn)行，雙極給定電流設(shè)置為正常運(yùn)行給定值，同時(shí)檢測(cè)送端及受端接地極正向電流，累計(jì)接地極正向電流安時(shí)數(shù)。接地極正向電流方向定義為由接地極流向接地極線路。保持該方式運(yùn)行。
[0024]步驟二，若送端接地極累計(jì)安時(shí)數(shù)超過超過定值A(chǔ)H時(shí)，一極仍保持正常運(yùn)行電流，另一極(以正極為例)電流給定值設(shè)為I+Λ I。此時(shí)直流工程的電流如圖2所示。貝IJ送端接地極送出電流，受端接地極吸收電流；送端接地極的對(duì)地電位為負(fù)，受端接地極的對(duì)地電位為正。此時(shí)送端接地極處于陰極保護(hù)。同時(shí)，清除送端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)，重新累計(jì)；繼續(xù)累計(jì)受端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)。
[0025]步驟三，若受端接地極累計(jì)安時(shí)數(shù)超過超過定值A(chǔ)H時(shí)，一極仍保持正常運(yùn)行電流，另一極(以正極為例)電流給定值設(shè)為1-Λ I。此時(shí)直流工程的電流如圖3所示。貝IJ受端接地極送出電流，送端接地極吸收電流；受端接地極的對(duì)地電位為負(fù)，送端接地極的對(duì)地電位為正。此時(shí)受端接地極處于陰極保護(hù)。同時(shí)，清除受端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)，重新累計(jì)；繼續(xù)累計(jì)送端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)。
[0026]步驟四，依次實(shí)現(xiàn)步驟二、步驟三的循環(huán)運(yùn)行。
[0027]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)是:在直流輸電工程定電流控制方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，采用一極電流值微小偏差交替變化的方式，實(shí)現(xiàn)了送端與受端接地極交替陰極保護(hù)，減小了接地極的腐蝕損耗，大大延長了接地極的使用壽命，解決了不平衡電流等問題帶來的接地極腐蝕嚴(yán)重的問題。本發(fā)明利用已有的高壓直流輸電定電流控制模式，在該模式作微小調(diào)整，既不增加控制保護(hù)系統(tǒng)的投入成本，又可以大大減小接地極腐蝕損耗，延長接地極使用壽命O
[0028]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)的控制方法，其特征在于， 所述高壓直流輸電系統(tǒng)包括借助直流線路連接的至少兩端的換流站、接地極以及接地極電流檢測(cè)單元、定電流控制器； 所述控制方法包括如下步驟: 1)直流輸電工程雙極解鎖后正常運(yùn)行，雙極給定電流設(shè)置為正常運(yùn)行給定值，同時(shí)檢測(cè)送端及受端接地極正向電流，累計(jì)接地極正向電流安時(shí)數(shù)；接地極正向電流方向定義為由接地極流向接地極線路； 2)若送端接地極累計(jì)安時(shí)數(shù)超過超過定值A(chǔ)H時(shí)，一極仍保持正常運(yùn)行電流，另一極電流給定值設(shè)為I+A I ;則送端接地極送出電流，受端接地極吸收電流；送端接地極的對(duì)地電位為負(fù)，受端接地極的對(duì)地電位為正；此時(shí)送端接地極處于陰極保護(hù)；同時(shí)，清除送端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)，重新累計(jì)；繼續(xù)累計(jì)受端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)； 3)若受端接地極累計(jì)安時(shí)數(shù)超過超過定值A(chǔ)H時(shí)，一極仍保持正常運(yùn)行電流，另一極電流給定值設(shè)為1-AI ;則受端接地極送出電流，送端接地極吸收電流；受端接地極的對(duì)地電位為負(fù)，送端接地極的對(duì)地電位為正；此時(shí)受端接地極處于陰極保護(hù)；同時(shí)，清除受端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)，重新累計(jì)；繼續(xù)累計(jì)送端接地極累計(jì)正向電流安時(shí)數(shù)； 4)依次實(shí)現(xiàn)2)、3)的循環(huán)運(yùn)行。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓直流輸電接地極陰極保護(hù)的控制方法，在直流輸電工程定電流控制方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)接地極正向電流檢測(cè)結(jié)果，使一極電流值偏差正負(fù)交替變化，實(shí)現(xiàn)了送端與受端接地極交替陰極保護(hù)，減小了接地極的腐蝕損耗，大大延長了接地極的使用壽命，解決了不平衡電流等問題帶來的接地極腐蝕嚴(yán)重的問題。本發(fā)明利用已有的高壓直流輸電定電流控制模式，在該模式作微小調(diào)整，既不增加控制保護(hù)系統(tǒng)的投入成本，又可以大大減小接地極腐蝕損耗，延長接地極使用壽命，可應(yīng)用于高壓直流輸電實(shí)際工程中。
【IPC分類】C23F13/04
【公開號(hào)】CN105039998
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510514012
【發(fā)明人】趙曉斌, 黃瑩, 黎小林, 饒宏, 劉濤, 楊煜
【申請(qǐng)人】南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月20日