油气管网与电网的地磁暴干扰机理比较研究

地磁暴是由太阳风暴冲击地球磁层引起的地磁场剧烈扰动。地磁暴会对地面人工技术系统形成危害,威胁技术系统的安全;其中,规模庞大的油气管网和电网最容易受到影响。首次对油气管道和电网的地磁暴干扰机理进行了深入的比较研究,获得了重要研究结论。电网与油气管网地磁暴效应都起源于空间天气对地球磁层-电离层的影响,作用于特定对象上由不同作用原理产生不同干扰。油气管网主要产生PSP及GIC,而电网仅有GIC的影响。根据作用原理不同,二者建模计算各异。通过分析特定事件、原理分析以及建模计算,对油气管道和电网地磁暴的干扰机理进行比较研究,首次阐明油气管网地磁暴干扰机理,为油气管网地磁暴效应特征研究以及地磁暴灾害防治提供了重要依据。     

磁暴在单回交流输电线中的感应电流的验证计算

准确计算磁暴期间交流电网中的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)对评估磁暴对交流电网的影响至关重要。在研究磁暴对交流电网的影响时所应用的现有模型的基础上,以单回交流输电线为研究对象,将交流输电线、接地体和大地进行统一建模;并采用有限元法(FEM)进行求解。这种新模型既可以处理电导率复杂分布的大地模型,又可以将交流输电线及接地体对地表感应地电场分布的影响考虑在内。均匀选取磁暴期间地磁场变化频率0.000 1~0.1 Hz之间的特定频点,分别采用现有模型和新模型计算交流输电线中的GIC,通过对比验证,表明现有模型在频率0.000 1~0.1 Hz之间计算磁暴期间交流电网中GIC时是适用的。     

埋地管道牺牲阳极阴极保护中a和E0的确定

通过对埋地煤气管线实施牺牲阳极阴极保护的大量测试数据,经系统整理分析,得出电位衰减系数α与修正系数γ和涂层电导之间的关系,以及通电点管地电位偏移量E_0的计算公式。     

地磁暴感应地电场的大地电性结构建模方法

探明磁暴期间地面感应电场的分布情形是正确计算地磁感应电流(GIC)和预测磁暴次生灾害影响的前提。根据电磁场唯一性定理,从求解磁暴感应地电场的角度出发,提出了一种复杂大地电导率结构的建模方法;该方法的特点是只建大地导体区模型,通过模型的边界条件反映地磁场的变化情况及感应地电流在地下的流通情形。采用有限元法求解了典型地电结构下的磁暴感应地电场,通过对比数值方法和解析方法求得的地面电场结果,验证了建模方法的可靠性。进一步采用该方法研究了无法解析求解的复杂地电结构的磁暴感应地电场问题,建模思路和方法为评估磁暴和GIC的管网效应提供了分析工具。     

地磁感应电流水平与行星际扰动的关系分析

地磁感应电流(geomagnetically induced currents,简称GIC)取决于地磁场变化。地磁场变化受电离层、磁层和行星际等各空间的扰动变化所驱动。认识GIC与空间扰动参数的关系可尝试预测、预报GIC及其影响。利用斯皮尔曼相关系数分析了1999—2005年间芬兰输气管线GIC数据与ACE卫星记录的行星际扰动参数(Bs,Ey,V,Pk,|B|,ε)的相关性。结果表明,这些参数与GIC都具有较好的相关性;其中,Pk和|B|是与GIC相关性最好的两个参数。在大磁暴GIC事件中V的相关度最高,特大磁暴GIC事件中Ey相关度最好。如果把GIC分成三个级别,即GIC≥10A,GIC≥20A,GIC≥30A,相关性最好的参数分别为Ey,Pk和|B|。统计GIC事件的行星际源发现,所有事件的行星际源中包含鞘层结构(SH)的比例高达82.8%,30A以上GIC的行星际源都包含有磁云结构(MC)。综合分析表明,预测GIC的影响可以考虑这些条件。     

特高压与超高压电网间地磁感应电流的相互影响研究

电网地磁感应电流影响因素多、情况复杂,考虑各电压等级电网的参数特点,以往的GIC地磁感应电流计算集中在电网最高电压等级线路。交流特高压电网建设使我国电网增加了1 000 k V电压等级,综合考虑线路参数、变压器类型等GIC影响因素,准确计算包括500 k V超高压及1 000 k V特高压的多电压等级电网的GIC是重要研究课题。根据我国500 k V和1 000 k V实际电网的参数,并考虑线路走向等因素的影响,假设了一个特高压多电压等级电网,并建立了其GIC全节点模型。计算了两种感应地电场情况下500 k V电网、1 000 k V电网、500 k V和1 000 k V双电压等级电网的GIC,比较了三种情况电网的GIC计算结果。研究了不同电压等级电网GIC的相互作用及电网结构的影响。结果表明,1 000 k V电网GIC与500 k V电网GIC相互影响明显,在特高压电网GIC计算中,既不能在计算最高电压等级电网GIC时忽略次级高压电网的影响,也不能忽略对次级高压电网GIC的治理。     

地磁扰动对岭澳核电站变压器GIC影响分析

通过对2004年11月—2006年12月期间的岭澳核电站监测到的地磁感应电流和广州地磁台站观测的地磁数据对比分析,发现缓始磁暴产生的地磁感应电流(GIC)与地磁场分量的变化的相关系数可以大于与其时间一阶导数之间的相关系数。GIC与地磁分量的呈负相关,且相关性均比较大。对8次磁暴产生的GIC的最大幅值与其对应的地磁水平分量的变化率进行最小二乘拟合,推导出二者之间的关系式,可为预测核电站变压器GIC提供依据,并为磁暴灾害对核电站影响程度提供理论参考。     

采用多目标离散粒子群算法的地磁感应电流抑制措施的优化和效果评价

针对传统电容隔直措施抑制地磁感应电流(GIC)存在风险转移以及目前优化目标的单一性,提出了基于多目标离散粒子群算法的电阻抑制措施优化方法以及考虑暂态量变化的评价指标。以地磁感应电流的Benchmark标准算例为例,将各电压等级变压器中性点GIC低于限值作为约束条件,电阻装置数最少和中性点GIC总和最少作为优化目标,获得了抑制措施的优化方案。基于标准算例在Powerworld中的动态模型,研究了不同时变感应地电场作用下电网暂态量的变化规律。利用发电机无功剩余量、母线电压偏移量和电压暂降时间作为评价指标,分析了优化方案的效果。结果表明:对于相同的3台装置,相比于电容隔直措施导致的风险转移,电阻优化方案可使抑制装置的数量和电网GIC达到全局最优,各变电站节点的GIC均在各自限值以下,全网GIC降至限值384A以下;动态模型下,系统受地磁扰动影响时,电阻方案能够减小发电机无功出力,在1V/km的电场下,未治理的无功剩余量从原来超出最大出力的3倍降至剩余量为限值的20%,电阻方案能够维持节点电压稳定,节点电压最大偏移量从39.73%降低至13.68%,电压暂降最大持续时间从1.2s降至0.8s,...     

非磁暴期间银河宇宙线强度的小波分析

利用小波分析分析了非磁暴期间几种情况下宇宙线强度的变化,结果表明,只有行星际较平静时银河宇宙线强度的周日变化才比较明显和稳定.不同年份,地磁静日银河宇宙线日波峰值取值的地方时可能不同.当行星际出现扰动但没有出现磁暴时,银河宇宙线的日波也会出现变化,即日波幅度会出现减弱或增强,因此,仅利用银河宇宙线的日波变化情况不能作为地磁暴前兆的判据,只能作为行星际扰动的判据.     

使用试样监测受阴极保护埋地管道的电位

对于联合使用涂层和阴极保护的埋地金属管道和其他设施,监测其电位是否达到电位准则的要求,是控制阴极保护正常运行和良好效果的关键。使用试样测量电位比直接对管道测量具有明显的优点,可以大大减小IR降误差。文章简要介绍了在使用试样测量电位时影响测量值正确性的一些因素。     

巨烈磁暴对全球GNSS观测信号的影响

介绍了一种GNSS L₁和L₂信号及测距码失锁率统计计算方法,并考察了不同卫星高度角对失锁率计算结果的影响.利用全球GNSS观测数据,分析了第23太阳活动周发生的两次巨烈磁暴期间GNSS观测信号的质量.结果表明:巨烈磁暴发生期间GNSS L₁和L₂信号及P₁和P₂码失锁率较平静日均显著增加,信号失锁主要发生在磁暴主相及恢复相前期.L₂失锁率明显高于L₁且失锁持续时间更长,表明L₂比L₁更易受到磁暴影响.GNSS 信号失锁率与磁暴指数SYM-H的高相关性表明信号失锁率的异常增加由巨烈磁暴所驱动.研究成果可为我国北斗卫星导航系统全球信号质量评估提供方法支持.     

地下管道漏水引发基坑失稳机理探讨

城市基坑开挖施工过程中,如果施工不当或者基坑变形等原因可能引起城市输水管道破损,管道漏水常常引发基坑失稳.以深圳某基坑失稳为例,分析了管道轻微破损和严重破损漏水时基坑边壁非饱和土体中孔隙水压力场的变化,以及基坑边壁土体稳定性随时间的变化,探讨了此类基坑失稳的原因.     

供水管网漏损的预测及检漏的研究

研究了管道安全使用期、漏点数、漏失频率、检测周期等增强管网主动检漏预测的关键技术,为进一步提高供水企业管理水平提供了理论基础。     

锅炉水吹灰器让位管泄漏的原因分析及对策

针对锅炉水吹灰器让位管泄漏情况,从系统结构、水循环、检修质量、吹灰器运行状况等方面,分析了其产生的原因并提出了解决方案。     

感生电场中的电势和电势差

一般情况下在感生(涡旋)电场中是不能引入电势和电势差的概念的,但当有导体参与时,自由电子在涡旋电场的作用下重新分布,出现了电荷的堆积,因而建立了静电场,从而可以比较电势的高低.接入常用的磁电型电压表对该电势差进行测量和计算,会发现不同的连接方式,测量和计算的结果不同;甚至会发现同时接入多个电压表时,各块表的测量和计算结果也不相同.     

基于声发射与小波包理论的压力管道泄漏检测

采用声发射技术与小波包理论相结合的方法对管道泄漏点实现了精确定位．首先，对2个声发射传感器采集的数据信号运用小波包分解并重构得到不同频段数据．然后，对2个传感器分解信号的同一频段做互相关分析，比较并选取相关系数最大值对应的时间代入定位公式就得到了泄漏点的位置．通过数字仿真对比表明，该方法优于直接相关定位法，具有较强的抗噪声能力，提高了信噪比．实际测试结果表明，该方法具有高于94％的定位精度，可以用于实验压力管道泄漏的检测与在线监测中。     

BaO对高温压敏电阻器漏电流的影响

在ＺｎＯ高温压敏电阻原料中加入不同比例的ＢａＯ，研究其对高温压敏电阻漏电流和高温下长期工作的稳定性的影响．发现ＢａＯ含量较高时，不但可以降低ＺｎＯ压敏电阻常温下的漏电流，而且可以增加其在高温下长期工作的稳定性．     

关于电势零点选取的讨论

在静电学中,计算电势时要选取电势零点作为参考点。对在电势零点的选取时存在的一些问题进行了讨论。     

感生电流对软接触结晶器内磁感应强度的影响

利用有限元程序对矩形坯电磁软接触连铸结晶器内的电磁场和感生电流分布进行了模拟计算,研究了频率、结晶器材质电导率、结晶器结构等参数对结晶器上感生电流和结晶器内磁感应强度的影响以及感生电流对结晶器内磁场的影响.计算结果表明:电磁软接触连铸结晶器分瓣体上的感生电流产生的磁场对结晶器内部的磁场有十分重要的影响,合理利用感生电流可以增大结晶器内部的磁感应强度,达到节约能源的目的.在一定的频率段范围内,感生电流产生的磁场能增大结晶器内的磁感应强度,而超出这个范围,感生电流对结晶器内磁场的影响不够明显.在高频条件下,结晶器内的磁感应强度主要以外部线圈产生的磁场的透入为主;而频率较低时,有必要充分考虑和利用感...     

太钢赵庄宿舍区供水管网检漏专题报告

依据科学有效的实施方案，运用先进的探测手段及检测方法，对太钢赵庄宿舍区8km给水管网进行数据分析、现场巡查、仪器探测，解决了太钢赵庄宿舍区跑水严重的问题．并为给排水管网设计与施工提出了合理性意见与建议。