一种实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力领域，尤其涉及一种实现对直流输电接地极阴极保护的控制方法。
【背景技术】
[0002]目前世界上投运的高压直流输电系统，多为两端直流输电系统，即一端为整流站，一端为逆变站。通常其运行方式包括双极运行，单极大地回线运行，单极金属回线运行。其中单极金属回线运行中，接地极起前置中性点电位的作用；而双极运行和单极大地回线运行时，接地极不但起前置中性点点位的作用，而且还为直流电流提供通路。
[0003]当接地极流过电流时，在电极上产生氧化还原反应；电解液中的正离子移向阴极，在阴极和电子结合而进行还原反应；负离子移向阳极，在阳极给出电子而进行氧化反应，大地中的水和盐相当于电解液，当直流电流通过大地返回时，在阳极上产生氧化反应，使得阳极的电极发生电腐蚀，使得接地极馈电材料溶解，大大降低接地极使用寿命。
[0004]阴极保护是一种较为广泛用于地下金属构件的防腐措施，是在被保护构件施加相对于地为负极性的电压，使其得到电流。高压直流输电系统中，通常整流站采用定电流控制，且双极运行时极I和极2的电流给定值相同。但实际上，由于触发角和设备参数的差异，将有不对称电流流过接地极。接地极的极性极性随系统运行需要而变化，他取决于地中电流方向，即两极电流之差的方向。因此，在不对称电流的影响下，呈现阳极的接地极将被腐蚀。不平衡电流导致的接地极腐蚀是影响接地极寿命的重要因数之一。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对直流输电工程接地极易受腐蚀，从而影响接地极使用寿命这一问题，提供了一种实现对直流输电接地极阴极保护的控制方法。
[0006]本发明提供一种实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，所述直流输电系统包括借助直流线路连接的两端或两端以上的的换流站，包括双极解锁后正常运行，一极给定电流设置为正常运行给定值(I)，另一极电流给定值设为正常运行给定值加偏差电流(A I)，所述偏差电流交替设置为正偏差电流和负偏差电流。
[0007]作为优选方案的，实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，包括以下步骤:
[0008]S1、双极解锁后正常运行，一极给定电流设置为正常运行给定值，另一极电流给定值设为I+A I，以使得送端接地极送出电流，受端接地极吸收电流，送端接地极的对地电位为负，受端接地极的对地电位为正；
[0009]S2、保持步骤SI的运行方式为第一预定时长，以使得送端接地极处于阴极保护；
[0010]S3、保持正常运行电流值的一极仍然保持正常运行电流，另一极电流给定值更改为1- A I，则送端接地极吸收电流，受端接地极送出电流，送端接地极对地电位为正，受端接地极对地电位为负；
[0011]S4、保持步骤SI的运行方式为第二预定时长，以使得受端接地极处于阴极保护。
[0012]S5、对步骤SI至步骤S4进行循环。
[0013]作为优选方案的，实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，或者包括以下步骤:
[0014]S1、双极解锁后正常运行，一极给定电流设置为正常运行给定值，另一极电流给定值更改为1- A I，则送端接地极吸收电流，受端接地极送出电流，送端接地极对地电位为正，受端接地极对地电位为负；
[0015]S2、保持步骤SI的运行方式为第一预定时长，以使得受端接地极处于阴极保护；
[0016]S3、保持正常运行电流值的一极仍然保持正常运行电流，另一极电流给定值设为I+A I，以使得送端接地极送出电流，受端接地极吸收电流，送端接地极的对地电位为负，受端接地极的对地电位为正；
[0017]S4、保持步骤I的运行方式为第二预定时长，以使得送端接地极处于阴极保护。
[0018]S5、对步骤SI至步骤S4进行循环。
[0019]作为优选方案的，所述第一预定时长和所述第二预定时长相等。
[0020]作为优选方案的，所述第一预定时长和所述第二预定时长均为24小时。
[0021]作为优选方案的，所述正常运行给定值和所述偏差电流通过定电流控制器进行控制。
[0022]本发明在直流输电工程定电流控制方式的基础上进行改进，采用一极电流值微小偏差交替变化的方式，实现了送端与受端接地极交替阴极保护，减小了接地极的腐蚀损耗，大大延长了接地极的使用寿命，解决了不平衡电流等问题带来的接地极腐蚀严重的问题。
[0023]本发明利用已有的高压直流输电定电流控制模式，在该模式作微小调整，既不增加控制保护系统的投入成本，又可以大大减小接地极腐蚀损耗，延长接地极使用寿命。
【附图说明】
[0024]图1为高压直流输电接地极交替阴极保护的控制方法示意图；
[0025]图2为电流偏差为+ Δ I时直流输电系统电流方向；
[0026]图3为电流偏差为-Δ I时直流输电系统电流方向。
【具体实施方式】
[0027]以下将结合附图及具体实施例，对本发明提出的一种实现对直流输电接地极阴极保护的控制方法进行详细说明。
[0028]如图1所示，本发明是在高压直流输电定电流控制器的基础上进行改进，一极(本实施例之中为极2)的电流给定值为正常电流给定值Iref，即直流工程正常运行电流值，另外一极的电流给定值为I 土 A I，每隔预定时长，电流变化一次。从而使得接地极电流方向随时间发生改变，接地极对地电位随时间发生改变，从而实现送受端接地极的交替阴极保护。
[0029]如图2和图3所示，实现对高压直流输电接地极交替阴极保护的控制方法具体步骤为:
[0030]S1、双极解锁后正常运行，一极给定电流设置为正常运行给定值，另一极电流给定值设为I+A I，以使得送端接地极送出电流，受端接地极吸收电流，送端接地极的对地电位为负，受端接地极的对地电位为正；
[0031]S2、保持步骤SI的运行方式为第一预定时长，以使得送端接地极处于阴极保护；
[0032]S3、保持正常运行电流值的一极仍然保持正常运行电流，另一极电流给定值更改为1- A I，则送端接地极吸收电流，受端接地极送出电流，送端接地极对地电位为正，受端接地极对地电位为负；
[0033]S4、保持步骤SI的运行方式为第二预定时长，以使得受端接地极处于阴极保护。
[0034]S5、对步骤SI至步骤S4进行循环。
[0035]应当理解是，在另一个实施例之中，实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，包括以下步骤:
[0036]S1、双极解锁后正常运行，一极给定电流设置为正常运行给定值，另一极电流给定值更改为1- A I，则送端接地极吸收电流，受端接地极送出电流，送端接地极对地电位为正，受端接地极对地电位为负；
[0037]S2、保持步骤SI的运行方式为第一预定时长，以使得受端接地极处于阴极保护；
[0038]S3、保持正常运行电流值的一极仍然保持正常运行电流，另一极电流给定值设为I+A I，以使得送端接地极送出电流，受端接地极吸收电流，送端接地极的对地电位为负，受端接地极的对地电位为正；
[0039]S4、保持步骤I的运行方式为第二预定时长，以使得送端接地极处于阴极保护。
[0040]S5、对步骤SI至步骤S4进行循环。
[0041]至此，本发明提出的一种实现对高压直流输电接地极交替阴极保护的电流偏差控制方法的任务全部完成。
[0042]本发明利用高压直流输电定电流控制器，可以实现送受端接地极的交替阴极保护，减小接地极腐蚀损耗，大大延长了接地极的使用寿命，解决了不平衡电流等问题带来的接地极腐蚀严重的问题。本发明利用已有的高压直流输电定电流控制模式，在该模式作微小调整，既不增加控制保护系统的投入成本，又可以大大减小接地极腐蚀损耗，延长接地极使用寿命。该应用具有技术成熟、经济可靠、实现简单、性能优异的特点，可应用于高压直流输电实际工程中。
【主权项】
1.一种实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，所述直流输电系统包括借助直流线路连接的两端或两端以上的的换流站，其特征在于，包括双极解锁后正常运行，一极给定电流设置为正常运行给定值(I)，另一极电流给定值设为正常运行给定值加偏差电流(Δ I)，所述偏差电流交替设置为正偏差电流和负偏差电流。2.根据权利要求1所述的实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、双极解锁后正常运行，一极给定电流设置为正常运行给定值，另一极电流给定值设为I+Λ I，以使得送端接地极送出电流，受端接地极吸收电流，送端接地极的对地电位为负，受端接地极的对地电位为正； 52、保持步骤SI的运行方式为第一预定时长，以使得送端接地极处于阴极保护； 53、保持正常运行电流值的一极仍然保持正常运行电流，另一极电流给定值更改为1-Δ I，则送端接地极吸收电流，受端接地极送出电流，送端接地极对地电位为正，受端接地极对地电位为负； 54、保持步骤SI的运行方式为第二预定时长，以使得受端接地极处于阴极保护。 55、对步骤SI至步骤S4进行循环。3.根据权利要求1所述的一种实现对高压直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、双极解锁后正常运行，一极给定电流设置为正常运行给定值，另一极电流给定值更改为1- Δ I，则送端接地极吸收电流，受端接地极送出电流，送端接地极对地电位为正，受端接地极对地电位为负； 52、保持步骤SI的运行方式为第一预定时长，以使得受端接地极处于阴极保护； 53、保持正常运行电流值的一极仍然保持正常运行电流，另一极电流给定值设为I+Λ I，以使得送端接地极送出电流，受端接地极吸收电流，送端接地极的对地电位为负，受端接地极的对地电位为正； 54、保持步骤I的运行方式为第二预定时长，以使得送端接地极处于阴极保护。 55、对步骤SI至步骤S4进行循环。4.根据权利要求2或3所述的实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，其特征在于，所述第一预定时长和所述第二预定时长相等。5.根据权利要求2或3所述的实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，其特征在于，所述第一预定时长和所述第二预定时长均为24小时。6.根据权利要求1所述的实现对直流输电接地极交替阴极保护的控制方法，所述正常运行给定值和所述偏差电流通过定电流控制器进行控制。
【专利摘要】本发明涉及一种实现对直流输电接地极阴极保护的控制方法，在直流输电工程定电流控制方式的基础上进行改进，采用一极电流值微小偏差交替变化的方式，实现了送端与受端接地极交替阴极保护，减小了接地极的腐蚀损耗，大大延长了接地极的使用寿命，解决了不平衡电流等问题带来的接地极腐蚀严重的问题。
【IPC分类】C23F13/04
【公开号】CN105039999
【申请号】CN201510514014
【发明人】黎小林, 赵晓斌, 黄莹, 饶宏, 李明
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月20日