雜散電流對(duì)變電站接地裝置腐蝕的影響及其仿真研究

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1、學(xué)校代號(hào)10536學(xué)號(hào)12109020916分類號(hào)TG172.84密級(jí)公開碩士學(xué)位論文雜散電流對(duì)變電站接地裝置腐蝕的影響及其仿真研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名劉軍所在學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院指導(dǎo)教師吳道新楊道武教授學(xué)科專業(yè)應(yīng)用化學(xué)研究方向電化學(xué)與電力設(shè)備腐蝕與防護(hù)論文提交日期2015年4月學(xué)校代號(hào)：10536學(xué)號(hào)：12109020916密級(jí)：公開長(zhǎng)沙理工大學(xué)碩士學(xué)位論文雜散電流對(duì)變電站接地裝置腐蝕的影響及其仿真研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名劉軍指導(dǎo)教師吳道新楊道武教授所在學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院專業(yè)學(xué)位領(lǐng)域應(yīng)用化學(xué)論文提交日期2015年4月論文答辯日期201

2、5年5月答辯委員會(huì)主席肖忠良教授ResearchofStrayCurrentCorrosiononSubstationGroundingDeviceandItsSimulationbyLIUJunB.E.(ChangshaUniversityofScience&Technology)2012AtheissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringInAppliedChemistryinChangshaUniversi

3、tyofScience&TechnologySupervisorProfessorWuDaoxin&YangDaowuApril,2015長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研巧所取得的研巧成果。除了文中特別加Ｗ標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或。集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。＾＾？作者簽名：文導(dǎo)日期：八俾ｒ月姍學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位

4、論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)長(zhǎng)沙理工大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫。進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研巧所將本論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。本學(xué)位論文屬于１、保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。２、不保密囚。＂＂（請(qǐng)?jiān)谏舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ）■＾作者簽名：日期：ｙ＾舞少月曰

5、■導(dǎo)師簽名日期：牟＾月＾日Ｊ摘要隨著我國(guó)用電量的迅速增加，電力系統(tǒng)裝機(jī)容量不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)容量也進(jìn)一步增大，這對(duì)變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高要求。接地裝置，作為變電站內(nèi)用于電氣設(shè)備泄流電流的重要組成部分，常年埋于地下，除受到土壤中化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕外，還要承受土壤中雜散電流的腐蝕。做好接地裝置的防腐蝕工作，不僅能保證接地裝置的使用壽命，也能確保變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。迄今為止，對(duì)變電站接地裝置腐蝕的研究已取得一定的成果，但對(duì)站內(nèi)雜散電流研究的報(bào)道還比較少，且雜散電流腐蝕的危害巨大，可直接導(dǎo)致變電站內(nèi)電氣設(shè)備跳閘，造成整

6、個(gè)電網(wǎng)停電等事故。因此，變電站接地裝置的雜散電流腐蝕研究成為重要且迫切的研究課題。本文主要從三個(gè)方面來分析研究變電站接地裝置的雜散電流。一是以金屬Q(mào)235作為研究對(duì)象，通過室內(nèi)模擬變電站接地網(wǎng)交流雜散電流腐蝕，采用腐蝕失重法、電化學(xué)極化曲線法等方法探討了交流電流密度、通電腐蝕時(shí)間、土壤酸堿性以及交流電頻率等因素對(duì)交流雜散電流腐蝕的規(guī)律；二是采用ANSYS有限元的電磁仿真功能對(duì)變電站接地網(wǎng)周圍空間電位的分布進(jìn)行仿真分析，研究了方位角、土壤電阻率、泄流電流以及金屬管線間距離等因素對(duì)變電站周圍空間電位分布的影響，通過電位分布云圖和電位分

7、布曲線來對(duì)比分析電位分布情況；三是采用數(shù)值計(jì)算的方法，通過MATLAB軟件對(duì)變電站接地裝置地面電位的分布進(jìn)行仿真計(jì)算研究，運(yùn)用格林函數(shù)計(jì)算原理推導(dǎo)了變電站接地裝置地面電位分布的數(shù)學(xué)模型，通過電位分布矩陣、電位分布三維圖等來分析不同規(guī)格均勻網(wǎng)格下地面電位的分布情況。變電站接地網(wǎng)交流雜散電流腐蝕研究表明：變電站接地網(wǎng)周圍產(chǎn)生的交流雜散電流可加劇接地金屬的腐蝕，隨著交流電流密度的增大，腐蝕電位增大，腐蝕增強(qiáng)；隨著通電時(shí)間的增加，接地金屬的雜散電流腐蝕先增強(qiáng)，后減弱；在酸性土壤環(huán)境中，接地金屬易遭受交流雜散電流腐蝕，且酸性越強(qiáng)，腐蝕越強(qiáng)；

8、在堿性環(huán)境中，交流雜散電流腐蝕被抑制；微弱交流電頻率的改變對(duì)接地金屬的交流雜散電流腐蝕影響很小。ANSYS有限元仿真變電站接地網(wǎng)周圍空間電位分布研究表明：ANSYS軟件能夠比較準(zhǔn)確地模擬和分析變電站接地網(wǎng)周圍空間電位的分布情況；在與接地網(wǎng)金屬管線平