油罐防腐接地系统的工程计算分析

论文摘要

接地系统对电力系统运行设备与人身安全有着非常重要的意义,由于接地措施的缺陷而造成的事故屡有发生。近年来,随着计算机及其应用技术、工业技术的飞速发展,促进了接地技术的深入研究。同时,接地技术在其它领域,如石油化工、环保等行业也呈现出越来越广阔的应用前景。油罐防腐接地系统就是这其中的应用之一。目前,防腐接地技术已是接地技术中不可忽视的一个分支。本文选择模拟点电流法为接地电流场的计算方法,此方法可用于计算不对称、双极性、多接地体的复杂接地系统,并满足一般接地工程的实际应用需要。文中以垂直接地体为研究对象,探讨了模拟点电流布置方式对计算结果的影响,并与线电流法进行了比较分析。接着,本文又以某化纤厂的油罐防腐接地系统为例,着重介绍了一种基于有限元思想,并利用镜像法和模拟点电流法,计算阳极与油罐两者间土壤形成的电流场与接地电阻并以此来取代常规防腐设计中只计阳极形成的接地电阻的做法。文中采用了一种新的圆盘电极剖分方法,该法使电极的剖分更为合理,提高了计算的效率和精度。另外,本文对油罐防腐接地计算中的算法进行了讨论,提出了用迭代法代替克莱姆法则对运算中出现的庞大的线性方程组进行处理以节约系统资源,同时讨论了一般迭代和高斯-赛德尔迭代的区别,提出根据工程精度要求的不同而选取不同的解方程方式。本文最后给出了油罐防腐的设计方案,可供工程实施参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 接地的基础知识
• 1.1.1 接地的目的
• 1.1.2 接地电阻的定义
• 1.1.3 接地电阻的一般性质
• 1.1.4 大地电阻率的知识
• 1.2 接地参数的数值计算方法
• 1.3 油罐防腐接地技术的一般概念
• 1.3.1 金属腐蚀分类和原理
• 1.3.2 金属防腐的方法
• 1.3.3 外加电流阴极保护机理及其相关参数
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 接地极电流场的计算方法
• 2.1 一般理论计算模型和方法
• 2.1.1 线电流法
• 2.1.2 等电位条件的线电流法
• 2.1.3 模拟电荷法
• 2.2 镜像法简述
• 2.3 接地极电流场计算中模拟点电流的布置原则
• 2.4 本章小结
• 第三章 储油罐防腐系统的参数计算
• 3.1 引言
• 3.2 计算原理
• 3.3 电极的剖分
• 3.4 电流场计算
• 3.5 油罐防腐系统的接地电阻计算结果分析
• 3.5.1 增加圆盘边缘点
• 3.5.2 增加油罐侧面点
• 3.6 本章小结
• 第四章 计算方法分析
• 4.1 一般迭代
• 4.2 迭代因子的影响
• 4.3 高斯—塞德尔迭代
• 4.4 本章小结
• 第五章 油罐防腐系统设计方案
• 5.1 引言
• 5.2 外加电源阴极保护技术设计的一般步骤
• 5.3 油罐防腐系统的保护效果检测
• 5.3.1 保护电位监测
• 5.3.2 保护度测试
• 5.4 储油罐防腐系统设计实例
• 5.4.1 储油罐系统概况
• 5.4.2 储油罐防腐系统设计方案
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读工程硕士学位期间发表的文章
• 上海交通大学学位论文答辩决议书