КОМПЛЕКС МОДУЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭХЗ ДЛЯ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к электрохимической защите от коррозии подземных трубопроводов, к системе передачи данных и предназначено для работы в составе систем катодной защиты магистральных трубопроводов.
Известно устройство катодной защиты многониточных магистральных подземных трубопроводов, включающее катодно-поляризуемый трубопровод, установки катодной защиты, причем каждая установка катодной защиты содержит катодную станцию (преобразователь), пункты приема и регистрации информации, источник (источники) сетевого электроснабжения, глубинное анодное заземление, блок измерения и обработки информации, датчик поляризационного потенциала, датчик скорости коррозии, датчик наводораживания, блок приема и передачи, электрод сравнения, блок логики, телеизмерения и телерегулирования, блок коммутации и измерения параметров защиты, причем первый выход катодной станции соединен с глубинным анодным заземлением, третий выход - с блоком измерения и обработки информации, четвертый выход катодной станции - с вторым входом блока измерения и обработки информации, выход которого соединен с первым входом блока логики, телеизмерения и телерегулирования, первый выход - с блоком приема и передачи, выход которого соединен с вторым входом блока логики, телеизмерения и телерегулирования, третий вход которого соединен с блоком коммутации и измерения параметров защиты, входы которого соединены с трубопроводом, с выходами электрода сравнения и с выходами всех датчиков (RU 2086703, МПК С23F 13/22, опубл. 10.08.1997 г.).
Недостатками данного устройства является низкая надежность его работы в условиях воздействия на систему электростатических и грозовых разрядов. Кроме того, высокие потери рабочего времени при выходе из строя какого-либо блока.
Известна также система катодной защиты магистральных трубопроводов включающая катодно-поляризуемый трубопровод и установку катодной защиты, при этом каждая установка катодной защиты содержит катодную станцию, пункты приема и регистрации информации, источник сетевого электроснабжения, глубинное анодное заземление, блок измерения и обработки информации, датчик поляризационного потенциала, датчик скорости коррозии, датчик наводораживания, блок приема и передачи, электрод сравнения, блок логики, телеизмерения и телерегулирования, блок коммутации и измерения параметров защиты. (RU 2202001, МПК С23F 13/22, опубл. 10.04.2003 г.).
Недостатками данного устройства является низкая эффективность и надежность его работы в условиях воздействия на систему электростатических и грозовых разрядов, а также возможность отключения всей системы при выходе из строя какого-либо блока.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности и эффективности работы устройства.
Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является обеспечение непрерывной работы системы катодной защиты, за счет возможности автоматического включения резервного преобразователя и защиты входных и выходных цепей от грозовых перенапряжений.
Поставленная задача достигается тем, что система катодной защиты, включающая катодно-поляризуемый трубопровод, установки катодной защиты, при этом каждая установка катодной защиты содержит катодную станцию, источник сетевого электроснабжения, глубинное анодное заземление, датчик поляризационного потенциала, блок телеметрии и телеуправления и блок коммутации, согласно полезной модели, каждая установка катодной защиты дополнительно содержит резервную катодную станцию, блок автоматического включения резервной катодной станции, блок контроля времени наработки и блок грозозащиты, при этом первый вход блока автоматического включения резерва соединен с основной катодной станцией, второй вход - с резервной катодной станцией, третий вход блока автоматического включения резерва через блок контроля времени наработки, блок коммутации входных и выходных цепей и блок грозозащиты соединен с сетевым кабелем, а четвертый вход через блок контроля времени наработки, блок коммутации входных и выходных цепей и блок грозозащиты соединен с датчиком потенциала, первый выход блока автоматического включения резерва соединен с основной катодной станцией, второй выход - с резервной катодной станцией, третий выход блока автоматического включения резерва через блок контроля времени наработки, блок коммутации входных и выходных цепей и блок грозозащиты соединен с трубопроводом, а четвертый выход блока автоматического включения резерва через блок контроля времени наработки, блок коммутации входных и выходных цепей и блок грозозащиты соединен с кабелем анодного заземления.
При этом блок телеметрии и телеуправления прямой и обратной связью соединен с блоком автоматического включения резерва, блоком контроля времени наработки, блоком коммутации входных и выходных цепей и блоком грозозащиты.
Кроме того, блок телеметрии и телеуправления выполнен с использованием канала GSM.
Заявляемая совокупность признаков полезной модели обеспечивает в случае выхода из стоя основного преобразователя, или при грозовых перенапряжениях поддерживание заданных режимов работы (ток, потенциал) в автоматическом режиме и межблочное резервирование в импульсном преобразователе. Это позволяет повысить надежность и эффективность работы
средств защиты. Кроме того, это сокращает до минимума простои средств защиты трубопроводов.
На чертеже приведена структурная схема комплекса модульного оборудования катодной защиты трубопроводов.
Система катодной защиты состоит из катодно-поляризуемого трубопровода 1, основной 2 и резервной 3 катодных станций, блока 4 автоматического включения резерва, блока 5 контроля времени наработки, блока 6 коммутации входных и выходных цепей, блока 7 грозозащиты, блока 8 телеметрии и телеуправления, кабеля 9 анодного заземления, датчика 10 потенциала и сетевого кабеля 11.
Первый вход блока 4 автоматического включения резерва соединен с основной катодной станцией 2, второй вход - с резервной катодной станцией 3.
Третий вход блока 4 автоматического включения резерва через блок 5 контроля времени наработки, блок 6 коммутации входных и выходных цепей и блок 7 грозозащиты соединен с сетевым кабелем 11, а четвертый вход через блок 5 контроля времени наработки, блок 6 коммутации входных и выходных цепей и блок 7 грозозащиты соединен с датчиком 10 потенциала.
Первый выход блока 4 автоматического включения резерва соединен с основной катодной станцией 2, второй выход - с резервной катодной станцией 3.
Третий выход блока 4 автоматического включения резерва через блок 5 контроля времени наработки, блок 6 коммутации входных и выходных цепей и блок 7 грозозащиты соединен с трубопроводом 1, а четвертый выход блока 4 автоматического включения резерва через блок 5 контроля времени наработки, блок 6 коммутации входных и выходных цепей и блок 7 грозозащиты соединен с кабелем 9 анодного заземления.
Блок 8 телеметрии и телеуправления прямой и обратной связью соединен с блоком 4 автоматического включения резерва, блоком 5 контроля времени наработки, блоком 6 коммутации входных и выходных цепей и блоком 7 грозозащиты.
Блок 8 телеметрии и телеуправления может быть выполнен с использованием канала GSM.
Комплекс модульного оборудования ЭХЗ работает следующим образом.
Напряжение питания 220 В, через блок грозозащиты 7, через блок коммутации 6 и блок 5 контроля времени наработки подается на блок 4 автоматического включения резерва, который в свою очередь подает питание и коммутирует входные и выходные цепи на основной импульсный преобразователь 2. Основной преобразователь 2 анализирует значение потенциала трубопровода 1, снимаемое с датчика 10 потенциала, и в зависимости от заданного значения задает режимы выходных параметров.
Выходное напряжение, снимаемое с основного преобразователя 2, проходит через блок 5 контроля времени наработки, блок 8 телеметрии и телеуправления, блок 6 коммутации, блок 7 грозозащиты и подается на анодный кабель 9 и защищаемый трубопровод 1.
Основной импульсный преобразователь 2 производит постоянный мониторинг режима работы, и, осуществляя автоматическую регулировку выходных параметров, обеспечивает заданных режимов работы. В основном преобразователе 2 реализована функция межблочного резервирования, позволяющая в случае выхода из строя одного из блоков, скорректировать работу остальных таким образом, что выходные параметры останутся без изменения.
Блок 4 автоматического включения резерва производит контроль выходных параметров основного импульсного преобразователя 2 и в случае выхода из строя, отключает его, включает резервный преобразователь 3, переключая на него все входные и выходные цепи, обеспечивая непрерывность работы всего комплекса в целом.
Блок 5 контроля времени наработки анализирует выходные параметры импульсного преобразователя 2 или, в случае его отключения, преобразователя 3, и производит отсчет времени наработки в часах, при отклонении параметров от заданных значений счет времени приостанавливается до тех пор, пока параметры не вернутся к заданным значениям.
В блоке 6 коммутации осуществляется подключение всех входных и выходных цепей, расположены автоматические выключатели питания, обеспечивающие защиту блоков от перегрузок.
Блок 7 грозозащиты защищает входные и выходные цепи комплекса модульного оборудования ЭХЗ от грозовых перенапряжений, обеспечивая защиту всех электронных блоков комплекса.
Блок 8 телеметрии и телеуправления производит постоянный контроль режимов работы всех блоков комплекса модульного оборудования, охранных датчиков, и других вспомогательных датчиков, при их установки, кодирует полученную информацию, и отправляет на диспетчерский пункт, где происходит визуализация полученных данных на экране монитора. При возникновении аварийной ситуации в работе комплекса модульного оборудования ЭХЗ или при срабатывании охранных датчиков, сигнал подается незамедлительно, позволяя своевременно отреагировать на ситуацию. Блок 8 телеметрии и телеуправления для передачи данных использует канал GSM любого сотового оператора, тем самым не необходимости дополнительных вложений для организации канала связи, отпадает необходимость согласования с региональными службами разрешений на право работы на радиочастотах. С диспетчерского пункта можно подавать команды управления работой комплекса модульного оборудования ЭХЗ, которые поступают на блок 8 телеметрии и телеуправления, где декодируются и передаются на остальные блоки.
Блок 8 телеметрии и телеуправления позволяет получать оперативную информацию о работе комплекса, организовать на одном диспетчерском пункте оперативное управление всеми комплексами модульного оборудования, обслуживаемых одним предприятием, с сокращением количества выездов для их осмотра. Кроме того, позволяет обеспечить охрану оборудования установленного на отдаленных участках и вести базу данных о режимах работы оборудования для последующего анализа.
Заявляемая полезная модель обеспечивает более надежную, эффективную, со 100% резервированием, электрохимическую защиту магистральных подземных трубопроводов, позволяя использовать оборудование на участках с высокой коррозионной опасностью.