СТАНЦИЯ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ

Станция катодной защиты.
Полезная модель относится к средствам защиты от электрохимический коррозии металлических сооружений и коммуникаций и предназначена, в частности, для защиты трубопроводов в зоне повышенной кислотности и влажности грунтов, а также в местах их пересечения с путями электрофицированного транспорта.
Известные в настоящее время станции катодной защиты трубопроводов выполнены либо на основе выпрямителя с дискретным изменением выходного напряжения, либо в виде регулируемого тиристорного выпрямителя со схемой стабилизации выходного тока или напряжения. Станции первого типа не могут обеспечить стабильность защитного потенциала при изменениях проводимости почвы или при воздействиях блуждающих почвенных токов. Станции второго типа обеспечивают достаточную стабильность защитного потенциала при изменениях агрессивности почвы, но им присущи такие недостатки, как большие габариты и вес, низкий коэффициент мощности по входу со значительным уменьшением его значения при снижении нагрузки станции.
Известны станции катодной защиты типа ПТА-3,0, выпускаемые Рязанским опытным электромеханическим заводом, представляющие собой регулируемый однофазный выпрямитель, собранный по мостовой двухполупериодной схеме с двумя регулирующими тиристорами и дросселем (см. ГОСТ 15150-69).
Известны также станции защиты типа В-ОПЕ 1-63-48-YI, выпускаемые ОАО Ставропольский радиозавод «Сигнал, выполненные по блочному типу, содержащие сетевой фильтр, выпрямитель, источник питания, выходной фильтр и измеритель, отличающиеся повышенной электрохимической защитой и пониженным уровнем генерируемых электромагнитных помех по сравнению с предыдущей станцией (см. инстрз сцию по эксплуатации, 1980г.).
Всем известным станциям антикоррозийной защиты присзаци следующие недостатки: - большие габариты и масса; большой объем использования цветных металлов (меди), которые безжалостно воруют, выводя средства защиты из строя; низкое значение cos ф на входе, что перегружает сеть, создавая большие потери; невозс 23 F 13/00 F 16 L 58/00
можность полностью избавиться от помех, создаваемых работой станции.
Устранение указанных недостатков достигается тем, что станция катодной защиты, содержащая сетевой фильтр, выпрямитель, источник питания, выходной фильтр и измеритель снабжена установленными между выпрямителем и выходным фильтром последовательно соединенными корректором коэффициента мощности с датчиком тока и схемой управления корректором коэффициента мощности, щиротно-импульсным модулятором-преобразователем (ШИМ-преобразователем) напряжения со схемой управления преобразователем напряжения, и выходной выпрямитель, выполненные на диодах со сверхбыстрым восстановлением. Корректор коэффициента мощности и преобразователь напряжения выполнены на высокочастотных транзисторах. Датчик тока корректора коэффициента мощности выполнен на эффекте Холла типа LA-25. На выходе корректора коэффициента мощности установлен фильтрующий конденсатор. Схема управления корректора коэффициента мощности выполнена на основе микросхемы типа ML 48121 Р, обеспечивающей сопряжение синусоидального входного тока с фазой входного напряжения сети, а схема управления преобразователем напряжения выполнена на микросхеме типа UC 18251, обеспечивающей синхронизацию работы преобразователя напряжения и корректора коэффициенАощности. Входной выпрямитель станции выполнен по мостовой схеме, основанной на модулях 36МВ 80А, а выходной выпрямитель - на диодных модулях типа HFA 120 MD 40 С. При этом преобразователь выполнен с постоянной времени обратной связи меньшей, чем постоянная времени обратной связи корректора коэффициента мощности.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена блок схема станции.
Станция катодной защиты содержит сетевой фильтр 1, выпрямитель 2, подключенный к последовательно соединенным с корректором коэффициента мощности 3, ШИМ-преобразователем 4, выходным выпрямителем 5, выходным фильтром 6 и измерителем 7.
Корректор коэффициента мощности 3 соединен со схемой управления корректора коэффициента мощности 9, выход которой подключен к ШИМ-преобразователю 4.
2 ш/м
Кроме того, источник питания 8 подключен к входам корректора коэффициента мощности 3, Шим-преобразователя 4 и измерителя 7. Выход измерителя 7 подключен через переключатель 10 ручной и автоматической работы станции к входу Шим-преобразователя 4.ВЫХОД выпрямителя 2 через датчик тока 11 подключен к корректору коэффициента мощности 3, а выход измерителя 7 подключен через схему управления преобразователем 12 к ШИМ-преобразователю 4.
Станция катодной защиты представляет собой регулируемый двухкаскадный преобразователь переменного однофазного сетевого напряжения (220В, 50Гц) в постоянное выходное напряжение с низким коэффициентом пульсаций, регулируемое в пределах от О до 96В. Первый каскад представляет собой корректор коэффициента мощности 3, поддерживающий на выходе высокий коэффициент (более 0,95) за счет сравнения выпрямленного сетевого напряжения с пропорциональным сетевому току напряжением датчика тока 11. Второй каскад представляет собой ШИМ-преобразователь 4 постоянного напряжения в гальванически развязанное с сетью низкое выходное напряжение.
Корректор коэффициента мощности 3 и ШИМ-преобразователь 4 выполнены на диодах со сверхбыстрым восстановлением, а связанный с выпрямителем 2 и схемой управления корректора коэффициента мощности 3 датчик тока 11 выполнен на эффекте Холла по типу LA-25. На выходе Шим-преобразователя установлен трансформатор, через выходной выпрямитель 5 соединенный с выходным фильтром 6. Выход станции катодной защиты посоединен к защищаемому объекту.
Станция катодной защиты работает следующим образом.
Сетевой фильтр защищает сеть от помех, создаваемых станцией при ее работе. Выпрямитель 2 преобразует однофазное переменное напряжение сети 220В 50Гц в постоянное напряжение с низким коэффициентом пульсаций. Корректор коэффициента мощности 3 осуществляет фазовую коррекцию выходного тока относительно входного напряжения сети. Схема управления 9 корректора коэффициента мощности 3 поддерживает синусоидальную форму выходного тока. Источником сигнала для нее является датчик тока 11, основанный на эффекте Холла. Поступающее с корректора коэффициента мощности 3 напряжение сети преобразуется в высокочастотном преобразователе 4 в требуемое низковольтное напряжеietffWSio
ние, гальванически развязанное с напряжением сети с помощью трансформатора.
Измеритель 7 служит для управления преобразователем 4, переключая его с ручного на автоматическое управление и обратно через переключатель 10.
тт