Namai rožių Vamzdynų katodinės apsaugos galimybės – metodų privalumai ir trūkumai. A.I. Kheifets, Šilumos tinklų vamzdynų elektrocheminės apsaugos sistema

rožių

Vamzdynų katodinės apsaugos galimybės – metodų privalumai ir trūkumai. A.I. Kheifets, Šilumos tinklų vamzdynų elektrocheminės apsaugos sistema

BET. G. Semenovas, bendras direktorius, bendra įmonė "Elkonas", G. Kišiniovas; L. P. Sysa, pirmaujantis inžinierius įjungta ECP, NPC "Vektorius", G. Maskva

Įvadas

Katodinės apsaugos stotys (CPS) yra būtinas elementas elektrocheminės (arba katodinės) apsaugos sistemos (ECP) požeminiai vamzdynai nuo korozijos. Renkantis VHC, jie dažniausiai remiasi mažiausia kaina, jos aptarnaujančio personalo darbingumas ir kvalifikacija. Įsigytos įrangos kokybę dažniausiai sunku įvertinti. Autoriai siūlo atsižvelgti į pasuose nurodytus duomenis Techninės specifikacijos RMS, kurios lemia, kaip gerai bus atlikta pagrindinė katodinės apsaugos užduotis.

Autoriai neketino griežtai reikštis moksline kalba apibrėžiant sąvokas. Bendraudami su ECP tarnybų darbuotojais supratome, kad būtina padėti šiems žmonėms susisteminti terminus ir, dar svarbiau, suteikti jiems supratimą apie tai, kas vyksta tiek elektros tinkle, tiek VCS. pats.

UžduotisECP

katodinė apsauga atliekama, kai iš SKZ išilgai uždaro teka elektros srovė elektros grandinė, sudarytas iš trijų nuosekliai sujungtų rezistorių:

· grunto varža tarp dujotiekio ir anodo; I anodo plitimo pasipriešinimas;

vamzdyno izoliacijos varža.

Grunto atsparumas tarp vamzdžio ir anodo gali labai skirtis priklausomai nuo sudėties ir išorinių sąlygų.

Anodas yra svarbi ECP sistemos dalis ir tarnauja kaip vartojamasis elementas, kurio ištirpimas suteikia galimybę įgyvendinti ECP. Jo atsparumas eksploatacijos metu nuolat didėja dėl tirpimo, darbinio paviršiaus efektyvaus ploto sumažėjimo ir oksidų susidarymo.

Apsvarstykite patį metalinį vamzdyną, kuris yra apsaugotas ECP elementas. Metalinis vamzdis iš išorės padengtas izoliacija, kurioje eksploatacijos metu susidaro įtrūkimai dėl mechaninių vibracijų, sezoninių ir paros temperatūros pokyčių ir kt. Drėgmė prasiskverbia pro vamzdyno hidro- ir šilumos izoliacijos plyšius, o vamzdžio metalas liečiasi su žeme, taip suformuodama galvaninę porą, kuri prisideda prie metalo pašalinimo iš vamzdžio. Kuo daugiau įtrūkimų ir jų dydžio, tuo daugiau metalo yra išimamas. Taigi atsiranda galvaninė korozija, kurioje teka metalo jonų srovė, t.y. elektros.

Kadangi teka srovė, tada kilo nuostabi idėja paimti išorinį srovės šaltinį ir jį įjungti, kad atitiktų šią srovę, dėl kurios pašalinamas metalas ir atsiranda korozija. Tačiau kyla klausimas: kokio dydžio ši labiausiai žmogaus sukurta srovė? Atrodo, kad pliusas prie minuso suteikia nulinę metalo šalinimo srovę. Ir kaip išmatuoti tą pačią srovę? Analizė parodė, kad įtampa tarp metalinis vamzdis ir dirvožemio, t.y. abiejose izoliacijos pusėse turi būti nuo -0,5 iki -3,5 V (ši įtampa vadinama apsauginiu potencialu).

UžduotisVHC

SKZ užduotis yra ne tik tiekti srovę ECP grandinėje, bet ir palaikyti ją taip, kad apsauginis potencialas neviršytų priimtų ribų.

Taigi, jei izoliacija nauja ir nespėjo sugadinti, tada jos atsparumas elektros srovė didelės ir norint išlaikyti norimą potencialą, reikia nedidelės srovės. Izoliacijai senstant jos varža mažėja. Vadinasi, reikalinga kompensacinė srovė iš RMS didėja. Jis dar labiau padidės, jei izoliacijoje atsiras įtrūkimų. Stotis turi sugebėti išmatuoti apsauginį potencialą ir atitinkamai pakeisti savo išėjimo srovę. Ir nieko daugiau, ECP užduoties požiūriu, nereikia.

RežimaidirbtiVHC

Yra keturi ECP veikimo režimai:

be srovės ar įtampos išėjimo verčių stabilizavimo;

stabilizuoju išėjimo įtampą;

išėjimo srovės stabilizavimas;

· I apsauginio potencialo stabilizavimas.

Iš karto pasakykime, kad priimtame visų įtakojančių veiksnių pokyčių diapazone ECP užduoties įvykdymas pilnai užtikrinamas tik naudojant ketvirtąjį režimą. Kuris yra priimtas kaip SKZ veikimo režimo standartas.

Potencialo jutiklis suteikia stočiai informaciją apie potencialo lygį. Stotis keičia savo srovę tinkama kryptimi. Problemos prasideda nuo to momento, kai reikia įdėti šį labai potencialų jutiklį. Reikia įdėti į tam tikrą apskaičiuotą vietą, reikia iškasti tranšėją jungiamajam kabeliui tarp stoties ir jutiklio. Kas mieste nutiesė kokias nors komunikacijas, žino, koks tai vargas. Be to, jutikliui reikia periodinės priežiūros.

Esant tokioms sąlygoms, kai kyla problemų dėl veikimo režimo Atsiliepimas Potencialiai elkitės taip. Naudojant trečiąjį režimą, daroma prielaida, kad izoliacijos būklė per trumpą laiką kinta mažai, o jos varža išlieka praktiškai stabili. Todėl pakanka užtikrinti stabilios srovės tekėjimą per stabilią izoliacijos varžą ir gauname stabilų apsauginį potencialą. Vidutinės ir ilgos trukmės laikotarpiu reikiamus reguliavimus gali atlikti specialiai apmokytas linijos darbuotojas. Pirmasis ir antrasis režimai nekelia aukštų reikalavimų SKZ. Šios stotys yra paprastos ir dėl to pigios tiek gaminamos, tiek eksploatuojamos. Matyt, ši aplinkybė lemia tokių SC naudojimą objektų, esančių žemo korozinio aplinkos aktyvumo sąlygomis, ECP. Jeigu išorinės sąlygos(izoliacijos būklė, temperatūra, drėgmė, klaidžiojančios srovės) pasikeičia iki ribų, kai saugomame objekte susidaro nepriimtinas režimas – šios stotys negali atlikti savo užduoties. Norint sureguliuoti jų režimą, būtinas dažnas techninės priežiūros personalo buvimas, priešingu atveju ECP užduotis atliekama iš dalies.

CharakteristikosVHC

Visų pirma, VHC turi būti parinktas pagal reikalavimus, išdėstytus norminiai dokumentai. Ir, ko gero, šiuo atveju svarbiausias dalykas bus GOST R 51164-98. Šio dokumento priede „I“ nurodyta, kad stoties naudingumo koeficientas turi būti ne mažesnis kaip 70 proc. Pramoninio triukšmo lygis, kurį sukuria RMS, neturėtų viršyti GOST 16842 nurodytų verčių, o harmonikų lygis išėjime turi atitikti GOST 9.602.

SKZ pase paprastai nurodoma: I nominali išėjimo galia;

Efektyvumas esant vardinei išėjimo galiai.

Nominali išėjimo galia – galia, kurią stotis gali tiekti esant vardinei apkrovai. Paprastai ši apkrova yra 1 omas. Efektyvumas apibrėžiamas kaip vardinės išėjimo galios ir aktyviosios galios, sunaudotos stoties vardiniu režimu, santykis. Ir šiuo režimu efektyvumas yra didžiausias bet kurioje stotyje. Tačiau dauguma VCS veikia toli nuo vardinio režimo. Galios apkrovos koeficientas svyruoja nuo 0,3 iki 1,0. Šiuo atveju realus daugumos šiandien gaminamų stočių efektyvumas pastebimai sumažės sumažėjus išėjimo galiai. Tai ypač pastebima transformatoriui SKZ, kuris kaip reguliavimo elementas naudoja tiristorius. Be transformatoriaus (aukšto dažnio) RMS efektyvumo sumažėjimas sumažėjus išėjimo galiai yra daug mažesnis.

Bendras skirtingų konstrukcijų SKZ efektyvumo pokyčio vaizdas matomas paveikslėlyje.

Iš pav. matyti, kad jei naudojate stotelę, pavyzdžiui, su 70% nominaliu naudingumo koeficientu, būkite pasirengę, kad dar 30% iš tinklo gautos elektros išleidote nenaudingai. Ir tai yra geriausiu vardinės išėjimo galios atveju.

Kai išėjimo galia yra 0,7 vardinės, jau turėtumėte būti pasirengę, kad jūsų energijos nuostoliai bus lygūs sunaudotai naudingai energijai. Kur iššvaistoma tiek energijos?

ominiai (šiluminiai) nuostoliai transformatorių, droselių ir aktyviųjų grandinės elementų apvijose;

· energijos sąnaudos stoties valdymo grandinės darbui;

Energijos praradimas radijo spinduliuotės pavidalu; stoties išėjimo srovės pulsacijos energijos nuostoliai esant apkrovai.

Ši energija iš anodo išspinduliuojama į žemę ir neatlieka naudingo darbo. Todėl taip būtina naudoti stotis su mažu pulsacijos koeficientu, kitaip eikvojama brangi energija. Negana to, esant dideliam bangavimui ir radijo spinduliavimui, didėja galios nuostoliai, be to, ši nenaudingai išsklaidyta energija trukdo normaliai veikti. didelis skaičius netoliese esanti elektroninė įranga. Reikiama bendra galia taip pat nurodyta SKZ pase, pabandykime susidoroti su šiuo parametru. SKZ paima energiją iš elektros tinklo ir daro tai kiekvienu laiko vienetu tokiu intensyvumu, kokį mes leidome daryti su reguliavimo rankenėle stoties valdymo skydelyje. Natūralu, kad iš tinklo galima paimti energiją, kurios galia neviršija paties šio tinklo galios. O jei įtampa tinkle kinta sinusiškai, tai mūsų gebėjimas paimti energiją iš tinklo kinta sinusiškai 50 kartų per sekundę. Pavyzdžiui, tuo metu, kai tinklo įtampa eina per nulį, iš jo negalima paimti galios. Tačiau kai įtampos sinusoidas pasiekia maksimumą, šiuo metu mūsų galimybė paimti energiją iš tinklo yra maksimali. Bet kuriuo kitu metu ši galimybė yra mažesnė. Taigi paaiškėja, kad bet kuriuo metu tinklo galia skiriasi nuo jo galios kaimyniniu laiku. Šios galios vertės vadinamos momentine galia Šis momentas laiko ir tokia koncepcija sunkiai įgyvendinama. Todėl sutarėme dėl vadinamosios efektyviosios galios sampratos, kuri nustatoma iš įsivaizduojamo proceso, kai tinklas su sinusinės įtampos pokyčiu pakeičiamas pastovios įtampos tinklu. Apskaičiavę šios pastovios įtampos reikšmę mūsų elektros tinklams, gavome 220 V – ji buvo vadinama efektyvia įtampa. BET maksimali vertėįtampos sinusoidai buvo vadinami amplitudine įtampa, o ji lygi 320 V. Analogiškai su įtampa buvo įvesta srovės efektyviosios vertės samprata. Efektyviosios įtampos vertės ir efektyvios srovės vertės sandauga vadinama visuminiu energijos suvartojimu, o jo reikšmė nurodoma RMS pase.

Ir visa galia pačiame SKZ nėra visiškai išnaudojama, nes. jame yra įvairių reaktyvių elementų, kurie nešvaisto energijos, o naudoja ją tarsi sudarydami sąlygas likusiai energijai patekti į apkrovą, o tada grąžinti šią derinimo energiją atgal į tinklą. Ši atgalinė energija buvo vadinama reaktyviąja energija. Energija, kuri perduodama apkrovai, yra aktyvioji energija. Parametras, rodantis santykį tarp aktyviosios energijos, kuri turi būti perkelta į apkrovą, ir visos energijos, tiekiamos į RMS, vadinamas galios koeficientu ir nurodomas stoties pase. O jeigu savo galimybes derinsime su tiekimo tinklo galimybėmis, t.y. sinchroniškai su sinusoidiniu tinklo įtampos pokyčiu, imame iš jo galią, tada toks atvejis vadinamas idealiu ir tokiu būdu su tinklu veikiančio RMS galios koeficientas bus lygus vienetui.

Stotis turi kuo efektyviau perduoti aktyviąją energiją, kad sukurtų apsauginį potencialą. Efektyvumas, su kuriuo VHC tai daro, vertinamas pagal koeficientą naudingas veiksmas. Kiek energijos jis sunaudoja, priklauso nuo energijos perdavimo būdo ir veikimo režimo. Nesileidžiant į šią plačią diskusijų sritį, pasakysime tik tai, kad transformatoriai ir transformatoriai-tiristoriai SKZ pasiekė tobulėjimo ribą. Jie neturi išteklių savo darbo kokybei pagerinti. Ateitis priklauso aukšto dažnio VMS, kurios kasmet tampa patikimesnės ir lengviau prižiūrimos. Savo darbo efektyvumu ir kokybe jie jau lenkia savo pirmtakus ir turi didelį rezervą tobulėjimui.

Vartotojassavybes

Tokio įrenginio kaip SKZ vartotojo savybės yra šios:

1. Matmenys, svoris ir stiprumas. Ko gero, nereikia sakyti, kad kuo mažesnė ir lengvesnė stotis, tuo mažesnė jos transportavimo ir montavimo kaina tiek montavimo, tiek remonto metu.

2. prižiūrimumas. Galimybė greitai pakeisti stotį ar mazgą vietoje yra labai svarbi. Su vėlesniu remontu laboratorijoje, t.y. modulinis SKZ konstrukcijos principas.

3. Patogumas in paslauga. Priežiūros paprastumas, be lengvo transportavimo ir remonto, mūsų nuomone, nustatomas taip:

visų būtinų rodiklių ir matavimo priemonių buvimas, galimybė nuotolinio valdymo pultas ir stebėti SKZ veiklą.

išvadas

Remiantis tuo, kas išdėstyta, galima padaryti keletą išvadų ir rekomendacijų:

1. Transformatorių ir tiristorių-transformatorių stotys visais atžvilgiais yra beviltiškai pasenusios ir neatitinka šiuolaikinių reikalavimų, ypač energijos taupymo srityje.

2. Šiuolaikinėje stotyje turi būti:

· didelis efektyvumas visuose apkrovų diapazonuose;

galios koeficientas (cos I) ne mažesnis kaip 0,75 visame apkrovos diapazone;

išėjimo įtampos pulsacijos koeficientas ne didesnis kaip 2 %;

· srovės ir įtampos reguliavimo diapazonas nuo 0 iki 100 %;

lengvas, patvarus ir mažo dydžio korpusas;

· modulinis konstrukcijos principas, t.y. turi aukštą techninę priežiūrą;

· I energijos vartojimo efektyvumas.

Kiti katodinės apsaugos stočių reikalavimai, tokie kaip apsauga nuo perkrovų ir trumpojo jungimo; automatinis tam tikros apkrovos srovės palaikymas - ir kiti reikalavimai yra visuotinai priimti ir privalomi visiems SKZ.

Pabaigoje siūlome vartotojams lentelę, kurioje lyginami pagrindinių gaminamų ir šiuo metu naudojamų katodinės apsaugos stočių parametrai. Patogumui lentelėje pateiktos tos pačios galios stotys, nors daugelis gamintojų gali pasiūlyti visą asortimentą gaminamų stočių.

Parametrų pavadinimas	Reikšmė
Straipsnio tema:	katodinė apsauga
Rubrika (teminė kategorija)	Industrija

katodinė apsauga kad – labiausiai paplitusi elektrocheminės apsaugos rūšis. Jis naudojamas tais atvejais, kai metalas nėra linkęs pasyvuoti, tai yra, jis turi išplėstą aktyvaus tirpimo sritį, siaurą pasyviąją sritį, didelę pasyvavimo srovę (i p) ir pasyvavimo potencialą (c p).

Katodinę poliarizaciją galima atlikti prijungus saugomą konstrukciją prie išorinio srovės šaltinio neigiamo poliaus Katodinė apsauga atliekama išorine srove. .

Katodinės apsaugos schema parodyta fig. 4. Išorinio srovės šaltinio 4 neigiamas polius yra prijungtas prie apsaugotos metalinės konstrukcijos 1, o teigiamas - prie pagalbinio elektrodo 2, kuris atlieka anodo funkciją. Apsaugos procese anodas aktyviai sunaikinamas ir periodiškai atkuriamas.

Kaip anodo medžiaga naudojamas ketus, plienas, anglis, grafitas, metalo laužas (senieji vamzdžiai, bėgiai ir kt.). Katodinės apsaugos išorinės srovės šaltiniai yra katodinės apsaugos stotys, kurių privalomi elementai yra: keitiklis (lygintuvas), generuojantis srovę; srovės tiekimas į saugomą konstrukciją, etaloninis elektrodas, anodo įžeminimo elektrodai, anodinis kabelis.

Agresyvioje aplinkoje veikiančios gamyklinės įrangos (šaldytuvų, šilumokaičių, kondensatorių ir kt.) katodinė apsauga atliekama prie neigiamo poliaus prijungus išorinį srovės šaltinį ir į šią aplinką panardinant anodą.

Katodinė apsauga išorine srove yra nepraktiška atmosferinės korozijos sąlygomis, garų aplinkoje, organiniuose tirpikliuose, nes Ši byla korozinė aplinka neturi pakankamo elektros laidumo.

Apsauginė apsauga. Apsauginė apsauga yra katodinės apsaugos rūšis. Dujotiekio apsauginės apsaugos schema parodyta fig. 5. Prie saugomos konstrukcijos 2 pritvirtintas elektronegatyvesnis metalas - apsauga 3, kuris, tirpdamas aplinkoje, apsaugo pagrindinę konstrukciją nuo sunaikinimo.

Visiškai ištirpus apsaugai arba praradus sąlytį su apsaugota konstrukcija, labai svarbu apsaugoti apsaugą.

5 pav. Dujotiekio apsauginės apsaugos schema

Apsauga veikia efektyviai, jei kontaktinė varža tarp jos ir aplinkos yra maža. Eksploatacijos metu apsauga, pavyzdžiui, cinkas, gali būti padengtas netirpių korozijos produktų sluoksniu, kuris izoliuoja jį nuo aplinką ir smarkiai padidina trumpalaikį pasipriešinimą. Siekiant su tuo kovoti, apsauga dedama į užpildą 4 – druskų mišinį, kuris aplink jį sukuria tam tikrą aplinką, kuri palengvina korozijos produktų tirpimą ir padidina apsaugos efektyvumą bei stabilumą žemėje.

Apsauginę apsaugą, lyginant su katodine apsauga nuo išorinės srovės, patartina naudoti tais atvejais, kai sunku gauti energiją iš išorės arba jei specialių elektros linijų tiesimas ekonomiškai neapsimoka.

Šiandien protektoriaus apsauga naudojama kovojant su metalinių konstrukcijų korozija jūros ir upių vandenyje, dirvožemyje ir kitose neutraliose terpėse. Protektoriaus apsaugos naudojimas rūgščioje aplinkoje riboja didelis protektoriaus savaiminio tirpimo greitis.

Kaip apsaugos gali būti naudojami metalai: Al, Fe, Mg, Zn. Tuo pačiu metu ne visada patartina naudoti grynus metalus kaip apsaugas, o norint suteikti apsaugai reikiamas eksploatacines savybes, į jų sudėtį įvedami legiravimo elementai.

Katodinė apsauga – samprata ir rūšys. Katodinės apsaugos kategorijos klasifikacija ir ypatumai 2017, 2018 m.

Katodinės apsaugos stotys (CPS) yra būtinas požeminių vamzdynų elektrocheminės (arba katodinės) apsaugos nuo korozijos sistemos elementas. Renkantis VCS, jie dažniausiai remiasi mažiausiomis sąnaudomis, lengvu aptarnavimu ir aptarnaujančio personalo kvalifikacija. Įsigytos įrangos kokybę dažniausiai sunku įvertinti. Autoriai siūlo atsižvelgti į pasuose nurodytus CPS techninius parametrus, nuo kurių priklauso, kaip gerai bus atlikta pagrindinė katodinės apsaugos užduotis.

Apibrėždami sąvokas autoriai nesiekė tikslo reikštis griežtai moksline kalba. Bendraudami su ECP tarnybų darbuotojais supratome, kad būtina padėti šiems žmonėms susisteminti terminus ir, dar svarbiau, suteikti jiems supratimą apie tai, kas vyksta tiek elektros tinkle, tiek VCS. pats.

ECP užduotis

Katodinė apsauga atliekama, kai elektros srovė teka iš RMS per uždarą elektros grandinę, sudarytą iš trijų nuosekliai sujungtų rezistorių:

· grunto varža tarp dujotiekio ir anodo; I anodo plitimo pasipriešinimas;

vamzdyno izoliacijos varža.

Grunto atsparumas tarp vamzdžio ir anodo gali labai skirtis priklausomai nuo sudėties ir išorinių sąlygų.

Apsvarstykite patį metalinį vamzdyną, kuris yra apsaugotas ECP elementas. Metalinis vamzdis iš išorės padengtas izoliacija, kurioje eksploatacijos metu susidaro įtrūkimai dėl mechaninių vibracijų, sezoninių ir paros temperatūros pokyčių ir kt. Drėgmė prasiskverbia pro vamzdyno hidro- ir šilumos izoliacijos plyšius, o vamzdžio metalas liečiasi su žeme, taip suformuodama galvaninę porą, kuri prisideda prie metalo pašalinimo iš vamzdžio. Kuo daugiau įtrūkimų ir jų dydžių, tuo daugiau metalo atliekama. Taigi atsiranda galvaninė korozija, kurioje teka metalo jonų srovė, t.y. elektros.

Kadangi teka srovė, tada kilo nuostabi idėja paimti išorinį srovės šaltinį ir jį įjungti, kad atitiktų šią srovę, dėl kurios pašalinamas metalas ir atsiranda korozija. Tačiau kyla klausimas: kokio dydžio ši labiausiai žmogaus sukurta srovė? Atrodo, kad pliusas prie minuso suteikia nulinę metalo šalinimo srovę. Ir kaip išmatuoti tą pačią srovę? Analizė parodė, kad įtampa tarp metalinio vamzdžio ir žemės, t.y. abiejose izoliacijos pusėse turi būti nuo -0,5 iki -3,5 V (ši įtampa vadinama apsauginiu potencialu).

VHC užduotis

SKZ užduotis yra ne tik tiekti srovę ECP grandinėje, bet ir palaikyti ją taip, kad apsauginis potencialas neviršytų priimtų ribų.

Taigi, jei izoliacija nauja ir nespėjo sugadinti, tai jos atsparumas elektros srovei yra didelis ir norint palaikyti norimą potencialą, reikia nedidelės srovės. Izoliacijai senstant jos varža mažėja. Vadinasi, reikalinga kompensacinė srovė iš RMS didėja. Jis dar labiau padidės, jei izoliacijoje atsiras įtrūkimų. Stotis turi sugebėti išmatuoti apsauginį potencialą ir atitinkamai pakeisti savo išėjimo srovę. Ir nieko daugiau, ECP užduoties požiūriu, nereikia.

SKZ darbo režimai

Yra keturi ECP veikimo režimai:

be srovės ar įtampos išėjimo verčių stabilizavimo;

stabilizuoju išėjimo įtampą;

išėjimo srovės stabilizavimas;

· I apsauginio potencialo stabilizavimas.

Jei kyla problemų dėl galimo grįžtamojo ryšio režimo, elkitės taip. Naudojant trečiąjį režimą, daroma prielaida, kad izoliacijos būklė per trumpą laiką kinta mažai, o jos varža išlieka praktiškai stabili. Todėl pakanka užtikrinti stabilios srovės tekėjimą per stabilią izoliacijos varžą ir gauname stabilų apsauginį potencialą. Vidutinės ir ilgos trukmės laikotarpiu reikiamus reguliavimus gali atlikti specialiai apmokytas linijos darbuotojas. Pirmasis ir antrasis režimai nekelia aukštų reikalavimų SKZ. Šios stotys yra paprastos ir dėl to pigios tiek gaminamos, tiek eksploatuojamos. Matyt, ši aplinkybė lemia tokių SC naudojimą objektų, esančių žemo korozinio aplinkos aktyvumo sąlygomis, ECP. Jei išorinės sąlygos (izoliacijos būklė, temperatūra, drėgmė, klaidžiojančios srovės) pasikeičia iki ribų, kai saugomame objekte susidaro nepriimtinas režimas, šios stotys negali atlikti savo užduoties. Norint sureguliuoti jų režimą, būtinas dažnas techninės priežiūros personalo buvimas, priešingu atveju ECP užduotis atliekama iš dalies.

SKZ charakteristikos

Visų pirma, SKZ turi būti pasirinktas pagal norminiuose dokumentuose išdėstytus reikalavimus. Ir, ko gero, šiuo atveju svarbiausias dalykas bus GOST R 51164-98. Šio dokumento priede „I“ nurodyta, kad stoties naudingumo koeficientas turi būti ne mažesnis kaip 70 proc. Pramoninio triukšmo lygis, kurį sukuria RMS, neturėtų viršyti GOST 16842 nurodytų verčių, o harmonikų lygis išėjime turi atitikti GOST 9.602.

SKZ pase paprastai nurodoma: I nominali išėjimo galia;

Efektyvumas esant vardinei išėjimo galiai.

Bendras skirtingų konstrukcijų SKZ efektyvumo pokyčio vaizdas matomas paveikslėlyje.

Kai išėjimo galia yra 0,7 vardinės, jau turėtumėte būti pasirengę, kad jūsų energijos nuostoliai bus lygūs sunaudotai naudingai energijai. Kur iššvaistoma tiek energijos?

ominiai (šiluminiai) nuostoliai transformatorių, droselių ir aktyviųjų grandinės elementų apvijose;

· energijos sąnaudos stoties valdymo grandinės darbui;

Energijos praradimas radijo spinduliuotės pavidalu; stoties išėjimo srovės pulsacijos energijos nuostoliai esant apkrovai.

Ši energija iš anodo išspinduliuojama į žemę ir neatlieka naudingo darbo. Todėl taip būtina naudoti stotis su mažu pulsacijos koeficientu, kitaip eikvojama brangi energija. Negana to, esant dideliam bangavimui ir radijo spinduliavimui, didėja elektros nuostoliai, be to, ši nenaudingai išsklaidyta energija trukdo normaliam daugelio netoliese esančių elektroninių įrenginių veikimui. Reikiama bendra galia taip pat nurodyta SKZ pase, pabandykime susidoroti su šiuo parametru. SKZ paima energiją iš elektros tinklo ir daro tai kiekvienu laiko vienetu tokiu intensyvumu, kokį mes leidome daryti su reguliavimo rankenėle stoties valdymo skydelyje. Natūralu, kad iš tinklo galima paimti energiją, kurios galia neviršija paties šio tinklo galios. O jei įtampa tinkle kinta sinusiškai, tai mūsų gebėjimas paimti energiją iš tinklo kinta sinusiškai 50 kartų per sekundę. Pavyzdžiui, tuo metu, kai tinklo įtampa eina per nulį, iš jo negalima paimti galios. Tačiau kai įtampos sinusoidas pasiekia maksimumą, šiuo metu mūsų galimybė paimti energiją iš tinklo yra maksimali. Bet kuriuo kitu metu ši galimybė yra mažesnė. Taigi paaiškėja, kad bet kuriuo metu tinklo galia skiriasi nuo jo galios kaimyniniu laiku. Šios galios vertės vadinamos momentine galia tam tikru momentu ir su tokia koncepcija yra sunku dirbti. Todėl sutarėme dėl vadinamosios efektyviosios galios sampratos, kuri nustatoma iš įsivaizduojamo proceso, kai tinklas su sinusinės įtampos pokyčiu pakeičiamas pastovios įtampos tinklu. Apskaičiavę šios pastovios įtampos reikšmę mūsų elektros tinklams, gavome 220 V – ji buvo vadinama efektyvia įtampa. O įtampos sinusoido didžiausia vertė buvo vadinama amplitudine įtampa, ir ji lygi 320 V. Analogiškai su įtampa buvo įvesta srovės efektyviosios vertės samprata. Efektyviosios įtampos vertės ir efektyvios srovės vertės sandauga vadinama visuminiu energijos suvartojimu, o jo reikšmė nurodoma RMS pase.

Stotis turi kuo efektyviau perduoti aktyviąją energiją, kad sukurtų apsauginį potencialą. Efektyvumas, su kuriuo VHC tai daro, įvertinamas efektyvumo koeficientu. Kiek energijos jis sunaudoja, priklauso nuo energijos perdavimo būdo ir veikimo režimo. Nesileidžiant į šią plačią diskusijų sritį, pasakysime tik tai, kad transformatoriai ir transformatoriai-tiristoriai SKZ pasiekė tobulėjimo ribą. Jie neturi išteklių savo darbo kokybei pagerinti. Ateitis priklauso aukšto dažnio VMS, kurios kasmet tampa patikimesnės ir lengviau prižiūrimos. Savo darbo efektyvumu ir kokybe jie jau lenkia savo pirmtakus ir turi didelį rezervą tobulėjimui.

Vartotojų savybės

Tokio įrenginio kaip SKZ vartotojo savybės yra šios:

1. Matmenys, svoris ir stiprumas. Ko gero, nereikia sakyti, kad kuo mažesnė ir lengvesnė stotis, tuo mažesnė jos transportavimo ir montavimo kaina tiek montavimo, tiek remonto metu.

2. Prižiūrimas. Galimybė greitai pakeisti stotį ar mazgą vietoje yra labai svarbi. Su vėlesniu remontu laboratorijoje, t.y. modulinis SKZ konstrukcijos principas.

3. Lengva priežiūra. Priežiūros paprastumas, be lengvo transportavimo ir remonto, mūsų nuomone, nustatomas taip:

visų būtinų indikatorių ir matavimo priemonių buvimas, galimybė nuotoliniu būdu valdyti ir stebėti SKZ veikimo režimą.

Remiantis tuo, kas išdėstyta, galima padaryti keletą išvadų ir rekomendacijų:

1. Transformatorių ir tiristorių-transformatorių stotys visais atžvilgiais yra beviltiškai pasenusios ir neatitinka šiuolaikinių reikalavimų, ypač energijos taupymo srityje.

2. Šiuolaikinėje stotyje turi būti:

· didelis efektyvumas visuose apkrovų diapazonuose;

galios koeficientas (cos I) ne mažesnis kaip 0,75 visame apkrovos diapazone;

išėjimo įtampos pulsacijos koeficientas ne didesnis kaip 2 %;

· srovės ir įtampos reguliavimo diapazonas nuo 0 iki 100 %;

lengvas, patvarus ir mažo dydžio korpusas;

· modulinis konstrukcijos principas, t.y. turi aukštą techninę priežiūrą;

· I energijos vartojimo efektyvumas.

Kiti dujotiekio katodinės apsaugos stočių reikalavimai, tokie kaip apsauga nuo perkrovų ir trumpojo jungimo; automatinis tam tikros apkrovos srovės palaikymas - ir kiti reikalavimai yra visuotinai priimti ir privalomi visiems SKZ.

SKZ – pagrindinė informacija.

Katodinės apsaugos stotis (CPS)- tai konstrukcijų kompleksas, skirtas katodinei dujotiekio poliarizacijai išorine srove.

Pagrindinis konstrukciniai elementai VHC (12.4.1 pav.) yra:

Ø nuolatinės (ištaisytos) srovės šaltinis (katodinė stotis) 5 ;

Ø anodo įžeminimas 2 palaidotas žemėje tam tikru atstumu nuo dujotiekio 1 ;

Ø jungiantys elektros linijas 3 srovės šaltinio teigiamo poliaus prijungimas prie anodo įžeminimo, o neigiamas - prie dujotiekio;

Ø dujotiekio katodo išėjimas 8 ir drenažo tašką 7 ;

Ø apsauginis įžeminimas 4 .

Paveikslas - 12.4.1. - SKZ schema

Vamzdyno potencialas, veikiamas įeinančios srovės, tampa elektronneigiamesnis, plikos dujotiekio atkarpos (vietose, kur pažeidžiama izoliacija) tampa katodiškai poliarizuotos ir, priklausomai nuo nustatyto potencialo dydžio, tampa visiškai arba iš dalies. apsaugotas nuo korozijos. Tuo pačiu metu ant anodinio įžeminimo, veikiant tekančiajai srovei, vyksta anodinės poliarizacijos procesas, kurį lydi laipsniškas anodinio įžeminimo sunaikinimas.

Šaltiniai nuolatinė srovė SC yra suskirstyti į dvi grupes. Pirmoji grupė apima tinklo keitimo įrenginius - lygintuvus, maitinamus kintamosios srovės elektros linijomis (TL). pramoninis dažnis 50 Hz su vardine įtampa nuo 0,23 iki 10 kV. Antrajai grupei priklauso autonominiai šaltiniai – nuolatinės srovės generatoriai ir elektrocheminiai elementai, gaminantys elektrą tiesiai dujotiekio trasoje šalia vietos, kur reikia įrengti CPS (vėjo generatoriai, elektros generatoriai, varomi dujų turbinomis, iš variklio). vidaus degimas, termoelektriniai generatoriai, akumuliatoriai).

Magistraliniuose dujotiekiuose plačiai naudojamos tinklo katodinės stotys su vienfaziais kintamosios srovės lygintuvais, kurių įtampa yra 127/220 V, dažnis 50 Hz. Esant kintamosios srovės maitinimo linijoms, kurių vardinė įtampa yra 0,23; 0,4; 6 ir 10 kV, tokių stočių naudojimas yra tikslingas ir ekonomiškai pagrįstas. Maitinamas iš 6 arba 10 kV elektros linijos, lygintuvas prijungiamas prie maitinimo linijos per žeminamąjį transformatorių.

Paveikslas - 12.4.2. – Supaprastinta grandinės schema tipinis neautomatinis maitinimo šaltinis SKZ

Ant pav.12.4.2. supaprastinta tipinė schema tinklo katodinė stotis su lygintuvu. Prie gnybtų prijungtas kintamosios srovės tinklas 1 ir 2 . Suvartotos elektros apskaita atliekama elektros skaitikliu 3 . Mašina 4 skirtas įjungti įrenginį ir saugiklius 5 suteikti srovės apsaugą trumpas sujungimas ir perkrovos kintamosios srovės pusėje. Nuleidžiamas transformatorius 6 maitina lygintuvą 7 , surenkamas iš atskirų lygintuvo elementų pilnos bangos tilto išlyginimo grandinėje arba pilnos bangos vienfazės lygintuvo grandinėje su nuliniu išėjimu. Apsauga nuo trumpojo jungimo ir perkrovos ištaisytos srovės grandinės pusėje užtikrinama saugikliu 9 . Įrenginio veikimo režimas valdomas ampermetru. 10 ir voltmetras 12 . Jungiamasis kabelis iš vamzdyno 11 prijungtas prie "-" gnybto, o nuo anodo įžeminimo - prie "+" gnybto. Visi instaliacijos elementai montuojami metalinėje spintelėje, rakinama pakabinama spyna.

Siekiant užtikrinti saugias eksploatavimo sąlygas, visos metalinės stoties konstrukcijos dalys yra įžemintos apsauginiu įžeminimu 8 .

Lygintuvuose yra įtaisai, skirti reguliuoti įtampą arba srovę. Daugumoje įrenginių pakopinis įtampos reguliavimas naudojamas perjungiant atskiras transformatoriaus apvijų dalis. Kai kurių tipų lygintuvuose įtampa nuolat reguliuojama naudojant autotransformatorių arba magnetinius šuntus transformatoriaus apvijose. Triac įtampos reguliavimas taip pat naudojamas pirminėje apvijoje, o tiristorius - antrinėje.

Dujotiekių, esančių klaidžiojančių srovių zonoje, katodinės apsaugos atveju neautomatinių kintamosios srovės lygintuvų darbo režimas dažniausiai parenkamas atsižvelgiant į vidutinę potencialų skirtumo „vamzdis – žemė“ reikšmę, kuri nustatoma nuo matavimo duomenis tam tikrą laikotarpį (dažniausiai vidutinę dienos vertę) ir neatmeta emisijos potencialo į anodo ar katodo sritį. Norint slopinti anodo viršįtampius, lygintuvas turi būti nustatytas į per didelės apsaugos režimą. Gilioji katodinė poliarizacija sukelia pernelyg didelį elektros energijos suvartojimą, izoliacinės dangos lupimąsi ir įtrūkimus, metalo paviršiaus hidrinimą (dėl intensyvaus vandenilio išsiskyrimo ant katodo). Toks dujotiekių potencialų pasikeitimo pobūdis lemia poreikį kurti automatinės stotys katodinė apsauga, kuri turi išlaikyti potencialą apsauginiame diapazone su minimaliomis elektros sąnaudomis ir maksimaliu naudojimu apsaugines savybes klajojančios srovės. SKZ sudaro prietaisai, skirti nustatyti potencialo skirtumo vertę (vairavimo įtaisai), prietaisai, skirti matuoti tikrąjį potencialų skirtumą (matavimo prietaisai su stacionariais etaloniniais elektrodais), galios stiprintuvai, vykdomieji organai kurie keičia srovės stiprumą RMS grandinėje.

Elektrocheminė apsauga nuo korozijos susideda iš katodinės ir drenažo apsaugos. Vamzdynų katodinė apsauga atliekama dviem pagrindiniais būdais: naudojant metalines anodo apsaugas (galvaninis katodinis metodas) ir naudojant išorinius nuolatinės srovės šaltinius, kurių minusas yra prijungtas prie vamzdžio, o pliusas - anodo įžeminimas (elektrinis). metodas).

Ryžiai. 1. Katodinės apsaugos veikimo principas

Galvaninė apsauga nuo korozijos

Akivaizdžiausias būdas įgyvendinti elektrocheminę metalinės konstrukcijos, tiesiogiai besiliečiančios su elektrolitine aplinka, apsaugą yra galvaninės apsaugos metodas, pagrįstas tuo, kad skirtingi metalai elektrolite turi skirtingą elektrodų potencialą. Taigi, jei sudarysite galvaninę dviejų metalų porą ir įdėsite juos į elektrolitą, tada metalas, turintis didesnį neigiamą potencialą, taps apsauginiu anodu ir bus sunaikintas, apsaugodamas metalą su mažesniu neigiamu potencialu. Apsaugos priemonės iš esmės yra nešiojamieji elektros energijos šaltiniai.

Magnis, aliuminis ir cinkas naudojami kaip pagrindinės medžiagos apsaugai gaminti. Palyginus magnio, aliuminio ir cinko savybes, matyti, kad iš nagrinėjamų elementų magnis turi didžiausią elektrovaros jėgą. Tuo pačiu metu viena iš svarbiausių praktinių apsauginių savybių yra efektyvumo koeficientas, parodantis, kokia protektoriaus masės dalis naudojama naudingumui gauti. elektros energija grandinėje. K.P.D. apsaugos iš magnio ir magnio lydiniai, retai viršija 50 % c, priešingai nei Zn ir Al pagrindu pagamintos apsaugos. 90% ar daugiau.

Ryžiai. 2. Magnio apsaugų pavyzdžiai

Paprastai apsauginiai įrenginiai naudojami vamzdynų, neturinčių elektrinių kontaktų su gretimomis išplėstinėmis komunikacijomis, atskirų vamzdynų atkarpų, taip pat rezervuarų, plieninių apsauginių korpusų (kasečių), požeminių rezervuarų ir rezervuarų, plieninių atramų ir polių, katodinei apsaugai. kiti koncentruoti objektai.

Tuo pačiu metu protektoriaus blokai yra labai jautrūs jų išdėstymo ir konfigūracijos klaidoms. Neteisingai pasirinkus arba įdėjus protektoriaus nustatymus staigus nuosmukis jų efektyvumą.

Katodinė apsauga nuo korozijos

Labiausiai paplitęs požeminių metalinių konstrukcijų elektrocheminės apsaugos nuo korozijos būdas yra katodinė apsauga, atliekama apsaugoto metalinio paviršiaus katodine poliarizacija. Praktiškai tai įgyvendinama jungiant apsaugotą vamzdyną prie išorinio nuolatinės srovės šaltinio neigiamo poliaus, vadinamo katodinės apsaugos stotimi. Šaltinio teigiamas polius kabeliu sujungtas su išoriniu papildomu elektrodu, pagamintu iš metalo, grafito arba laidžios gumos. Šis išorinis elektrodas dedamas į tą pačią korozinę aplinką, kaip ir saugomas objektas, požeminių lauko vamzdynų atveju – dirvožemyje. Taigi susidaro uždara elektros grandinė: papildomas išorinis elektrodas - grunto elektrolitas - vamzdynas - katodo kabelis - nuolatinės srovės šaltinis - anodinis kabelis. Kaip šios elektros grandinės dalis, vamzdynas yra katodas, o papildomas išorinis elektrodas, prijungtas prie teigiamo nuolatinės srovės šaltinio poliaus, tampa anodu. Šis elektrodas vadinamas anodo įžeminimu. Prie dujotiekio prijungto srovės šaltinio neigiamo krūvio polius, esant išoriniam anodo įžeminimui, katodiškai poliarizuoja vamzdyną, o anodo ir katodo sekcijų potencialas praktiškai išlyginamas.

Taigi katodinės apsaugos sistema susideda iš saugomos konstrukcijos, nuolatinės srovės šaltinio (katodinės apsaugos stoties), anodo įžeminimo, jungiamųjų anodo ir katodo linijų, juos supančios elektrai laidžios terpės (grunto), taip pat stebėjimo sistemos elementų – valdymo ir matavimo taškai.

Drenažo apsauga nuo korozijos

Vamzdynų drenažo apsauga nuo korozijos, kurią sukelia klajojančios srovės, vykdoma nukreipiant šias sroves šalinant į šaltinį arba į žemę. Drenažo apsaugos įrengimas gali būti kelių tipų: molinis, tiesus, poliarizuotas ir sustiprintas drenažas.

Ryžiai. 3. Drenažo apsaugos stotis

Žemės drenažas atliekamas įžeminant vamzdynus papildomais elektrodais jų anodinių zonų vietose, tiesioginis drenažas - sukuriant elektros trumpiklį tarp dujotiekio ir neigiamo klaidžiojančios srovės šaltinio poliaus, pavyzdžiui, elektrifikuoto bėgių tinklo. geležinkelis. Poliarizuotas drenažas, skirtingai nei tiesioginis drenažas, turi tik vienpusį laidumą, todėl atsiradus teigiamam potencialui ant bėgių, drenažas automatiškai išsijungia. Sustiprintame drenaže į grandinę papildomai įtrauktas srovės keitiklis, kuris leidžia padidinti drenažo srovę.