Система автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты. Система содержит ведущую и ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями, корректируемые задатчики величины защитного потенциала, электроды сравнения, удаленные точки измерения потенциалов, линии связи, корректирующие сумматоры, блоки сравнения, датчики нагрузки силового модуля, нормирующие усилители, задатчики нижнего и верхнего допустимого уровня защитного потенциала ведомых станций катодной защиты и удаленных точек, компараторы нижнего и верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала, задатчики максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля ведомых станций катодной защиты, элементы логического сложения, задатчики потенциалов удаленных точек измерения защитных потенциалов и блоки сравнения потенциалов ведущей станции катодной защиты. Технический результат - повышение эффективности защиты газопровода от коррозии посредством устранения автоколебаний защитного потенциала путем контроля предельных значений защитного потенциала на ведомых станциях и удаленных точках измерения защитных потенциалов и формирования управляющих воздействий с включением линии связи лишь на период времени фиксации выхода защитного потенциала за установленные предельные значения. 1 ил.

 

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для автоматической коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты.

Известна система катодной защиты, которая содержит трансформатор, выпрямитель, плюсовая клемма которого подсоединена к анодному заземлителю, два кремниевых вентиля, два регулируемых сопротивления, причем минусовая клемма выпрямителя подсоединена к общей точке соединенных между собой катодов кремниевых вентилей, аноды которых подсоединены к каждому из защищаемых сооружений через регулируемые балластные сопротивления (Патент РФ №2151218, кл. G23F 13/00, 2003).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность катодной защиты при воздействии внешних электрических полей в грунте от различных источников, способствующих протеканию токов и возрастанию коррозии.

Известно устройство катодной защиты от коррозии, содержащее трансформатор, выпрямитель, электрод сравнения, задатчик величины начального защитного потенциала, блок коррекции потенциала (Патент РФ №2394943, кл. C23F 13/02, 2010).

Недостатком устройства является низкая эффективность защиты трубопроводов от коррозии ввиду возможных отклонений значений защитного потенциала по длине трубопровода, приводящих к нарушению процесса коррозионной защиты и выходу величины защитного потенциала за допустимые пределы.

Известна система автоматической коррекции работы станций катодной защиты, содержащая первую и вторую ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями, корректируемые задатчики величины начального защитного потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения первой и второй удаленных точек и задатчики потенциалов, соединенные с входами блоков сравнения потенциала удаленных точек, и линию связи (Патент РФ №2465570, кл. G01N 17/02, 27.10.2012).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность катодной защиты при воздействии внешних нестационарных электрических полей ввиду нестабильности поддержания значений защитного потенциала по длине газопровода и в удаленных точках и неравномерности загрузки станций катодной защиты при работе на единый газопровод для компенсации воздействия внешних нестационарных электрических полей от различных источников.

Наиболее близким является адаптивная система автоматической коррекции работы станций катодной защиты, содержащая первую и вторую ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями, корректируемые задатчики величины начального защитного потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения первой и второй удаленных точек и задатчики потенциалов соединены с входами блоков сравнения потенциала удаленных точек, линию связи, ведущую станцию катодной защиты, включающую первый, второй и третий корректирующие сумматоры, корректор, задатчик величины начального защитного потенциала ведущей станции катодной защиты, блок сравнения, силовой модуль, датчик нагрузки силового модуля, электрод сравнения, первый, второй, третий и четвертый нормирующие усилители потенциала удаленных точек, пятый и шестой нормирующие усилители потенциала ведомых станций катодной защиты, седьмой и восьмой нормирующие усилители потенциала ведущей станции катодной защиты, девятый и десятый нормирующие усилители датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты, одиннадцатый и двенадцатый нормирующие усилители датчиков нагрузки силовых модулей ведомых станций катодной защиты, первую и вторую ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями дополнительно введены первые и вторые корректоры, блоки сравнения и датчики нагрузки управляемых силовых модулей первой и второй ведомых станций катодной защиты (Патент РФ №2621882, кл. G01N 17/02, 07.06.2017).

Недостатком известного устройства является наличие автоколебаний защитного потенциала в процессе управления группой удаленных станций катодной защиты и повышенные расходы на обеспечение непрерывной связи ведущей станции катодной защиты с удаленными ведомыми станциями катодной защиты и удаленными точками измерения защитных потенциалов, что снижает эффективность защиты от коррозии при работе на единый газопровод.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты газопровода от коррозии посредством устранения автоколебаний защитного потенциала путем контроля нижнего и верхнего предельных значений защитного потенциала на удаленных ведомых станциях катодной защиты и удаленных точках измерения защитных потенциалов и формирования управляющих воздействий с включением линии связи лишь на период времени фиксации выхода защитного потенциала за установленные предельные значения и времени коррекции защитного потенциала по длине газопровода.

Поставленная цель достигается тем, что в систему автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты, содержащую первую и вторую ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями, корректируемые задатчики величины начального защитного потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения первой и второй удаленных точек, линии связи, ведущую станцию катодной защиты, включающую первый, второй и третий корректирующие сумматоры, корректор, задатчик величины начального защитного потенциала, блок сравнения, силовой модуль, датчик нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты, электрод сравнения, первый, второй, третий и четвертый нормирующие усилители потенциала удаленных точек, пятый и шестой нормирующие усилители потенциала ведомых станций катодной защиты, седьмой и восьмой нормирующие усилители потенциала ведущей станции катодной защиты, девятый и десятый нормирующие усилители датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты, одиннадцатый и двенадцатый нормирующие усилители датчиков нагрузки силовых модулей ведомых станций катодной защиты, ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями содержат первые и вторые корректоры, блоки сравнения и датчики нагрузки управляемых силовых модулей первой и второй ведомых станций катодной защиты, выходы управляемых силовых модулей первой и второй ведомых станций катодной защиты через датчики нагрузки и линии связи соединены с входами одиннадцатого и двенадцатого нормирующего усилителей датчиков нагрузки силовых модулей ведомых станций катодной защиты соответственно, выходы электродов сравнения первой и второй ведомых станций катодной защиты соединены со вторыми входами блоков сравнения и через линию связи с пятым и шестым нормирующими усилителями потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты соответственно, первые входы блоков сравнения через корректируемые задатчики величины начального защитного потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты, первый и второй корректоры и линию связи соединены с выходами второго и третьего корректирующих сумматоров соответственно, выходы блоков сравнения соединены с управляющими входами управляемых силовых модулей первой и второй ведомых станций катодной защиты соответственно, выход силового модуля ведущей станции катодной защиты через датчик нагрузки соединен с девятым и десятым нормирующими усилителями датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты, выход электрода сравнения ведущей станции катодной защиты соединен с седьмым и восьмым нормирующими усилителями потенциала и со вторым входом блока сравнения, первый вход которого через задатчик величины начального защитного потенциала и корректор соединен с выходом первого корректирующего сумматора, а выход - с управляющим входом силового модуля ведущей станции катодной защиты, выходы первого и третьего нормирующих усилителей потенциала удаленных точек, пятого и шестого нормирующих усилителей потенциала ведомых станций катодной защиты, одиннадцатого и двенадцатого нормирующих усилителей датчиков нагрузки силовых модулей ведомых станций катодной защиты соединены с входами первого корректирующего сумматора ведущей станции катодной защиты, выходы второго нормирующего усилителя потенциала удаленной точки, девятого нормирующего усилителя датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты и седьмого нормирующего усилителя потенциала ведущей станции катодной защиты соединены с входами второго корректирующего сумматора ведущей станции катодной защиты, выходы четвертого нормирующего усилителя потенциала удаленной точки, десятого нормирующего усилителя датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты и восьмого нормирующего усилителя потенциала ведущей станции катодной защиты соединены с входами третьего корректирующего сумматора ведущей станции катодной защиты, дополнительно введены в первую и вторую ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями задатчик нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, задатчик верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, компаратор нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, компаратор верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, задатчик максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля ведомых станций катодной защиты, компаратор максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля первой и второй ведомых станций катодной защиты и элемент логического сложения первой и второй ведомых станций катодной защиты, в первую и вторую удаленные точки измерения защитных потенциалов дополнительно введены задатчик нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, задатчик верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, компаратор нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, компаратор верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов и элемент логического сложения первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов, в ведущую станцию катодной защиты дополнительно введены задатчики потенциалов первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов и блоки сравнения потенциалов первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов, причем в ведущей станции катодной защиты первый вход блока сравнения потенциалов первой удаленной точки измерения защитного потенциала соединен с выходом задатчика потенциалов первой удаленной точки измерения защитного потенциала, второй вход через линию связи соединен с электродом сравнения первой удаленной точки, а выход соединен с входами первого и второго нормирующих усилителей потенциала удаленных точек, первый вход блока сравнения потенциалов второй удаленной точки измерения защитного потенциала соединен с выходом задатчика потенциалов второй удаленной точки измерения защитного потенциала, второй вход через линию связи соединен с электродом сравнения второй удаленной точки, а выход соединен с входами третьего и четвертого нормирующих усилителей потенциала удаленных точек, в первой и второй ведомых станциях катодной защиты с управляемыми силовыми модулями, выход задатчика нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с первым входам компаратора нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход которого соединен с выходом электрода сравнения, а выход с входом элемента логического сложения первой и второй ведомых станций катодной защиты, выход задатчика верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с первым входам компаратора верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход которого соединен с выходом электрода сравнения, а выход с входом элемента логического сложения первой и второй ведомых станций катодной защиты, выход задатчика максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля соединен с первым входам компаратора максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля, а выход с входом элемента логического сложения первой и второй ведомых станций катодной защиты, выход элемента логического сложения соединен с управляющим входом линии связи первой и второй ведомых станций катодной защиты соответственно, в первой и второй удаленных точках измерения защитных потенциалов первый вход компаратора нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с выходом задатчика нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход соединен с выходом электрода сравнения, а выход соединен с входом элемента логического сложения первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов, первый вход компаратора верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с выходом задатчика верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход соединен с выходом электрода сравнения, а выход соединен с входом элемента логического сложения первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов, выход элемента логического сложения соединен с управляющим входом линии связи первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов соответственно.

На чертеже представлена структурная схема системы автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты.

Система автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты, содержит первую 1 и вторую 2 ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями 3, корректируемые задатчики 4 величины начального защитного потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения 5 первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения 6 первой 7 и второй 8 удаленных точек, линии связи 9, ведущую 10 станцию катодной защиты, включающую первый 11, второй 12 и третий 13 корректирующие сумматоры, корректор 14, задатчик величины начального защитного потенциала 15, блок сравнения 16, силовой модуль 17, датчик нагрузки силового модуля 18 ведущей станции катодной защиты, электрод сравнения 19, первый 20, второй 21, третий 22 и четвертый 23 нормирующие усилители потенциала удаленных точек, пятый 24 и шестой 25 нормирующие усилители потенциала ведомых станций катодной защиты, седьмой 26 и восьмой 27 нормирующие усилители потенциала ведущей станции катодной защиты, девятый 28 и десятый 29 нормирующие усилители датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты, одиннадцатый 30 и двенадцатый 31 нормирующие усилители датчиков нагрузки силовых модулей ведомых станций катодной защиты, ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями содержат первые 32 и вторые 33 корректоры, блоки сравнения 34 и датчики нагрузки 35 управляемых силовых 3 модулей первой и второй ведомых станций катодной защиты, задатчик нижнего 36 допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, задатчик верхнего 37 допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, компаратор нижнего 38 допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, компаратор верхнего 39 допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, задатчик максимально допустимого уровня нагрузки 40 управляемого силового модуля 3 ведомых станций катодной защиты, компаратор максимально допустимого уровня нагрузки 41 управляемого силового модуля 3 первой и второй ведомых станций катодной защиты, элемент 42 логического сложения первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты, задатчик нижнего 43 допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, задатчик верхнего 44 допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, компаратор нижнего 45 допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, компаратор верхнего 46 допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, элемент 47 логического сложения первой 7 и второй 8 удаленных точек измерения защитных потенциалов, задатчики потенциалов 48 и 49 и блоки сравнения потенциалов 50 и 51 первой 7 и второй 8 удаленных точек измерения защитных потенциалов ведущей 10 станции катодной защиты.

Выходы управляемых силовых модулей 3 первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты через датчики нагрузки 35 и линии связи 9 соединены с входами одиннадцатого 30 и двенадцатого 31 нормирующего усилителей датчиков нагрузки 35 силовых модулей 3 ведомых станций катодной защиты соответственно, выходы электродов сравнения 5 первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты соединены со вторыми входами блоков сравнения 34 и через линию связи 9 с пятым 24 и шестым 25 нормирующими усилителями потенциала первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты соответственно, первые входы блоков сравнения 34 через корректируемые задатчики 4 величины начального защитного потенциала первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты, первый 32 и второй 33 корректоры и линию связи 9 соединены с выходами второго 12 и третьего 13 корректирующих сумматоров соответственно, выходы блоков сравнения 34 соединены с управляющими входами управляемых силовых модулей 3 первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты соответственно, выход силового модуля 17 ведущей 10 станции катодной защиты через датчик нагрузки 18 соединен с девятым 28 и десятым 29 нормирующими усилителями датчика нагрузки 18 силового модуля 17 ведущей 10 станции катодной защиты, выход электрода сравнения 19 ведущей 10 станции катодной защиты соединен с седьмым 26 и восьмым 27 нормирующими усилителями потенциала и со вторым входом блока сравнения 16, первый вход которого через задатчик величины начального защитного потенциала 15 и корректор 14 соединен с выходом первого 11 корректирующего сумматора, а выход - с управляющим входом силового модуля 17 ведущей 10 станции катодной защиты, выходы первого 20 и третьего 22 нормирующих усилителей потенциала удаленных точек, пятого 24 и шестого 25 нормирующих усилителей потенциала ведомых станций катодной защиты, одиннадцатого 30 и двенадцатого 32 нормирующих усилителей датчиков нагрузки 35 силовых модулей 3 ведомых станций катодной защиты соединены с входами первого 11 корректирующего сумматора ведущей 10 станции катодной защиты, выходы второго 21 нормирующего усилителя потенциала удаленной точки, девятого 28 нормирующего усилителя датчика нагрузки 18 силового модуля 17 ведущей 10 станции катодной защиты и седьмого 26 нормирующего усилителя потенциала ведущей 10 станции катодной защиты соединены с входами второго 12 корректирующего сумматора ведущей 10 станции катодной защиты, выходы четвертого 23 нормирующего усилителя потенциала удаленной точки, десятого 29 нормирующего усилителя датчика нагрузки 18 силового модуля 17 ведущей 10 станции катодной защиты и восьмого 27 нормирующего усилителя потенциала ведущей 10 станции катодной защиты соединены с входами третьего 13 корректирующего сумматора ведущей 10 станции катодной защиты, в ведущей 10 станции катодной защиты первый вход блока сравнения потенциалов 50 первой 7 удаленной точки измерения защитного потенциала соединен с выходом задатчика потенциалов 48 первой удаленной точки измерения защитного потенциала, второй вход через линию связи 9 соединен с электродом сравнения 6 первой удаленной точки, а выход соединен с входами первого 20 и второго нормирующих усилителей потенциала удаленных точек, первый вход блока сравнения потенциалов 51 второй 8 удаленной точки измерения защитного потенциала соединен с выходом задатчика потенциалов 49 второй удаленной точки измерения защитного потенциала, второй вход через линию связи 9 соединен с электродом сравнения 6 второй удаленной точки, а выход соединен с входами третьего 22 и четвертого 23 нормирующих усилителей потенциала удаленных точек, в первой 1 и второй 2 ведомых станциях катодной защиты с управляемыми силовыми модулями 3, выход задатчика нижнего 36 допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с первым входам компаратора нижнего 38 допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход которого соединен с выходом электрода сравнения 5, а выход с входом элемента 42 логического сложения первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты, выход задатчика верхнего 37 допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с первым входам компаратора верхнего 39 допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход которого соединен с выходом электрода сравнения 5, а выход с входом элемента 42 логического сложения первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты, выход задатчика максимально допустимого уровня нагрузки 40 управляемого силового модуля 3 соединен с первым входам компаратора максимально допустимого уровня нагрузки 41 управляемого силового модуля 3, а выход с входом элемента 42 логического сложения первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты, выход элемента 42 логического сложения соединен с управляющим входом линии связи 9 первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты соответственно, в первой 7 и второй 8 удаленных точках измерения защитных потенциалов, первый вход компаратора нижнего 45 допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с выходом задатчика нижнего 43 допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход соединен с выходом электрода сравнения 6, а выход соединен с входом элемента 47 логического сложения первой 7 и второй 8 удаленных точек измерения защитных потенциалов, первый вход компаратора верхнего 46 допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с выходом задатчика верхнего 44 допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход соединен с выходом электрода сравнения 6, а выход соединен с входом элемента 47 логического сложения первой 7 и второй 8 удаленных точек измерения защитных потенциалов, выход элемента 47 логического сложения соединен с управляющим входом линии связи 9 первой 7 и второй 8 удаленных точек измерения защитных потенциалов соответственно.

Система автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты работает следующим образом.

Ведущая 10, первая 1 и вторая 2 ведомые станции катодной защиты формируют защитный потенциал по длине защищаемого газопровода.

Величины защитного потенциала изначально задаются задатчиком величины начального защитного потенциала 15 ведущей станцией катодной защиты и корректируемыми задатчиками 4 величины начального защитного потенциала первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты. Эти значения сравниваются на блоке сравнения 16 ведущей 10 станции и блоках сравнения 34 первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты со значениями от электродов сравнения 19 ведущей 10 и электродов сравнения 6 и первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты соответственно.

Сигналы с выходов блоков сравнения подаются на соответствующие силовые блоки, чем поддерживается заданное значение защитного потенциала на газопроводе при отсутствии воздействия внешних нестационарных электрических полей от различных источников.

При этом величина защитного потенциала на первой 1 и второй 2 ведомых станциях катодной защиты находится в допускаемых пределах, устанавливаемых посредством задатчиков нижнего 36 и верхнего 37 допустимых уровней величины защитного потенциала первой 1 и второй 2 ведомых станций катодной защиты. Величина защитного потенциала на первой 7 и второй 8 удаленных точках также находится в допускаемых пределах, устанавливаемых посредством задатчиков нижнего 43 и верхнего 44 допустимых уровней величины защитного потенциала первой 7 и второй 8 удаленных точек измерения защитных потенциалов. При этом линии связи 9 отключены, ведомые станции катодной защиты работают автономно и стабильно поддерживают величину защитного потенциала в допустимых пределах. Автоколебания величины защитного потенциала и расходы на связь отсутствуют.

При проявлении воздействия внешних нестационарных электрических полей от различных источников в районе пролегания газопровода значения защитных потенциалов по его длине отклоняются от заданных величин.

При снижении величины защитного потенциала первой 7 удаленной точки ниже значения, установленного задатчиком нижнего 43 допустимого уровня величины защитного потенциала, компаратор нижнего 45 допустимого уровня величины защитного потенциала срабатывает, и сигнал с его выхода через элемент 47 логического сложения поступает на управляющий вход линии связи 9. Линия связи 9 включается и соединяет первую 7 удаленную точку со вторым входом блока сравнения потенциалов 50 ведущей станции 10, где сравнивается с заданным значением, определяемым задатчиком потенциала 48. В результате на выходе блока сравнения потенциалов 50 первой 7 удаленной точки измерения защитных потенциалов формируется сигнал рассогласования, который посредством второго 21 нормирующего усилителя через второй 12 корректирующий сумматор, линию связи 9 и первый 32 корректор корректирует значение корректируемого задатчика 4 величины начального защитного потенциала. На блоке сравнения 34 формируется сигнал, который посредством управляемого силового 3 модуля первой 1 ведомой станции корректирует величину защитного потенциала. Также сигнал с выхода блока сравнения потенциалов 50 первой 7 удаленной точки измерения защитных потенциалов поступает через первый 20 нормирующий усилитель, первый 11 корректирующий сумматор и корректор 14 на задатчик величины начального защитного потенциала 15 ведущей станции 10. В результате на блоке сравнения 16 формируется сигнал, который посредством управляемого силового 17 модуля ведущей 10 станции корректирует величину защитного потенциала.

В результате при снижении величины защитного потенциала на первой 7 удаленной точки ниже допустимого значения его коррекция проводится первой 1 удаленной и ведущей 10 станциями катодной защиты.

При увеличении защитного потенциала первой 7 удаленной точки под действием возмущений выше значения, установленного задатчиком верхнего 44 допустимого уровня величины защитного потенциала, компаратор верхнего 46 допустимого уровня величины защитного потенциала срабатывает, и сигнал с его выхода через элемент 47 логического сложения поступает на управляющий вход линии связи 9. Линия связи 9 включается и соединяет первую 7 удаленную точку со вторым входом блока сравнения потенциалов 50 ведущей станции 10, где сравнивается с заданным значением, определяемым задатчиком потенциала 48. В результате на выходе блока сравнения потенциалов 50 первой 7 удаленной точки измерения защитных потенциалов формируется сигнал рассогласования, который посредством второго 21 нормирующего усилителя через второй 12 корректирующий сумматор, линию связи 9 и первый 32 корректор корректирует значение корректируемого задатчика 4 величины начального защитного потенциала. На блоке сравнения 34 формируется сигнал, который посредством управляемого силового 3 модуля первой 1 ведомой станции корректирует величину защитного потенциала. Также сигнал с выхода блока сравнения потенциалов 50 первой 7 удаленной точки измерения защитных потенциалов поступает через первый 20 нормирующий усилитель, первый 11 корректирующий сумматор и корректор 14 на задатчик величины начального защитного потенциала 15 ведущей станции 10. На блоке сравнения 16 формируется сигнал, который посредством управляемого силового 17 модуля ведущей 10 станции корректирует величину защитного потенциала.

В результате при повышении защитного потенциала на первой 7 удаленной точки выше допустимого значения его коррекция проводится первой 1 удаленной и ведущей 10 станциями катодной защиты.

Аналогично при снижении или повышении величины защитного потенциала второй 8 удаленной точки за пределы, установленные задатчиками нижнего 43 и верхнего 44 допустимых уровней величины защитного потенциала, компаратор нижнего 45 и верхнего 46 допустимых уровней величины защитного потенциала срабатывает, и сигнал через элемент 47 логического сложения поступает на управляющий вход линии связи 9. Линия связи 9 включается и соединяет вторую 8 удаленную точку со вторым входом блока сравнения потенциалов 51 ведущей станции 10, где сравнивается с заданным значением, определяемым задатчиком потенциала 49 второй 8 удаленной точки измерения защитных потенциалов. В результате на выходе блока сравнения потенциалов 51 второй 8 удаленной точки измерения защитных потенциалов формируется сигнал рассогласования, который посредством четвертого 23 нормирующего усилителя через третий 13 корректирующий сумматор, линию связи 9 и второй 33 корректор корректирует значение корректируемого задатчика 4 величины начального защитного потенциала. На блоке сравнения 34 формируется сигнал, который посредством управляемого силового 3 модуля второй 2 ведомой станции корректирует величину защитного потенциала. Так же сигнал с выхода блока сравнения потенциалов 51 второй 8 удаленной точки измерения защитных потенциалов поступает через третий 22 нормирующий усилитель, первый 11 корректирующий сумматор и корректор 14 на задатчик величины начального защитного потенциала 15 ведущей станции 10. В результате на блоке сравнения 16 формируется сигнал, который посредством управляемого силового 17 модуля ведущей 10 станции корректирует величину защитного потенциала.

В результате при снижении или увеличении величины защитного потенциала на второй 8 удаленной точке за установленные пределы его коррекция проводится второй 2 удаленной и ведущей 10 станциями катодной защиты.

При снижении или повышении величины защитного потенциала на первой 1 или второй 2 ведомой станции катодной защиты и выхода его значения за установленные задатчиком нижнего 36 или верхнего 37 допустимого уровня величины защитного потенциала, срабатывает компаратор нижнего 38 или верхнего 39 допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты и сигнал через элемент 42 логического сложения поступает на управляющий вход линии связи 9. Линия связи 9 включается и соединяет электроды сравнения 5 первой 1 или второй 2 ведомых станций катодной защиты через пятый 24 или шестой 25 нормирующие усилители потенциала ведомых станций катодной защиты соответственно с первым 11 корректирующим сумматором.

В результате на выходе первого 11 корректирующего сумматора происходит изменение величины сигнала, и корректор 14 корректирует величину задания задатчика величины начального защитного потенциала 15, которое на блоке сравнения 16 сравнивается с текущим значением защитного потенциала от электрода сравнения 19. На выходе блока сравнения 16 формируется сигнал рассогласования, управляющий силовым модулем 17 ведущей 10 станции катодной защиты, компенсируя тем самым возникающие возмущения защитного потенциала.

При изменении защитного потенциала ведущей 10 станции катодной защиты, сигнал с электрода сравнения 19 через седьмой 26 нормирующий усилитель потенциала подается на второй 12 корректирующий сумматор, с выхода которого через линию связи 9, первый 32 корректор, корректируемый задатчик 4 величины начального защитного потенциала первой 1 ведомой станции катодной защиты, блок сравнения 34 подается на управляемый силовой модуль 3 первой 1 ведомой станции катодной защиты. В результате корректируется работа первой 1 ведомой станции катодной защиты для поддержания защитного потенциала в заданных пределах.

Аналогично для второй 2 ведомой станции катодной защиты сигнал с электрода сравнения 19 через восьмой 27 нормирующий усилитель потенциала подается на третий 13 корректирующий сумматор, с выхода которого через линию связи 9, второй 33 корректор, корректируемый задатчик 4 величины начального защитного потенциала второй 2 ведомой станции катодной защиты, блок сравнения 34 подается на управляемый силовой модуль 3 второй 2 ведомой станции катодной защиты. В результате корректируется работа второй 2 ведомой станции катодной защиты для поддержания защитного потенциала в заданных пределах.

Для организации равномерной загрузки станций катодной защиты, работающих на единый протяженный газопровод, и компенсации возможных перегрузок, на каждой станции имеются датчики нагрузки силовых модулей.

При перегрузке силового модуля 3 первой 1 ведомой станции катодной защиты сигнал с датчика нагрузки 35 подается на второй вход компаратора максимально допустимого уровня нагрузки 41 управляемого силового модуля 3. На первый вход компаратора максимально допустимого уровня нагрузки 41 подается сигнал с задатчик максимально допустимого уровня нагрузки 40 управляемого силового модуля 3 и при превышении максимально допустимого уровня нагрузки на компараторе 41 формируется сигнал, который через и элемент 42 логического сложения первой 1 ведомой станций катодной защиты включает линию связи 9, соединяя выход датчика нагрузки 35 первой 1 ведомой станций катодной защиты через одиннадцатый 30 нормирующий усилитель с первым 11 корректирующим сумматором.

При перегрузке силового модуля 3 второй 2 ведомой станции катодной защиты аналогично сигнал с датчика нагрузки 35 подается на второй вход компаратора максимально допустимого уровня нагрузки 41, на первый вход которого подается сигнал с задатчика максимально допустимого уровня нагрузки 40 управляемого силового модуля 3. При превышении максимально допустимого уровня нагрузки на компараторе 41 формируется сигнал, который через и элемент 42 логического сложения второй 2 ведомой станций катодной защиты включает линию связи 9, соединяя выход датчика нагрузки 35 второй 2 ведомой станций катодной защиты через двенадцатый 31 нормирующий усилитель с первым 11 корректирующим сумматором.

В результате на выходе первого 11 корректирующего сумматора произойдет коррекция сигнала, который через корректор 14, задатчик величины начального защитного потенциала 15 и блок сравнения 16 приведет к изменению режима работы силового модуля 17 ведущей 10 станции катодной защиты. При этом часть нагрузки первой 1 или второй 2 ведомых станций катодной защиты перераспределится на ведущую 10 станцию катодной защиты. При снижении нагрузки на первой 1 и второй 2 ведомых станциях катодной защиты происходит аналогичное перераспределение на ведущую 10 станцию катодной защиты.

Величина нагрузки силового модуля 17 ведущей 10 станции катодной защиты через девятый 28 и десятый 29 нормирующие усилители передается с датчика нагрузки 18 силового модуля ведущей 10 станции катодной защиты на второй 12 и третий 13 корректирующие сумматоры соответственно, и далее через первый 32 и второй 33 корректоры на корректируемые задатчики 4, блоки сравнения 34 и управляемые силовые модули 3.

В результате происходит выравнивание нагрузки силовых модулей ведущей и ведомых станций катодной защиты, работающих на единый протяженный газопровод. Величина вклада ведущей и ведомых станций катодной защиты в процесс регулирования защитных потенциалов по длине газопровода и нагрузки силовых модулей определяется настройкой нормирующих усилителей системы автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты.

Таким образом, система автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты обеспечивает повышение эффективности защиты газопровода от коррозии посредством устранения автоколебаний защитного потенциала путем контроля нижнего и верхнего предельных значений защитного потенциала на удаленных ведомых станциях катодной защиты и удаленных точках измерения защитных потенциалов и формирования управляющих воздействий с включением линии связи лишь на период времени фиксации выхода защитного потенциала за установленные предельные значения и времени коррекции защитного потенциала по длине газопровода.

Система автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты, содержащая ведущую, первую и вторую ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями, корректируемые задатчики величины начального защитного потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения первой и второй ведомых станций катодной защиты, электроды сравнения первой и второй удаленных точек, линии связи, ведущую станцию катодной защиты, включающую первый, второй и третий корректирующие сумматоры, корректор, задатчик величины начального защитного потенциала, блок сравнения, силовой модуль, датчик нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты, электрод сравнения, первый, второй, третий и четвертый нормирующие усилители потенциала удаленных точек, пятый и шестой нормирующие усилители потенциала ведомых станций катодной защиты, седьмой и восьмой нормирующие усилители потенциала ведущей станции катодной защиты, девятый и десятый нормирующие усилители датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты, одиннадцатый и двенадцатый нормирующие усилители датчиков нагрузки силовых модулей ведомых станций катодной защиты, ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями содержат первые и вторые корректоры, блоки сравнения и датчики нагрузки управляемых силовых модулей первой и второй ведомых станций катодной защиты, выходы управляемых силовых модулей первой и второй ведомых станций катодной защиты через датчики нагрузки и линии связи соединены с входами одиннадцатого и двенадцатого нормирующего усилителей датчиков нагрузки силовых модулей ведомых станций катодной защиты соответственно, выходы электродов сравнения первой и второй ведомых станций катодной защиты соединены со вторыми входами блоков сравнения и через линию связи с пятым и шестым нормирующими усилителями потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты соответственно, первые входы блоков сравнения через корректируемые задатчики величины начального защитного потенциала первой и второй ведомых станций катодной защиты, первый и второй корректоры и линию связи соединены с выходами второго и третьего корректирующих сумматоров соответственно, выходы блоков сравнения соединены с управляющими входами управляемых силовых модулей первой и второй ведомых станций катодной защиты соответственно, выход силового модуля ведущей станции катодной защиты через датчик нагрузки соединен с девятым и десятым нормирующими усилителями датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты, выход электрода сравнения ведущей станции катодной защиты соединен с седьмым и восьмым нормирующими усилителями потенциала и со вторым входом блока сравнения, первый вход которого через задатчик величины начального защитного потенциала и корректор соединен с выходом первого корректирующего сумматора, а выход - с управляющим входом силового модуля ведущей станции катодной защиты, выходы первого и третьего нормирующих усилителей потенциала удаленных точек, пятого и шестого нормирующих усилителей потенциала ведомых станций катодной защиты, одиннадцатого и двенадцатого нормирующих усилителей датчиков нагрузки силовых модулей ведомых станций катодной защиты соединены с входами первого корректирующего сумматора ведущей станции катодной защиты, выходы второго нормирующего усилителя потенциала удаленной точки, девятого нормирующего усилителя датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты и седьмого нормирующего усилителя потенциала ведущей станции катодной защиты соединены с входами второго корректирующего сумматора ведущей станции катодной защиты, выходы четвертого нормирующего усилителя потенциала удаленной точки, десятого нормирующего усилителя датчика нагрузки силового модуля ведущей станции катодной защиты и восьмого нормирующего усилителя потенциала ведущей станции катодной защиты соединены с входами третьего корректирующего сумматора ведущей станции катодной защиты, отличающаяся тем, что в первую и вторую ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями дополнительно введены задатчик нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, задатчик верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, компаратор нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, компаратор верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала ведомых станций катодной защиты, задатчик максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля ведомых станций катодной защиты, компаратор максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля первой и второй ведомых станций катодной защиты и элемент логического сложения первой и второй ведомых станций катодной защиты, в первую и вторую удаленные точки измерения защитных потенциалов дополнительно введены задатчик нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, задатчик верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, компаратор нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов, компаратор верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала удаленных точек измерения защитных потенциалов и элемент логического сложения первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов, в ведущую станцию катодной защиты дополнительно введены задатчики потенциалов первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов и блоки сравнения потенциалов первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов, причем в ведущей станции катодной защиты первый вход блока сравнения потенциалов первой удаленной точки измерения защитного потенциала соединен с выходом задатчика потенциалов первой удаленной точки измерения защитного потенциала, второй вход через линию связи соединен с электродом сравнения первой удаленной точки, а выход соединен со входами первого и второго нормирующих усилителей потенциала удаленных точек, первый вход блока сравнения потенциалов второй удаленной точки измерения защитного потенциала соединен с выходом задатчика потенциалов второй удаленной точки измерения защитного потенциала, второй вход через линию связи соединен с электродом сравнения второй удаленной точки, а выход соединен со входами третьего и четвертого нормирующих усилителей потенциала удаленных точек в первой и второй ведомых станциях катодной защиты с управляемыми силовыми модулями, выход задатчика нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с первым входом компаратора нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход которого соединен с выходом электрода сравнения, а выход - со входом элемента логического сложения первой и второй ведомых станций катодной защиты, выход задатчика верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с первым входом компаратора верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход которого соединен с выходом электрода сравнения, а выход - со входом элемента логического сложения первой и второй ведомых станций катодной защиты, выход задатчика максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля соединен с первым входом компаратора максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля, а выход со входом элемента логического сложения первой и второй ведомых станций катодной защиты, выход элемента логического сложения соединен с управляющим входом линии связи первой и второй ведомых станций катодной защиты соответственно, в первой и второй удаленных точках измерения защитных потенциалов первый вход компаратора нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с выходом задатчика нижнего допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход соединен с выходом электрода сравнения, а выход соединен со входом элемента логического сложения первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов, первый вход компаратора верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала соединен с выходом задатчика верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала, второй вход соединен с выходом электрода сравнения, а выход - соединен со входом элемента логического сложения первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов, причем выход элемента логического сложения соединен с управляющим входом линии связи первой и второй удаленных точек измерения защитных потенциалов соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области защиты подземных сооружений от коррозии, в частности, к регулированию потенциалов катодной защиты участков защищаемого сооружения.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислотах и может быть использовано в травильных ваннах и при кислотных очистках оборудования. Способ защиты стали от коррозии в хлороводородной кислоте включает введение ингибитора, содержащего органические соединения, в агрессивную среду, при этом в качестве ингибитора используют водный экстракт листьев чистотела большого, который вводят в количестве 3-6 г в пересчете на сухое вещество на литр агрессивной среды.

Изобретение может быть использовано на промышленных объектах сгорания углеводородного топлива для защиты от грозовых разрядов и электрохимической коррозии подземных стальных сооружений для углеводородного топлива.

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлоконструкций и может быть использовано для защиты корпуса корабля, находящегося в морской воде. Система катодной защиты от коррозии корпуса корабля содержит источник эталонного напряжения, отрицательный выход которого соединен с корпусом корабля, электрод сравнения и аноды, при этом источник эталонного напряжения соединен с одним входом дифференциального операционного усилителя (ОУ), второй вход которого соединен с электродом сравнения, а выход соединен первым входом измерительного ОУ, второй вход которого соединен с выходом опорного напряжения фазосдвигающего ШИМ-конвертора, вход которого соединен с выходом измерительного ОУ, выходы которого через последовательно включенный разделительный конденсатор соединены с первичной обмоткой высокочастотного трансформатора, вторичная обмотка которого через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр соединена положительным выводом с анодами, а отрицательным выводом - с корпусом корабля.

Изобретение относится к области катодной защиты металлической поверхности от коррозии в грунте или другой токопроводящей среде и может быть использовано в системе трубопроводного транспорта.

Изобретение относится к области защиты металлических сооружений от электрохимической коррозии и грозовых разрядов. Способ включает использование системы катодной защиты от коррозии, содержащей источник постоянного тока и углеграфитовое анодное заземление, с системой молниезащиты, содержащей стержневой молниеприемник и токоотвод, посредством контактного устройства и стального электрода сравнения, при этом углеграфитовое анодное заземление системы катодной защиты используют в качестве контура заземления молниезащиты, устанавливают режимы работы «режим без грозы» и «режим гроза», причем катодную поляризацию металлических объектов обеспечивают в постоянном режиме, а режим грозоотведения подключают к системе катодной защиты в период опасности грозовых разрядов, при этом обеспечивают отведение грозовых разрядов от защищаемого объекта путем наведения на систему молниезащиты положительного электрохимического потенциала, величина которого не превышает 90 В относительно стального электрода сравнения.

Изобретение относится к области защиты подземных трубопроводов от коррозии и может быть использовано для защиты трубопроводов, проложенных на территории компрессорных и насосных станций.

Изобретение относится к области катодной защиты металлических объектов от коррозии и может быть использовано для объектов, находящихся в контакте с электропроводной жидкостью.

Изобретение относится к области защиты металлических изделий от коррозии. Устройство для защиты трубопровода от воздействия натекающих и стекающих постоянного и переменного токов, наводимых от внешних источников блуждающих токов, содержит конденсаторный блок для фильтрации переменного тока, размещенный в электрическом шкафу, при этом оно выполнено с возможностью подключения к станции катодной защиты (СКЗ) и дополнительно содержит выпрямительный диодный мост с возможностью подключения между анодным заземлителем СКЗ и защищаемым трубопроводом параллельно выходу СКЗ, и балластный нагрузочный резистор, подсоединенный к выходу выпрямительного диодного моста параллельно конденсаторному блоку.

Изобретение относится к антикоррозионной защите металлических трубопроводов для предотвращения коррозионного разрушения их внутренних и наружных поверхностей и может быть использовано в нефтегазовой промышленности, сфере коммунального хозяйства для снижения аварийности при эксплуатации трубопроводов, транспортирующих коррозионно-активные вещества, проложенных подземным, наземным и надземным способом.

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты. Система содержит ведущую и ведомые станции катодной защиты с управляемыми силовыми модулями, корректируемые задатчики величины защитного потенциала, электроды сравнения, удаленные точки измерения потенциалов, линии связи, корректирующие сумматоры, блоки сравнения, датчики нагрузки силового модуля, нормирующие усилители, задатчики нижнего и верхнего допустимого уровня защитного потенциала ведомых станций катодной защиты и удаленных точек, компараторы нижнего и верхнего допустимого уровня величины защитного потенциала, задатчики максимально допустимого уровня нагрузки управляемого силового модуля ведомых станций катодной защиты, элементы логического сложения, задатчики потенциалов удаленных точек измерения защитных потенциалов и блоки сравнения потенциалов ведущей станции катодной защиты. Технический результат - повышение эффективности защиты газопровода от коррозии посредством устранения автоколебаний защитного потенциала путем контроля предельных значений защитного потенциала на ведомых станциях и удаленных точках измерения защитных потенциалов и формирования управляющих воздействий с включением линии связи лишь на период времени фиксации выхода защитного потенциала за установленные предельные значения. 1 ил.

Наверх