Катодная защита применяется при защите фундаментов зданий, различных подземных сооружений (нефти - и газопроводы, водопроводы, теплотрассы и пр.). Также при защите кораблей, морских буровых платформ, портовых сооружений, молов, дамб, буровых вышек и скважин, нефти - и газохранилищ. Осуществляют её с помощью станций катодной защиты (СКЗ). СКЗ представляет собой источник тока, питающийся от электрической сети и обладающий достаточной мощностью для создания защитного потенциала на всей поверхности защищаемого объекта.
При разработке СКЗ задача сводится к созданию источника тока с возможностью регулирования его режима и обладающего лучшими техническими параметрами по сравнению с существующими СКЗ.
СКЗ (рис.1) выполняются на основе сетевого понижающего трансформатора Т 1. Регулирование выходного тока осуществляется либо с помощью переключателя S1, либо Традиционные с помощью тиристорного выпрямителя Q2 (рис.2).
Существенным недостатком является то, что СКЗ требуют регулярной профилактики механического переключателя. В станциях такого типа нет возможности автоматического поддержания тока или защитного потенциала, в связи, с чем может возникать необходимость периодической проверки и настройки режима катодной защиты объекта.
Более удобны СКЗ по варианту рис. 2, т.к. они содержат регулируемый выпрямитель, выполненный на тиристорах, который позволяет устанавливать и автоматически поддерживать требуемый режим защиты. Но эти СКЗ обладают большими потерями, чем СКЗ на рис. 1, из - за применения тиристоров в качестве регулирующих элементов. Кроме того, эти станции имеют большой вес и габариты из-за понижающего трансформатора, который приходится изготавливать с учётом всех возможных аварийных ситуаций, возникающих как в питающей сети, так и нагрузке.
Многослойное выполнение обмоток трансформатора приводит к трудностям при отводе тепла от нижних слоев обмотки, где сквозь каждый последующий слой, выполненный сверху. Разность температур между нижними и верхними слоями трансформатора может достигать 50° С, что усложняет применение трансформаторных СКЗ в условиях жаркого климата. Приходится устанавливать недогруженный режим работы СКЗ, чтобы она могла исправно работать при высокой температуре окружающей среды.
СКЗ на базе транзисторного высокочастотного преобразователя (рис.3) обладает несравнимо меньшими габаритами, весом, более высоким КПД и могут использоваться в более тяжелых условиях жаркого климата. В СКЗ сетевое напряжение сначала выпрямляется, а потом с помощью транзисторного инвертора преобразуется в переменное высокочастотное напряжение. Высокочастотный трансформатор Т1 понижает это напряжение до необходимого уровня. Все обмотки такого трансформатора содержат мало витков и укладываются в один слой. Проблема отвода тепла отпадает. Типовые габариты высокочастотного трансформатора с рабочей частотой 20 кГц и мощностью 1200Вт составляют 70x70x80 мм. при этом КПД таких СКЗ выше, чем у обычных, на 15 - 20 %. Гораздо легче решаются проблемы с коэффициентом мощности, помехами, передаваемыми в питающую сеть и в нагрузку, а также проблемы с радиопомехами. СКЗ «ЭЛКОН» выпускаются с 1996 г. впервые были применены на объектах АО «Молдовагаз». С 1997года поставляются на различные предприятия России, Туркмении, Украины, Латвии.
Данные станции имеют сертификат соответствия ГОСТ Р, Разрешение Госнадзора России на производство и применение на опасных производственных объектах.
В качестве основного блока станции используется резонансный инвертор, на который получен ЕВРАЗИЙСКИЙ ПАТЕНТ № 001703, в котором до минимального уровня снижены потери энергии при переключении силовых транзисторов. Резонансный инвертор не боится режима холостого хода и короткого замыкания нагрузки, чего так боятся обычные трансформаторные СКЗ.
В инверторе используются современные IGBT транзисторы. В отличие от классических биполярных транзисторов они устойчивы к перегрузкам и требуют малую мощность на их включение и выключение. Поэтому стало возможным использование для управления IGBT транзисторами специальных микросхем, которые также выполняют контрольные и различные защитные функции. Использование интегральной схемотехники позволяет резко повысить надёжность инвертора за счёт малого количества элементов. В целом инвертор получается простым, надёжным и с высокими эксплуатационными характеристиками.
Во всех станциях принят единый конструктивный подход: СКЗ представляет собой кожух или шкаф, в котором размещены следующие узлы: электронная часть; коммутационная панель; счётчик электрической энергии.
Электронная часть включает в себя конструктивно законченные узлы. Такой подход позволяет комплектовать нужный вариант станции в единый модуль СКЗ с минимальными затратами и обеспечивает высокую ремонтопригодность. Ремонт СКЗ на объекте состоит в замене неисправного модуля СКЗ на исправный. Дальнейший ремонт неисправного модуля производится в лабораторных условиях. Модуль СКЗ представляет собой мощное дюралевое основание, на котором смонтированы все входящие в СКЗ узлы. Основание выполняет одновременно и функции радиатора для отвода тепла, и задней стенки защитного кожуха. Таким образом, обеспечивается хорошее охлаждение модуля СКЗ. Если у потребителя есть уже свой корпус, то модуль СКЗ может быть смонтирован прямо в кожухе потребителя.
На коммутационной панели модуля СКЗ расположены входные и выходные клеммы, блоки противогрозовой защиты по входу и выходу, розетка 220В, индикаторы тока, напряжения и счётчик наработки.
Все станции могут работать как в полевых условиях, так и в закрытом помещении при температуре окружающего воздуха от -45 до +60 С. В данный момент выпускаются станции мощностью на 600, 1500,3000 и 5000 ВТ, причём станции на 600, 1500 и 3000 Вт могут выпускаться с корректором мощности (cos J), делающим этот показатель равным 0.93. При таком коэффициенте мощности и КПД= 95% станция «ЭЛКОН - 3000» экономит по сравнению со станцией В - ОПЕ - МЗ ( при защите одинаковых участков) до 3 400 кВт/часов в год.

Ведущий инженер по ЭХЗ
ЗАО НПК "ВЕКТОР"
Сыса Л.П.

Тел.\ф.: - 742-98-89

вернуться к списку статей