Станція катодного захисту

1.Станція катодного захисту, яка вміщує силовий трансформатор, вторинна обмотка якого з'єднана з випрямними діодами та блоком управління, пов'язаний із силовим вимикачем мережі, яка відрізняється тим, що вона забезпечена регульованим трансформатором або автотрансформатором, а до блоку управління входить електромагнітний 38497 Відомий пристрій для катодного захисту підземних трубопроводів (див.: авторське свідоцтво № 1235256, кл.С23F 13/00, 1986 р.) вміщує силовий трансформатор, вторинна обмотка якого підключена до діагоналі випрямного мосту, до складу якого входять силові діоди. Блок управління складається з двох імпульсних трансформаторів, які мають по дві вторинні обмотки, з'єднані колами управління з відповідними силовими та розрядними тиристорами. Первинні обмотки імпульсних трансформаторів включені до колекторних кіл транзисторів, бази яких крізь розподільні конденсатори підключені до загального виходу компараторів. Відомий пристрій взято за прототип. Недоліки обраного прототипу: - знижена надійність при експлуатації, підвищений рівень втрат у магнітопроводі трансформатора, наявність радіоперешкод за рахунок великої кількості елементів у схемі станції; - відсутність плавного регулювання величин вихідних параметрів станції без розриву кола; - низький ККД за рахунок спеціальної обмотки живлення в трансформаторі, яка входить до блоку управління. До основи винаходу поставлене завдання розробки станції катодного захисту, яке забезпечує підвищення експлуатаційної надійності, зменшення витрат на зниження рівня втрат неробочого ходу і короткого замикання та збільшення строку служби станції. Рішення цієї задачі забезпечує станція катодного захисту, яка містить силовий трансформатор, вторинна обмотка якого з'єднана із випрямними діодами та блоком управління, пов'язаний із силовим вимикачем мережі, за рахунок того, що вона забезпечена регульованим трансформатором або автотрансформатором, а до блоку управління входить електромагнітний пускач або реле зі струмообмежувальними резисторами та перемикачами, один із яких пов'язаний із регульованим трансформатором або автотрансформатором, а інші поєднані з силовим трансформатором. Для розділення струму навантаження на кілька паралельних кіл і зниження перегріву на місці електричного контакту стр умознімальних роликів із дротом обмотки, до торцевих боків обмотки регульованого трансформатора або автотрансформатора встановлені струмознімальні ролики, кожний із яких має свою контактну доріжку на обмотці, при цьому струмознімальні ролики виконані з металографітних компонентів. Вторинна обмотка силового трансформатора поділена на секції з контактними доріжками, при цьому струмознімальні ролики встановлені над контактними доріжками секцій, які використовуються як регульований трансформатор. Технічний результат, який досягається при здійсненні заявленої схеми станції катодного захисту: - знижені перегріви електричних елементів станції до температури, нижче граничних, за рахунок зменшення струмів шляхом збільшення струмознімальних роликів; - підвищена надійність станції під час експлуатації за рахунок плавного та плавноступінчастого регулювання величин вихідних параметрів без розриву кола; - усунені кидка пускових струмів за рахунок вмикання в схему станції електромагнітного пускача зі струмообмежувальними резисторами, при цьому в сук упності із випрямними діодами станція катодного захисту являє собою регулювальний однофазний випрямляч; - полегшений режим роботи комутаційних апаратів блоку управління станції, оскільки створений поблажливий режим їхньої роботи за рахунок пригнічення кидків пускових струмів шляхом запізнення спрацьовування за часом вмикання контактів електромагнітного пускача, який входить до блоку управління і т. ін. - знижені постійні втрати неробочого ходу станції за рахунок поступового вводу потужності, що споживається. Суть винаходу пояснюється нижченаведеним описом та кресленнями, де: Фіг. 1 - принципова електрична схема станції катодного захисту типу СКЗ-1200М У1; Фіг. 2 - принципова електрична схема станції катодного захисту типу СКЗ-100/24 У1. За винаходом, станція катодного захисту вміщує силовий трансформатор 1, вторинна обмотка 2 якого з'єднана з випрямними силовими діодами 3, 4, 5, 6 та блоком управління 7, пов'язаним із силовим вимикачем 8 мережі ~220 В (див. фіг.1). Плавне регулювання вихідної напруги здійснюється регульованим трансформатором (або автотрансформатором), який розрахований на невеликий номінальний струм - 5А. Блок управління 7, який усуває появу кидків пускових струмів, вміщує електромагнітний пускач 10 (або реле), з'єднаний із струмообмежувальними резисторами 11, та перемикачі 12, 13 вихідної потужності, один із яких пов'язаний з регульованим трансформатором 9 (або автотрансформатором), а інші з'єднані із силовим трансформатором 1. У колі силового вимикача 8 встановлені плавкі запобіжники 14. До торцевих сторін обмотки 15 регульованого трансформатора 9 (або автотрансформатора) встановлені струмознімальні ролики 16, кожний із яких має свою контактну доріжку 17 на обмотці. Перемикачами потужності 12, 13 виконується дискретне регулювання, а струмознімальними роликами 16 регульованого трансформатора 9 плавне регулювання величин вихідних параметрів станції. До затискачів 18 (" + ", " - ") підключається навантаження (не показано), а величина вихідної напруги контролюється з використанням струмообмежуючого резистора 19. Вимірювальне коло станції містить електровимірювальний прилад 20 та шунт 21. Згідно фіг. 2, станція катодного захисту вміщує силовий трансформатор 1, вторинна обмотка 2 якого поділена на секції, виконані з контактними доріжками 17 і використані у вигляді регульованого трансформатора. Струмознімальні ролики 16 встановлені над контактними доріжками 17 секцій вторинної обмотки 2 трансформатора 1. За фіг.2, в схемі станції силовий трансформатор суміщений із регульованим трансформатором. 2 38497 За фіг.1, станція катодного захисту працює таким чином: Мережна напруга ввімкненням вимикача 8 через струмообмежувальні резистори 11 блока управління 7, запобіжники 14 подається на регульований трансформатор (регульований автотрансформатор) 9 і котушку електромагнітного пускача 10. До наставання моменту замикання контактів 22 блока управління 7 по автотрансформатору 9 і первинній обмотці трансформатора 1 проходить струм, величина якого визначається за величиною струмообмежувальних резисторів 11, і настає процес перемагнічення сталі магнітопроводів трансформаторів 1 і 9. На момент замикання контактів 22 у обмотках проходить усталений струм. При замиканні контакти 22 шунтують стр умообмежувальні резистори 11 і по обмотках 15 автотрансформатора 9 і трансформатора 1 проходить струм, величина якого визначається опором навантаження станції, підключеної до затискачів 18 ("+","- "). Плавно переміщуючи ролики 16 по торцевих сторонах обмотки 15 із контактними доріжками 17, встановлюють параметри постійного струму, який отримується від силових діодів 3, 4, 5, 6. Параметри струму контролюються електровимірювальним приладом 20, який може бути амперметром, що знижує падіння напруги з шунта 21, або вольтметром, величина вимірювального струму якого обмежується резистором 19. При необхідності зміни величини вихідної потужності станції користуються перемикачами 12,13. За фіг. 2, станція працює таким чином: Мережна напруга ввімкненням вимикача 8 через запобіжники 14 подається на первинну обмотку трансформатора 1. На вторинних обмотках 2 індуктується змінна напруга. Переміщуючи струмознімальні ролики 16 по контактних доріжках 17, синхронно змінюється вихідна напруга кожної секції вторинної обмотки 2, а тобто і величина постійного струму на вихідних затискачах 18, одержаного від силових діодів 3, 4, 5, 6. Для контролю величини вихідного струму запобіжника 23 вмикається зовнішній амперметр (не показаний). Характер виявлення нових властивостей при використанні станції катодного захисту, що пропонується: При вмиканні станції в мережу відразу ж встановлюється синусоїдальний струм, величина якого відповідає опору навантаження без виявлення аперіодичної складової струму, яка і визначає пусковий струм. Внаслідок відсутності кидків пускових струмів, силовий вимикач, перемикачі потужності працюють у блегшеному режимі комутації без електроерозійного та теплового зношування контактів, що багаторазово продовжує строк їх служби, а також дозволяє застосовувати вимикачі з малим значенням кратності струму, що підвищує безпеку експлуатації станції катодного захисту. При підключенні навантаження до двох струмознімальних роликів, розташованих до торцевих сторін обмотки регульованого трансформатора, струм навантаження розподіляється на два паралельні кола, знижуючи перегрів у квадратичній залежності від струму у місцях електричного контакту стр умознімальних роликів із дротом обмотки. Струмознімальні ролики виконуються з металографітних компонентів певного складу (не показані) порівняно до контактних щіток, що застосовувались раніше. 3 Фіг. 1. 38497 4 38497 Фіг. 2. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5