Своевременность - путь к успеху
Каталог Услуги Контакты
+38 044 4920419
 
 
На главную Пишите нам Главная
 
 
 

Главная
Каталог
Новинки
Услуги
Решения
Защита силовых фотоэлектрических систем от импульсных перенапряжений.
Катодная защита
Применение УЗИП
Защита солнечных электростанций
Щитки ЩКС
Цены
Подписка на новости
Вакансии
Контакты

 

   
 
 
28.08.2017 28.08.2017 г. Phoenix Contact Источники питания со сверхнизкой помехоэмиссией   В линейке TRIO POWER 2G появились источники питания с вы >>>
28.08.2017 28.08.2017 г. Phoenix Contact Распределительные блоки PTFIX: компактные и удобные!   Компания «Феникс Контакт РУС» представл >>>
28.08.2017 28.08.2017 г САЭК Акция на УЗИП Hakel продлена до конца 2017г!!! Компания САЭК, совместно с чешским производителем Hakel, решили не только >>>
 
 

                САЭК

Системы Автоматизации и

Электронные Компоненты

           Защита от импульсных перенапряжений систем электрохимической (катодной ) защиты стальных трубопроводов и подземных сооружений от коррозии. Применение УЗИП Hakel.

 Hakel

Согласно статистике, одной из основных причин аварий на трубопроводах является коррозия труб (более 30% всех отказов). Применение катодной защиты позволяет значительно (в несколько раз) увеличить срок службы трубопровода.

Расходы на ремонт трубопровода, ликвидацию аварий и восстановительные работы превышают расходы на проектирование, сооружение и эксплуатацию систем катодной защиты в десятки раз, именно поэтому катодная защита стала неотъемлемой частью всех действующих продуктопроводов, водопроводов и тепловых сетей в мире. Практически благодаря применению катодной защиты срок службы трубопровода можно продлить до 30 лет. Благодаря своей неоспоримой экономической выгоде станции катодной защиты стали неотъемлемой частью действующих в мире нефтепроводов и газопроводов.

Для защиты подземных трубопроводов от коррозии по трассе их залегания сооружаются станции катодной защиты (СКЗ). В комплект СКЗ входят источник постоянного тока (защитная установка), анодное заземление, контрольно-измерительные пункты, соединительные провода и кабели. В зависимости от условий защитные установки могут питаться от сети переменного тока 0,4; 6 или 10кВ или от автономных источников.


Если с помощью катодного тока снизить значение электрического потенциала, то скорость коррозии трубной стали становится пренебрежительно малой. Для этого трубопровод соединяется с отрицательным полюсом станции катодной защиты, а положительный полюс станции соединяется с анодным заземлением. Контроль защитного потенциала на трубопроводе осуществляется при помощи неполяризующихся электродов сравнения и специальных приборов, подключаемых к контрольно-измерительному пункту.

Рис 1

Рис. 1. Схема соединений катодной станции:

1 - преобразователь переменного тока в постоянный, 2 - анодный заземлитель,                                    3 - защищаемый трубопровод, 4 - контактное устройство на анодном заземлении, 5 - кабельная линия, 6 - контрольно-измерительный пункт, 7 - электрод сравнения.

 

В свою очередь, и сами станции катодной защиты нуждаются в защите.

 

Анализ отказов в работе эксплуатируемых средств катодной защиты показывает, что основной причиной выхода из строя установок являются низкая надежность элементной базы преобразователей (отсутствие блоков защиты от перенапряжения, пробой диодных мостов, выход из строя блоков управления). По этой причине число отказов достигает 12-15 % от общего числа отказов.

Опыт эксплуатации СКЗ нефтепродуктопроводов, установленных по трассе с интервалом в 10 км, показывает их высокую аварийность в течение грозового сезона, что связано с выходом из строя силовых полупроводниковых вентилей или тиристоров, на базе которых построены выпрямительные блоки СКЗ. Анализ схем соединения СКЗ с трубой, защитным анодным заземлителем (АЗ) и питающим трансформатором выявил несколько возможных вариантов воздействий на полупроводниковые приборы в виде импульсных токов высокой амплитуды и крутизны или перенапряжений, превышающих допустимые для приборов параметры и уровни. Это, прежде всего, прямые удары молнии в воздушную перемычку между СКЗ и АЗ (длина 300..600 метров) или индуктированные перенапряжения при ударах на некотором удалении от перемычки в землю. Второй путь прихода грозовых волн на схему выпрямления – переход их через электростатические или электромагнитные связи трансформаторов при набегании с ВЛ 10 кВ или 0,4 кВ. Не исключается и вариант прихода грозовых волн с трубы нефтепровода при попадании молнии в трубу или в непосредственной близости от нее. Импульсное повышение потенциала трубы возможно также за счет ее гальванической связи с контурами заземления подстанций 110 кВ, питающих насосно-перекачивающие станции, при коротких замыканиях на ВЛ, число которых возрастает во время грозового сезона.

Учитывая все вышеизложенное, становится совершенно ясно, что СКЗ нуждаются в защите от импульсных перенапряжений и токов, возникающих при прямом или близком ударе молнии в воздушную линию электропередачи или какие-либо элементы трубопровода.

Используя опыт наших партнеров, успешно внедряющих системы защиты СКЗ на основе УЗИП Hakel на территории Российской Федерации, рекомендуется использовать следующие устройства (комплекты устройств) для защиты СКЗ.

1.       Со стороны ввода питания 220 В.

               А) Применение двухступенчатой схемы защиты с разделительным дросселем

В качестве первой ступени защиты  устанавливается однофазный грозовой разрядник HAKELSTORM  HS55, способный пропускать через себя импульсные токи прямого удара молнии (формы 10/350 мкс) с амплитудным значением  до 60 кА и обеспечивающий уровень защиты  (Up) менее 2.5 кВ

В качестве второй ступени защиты устанавливается варисторное защитное устройство  серии PIII-280 DS с максимальным импульсным током 40 кА (формы 8/20 мкс) и уровнем защиты (Up) менее 1,3 кВ.

Учитывая малые габаритные размеры защищаемого объекта, для координации времени срабатывания  устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) первой и второй ступени между ними устанавливается разделительный дроссель с индуктивностью 15 мкГн (с учетом значения тока нагрузки) PI-L63/15.

Рис 2
Рис 3                            Рис 4                                                                               

Рис. 2.  Схема защиты СКЗ со стороны ввода питания 220 В с HAKELSTORM HS55 и PIII-280 DS.

Схема обеспечивает максимальный уровень защиты, в том числе и при ударе молнии в ЛЭП в непосредственной близости от объекта.

               Б) Применение комбинированного УЗИП I-II класса защиты серии SPC.


Защитные устройства серии SPC по своим входным параметрам соответствуют требованиям к защитным устройствам первого класса (способность отводить импульс тока величиной 10 – 25 кА;  формы 10/350 мкс). По своим выходным параметрам (уровень защиты (Up) 1300 В при номинальном импульсном токе формы 8/20 мкс) они выполняют требования ко второму классу защиты.

                                                                Рис 5

Рис 6

Рис. 3.  Схема защиты СКЗ со стороны ввода питания 220 В с УЗИП серии SPC.

Применение подобных устройств позволяет отказаться от использования разделительных дросселей и значительно снизить габаритные показатели схемы защиты в случае больших нагрузочных токов. Однако, в случае установки подобных устройств на воздушном вводе электропитания, существует вероятность выхода их из строя оборудования при ударе молнии непосредственно в провода ЛЭП вблизи от объекта.

2.       Со стороны вывода постоянного тока 20-100 В к нагрузке.

              Для предотвращения заноса высокого потенциала в станцию катодной защиты со стороны трубопровода и анодного заземлителя применяются УЗИП класса I+II  на основе варисторов серии SPC 1.1-150 DS (60B) и SPC1.1-150DS (110 B), способные выдерживать импульсные токи до 150 кА (8/20). Экономичным вариантом данного решения есть применение УЗИП класса II на основе варисторов PIII 60 DS, при напряжении до 60 В и PIII 120 DS при напряжении до 120 В.

                                                                              

 

Рис. 4.  УЗИП серий SPC и PIII для защиты СКЗ со стороны выводы постоянного тока к нагрузке.

3.       Со стороны вывода электрода сравнения.

Для защиты оборудования со стороны электрода сравнения применяются УЗИП  серии DTH CP.

                                                    Рис 10    Рис 11

 

              Рис. 5.  УЗИП для защиты СКЗ со стороны выводы электрода сравнения.

 

Предлагаемая схема защиты СКЗ от грозовых перенапряжений при применении на эксплуатируемых станциях позволит снизить число выходов из строя элементов конструкции в 50 раз и более.

 

 

Литература:

-  МЭК-62305  «Защита от удара молнии» Части 1-5.

- МЭК-61643-12 (2002): «Устройства защиты от перенапряжений для низковольтных систем распределения электроэнергии. Часть 12. Выбор и принципы применения».

-Зоричев А.Л., Русин И.А. Материалы «Первой Российской конференции по молниезащите». Новосибирск.26-30 ноября 2007г. 333-340 с.

- Вдов В.П. «Технические предложения по защите станций катодной защиты», 1-3 с.

- ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные» Общие требования к защите от коррозии ИПК Издательство Стандартов, М. 1998 г.