SU796892A1 - Transmitting device for remote control of cathode protection system of pipelines - Google Patents

Description

(54) ПЕРЕДАЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕКОНТРОЛЯ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ(54) TRANSMISSION DEVICE FOR CATHODE CONTROL CATHODE PROTECTION OF PIPELINES

1one

Изобретение относитс  к технике дистанционного контрол  установок катодной защиты трубопроводов и может использоватьс  в нефт ной и газовой промышленности.The invention relates to a technique for remote monitoring of cathode protection installations for pipelines and can be used in the oil and gas industry.

Известны устройства телеконтрол  катодной защиты трубопроводов, в которых дл  передачи информации исползуетс  трубопроводный канал св зи или специальные кабельные и воздушные линии св зи 1.Telecontrol devices for cathodic protection of pipelines are known, in which a pipeline communication channel or special cable and air lines 1 are used to transmit information.

Однако необходимость сооружени  линий св зи, а также необходимость применени  ретрансл ции сигналов значительно снижает экономические показателисистемы.However, the need to build communication lines, as well as the need to use signal relay, significantly reduces the economic performance of the system.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  передающее устройство дл  телеконтрол  станций катодной защиты трубопроводов , содержащее блок питани ,вход которого соединен с сетью переменно .го тока, первые выходы соединены с клеммами питани  yльтивибpaтopa, вторые выходы подключены к первьом входам формировател   импульсов, а третий выход соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора и с первым выводом LC-контура,, второй вывод которого через дроссельThe closest technical solution to the present invention is a transmitter for telecontrol of cathodic protection stations for pipelines containing a power supply unit whose input is connected to an alternating current network, the first outputs are connected to the power supply terminals of the unit, the second outputs are connected to the first impulse driver, and the third the output is connected to the first plate of the storage capacitor and to the first output of the LC circuit, the second output of which is through the choke

подключен к аноду тиристора, катод тиристора соединен со второй обкладкой накопительного конденсатора и со вторым выходом блока питани ,управл ющий электрод тиристора подключен к выходу формировател  импульсов , станцию катодной защиты, первый вход которой соединен с одной из фаз сети переменного тока, плюсовой вы0 ход станции катодной защитыподключен к заземл ющему контуру, а отрицательный выход станции катодной защиты соединен с трубопроводом 2j.connected to the thyristor anode, the thyristor cathode is connected to the second plate of the storage capacitor and to the second output of the power supply unit; the control electrode of the thyristor is connected to the output of the pulse shaper, the cathodic protection station, the first input of which is connected to one of the phases of the AC network, the positive output of the station The cathodic protection is connected to the grounding circuit, and the negative output of the cathodic protection station is connected to pipeline 2j.

Недостатком известного устройст5 ва  вл етс  малый объем передаваемой информации.A disadvantage of the known device is the small amount of information transmitted.

Цель изобретени  - повышение информативности устройства.The purpose of the invention is to increase the information content of the device.

Поставленна  цель достигаетс  тем, The goal is achieved by

0 что в устройство введены заградительный дроссель, конденсатор присоединени , резистор присоединени , транзисторный ключ и элемент ИЛИ и резисторы , входы элемента ИЛИ соединены 0 that a barrier choke, an attachment capacitor, an attachment resistor, a transistor switch and an OR element and resistors, the OR element inputs are connected to the device

5 через резисторы с плюсойым выходом станции катодной защиты, выход элемента ИЛИ подключен к базе транзисторного ключа, эмиттер которого соединен с выходом-мультивибратора, а 0 коллектор подключен ко второму вхрДУ формировател  импульсов, резистор присоединени  подключен параллельно вторичной обмотке LС-контура , первый вывод которой подключен через конденсатор присоединени  к одной фазе сети переменного тока, друга  фаза которой подключена ко второму выводу вторичной обмотки LC-контура и через заградительный дроссель ко второму оходу станции катодной защиты.5 through the resistors with the plus output of the cathodic protection station, the output of the element OR is connected to the base of the transistor switch, the emitter of which is connected to the output of the multivibrator, and 0 the collector is connected to the second driver of the pulse shaper, the connection resistor is connected in parallel to the secondary winding of the LC circuit, the first output of which connected through a coupling capacitor to one phase of the AC network, the other phase of which is connected to the second output of the secondary winding of the LC circuit and through the barrier choke to the second one do cathodic protection station.

Также поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены резисторы и реле, первый резистор подключен последовательно в цепь отрицательного выхода станции катодной защиты, параллельно первому резистору подключена катушка реле, выход мультивибратора через размыкающий контакт реле и последовательно соединенный с ним резистор подключен ко второму входу формировател  импульсов .The goal is also achieved by introducing resistors and relays into the device, the first resistor is connected in series to the negative output circuit of the cathodic protection station, a relay coil is connected in parallel to the first resistor, the output of the multivibrator is connected to the second input of the ramp through the disconnecting relay pulses.

-На фиг. 1, 2 и 3 показана схема устройства.- FIG. 1, 2 and 3 shows the layout of the device.

Устройство содержит станцию 1 катодной защиты, передающий импульсный генератор 2, силов,ой трансформатор 3, высоковольтную линию 4, секционирующий выключатель 5, индукционный импульсный датчик б, компенсационный фильтр 7, импульсные усилители 8, элементы И 9, формирователь тактовых импульсов 10, распределитель импульсов 11, выходные элементы 12, мультивибратор 13, реле 14, резистор 15, тиристор 16, формирователь импульсов 17, накопительный конденсатор 18, LC-контур 19 (ударного возбуждени ), заградительный дроссель 20, конденсатор 21 присоединени , резистор 22 присоединени , транзисторный ключ23 контур заземлени  24, элемент ИЛИ 25 блок 26 питани  которого через резистор подключен к дополнительному заземлению 24 и выходу логического элемента ИЛИ 25. Входы логического элемента ИЛИ 25 подключены к выходной клемме плюс станции 1 катодной защиты.The device contains a cathodic protection station 1, a transmitting pulse generator 2, a power, a transformer 3, a high-voltage line 4, a sectioning switch 5, an induction pulse sensor b, a compensation filter 7, pulse amplifiers 8, elements AND 9, a pulse shaper 10, a pulse distributor 11, output elements 12, multivibrator 13, relay 14, resistor 15, thyristor 16, pulse shaper 17, storage capacitor 18, LC circuit 19 (shock excitation), barrier choke 20, coupling capacitor 21, resis connection torus 22, transistor switch23 ground circuit 24, element OR 25 whose power supply unit 26 is connected via a resistor to additional ground 24 and the output of logic element OR 25. The inputs of logic element OR 25 are connected to the output terminal plus cathodic protection station 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Вдоль трассы трубопровода проходит высоковольтна  лини  6-10 кВ (4), служаща  дл  питани  станции 1 катодной защиты, а также в качестве канала св зи (фиг. 1). В нормальном режиме работы катодной защиты трубопровода контакты реле 14 разомкнуты . В этом случае импульсные генераторы 2 (фиг. 2) всех передающих блоков работают непрерывно, и сигналы следуют с частотой сети - 50 Гц. Дл  уплотнени  канала используетс  совместно фазо-импульсный и частотный методы. Рабочий импульс в импульсном генераторе формируетс  при разр де накопительного конденсатора 18 на контур 19 ударного возбуждени . Частота заполнени  импульсов не превышает 50 кГц. Образование фазовых признаков обеспечиваетс  за счет питани  импульсных генераторов напр жением 3-фазной сети, имеющим различный фазовый сдвиг. В соответствии с этим, все передающие импульсные генераторы объедин ютс  в группы по 6 в каждой с одинаковой частотой заполнени  импульсов. Таким образом , при использовании одной частоты образуютс  6 каналов передачи, двух частот - 12 каналов передачи и т.д. В приведенной на фиг. 1 блоксхемеиспользуютс  2 частоты и число каналов передачи равно 12.A 6–10 kV high-voltage line (4) passes along the pipeline route to power the cathodic protection station 1, as well as a communication channel (Fig. 1). In normal operation of the cathode protection of the pipeline, the contacts of the relay 14 are open. In this case, the pulse generators 2 (Fig. 2) of all transmitting units operate continuously, and the signals follow with a network frequency of 50 Hz. Phase pulse and frequency methods are used together to seal the channel. A working impulse in a pulsed generator is formed when a storage capacitor 18 is discharged onto the circuit 19 of shock excitation. The pulse filling frequency does not exceed 50 kHz. The formation of phase characteristics is provided by powering the pulse generators with a voltage of a 3-phase network having a different phase shift. In line with this, all transmitting pulse generators are combined into groups of 6 each with the same pulse filling frequency. Thus, when using one frequency, 6 transmission channels are formed, two frequencies — 12 transmission channels, etc. In FIG. 1 block scheme uses 2 frequencies and the number of transmission channels is 12.

При исчезновении или уменьшении величины пол ризующего тока замыкаютс  контакты токового реле 14, и мультивибратор 13 манипулирует колебани  импульсного генератора 1 с длительностью паузы, равной 1 с (импульсна  диаграмма работы передающего импульсного генератора приведена на фиг. 1). Дл  контрол  состо ни  станций катодной защиты, когда в одной точке их установлено больше одной (фиг. 3), импульсный генератор манипулируетс  через транзисторный ключ 23. В нормальном режиме, когда работают все станции катодной защиты транзисторный ключ 23 заперт и цепь манипул ции генератора отключена. При исчезновении тока на выходе катодной станции положительный сигнал 9 не подаетс  на вход логического элемента ИЛИ 25, и ключ 23 открываетс , подключа  вход импульсного генератора к выходу автоколебательного мультивибратора . По существу, транзисторный ключ 23 и логический элемент ИЛИ 25 вместе с дополнительным заземлением 24 выполн ют функции датчика телесигнализации . Количество входов логического элемента ИЛИ 25 равно количеству контролируемых станций катодной защиты. В режиме контрол  канала каждый передающий импульсный генератор генерирует импульсы,следуквдие непрерывно с частотой 50 Гц,которые , последовательно проход  через силовой трансформатор 3,высоковольтную линию 4, секционирующий выключатель 5, контролируют их исправное состо ние. В приемном устройстве (фиг. 1) с помощью импульсного датчика 6 и компенсационного фильтра 7 импульсы раздел ютс  по частоте заполнени  f и f и подаютс  на соответствующие импульсные усилители 8. Фазо-импульсна  селекци  импульсов по каналам передачи осуществл етс  с помощью распределител  импульсов 11 и логических элементов И 9. Формирователь тактовых импульсов 10 выдает тактовые импульсы, следующие с частотой 50 Гц, синхронно с сетью. Информаци  на щите диспетчера выдаетс  выходными элементами 12. Компенсационный фильтр 7 кроме функций частотой селекции импульсов осуществл ет компенсацию импульсных помех и приема импульсов с различной частотой заполнени . Импульсный датчик кроме рабочих обмоток содержит одну компенсационную обмотку. Поскольку импульс|ные сигналы распростран ютс  по трем проводам линии / то дл  улучшени  условий приема импульсный датчик выполнен трехсекционным.Кажда  секци  располагаетс  под соответствующим проходным изол тором распределительного устройства с соблюдением изол ционных рассто ний. Секци  импульсного датчика состоит из одинакового количества катушек, включенных согласно. Одноименные катушки секций импульсного датчика имеют одинаковые собственные резонансные частоты , равные частоте заполнени  своих импульсов.When the magnitude of the polarizing current disappears or decreases, the contacts of the current relay 14 close and the multivibrator 13 manipulates the oscillations of the pulse generator 1 with a pause duration equal to 1 s (the pulse diagram of the transmitting pulse generator is shown in Fig. 1). To monitor the state of cathodic protection stations when more than one is installed at one point (Fig. 3), the pulse generator is manipulated through a transistor switch 23. In normal mode, when all the cathodic protection stations are working, transistor switch 23 is locked and the generator manipulation circuit is off . When the current at the output of the cathode station disappears, a positive signal 9 is not fed to the input of the OR 25 logic element, and the key 23 is opened by connecting the input of the pulse generator to the output of the self-oscillating multivibrator. Essentially, the transistor switch 23 and the logic element OR 25, together with the additional ground 24, perform the functions of a remote signaling sensor. The number of inputs of the logical element OR 25 is equal to the number of monitored cathodic protection stations. In the channel control mode, each transmitting pulse generator generates pulses, followed continuously with a frequency of 50 Hz, which, successively passing through the power transformer 3, high-voltage line 4, sectioning switch 5, monitor their healthy state. In the receiving device (Fig. 1), the pulse sensor 6 and the compensation filter 7 are separated by pulses at the filling frequency f and f and fed to the corresponding pulse amplifiers 8. Pulse phase selection through the transmission channels is carried out using pulse distributor 11 and logical elements And 9. The shaper clock pulses 10 generates clock pulses, the next with a frequency of 50 Hz, synchronously with the network. Information on the dispatcher's panel is provided by the output elements 12. The compensation filter 7, in addition to the functions of the pulse selection frequency, compensates for the impulse noise and the reception of pulses with different filling frequencies. In addition to the working windings, the pulse sensor contains one compensation winding. Since the pulsed signals propagate along the three wires of the line /, to improve the reception conditions, the pulse sensor is made in three sections. Each section is located under the corresponding bushing of the switchgear, observing the insulation distance. The pulse sensor section consists of the same number of coils included according to. The coil sections of the pulse sensor of the same name have the same natural resonant frequencies equal to the frequency of filling their pulses.

Присоединение передающих импульсных генераторов к высоковольтной линии осуществл етс  через силовой трансформатор с помощью конденсатора 21. Резистор 22 служит дл  ограничени  напр жени  50 Гц на LC-KOHтуре 19 ударного возбуждени . Заградительный дроссель 20 служит дл  увеличени  входного сопротивлени  станции катодной зсиг1иты на частоте заполнени  импульсов.Transmitting impulse generators are connected to the high-voltage line through a power transformer using a capacitor 21. Resistor 22 serves to limit the voltage of 50 Hz on the LC-CO 19 circuit of the shock excitation. The barrier choke 20 serves to increase the input resistance of the cathode signal station at the pulse filling frequency.

Предложенное устройство кроме телеконтрол  станций катодной защиты позвол ет одновременно KOHTpoJtepoвать положение автоматических секционируквдих выключателей, а также состо ние питающей высоковольтной линии.The proposed device, in addition to the telecontrol of cathodic protection stations, allows simultaneously KOHTpoJtepo position of automatic sectioning switches and the state of the high-voltage supply line.

Claims (2)

1. Передающее устройство дл  телеконтрол  Катодной защиты трубопроводов , содержсццее блок питани , вход которого соединен с сетью переменного тока, первые выходы соединены с клеммами питани  мультивибратора, вторые выходы подклю 1ены к первым входам формировател  импульсов,а третий выход соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора и с первым выводом LС-контура второй вывод которого через дроссель подключен к аноду тиристора, катод1. Transmitter for telecontrol of cathode protection of pipelines, the power supply unit whose input is connected to the AC network, the first outputs are connected to the power terminals of the multivibrator, the second outputs are connected to the first inputs of the pulse conditioner, and the third output is connected to the first capacitor capacitor plate and with the first output of the LC circuit, the second output of which is connected via a choke to the thyristor anode, the cathode .тиристора соединен со второй обклад . кой накопительного конденсатора и со вторым выходом блока питани , управл ющий электрод тиристора подключен к выходу формировател  импульсов, , станцию катодной защиты, первый вход которой соединен-с одной из фаз сети переменного тока, плюсовой выход станции катодной защиты подключен к заземл ющему контуру,, а отрицательный выход станции катодной защиты.tiristor connected to the second obklad. With the storage capacitor and with the second output of the power supply unit, the control electrode of the thyristor is connected to the output of the pulse former, the cathodic protection station, the first input of which is connected to one of the phases of the AC network, the positive output of the cathodic protection station is connected to the grounding circuit, and the negative output of the cathodic protection station О соединен с трубопроводом, отличающеес  тем, что,-с целью повышени  информативности устройства , в него введены заградительный дроссель, конденсатор присоединени ,About connected to the pipeline, characterized in that, in order to increase the informativeness of the device, a protective choke, a coupling capacitor, 5 резистор присоединени , транзистор ный ключ, элемент ИЛИ и резисторы, входы элемента ИЛИ соединены через резисторы с плюсовым выходом станции катодной защиты, выход элемента ИЛИ5 connection resistor, transistor switch, OR element and resistors, OR element inputs are connected via resistors to the positive output of the cathodic protection station, OR element output 0 подключен -к базе транзисторного ключа , эмиттер которого соединен с выходом мультивибратора, а коллектор подключен, ко второму входу формировател  импульсов, резистор присоединени  подключен параллельно вторичной обмотке LС-контура, первый вывод которой подключен через конденсатор присоединени  к одной фазе сети ере .менного.тока, друга  фаза которой0 is connected to the base of the transistor switch, the emitter of which is connected to the output of the multivibrator, and the collector is connected to the second input of the pulse shaper, the connection resistor is connected in parallel to the secondary winding of the LC circuit, the first output of which is connected to the alternator. current, another phase of which jj подключена ко второму. выводу вторичной обмотки LC-контура и через заградительный дроссе.пь - ко второму входу станции катодной защиты.jj is connected to the second. the output of the secondary winding of the LC circuit and through the barrier dross. n - to the second entrance of the cathodic protection station. с 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в него введены резисторы и реле, первый резистор подключен последовательно в цепь отрицательного выхода станции катодной защиты, параллельно первому2. The device according to claim 1, characterized in that resistors and relays are introduced into it, the first resistor is connected in series to the negative output circuit of the cathodic protection station, parallel to the first 0 резистору подключена катушка реле, выход мультивибратора размыкающий контакт реле и последовательно соединенный с ним резистор подключен ко второму входу формировател 0 the resistor is connected to the relay coil, the output of the multivibrator disconnecting contact of the relay and a series-connected resistor connected to the second input of the driver 5 импульсов.5 pulses. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Авторское свидетельство СССР1. USSR author's certificate 410438, кл. G 08 С 19/12,01.12.71. 410438, cl. G 08 C 19 / 12,01.12.71. 2.Авторское свидетельство СССР 451118, кл. G 08 С 19/12,14.06.71 (прототип).2. Author's certificate of the USSR 451118, cl. G 08 C 19 / 12,14.06.71 (prototype). /II15/ II15 ;гл-р -| Ч I I; CH-R - | H I I -СЭ-SS rrrr :fr: fr y y №Q№Q -- r-LT- rVr-LT- rV I I I I I { I I I I I I I I I I { n {III I I I I N I I I I I I I I III I , I I I I I MillII iI, I, I, I, I, I, I, I, I, I, I I I I I I 2г2g фщ.2fshch.2 Фиг.ЗFig.Z