Станция катодной защиты, работающая в импульсном режиме

 

Большинство современных станций катодной защиты выполняются по так называемой схеме со звеном повышенной частоты. В этом случае функциональная схема имеет вид, представленный на рис. 6. Здесь AC/DC – выпрямитель; Т – силовой трансформатор звена повышенной частоты; DC/DC – преобразователь постоянного напряжения; DC/AC – инвертор, МЭС - медносульфатный электрод сравнения.

 

Контроллер СУ

uз

Нагрузка

a1

a2

МЭС

AC

DC

DC

DC

Входная сеть

AC

DC

DC

AC

Т

 

 

Рис 6. Функциональная схема стации катодной защиты, работающей в импульсном режиме

 

Такое схемотехническое решение обеспечивает уменьшенные массогабаритные показатели станции, а также высокие динамические показатели за счет улучшения быстродействия. С точки зрения динамики актуальным становятся задача обеспечения устойчивых и стабильных режимов катодной защиты. Для решения этого класса задач заменим звено повышенной частоты на идеальный управляемый источник напряжения. Компьютерная модель в среде Matlab+Simulink в этом случае будет иметь вид, представленный на рис. 7.

 

Рис 7. Компьютерная модель СКЗ с управляемым источником напряжения

 

Описание модели

 

Как видно из рис. 7 модель состоит из следующих библиотечных модулей:

1. Блоки Saturation и PWM Generator (генератор широтно-импульсных сигналов), интерфейсные окна которых представлены на рис. 8 и 9, традиционно используются в компьютерном моделировании импульсных режимов различных электротехнических комплексов.

 

Рис 8. Интерфейсное окно блока ограничения Saturation

 

Рис 9 Интерфейсное окно блока генератора широтно-импульсных сигналов PWM

 

2. Блок Conrolled Voltage Source Окно задания параметров представлено на рис. 10

Рис 10 Окно задания параметров блока Conrolled Voltage Source

 

3. Блок Switch выполняет переключение входных сигналов по сигналу управления. Окно задания параметров представлено на рис 11.

Рис 11 Окно задания параметров блока Switch

4. Блок Integer Delay задерживает передаваемый сигнал на N тактов (Number of delays).Окно задания параметров представлено на рис. 12.

Рис 12 Окно задания параметров блока Integer Delay

 

5. Блок ПИД-регулятора (PID Controller)..

Как показано в окне задания параметров, представленных на рис 13, вначале выбирается вид ПИД-регулятора и далее задаются соответствующие коэффициенты.

 

Рис 13 Окно задания параметров блока PID Controller

 

6. Блок Series RLC Branch моделирует последовательное включение резистора, индуктивности и конденсатора. Окно задания параметров показано на рис. 14. В нашем случае на его базе моделируются параметры защищаемого участка трубопровода.

Рис 14 Окно задания параметров блока Series RLC Branch

 

7. Блок Gain задает коэффициент усиления. Окно задания параметров представлено на рис. 15. Влияние этого коэффициента на динамические свойства СКЗ весьма существенно.

 

Рис 15 Окно задания параметров блока Gain

 

8. Блок силового транзистора IGBT. Окно задания параметров представлено на рис. 16.

Рис 16 Окно задания параметров блока силового транзистора IGBT

 

Роль данного модуля в системе определяющая, так как с помощью него реализуется дополнительный (второй) канал регулирования и производится формирование длительности выходного импульса.

9. Блок Diode моделирует полупроводниковый силовой диод.

Окно задания параметров указанного блока представлено на рис. 17.

Рис 17 Окно задания параметров блока Diode

 

Этот элемент играет важную роль при формировании импульсного режима станции, поэтому очень важно определить его параметры (ток, напряжение, рассеиваемая мощность).

10. Блок Fourier fundamental реализует Фурье-преобразование. Номер гармоники в нашем случае задан в нижней ячейке интерфейсного окна и равен 0, потому что измеряется величина постоянного тока. Окно задания параметров представлено на рис. 18.

Рис 18 Задания параметров блока Fourier fundamental

Следует отметить, что компьютерная модель позволяет оперативно проверить наличие или отсутствие автоколебаний, которые являются нежелательным и могут возникать из-за наличия двух контуров регулирования параметров выходных импульсов СКЗ.

⇐ Предыдущая12

Поделиться: