新型阴极保护脉冲电源的设计.pdf

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1、第47卷第3期石油化工自动化Vo1．47，No．32011年6月AUT0MAT10NINPETRO-CHEMICALINDUSTRYJune，2011新型阴极保护脉冲电源的设计曹亮(中国石油化工股份有限公司武汉分公司，武汉430223)摘要：为了减小管道的腐蚀，研制了一种适用于阴极保护的脉冲恒定电位仪。采用芯片SG1525控制，对系统进行PWM调制，可以实现对保护体的恒压控制以及电源输出电流的恒流控制。脉冲输出部分采用高频开关管IGBT作为脉冲调制器件，可以容易地实现输出频率和脉宽的调节。该电源可稳定、可靠地工作在工业现场或者野外环境。关键词：阴极保护；PWM调制；脉冲电源中图分类号：TN

2、86文献标志码：B文章编号：1007—7324(2011)03—00l7一o3TheDesignofNewTypeCathodicProtectionImpulseCaoLiang(SinopecWuhanBranch，Wuhan，430223，China)Abstract：Toreducecorrosiononpiping，developanewtypeofimpulsewhichcanbeusedincathodicprotection．ThistypeofadoptCMOSchipSG1525controltoconductPWMmodulation；itcanachievecons

3、tantvoltagecontrolonprotecteditemandconstantcurrentcontrolonpoweroutputcurrent，impulseoutputadopthighfrenquencyon—offtubeIGBTasimpulsemodulationmember，itcaneasilyachievecontrolonoutputfrequencyandimpulsewidth．Itisabletoachievestableandreliableoperationatindustrysiteorwildenviroment．Keywords：cathod

4、icprotection；PWMmodulation；impulse0引言保护技术无法比拟的优越性。研究表明脉冲阴极腐蚀是发生泄漏的重要因素之一，国内外曾发生保护比传统的阴极保护有更小的平均电流消耗和多起因油罐地板腐蚀造成的漏油事故。对原油储罐更高的保护效率。该文主要讨论适用于阴极保护(以下简称储罐)内腐蚀情况初步调查的结果表明，储的脉冲恒定电位仪的实现方法。罐底板的外腐蚀最为严重，主要发生在边缘板与环墙1恒电位仪的工作原理基础接触的一面。土壤对埋地设备的腐蚀，直接关系目前，国内外使用较多的是磁饱和恒电位仪、可到石油化工企业的安全运行。各石化企业，对设备防控硅恒电位仪等。根据多年工程经验来

5、看，它们的电腐蚀设计、安装十分重视。为此，在石化企业的设计流调节性能可满足保护系统要求，可靠性也较高。但规范，如《埋地钢质牺牲阳极阴极保护设计规定》中明这几类电源体积大、重量大、电能变换效率低，这些固确提出了对于钢制埋地石油储罐、液化气罐、埋地天有的特性给设计者和用户都带来不便。而该设计中然气管线等，采用保护阴极措施。应用实践证明，采采用大功率器件MOSFET和IGBT来研制新型的大用阴极保护，是较为有效的安全技术措施之一。功率恒电位仪，具有体积小、效率高、噪音低、精度高、该文设计了一种适用于管道阴极保护的脉冲成本低等优点。脉冲恒电位仪的原理如图1所示。恒定电位仪。该电位仪可在无人值守的条

6、件下自三相交流电首先经过不控整流硅堆进行整流，然动调节输出电压和电流，使被保护金属通电点电位后由滤波电路把脉动的电压波形整形成接近直流的恒定在控制电位内，以达到最佳的保护效果。该电电压波形。然后经过由4只MOS管组成的逆变桥，位仪在基于SG1525的控制下，可以根据反馈回来通过PWM逆变成可控的交流电。逆变出的交流电的保护电压的大小自动调节PWM的输出，一般保经过一降压脉冲变压器，使副边端输出相对较低的电护电压控制在一0．85～一1．5V之间才能起到保护作用。如果高于一0．85V时保护效果下降，低收稿日期：2011一O1—31。于一1．5V时容易引起管道防腐涂层脱落。而脉作者简介：曹亮(1

7、984一)，2007年毕业于长江大学电气工冲阴极保护是一种新型的保护技术，具有传统阴极程及其自动化专业，现就职于中国石化武汉乙烯项目部。18石油化工自动化第47卷压，变压器的变比可以采用：N2—4：l。经过降压后经过脉冲调制开关IGBT形成单相脉冲电压。这的交流电再由单相不控整流桥整流，然后由滤波电路个脉冲电压的频率和脉宽都是可调的。适用于阴极对输出波形进行整形，使其输出稳定的直流电压。最保护的恒定电位仪的连接方法如图2