CZ285716B6

CZ285716B6 - Zařízení pro kompenzaci střídavého napětí, které vzniká mezi médiem a kovovým potrubím uloženým v tomto médiu

Info

Publication number: CZ285716B6
Application number: CZ96608A
Authority: CZ
Inventors: Uno Jonsson; Dan Karlsson
Original assignee: Stri Ab
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1999-10-13
Also published as: SE502703C2; ATE173036T1; SE9302831D0; PL313143A1; DK0714457T3; RU2114934C1; EP0714457A1; SK28496A3; SE9302831L; DE69414399D1; WO1995006761A1; DE69414399T2; US5574317A; CZ60896A3; PL174768B1; EP0714457B1

Abstract

Zařízení pro kompenzaci střídavého napětí, indukovaného v potrubí vlivem blízkého přenosového vedení, sestává z prvků (4) pro vytvoření signálu (u) úměrného amplitudě indukovaného napětí, z prvků (5) pro vytvoření signálu (.fi.) úměrného fázovému rozdílu mezi indukovaným napětím a napětím v přenosovém vedení, a ze zdroje (7) střídavého proudu, který vyhodnocuje signály (u, .fi.) a pro snížení napěťového rozdílu mezi potrubím a zemí přivádí do potrubí proud (i.sub.1.n.) s amplitudou a fázovou polohou odpovídající signálům (u, .fi.).ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro kompenzaci střídavého napětí, k jehož vzniku dochází mezi médiem a kovovým potrubím uloženém v tomto médiu, přičemž je toto kovové potrubí potaženo vrstvou (pláštěm) z elektricky izolačního materiálu.

Dosavadní stav techniky

V případě rovnoběžnosti přenosového vedení střídavého proudu a kovového potrubí přepravující např. zemní plyn indukuje normální provozní proud tohoto přenosového vedení v uvedeném kovovém potrubí napětí. Tak např. v případě 400 kV vedení s provozním proudem 1000 A uspořádaného ve vzdálenosti 50 m od kovového potrubí může dosáhnout indukované napětí hodnoty přibližně 20 V/km.

Výše uvedené kovové potrubí může být například součástí druhého potrubí přepravující určitý plyn, které je uloženo v zemi eventuálně částečně také ve vodě. Takové potrubí je rozděleno na části pomocí elektricky izolačních spojů. Délka jedné části se může měnit od několika kilometrů do několika desítek kilometrů. V případě, že je přenosové vedení paralelně vedeno podél poměrně značné délky uvedeného potrubí, může dosáhnout indukované napětí vysokých hodnot.

V případě, že hodnota střídavého napětí mezi uvedeným potrubím a potrubí obklopující zemí (vodou) převýší hodnotu několika desítek voltů, potom se může zvýšit riziko poškození tohoto potrubí v důsledku elektrolycké koroze. Výše uvedená kovová potrubí jsou pokryta ochranou vrstvou z elektricky izolačního materiálu. Avšak nelze se vyhnout poškození této ochranné vrstvy a tedy elektrickému spojení kovového potrubí s obklopujícím médiem. V místě poškození pak dochází k výše uvedené korozi.

Jsou známá různá opatření pro ochranu před korozí. Avšak tyto způsoby ochrany neposkytují ochranu před korozí, která je způsobena střídavým napětím indukovaným v potrubí.

Již známé zařízení pro ochranu před korozí potrubí uloženého v zemi nebo je popsáno ve švédské zveřejněné patentové přihlášce 466 160. Toto zařízení je určeno pro ochranu potrubí před jeho korozí způsobenou potencionálními rozdíly v médiu obklopujícím potrubí (zemní potenciálové rozdíly). Uvedené zařízení se především týká případů, kdy jsou zemní potenciálové rozdíly způsobené elektrickými proudy protékajícími médiem a mající původ ve stejnosměrných elektrárnách. Zemní potencionální rozdíl mezi dvěma místy potrubí je snímán zemními elektrodami uloženými v blízkosti potrubí. Zdroj stejnosměrného proudu je připojen k těmto dvou místům potrubí, přičemž je způsoben pro dodávku proudu skrze potrubí mezi těmito místy. Tento proud je v závislosti na snímaném zemním potenciálovém rozdílu regulován tak, aby úbytek napětí podél potrubí způsobený tímto proudem odpovídal zemnímu potenciálovému rozdílu.

Rovněž platí, že uvedené zařízení může být upraveno pro ochranu před korozí v případech, kdy jsou zemní proudy tvořeny střídavými proudy. Zemní potenciálový rozdíl potom zahrnuje střídavé napětí a zdroj stejnosměrného proudu je nahrazen zdrojem střídavého proudu za účelem dodávky vhodného střídavého proudu protékajícího skrze potrubí.

- 1 CZ 285716 B6

Uvedené zařízení poskytuje ochranu před korozí v případech, kdy koroze vzniká v důsledku existence zemních potenciálových rozdílů. Avšak toto zařízení neposkytuje vůbec žádnou ochranu před korozí, která je způsobena napětím indukovaném a uvedeném potrubí.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je zařízení pro kompenzaci střídavého napětí indukovaného v kovovém potrubí a orientovaného v podélném směru tohoto potrubí, přičemž toto potrubí je uloženo v určitém médiu a obklopeno vrstvou nebo pláštěm z elektricky izolačního materiálu, jehož podstata spočívá v tom, že uvedené zařízení zahrnuje množinu prvých prostředků pro vytvoření signálů prvních veličin U a φ, které odpovídají střídavému napětí indukovanému v podélném směru uvedeného potrubí, a regulovatelný zdroj střídavého proudu, a regulovatelný zdroj střídavého proudu, který je připojen k napájecím místům na uvedeném potrubí, které jsou v podélném směru tohoto potrubí vzájemně odsazena, přičemž uvedený zdroj střídavého proudu je způsoben pro přijímání signálů prvních veličin Ua<pa, v závislostech na signálech prvních veličin U a φ, pro způsobení průtoku střídavého proudu i] v podélném směru uvedeného potrubí s takovou amplitudu a takovou fázovou polohou, že úbytek napětí v podélném směru tohoto potrubí způsobený proudem i] v tomto potrubí vede k omezení napěťového rozdílu mezi tímto potrubím a uvedeným médiem.

Výhodně uvedená množina prvých prostředků zahrnuje měřicí vodič uložený v uvedeném médiu v blízkosti uvedeného potrubí a izolovaný vůči tomuto médiu, přičemž signály prvních veličin U a φ jsou vytvořeny ze střídavého napětí Us indukovaného v tomto měřicím vodiči.

Výhodně uvedená množina prvních prostředků zahrnuje amplitudu-snímající prvek pro vytvoření signálu prvé veličiny U a odpovídající amplitudě indukovaného napětí u_s, rovněž i fázovou polohu-snímající prvek pro vytvoření signálu prvé veličiny φ odpovídajícího fázové poloze indukovaného napětí u_s, přičemž tyto signály jsou uzpůsobeny pro přivedení k uvedenému zdroji střídavého napětí, který je zase uzpůsoben pro napájení uvedeného potrubí proudem η s amplitudou odpovídající uvedenému signálu prvé veličiny U a s fázovou polohou odpovídající uvedenému signálu prvé veličiny φ.

Výhodně uvedený fázový úhel-snímající prvek je uzpůsoben pro vytvoření signálu φ fázové pozice v závislosti na fázové pozici indukovaného napětí us vzhledem k referenčnímu střídavému napětí u_ref, přičemž uvedený zdroj střídavého proudu je uzpůsoben pro generování střídavého proudu i₁ s frekvencí stejnou, jako je frekvence referenčního střídavého napětí, a s fázovou pozicí, která je vztažena k uvedenému referenčnímu střídavému napětí a která je závislá na uvedeném signálu prvé veličiny φ.

Výhodně uvedené potrubí má množinu dvojic napájecích míst, přičemž při každé této množiny dvojic napájecích míst je připojen jeden z množiny zařízeních pro kompenzaci střídavého napětí. Výhodně uvedený zdroj střídavého proudu zahrnuje statický měnič.

Výhodně uvedený zdroj střídavého proudu zahrnuje výkonový zesilovač.

Výhodně uvedený zdroj střídavého proudu zahrnuje regulační jednotku a jednofázové regulovatelné transformátory.

Seznam obrázků na výkresech

Vynález bude v následující části podrobněji popsán s odkazy na připojené výkresy, na kterých

-2CZ 285716 B6 obr. la zobrazuje příkladné provedení zařízení pro kompenzaci střídavého napětí podle vynálezu, obr. lb zobrazuje snížení napětí mezi potrubím a obklopujícím médiem, které je dosaženo zařízením podle vynálezu zobrazeným na obr. la, obr. 2a zobrazuje uspořádání množiny zařízení pro kompenzaci střídavého napětí a napájecích sekcí podle vynálezu podél části potrubí, obr. 2b ilustruje funkci zařízeních zobrazených na obr. 2a, obr. 3 zobrazuje alternativní provedení zařízení pro kompenzaci střídavého napětí podle vynálezu, ve kterém je dodávka proudu do napájecí sekce zajištěna pomocí výkonového zesilovače, obr. 4 zobrazuje zapojení regulovatelného transformátoru, který může být využit jako alternativa pro generování proudu do napájecí sekce, a obr. 5a a obr. 5b zobrazují alternativní způsoby regulace proudu do napájecí sekce potrubí.

Obr. la zobrazuje základní schéma části zařízení PD pro kompenzaci střídavého napětí podle vynálezu. Obrázek zobrazuje sekci £ kovové potrubí pro vedení zemního plynu uloženého v zemi, přičemž toto potrubí je pokryto elektricky izolační vrstvou a elektricky izolováno od sousední sekce potrubí pomocí elektricky izolačních spojovacích prostředků 11 a 12. Za účelem změření střídavého napětí, které může být indukováno v sekci £ působením elektrického přenosového vedení, které probíhá v blízkosti této sekce potrubí a které je s touto sekcí potrubí úplně nebo částečně paralelní, je poskytnut měřící vodič 2, který je od země izolován. Tento vodič může být uspořádán v zemi, na zemi nebo nad zemí. Uvedený měřicí vodič 2 je výhodně uspořádán paralelně k uvedenému potrubí a v blízkosti tohoto potrubí. Délka uvedeného měřicího vodiče může být malá vzhledem k délce sekce £ potrubí, avšak jestliže je to vhodné pro dosažení dostatečné velikosti měřeného signálu z tohoto 1 vodiče nebo pro učinění měřicího signálu dostatečně reprezentativního pro napětí indukované v sekci potrubí, může délka měřicího vodiče tvořit značnou část délky sekce potrubí. Uvedený měřicí vodič může být uspořádán podél celé napájecí sekce mezi napájecími body A a B nebo podél části této napájecí sekce anebo, jak je to zobrazeno na obrázku, může být částečně mimo tuto napájecí část. Měřicí vodič 2 je izolován od země, ale může být eventuálně uzemněn ve vhodném místě. Napětí u_s indukované ve vodiči 2 je přivedeno na vstup měřicího zesilovače 3, přičemž výstupní signál tohoto zesilovače je označen jako u§. Následkem zařazení měřicího vodiče 2 paralelního k sekci £ potrubí a blízkého k této sekci jsou hodnoty signálů Us a u$ správnou mírou napětí indukovaného v sekci potrubí účinkem provozního proudu přenosového vedení. Signál u_s z měřícího zesilovače 3 je přiveden na vstup generátoru 4 absolutních hodnot a na vstup fázového detektoru 5. Generátor 4 absolutních hodnot poskytuje signál U, který je úměrný amplitudě napětí us indukovaném v měřicím vodiči 2. Fázový detektor 5 poskytuje signál φ, který je úměrný fázovému rozdílu mezi signálem uš a referenčním napětím u_ref. Referenční signál je střídavý signál se stejnou frekvencí jako je frekvence v přenosovém vedení, která způsobuje napětí indukované v potrubí. Jak je patrné z obrázku, může být referenční napětí získáno nejjednodušším způsobem z místní sítě 6, která náleží do stejné energetické sítě jako výše uvedené přenosové vedení a z toho důvodu má stejnou frekvenci jako toto přenosové vedení.

Signály U a φ jsou přivedeny ke zdroji 7 střídavého proudu, který je připojen ke dvěma napájecím místům A a B uvedeného potrubí.

Část potrubí, tzv. napájecí sekce, která se nachází mezi uvedenými napájecími místy A a B, je napájená ze zdroje 7 střídavého proudu (který má výstupní napětí uQ se střídavým proudem i],

-3CZ 285716 B6 který generuje v napájecí sekci napěťový úbytek <íuab· Amplituda úbytku napětí je úměrná amplitudě proudu i], přičemž konstantu úměrnosti tvoří absolutní hodnota impedance napájecí sekce. Impedance typického potrubí je přibližně 0,3 Ω, přičemž má prakticky čistě induktivní charakter-resistence je zanedbatelná ve srovnání s indukčností.

Jak je patrné z obr. la, zdroj 7 střídavého proudu může být tvořen měničem střídavého napětí např. měničem se stejnosměrným mezi obvodem a s regulovatelným usměrňovačem napájeným ze sítě 6, stejnosměrným napěťovým meziobvodem a střídačem s vlastní komunikací. V tomto provedení zdroje 7 střídavého proudu je napětí U uzpůsobeno pro regulaci stejnosměrného napětí uvedeného meziobvodu a tudíž i amplitudy napětí u_b přičemž signál φ je uzpůsoben pro regulaci střídače tak, aby mělo napětí uj požadovanou fázovou polohu vzhledem k referenčnímu napětí. Vzhledem k tomu, že impedance napájecí sekce je téměř výhradně induktivní, má napěťový úbytek du^B podél napájecí sekce fázi, která předbíhá fázi proudu ή téměř o 90°. Velikost amplitudy a poloha fáze napětí U] jsou regulovány tak, aby byl uvedený napěťový úbytek v podstatě působil proti napětí indukovaném v napájecí sekci a aby měl tento napěťový úbytek vhodnou velikost vzhledem k indukovanému napětí. V této souvislosti se musí brát v úvahu impedance vodičů mezi zdrojem 7 střídavého proudu mezi napájecími místy AaB. Vzhledem k tomu, že se obě tyto impedance napájecí sekce mohou považovat za téměř konstantní, může být jednoduše vzata v úvahu tato skutečnost v případě regulace zdroje 7 střídavého proudu. Tento zdroj střídavého proudu může být výhodně regulován tak, aby amplituda napětí m byla rovna součinu první konstanty a amplitudy snímaného napětí uj a aby byla poloha fáze napětí Ui rovna součtu snímané pozice fáze a druhé konstanty. V případě správného výběru výše uvedených konstant, jak je to zřejmé z výše uvedeného úbytku napětí, bude napěťový úbytek du^ působit proti elektromotorické síle indukované v potrubí v důsledku účinku přenosového vedení. Tyto dvě elektromotorické síly budou tudíž působit proti sobě, přičemž se při správném provedení a nastavení zařízení vynálezu může dosáhnout dobré kompenzace napětí indukovaného v potrubí 1 v důsledku proudu přenosového vedení, to znamená, že se může dosáhnout značného snížení maximálního napětí mezi potrubím a zemí, a proto i značného snížení nebo úplné eliminace koroze potrubí. Výše uvedené dvě konstanty jsou určeny a nastaveny v regulačním systému tak, aby byl dosažen požadovaný stupeň potlačení napětí indukovaného v potrubí. Tyto konstanty mohou být určeny výpočtem, měřením nebo praktickými testy.

Jestliže je to nutné, může být signál z měřicího vodiče 2 filtrován v pásmové propusti naladěné na frekvenci přenosového vedení za účelem odstranění účinku napětí vznikající v měřicím vodiči účinkem jiných zdrojů, než je přenosové vedení.

Obr. lb zobrazuje průběh napětí Urg v potrubí vzhledem kzemi sestrojený proti vzdálenosti x z jednoho konce sekce potrubí. Předpokládá se, že sekce potrubí délku 1 a že tato sekce je uzemněna ve svém středu např. v důsledku poškození elektrické izolace potrubí. Na obrázku sestrojená křivka zobrazuje napětí mezi potrubím a zemí, které bylo způsobeno přenosovým vedením probíhajícím paralelně k sekci potrubí podél celé jeho délky. U koncového místa sekce potrubí se předpokládá hodnota maxima uvedeného napětí ± u_m.

V případě, že je napájecí sekce podle vynálezu uspořádána v střední části sekce potrubí a je způsobena pro generování úbytku napětí duAB v potrubí, bude průběh napětí podél sekce potrubí shodný se zobrazenou křivkou b, kde napětí Uab je napětí indukované v potrubí mezi místy AaB. Jak je to zřejmé z obrázku, je v rámci vynálezu dosaženo značného snížení maxima napětí mezi potrubím a zemí.

V příkladě zobrazeném na obr. lb je proud ή, kterým je napájená sekce mezi napájecími místy AaB, a tudíž i úbytek napětí du^B podél napájecí sekce zvolen v závislosti na indukovaném napětí tak, aby bylo maximum napětí mezi potrubím a zemí (ke kterému dochází v místech AaB

-4CZ 285716 B6 a na koncích sekce potrubí) pokud možno nízké. Je samozřejmé, že v závislosti na individuálních obvodech může být úbytek napětí nastaven různým způsobem.

Další snížení maxima napětí mezi potrubím a zemí může být dosaženo provedením vynálezu, ve kterém je podél sekce potrubí uspořádáno několik napájecích sekcí s připojenými zdroji střídavého proudu. Obr. 2a zobrazuje část uvedené sekce potrubí. Prvé zařízení PPI pro kompenzaci střídavého napětí je připojeno k připojovacím místům A a B. Toto kompenzační zařízení má měřicí vodič 21, přičemž dodává v závislosti na napětí indukovaném v měřicím vodiči do napájecí sekce proud i_t. Stejným způsobem je druhé zařízení PD2 pro kompenzaci střídavého napětí připojeno k připojovacím místům C a D a zahrnuje měřicí vodič 23, jehož indukované napětí reguluje proud i₂ zařízení. Podobně je zařízení PD3 pro kompenzaci střídavého napětí připojeno k napájecím místům E a F a zahrnuje měřicí vodič 23, jehož indukované napětí reguluje proud i₃ zařízení. Na obr. 2b je zobrazen průběh napětí, kterého je dosaženo mezi potrubím a zemí. Jak je zřejmé z obrázku, lze tím způsobem dosáhnout úplnějšího snížení maxima napětí mezi potrubím a zemí. Na obr. 2b jsou za účelem zjednodušení úbytky napětí du^, du_CD, dugp zobrazeny stejně veliké. Avšak ve skutečnosti jsou signály z měřicího vodiče vzájemně rozdílné a tudíž také úbytky napětí podél uvedených třech napájecích částí jsou rozdílné tak, aby se dosáhlo pokud možno co nej lepší kompenzace indukovaného napětí.

Uvedená tři zařízení pro kompenzaci střídavého napětí z obr. 2a mohou být případně regulována z jednoho jediného společného měřicího vodiče. Rovněž regulační prostředek tvořený měřicím zesilovačem 3, generátorem absolutních hodnot 4 a fázovým detektorem 5 může být případně společný pro tato tři zařízení pro kompenzaci střídavého napětí, která mají v tomto případě pouze samostatné stupně tvořené zdroji 7 střídavého proudu z obr. la. Koncový stupeň může být případně rovněž společný, přičemž v tomto případě musí být připojen k napájecí sekci přes transformátor za účelem dosažení nutného galvanického oddělení.

Také v případech zobrazených na obr. la a obr. 2a s jedním samostatným zařízením pro kompenzaci střídavého napětí na jednu napájecí sekci, může být toto zařízení výhodně připojeno k příslušné napájecí sekci přes transformátor za účelem uzpůsobení tohoto zdroje střídavého napětí, s ohledem na proudové a napěťové úrovně, pro jeho zátěž-napájecí sekci.

Obr. 3 zobrazuje alternativní provedení zařízení podle vynálezu. Signál u₃ z měřicího zesilovače je přiveden k výkonovému zesilovači 9, který dodává do napájecí sekce A-B proud ii úměrný k měřenému signálu. Vhodným provedením elektrického obvodu může úbytek napětí podél napájecí sekce působit proti napětí indukovaném v sekci potrubí, přičemž vhodným nastavením zesilovacích činitelů zesilovače může být dosaženo úplného potlačení napětí indukovaných v potrubí 1, a to v závislosti na frekvencích těchto napětí. Zesilovačem 9 může být např. o sobě známý spínací výkonový zesilovač.

Obr. 4 zobrazuje alternativní provedení zdroje 7 střídavého proudu pro napájecí sekci. Toto provedení zahrnuje dva jednofázové transformátory 14 a 15. Transformátor 14 má primární vinutí připojeno k fázovým vodičům S a T lokální sítě 6 a transformátor 15 má primární vinutí připojeno na fázový vodič R a nulový vodič O této sítě. Amplituda výstupního napětí každého transformátoru je regulovatelná, a to plynule nebo po krocích. Transformátory mohou být tvořeny např. stavitelnými transformátory poháněnými servomotorem nebo transformátory s transformátorovými odbočkami. V tomto zapojení transformátorů je výstupní napětí Ua z transformátoru 15 fázově posunuto o 90° vzhledem k výstupnímu napětí Ub z transformátoru 14. Poněvadž jsou sekundární vinutí obou transformátorů zapojeny do série, jsou jejich výstupní napětí vektorově sečtena a jejich součtový vektor tvoří napájecí napětí U] pro napájecí sekci. V případě, že mohou být výstupní napětí každého z transformátorů měněny z maxima amplitudy v jedné fázové pozici do maxima amplitudy v opačné fázové pozici, potom může být výstupní napětí Ui známým způsobem libovolně regulováno oběma napětími, pokud jde o amplitudu a fázovou pozici uvnitř celého čtvrtého kvadrantu. Za účelem regulace transformátorů jsou

-5CZ 285716 B6 signály Uatp (zobrazení na obr. 1) přivedeny kregulační jednotce 13, která vyšle regulační signály slas2 do hnacích jednotek transformátorů. Regulační řízení může např. vyslat k transformátorům takové regulační signály sl as2, aby výstupní napětí těchto transformátorů splňovaly následující rovnice:

U_A = kj . U . sin (φ + k₂)

U_B = k! . U . sin (φ + k₂)

Vhodnou volbou konstant ki a k₂ může být napájecí napětí ui pro napájecí sekci části potrubí určeno takovou amplitudou a takovou fázovou pozicí, aby úbytek napětí v napájecí sekci kompenzoval indukované napětí.

Regulace zařízení podle vynálezu může být realizován i jinými způsoby než jen jedním výše uvedeným způsobem. Např. jak je to zobrazeno na obr. 5a, může být indukované napětí snímáno z několika míst uspořádaných podél potrubí. V příkladu na obr. 5a je uvedené snímání indukovaného napětí uskutečněno prostřednictvím množiny měřicích vodičů 21. 22,23, jejichž indukovaná napětí jsou přiváděna do měřicích zesilovačů 31, 32, 33. Výstupní signál u'_si, u'₂, u'_S3 příslušných měřicích zesilovačů jsou přivedeny optimalizační jednotce 34 (obr. 5b). Tato jednotka zase vysílá regulační signál s3 do zdroje 7 střídavého proudu. Regulační signál s3 má vliv na amplitudu a fázovou pozici napětí ui generovaného uvedeným regulátorem, a tudíž i na proud, který je přiváděn do napájecí sekce. Optimalizační jednotka 34 tvořena naprogramovaným počítačem uzpůsobeným pro ovlivňování proudu ή regulačním signálem s3 takovým způsobem, aby koroze potrubí byla minimalizována.

Výše uvedený měřicí vodič 2 je jedním ze způsobů měření napětí indukovaného v potrubí. Také ostatní způsoby jsou proveditelné. Napětí indukované v potrubí je přirozeně svou velikostí a fázovou pozicí závislém na zatěžovacím proudu energetického vedení. V případech, kdy je možné a vhodné měřit tento proud, je možné toto měření přímo využít pro měření napětí indukovaného v potrubí.

V předcházejícím popise vynálezu bylo implicitně předpokládáno, že zatěžovací proud v přenosovém vedení, a tudíž i napětí indukované v potrubí, má sinusiový průběh bez harmonických složek. V praxi může tento zatěžovací proud obsahovat harmonické složky, které v potrubí indukují střídavá napětí mohou, stejně jako napětí indukovaná v potrubí účinkem základní složky zatěžovacího proudu způsobit korozi. Provedení vynálezu na obr. 3 automaticky kompenzuje také napětí indukovaná účinkem harmonických složek uvedeného zatěžovacího proudu, poněvadž proud ή dodávaný do napájecí sekce vytváří reprodukci s opačným znaménkem měřeného signálu u_s snímaného z měřicího vodiče 2. Harmonické složky indukovaného napětí mohou být samozřejmě kompenzovány také jinými způsoby. Tak např. jsou základní složka a již zmíněné harmonické složky měřeného signálu vzájemně odděleny pomocí pásmové propustě a jejich amplitudy a fázové polohy jsou stanoveny samostatně, načež za účelem potlačení všech snímaných složek jsou požadována napětí uj a/nebo ij těchto složek vhodným způsobem a pomocí vhodných elektronických obvodů sloučena.

Jako alternativní provedení zapojení zdroje 7 střídavého proudu na obr. 1 a zapojení transformátoru na obr. 4 může být použito kaskádové zapojení indukčního regulátoru a stavitelného transformátoru, přičemž indukční regulátor je použit pro regulování fázové polohy napájecího napětí pro napájecí sekci a stavitelný transformátor je použit pro regulování amplitudy tohoto napětí.

Ve výše uvedených provedeních vynálezu reguluje výstupní napětí u_s měřicího vodiče napětí U| zdroje střídavého proudu pomocí regulačního systému bez zpětné vazby. Alternativně je možné použít zpětnovazebního regulačního systému, a to případech, kdy je např. proud i] dodávaný

-6CZ 285716 B6 zdrojem střídavého proudu snímán a porovnáván, pokud jde o amplitudu a fázovou polohu, s měřeným signálem nebo s referenční veličinou z měřeného signálu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Zařízení pro kompenzaci střídavého napětí indukovaného v kovovém potrubí (1) a orientovaného v podélném směru tohoto potrubí, přičemž potrubí (1) je uloženo v určitém médiu a obklopenou vrstvou nebo pláštěm elektricky izolačního materiálu, vyznačené tím, že zahrnuje množinu prvých prostředků pro vytvoření signálu prvních veličin U a φ, které odpovídají střídavému napětí indukovanému v podélném směru potrubí (1), a regulovatelný zdroj střídavého proudu, který je připojen k napájecím místům (A, B) na potrubí (1), která jsou v podélném směru potrubí (1) vzájemně odsazena, přičemž zdroj střídavého proudu je uzpůsoben pro přijímání signálů prvních veličin U a φ a, v závislosti na signálech prvních veličin U a φ, pro způsobení průtoku střídavého proudu i_t v podélném směru potrubí (1) s takovou amplitudou a takovou fázovou polohou, že úbytek napětí v podélném směru potrubí (1) způsobený proudem ii v potrubí (1) vede k omezení napěťového rozdílu mezi potrubím (1) a uvedeným médiem.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že uvedená množina prvých prostředků zahrnuje měřicí vodič (2) uložený v uvedeném médiu v blízkosti uvedeného potrubí a izolovaný vůči tomuto médiu, přičemž signály prvních veličin U a φ jsou vytvořeny ze střídavého napětí u_sindukovaného v tomto měřicím vodiči.

3. Zařízení podle nároku 1 nebo2, vyznačené tím, že uvedená množina prvních prostředků zahrnuje amplitudu-snímající prvek (4) pro vytvoření signálu prvé veličiny U odpovídajícího amplitudě indukovaného napětí u_s, rovněž i fázovou polohu-snímající prvek (5) pro vytvoření signálu prvé veličiny φ odpovídajícího fázové poloze indukovaného napětí us, přičemž tyto signály jsou uzpůsobeny pro přivedení ke zdroji (7) střídavého napětí, který je zase uzpůsoben pro napájení potrubí (1) proudem i] s amplitudou odpovídající uvedenému signálu prvé veličiny U a s fázovou polohou odpovídající uvedenému signálu prvé veličiny φ.

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačené tím, že uvedený fázový úhel-snímající prvek (5) je uzpůsoben pro vytvoření signálu φ fázové pozice v závislosti na fázové pozici indukovaného napětí u_s vzhledem k referenčnímu střídavému napětí u_ref, přičemž uvedený zdroj (7) střídavého proudu je uzpůsoben pro generování střídavého proudu i| s frekvencí stejnou, jako je frekvence referenčního střídavého napětí, a s fázovou pozicí, která je vztažena k uvedenému referenčnímu střídavému napětí a která je závislá na uvedeném signálu prvé veličiny φ.

5. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že uvedené potrubí má množinu dvojic napájecích míst (A-B, C-D, E-F), přičemž ke každé z této množiny dvojic napájecích míst je připojen jeden z množiny zařízeních (PD1, PD2, PD3) pro kompenzaci střídavého napětí.

6. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že uvedený zdroj (7) střídavého proudu zahrnuje statický měnič.

-7CZ 285716 B6

7. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že uvedený zdroj střídavého proudu zahrnuje výkonový zesilovač (9).

8. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že uvedený 5 zdroj střídavého proudu zahrnuje regulační jednotku (13) a jednofázové regulovatelné transformátory (14, 15).

6 výkresů