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[原创] 大型储罐群配套外加电流系统时,多组阳极和电源设备的协同控制方案该如何设计?

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[复制链接] 只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 8小时前


大型储罐群外加电流系统的协同控制,需以 “分区独立控制 + 集中联动管理” 为核心,通过精准分配电流、隔离干扰路径,避免储罐间电流串扰,同时保障整体保护效果稳定。


一、多组阳极和电源设备的协同控制方案设计
1. 分区划分与设备配置
按储罐群的布局、规模及土壤环境,将整个区域划分为若干独立保护分区。每个分区包含 1-3 个相邻储罐,配套 1 套独立恒电位仪(或模块化电源组)和专属阳极组(网状阳极或柔性阳极),形成 “一区一源一组阳极” 的基础单元。
电源设备优先选用可并联扩容的模块化恒电位仪,单台输出电流根据分区储罐所需保护电流匹配(通常 5-20A),支持多台并联满足大型分区需求。阳极组按分区内储罐的腐蚀风险差异化布置,罐壁附近、接管区域加密,中心区域常规布置,确保单罐电流覆盖均匀。
2. 集中联动控制逻辑
搭建中央控制系统(CCS),通过工业总线(如 ModbusProfibus)或无线通信模块,连接所有分区的恒电位仪、参比电极和电流传感器,实现 “集中监控 + 分区自主调节”。
实时数据采集:每个分区在储罐底板边缘、中心区域布设 3-5 个长效参比电极,实时采集保护电位;阳极回路加装电流传感器,监测每组阳极的输出电流,数据同步上传至中央控制系统。
动态电流分配:中央系统根据各分区的电位数据,自动调节对应恒电位仪的输出参数。若某分区电位低于保护阈值(如 <-0.85V),系统上调该分区电源输出电流;若出现过保护(如 <-1.2V),则下调电流,避免单罐过保护或欠保护。
冗余备份机制:关键分区的电源设备采用 “一用一备” 冗余配置,当主电源故障时,中央系统自动切换至备用电源,且相邻分区电源可临时跨区补能,避免保护中断。
3. 阳极协同工作策略
同分区内的多组阳极(如单个储罐的边缘加密阳极与中心阳极),通过阳极汇流箱汇总后接入分区恒电位仪,汇流箱内设置独立熔断器和电流调节旋钮,可手动微调单组阳极的电流分配比例。
跨分区阳极避免交叉布置,若需覆盖分区边缘的衔接区域,采用 “边缘阳极共享” 设计,将共享阳极接入相邻两个分区的汇流箱,由中央系统根据两侧储罐的电位需求,动态分配共享阳极的电流输出比例,确保衔接区域无保护盲区。
二、避免不同储罐间电流相互干扰的核心措施
1. 物理隔离与路径阻断
在相邻储罐的基础之间设置绝缘隔离带,采用高密度聚乙烯(HDPE)绝缘板或沥青绝缘层,厚度不小于 50mm,阻断电流通过土壤直接串扰的路径。同时,储罐基础的钢筋网与被保护储罐底板之间加装绝缘垫片,避免钢筋成为电流传导的 “桥梁”。
电缆敷设时,不同分区的阳极电缆、电源电缆分开铺设,间距不小于 1 米,且均穿绝缘套管保护,避免电缆外皮破损后电流通过电缆金属护套相互干扰。
2. 电位隔离与参数差异化设定
每个分区的恒电位仪采用独立接地系统,接地极与其他分区接地极的距离不小于 10 米,防止接地回路形成电流环路。同时,在恒电位仪的输出端加装隔离变压器或滤波模块,过滤电流中的杂波,避免干扰信号通过电源线路传播。
根据每个分区的土壤电阻率、储罐涂层完好度,差异化设定保护电位阈值。例如,土壤电阻率高的分区,保护电位上限可设为 - 1.1V;涂层完好率高的分区,下限设为 - 0.85V,通过参数适配减少因区域特性差异导致的电流 “倒流” 干扰。
3. 监控与调节闭环优化
在相邻储罐的边界区域增设 “干扰监测参比电极”,实时监测是否存在跨罐电流干扰(若边界电位波动超过 ±0.05V,判定为存在干扰)。中央控制系统一旦检测到干扰,立即启动调节程序:若 A 罐电流干扰 B 罐,可适当降低 A 罐恒电位仪的输出电流,或微调 A 罐边缘阳极的电流分配比例,直至边界电位恢复稳定。
定期(每季度)对全储罐群进行密间隔电位检测,绘制电位分布云图,精准定位干扰源区域。若某区域长期存在干扰,可在干扰路径上增设 “屏蔽阳极”,通过屏蔽阳极释放反向电流,抵消跨罐串扰的电流,形成主动抗干扰屏障。
4. 阳极布置与电流屏蔽优化
不同分区的阳极组避免过度靠近,相邻分区的阳极边缘间距不小于 3 米。对于大型储罐群,可在分区边界处铺设一圈 “隔离阳极带”,接入独立的小功率恒电位仪,设定略低于主保护系统的电位(如 - 0.8V),形成电位 “缓冲带”,阻止主阳极电流向相邻分区扩散。
若采用柔性阳极,每个分区的阳极采用环形布置,且阳极带与相邻分区的距离控制在 5 米以上,减少阳极电流的交叉覆盖范围,从源头降低干扰风险。