一种油气管道用储能式恒电位仪的制作方法

本发明涉及油气管道阴极保护领域，具体涉及一种油气管道用储能式恒电位仪。

背景技术：

1、恒电位仪是阴极保护系统的关键设备，主要功能是输出可调的电压电流给被保护物，保持被保护物如油气管道的管地电位维持在设置的电位，从而实现被保护物的腐蚀防护。

2、如申请号cn113818021a公开的一种多主一备自动切换恒电位仪，包括恒电位仪主模块、恒电位仪备用模块、控制模块和设备外壳，其中恒电位仪的功率模块包括恒电位仪主模块和恒电位仪备用模块，主模块和备用模块都包括故障检测单元，故障检测单元与控制模块连接，控制模块可根据故障检测单元信号将恒电位仪主模块切换至恒电位仪备用模块与被保护体连接，从而提高恒电位仪可靠性，降低被保护体的非保护时间。

3、但是目前的油气管道用恒电位仪分布在管道沿线阴保站内，通过单一的电网取电，当阴保站因为电网故障无法向电网取电时，恒电位仪就无法向油气管道提供持续的阴极保护，加大了管道的腐蚀风险。

技术实现思路

1、本发明提供一种油气管道用储能式恒电位仪，以解决因为电网故障无法向电网取电时，恒电位仪无法向油气管道提供持续的阴极保护的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种油气管道用储能式恒电位仪，包括功率变换模块和储能电池；所述功率变换模块的输入端电连接于电网，所述功率变换模块的输出端分别电连接于油气管道和所述储能电池，所述储能电池还通过所述功率变换模块电连接于所述油气管道；

3、所述功率变换模块用于在电网正常时从所述电网取电并对所述储能电池充电以及为所述油气管道提供阴极保护；

4、所述功率变换模块还用于在电网故障时从所述储能电池取电并为所述油气管道提供阴极保护。

5、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

6、进一步，所述功率变换模块包括ac/dc整流器、直流母线、双向dc/dc变换器和单向dc/dc变换器；所述ac/dc整流器电连接于所述直流母线与所述电网之间，所述双向dc/dc变换器电连接于所述直流母线与所述储能电池之间，所述单向dc/dc变换器电连接于所述直流母线与所述油气管道之间。

7、进一步，所述ac/dc整流器用于在电网正常时从所述电网取电并进行ac/dc整流处理，得到第一直流电压，且将所述第一直流电压通过所述直流母线分别传输至所述双向dc/dc变换器以及所述单向dc/dc变换器；

8、所述双向dc/dc变换器用于对所述第一直流电压进行dc/dc变换后为所述储能电池充电；

9、所述单向dc/dc变换器用于对所述第一直流电压进行dc/dc变换后为所述油气管道提供阴极保护；

10、所述双向dc/dc变换器还用于在电网故障时从所述储能电池取电并进行dc/dc变换，得到第二直流电压，且将所述第二直流电压通过所述直流母线传输至所述单向dc/dc变换器；

11、所述单向dc/dc变换器还用于对所述第二直流电压进行dc/dc变换后为所述油气管道提供阴极保护。

12、进一步，所述ac/dc整流器包括依次电连接的第一滤波电路、ac/dc变换电路和第二滤波电路，所述第一滤波电路电连接于所述电网，所述第二滤波电路电连接于所述直流母线。

13、进一步，所述双向dc/dc变换器包括依次电连接的第三滤波电路、双向dc/dc变换电路和第四滤波电路，所述第三滤波电路电连接于所述储能电池，所述第四滤波电路电连接于所述直流母线。

14、进一步，所述单向dc/dc变换器包括依次电连接的第五滤波电路、单向dc/dc变换电路、第六滤波电路和防雷电路，所述第五滤波电路电连接于所述直流母线，所述防雷电路电连接于所述油气管道。

15、进一步，还包括控制模块，所述控制模块包括采样单元、主控单元和人机交互单元；

16、所述采样单元分别电连接于所述油气管道以及所述功率变换模块，用于采集所述油气管道的管道电位数据以及所述功率变换模块的电流电压数据；

17、所述主控单元分别电连接于所述采样单元以及所述功率变换模块，用于根据所述管道电位数据以及所述电流电压数据控制所述功率变换模块为所述油气管道提供阴极保护；

18、所述人机交互单元电连接于所述主控单元，用于显示所述功率变换模块的工作状态，并用于设置所述功率变换模块的工作模式。

19、进一步，所述储能电池上配设有电池管理系统bms单元，所述电池管理系统bms单元与所述采样单元电连接；

20、所述电池管理系统bms单元用于监测所述储能电池的状态；

21、所述采样单元还用于采集所述电池管理系统bms单元监测的所述储能电池的状态；

22、所述主控单元还用于根据所述储能电池的状态控制所述功率变换模块对所述储能电池充电或停止充电。

23、进一步，所述功率变换模块还包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关；所述第一可控开关电连接于所述直流母线与所述ac/dc整流器之间并与所述主控单元电连接；所述第二可控开关电连接于所述直流母线与所述双向dc/dc变换器之间并与所述主控单元电连接；所述第三可控开关电连接于所述直流母线与所述单向dc/dc变换器之间并与所述主控单元电连接；

24、所述主控单元具体用于通过控制第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关的通断来控制所述功率变换模块为所述油气管道提供阴极保护。

25、进一步，所述功率变换模块还包括驱动电路，所述主控单元通过所述驱动电路分别与所述ac/dc整流器、所述双向dc/dc变换器以及所述单向dc/dc变换器电连接。

26、本发明的有益效果是：本发明一种油气管道用储能式恒电位仪可通过功率变换模块从电网取电，也可通过功率变换模块从储能电池取电，从而实现恒电位仪双路供电；当因外部电网故障无法从电网取电，从而导致恒电位仪无法输出保护油气管道时，可以通过储能电池不间断地供电，大大减少被保护管道非保护时间，降低腐蚀风险；另外，可通过功率变换模块实现电网正常供电时对储能电池的充电；本发明解决了现有恒电位仪在电网停电时无法提供阴极保护的问题，为油气管道不间断地提供阴极保护。

技术特征：

1.一种油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：包括功率变换模块和储能电池；所述功率变换模块的输入端电连接于电网，所述功率变换模块的输出端分别电连接于油气管道和所述储能电池，所述储能电池还通过所述功率变换模块电连接于所述油气管道；

2.根据权利要求1所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：所述功率变换模块包括ac/dc整流器、直流母线、双向dc/dc变换器和单向dc/dc变换器；所述ac/dc整流器电连接于所述直流母线与所述电网之间，所述双向dc/dc变换器电连接于所述直流母线与所述储能电池之间，所述单向dc/dc变换器电连接于所述直流母线与所述油气管道之间。

3.根据权利要求1所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：所述ac/dc整流器用于在电网正常时从所述电网取电并进行ac/dc整流处理，得到第一直流电压，且将所述第一直流电压通过所述直流母线分别传输至所述双向dc/dc变换器以及所述单向dc/dc变换器；

4.根据权利要求2所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：所述ac/dc整流器包括依次电连接的第一滤波电路、ac/dc变换电路和第二滤波电路，所述第一滤波电路电连接于所述电网，所述第二滤波电路电连接于所述直流母线。

5.根据权利要求2所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：所述双向dc/dc变换器包括依次电连接的第三滤波电路、双向dc/dc变换电路和第四滤波电路，所述第三滤波电路电连接于所述储能电池，所述第四滤波电路电连接于所述直流母线。

6.根据权利要求2所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：所述单向dc/dc变换器包括依次电连接的第五滤波电路、单向dc/dc变换电路、第六滤波电路和防雷电路，所述第五滤波电路电连接于所述直流母线，所述防雷电路电连接于所述油气管道。

7.根据权利要求2所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：还包括控制模块，所述控制模块包括采样单元、主控单元和人机交互单元；

8.根据权利要求7所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：所述储能电池上配设有电池管理系统bms单元，所述电池管理系统bms单元与所述采样单元电连接；

9.根据权利要求7所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：所述功率变换模块还包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关；所述第一可控开关电连接于所述直流母线与所述ac/dc整流器之间并与所述主控单元电连接；所述第二可控开关电连接于所述直流母线与所述双向dc/dc变换器之间并与所述主控单元电连接；所述第三可控开关电连接于所述直流母线与所述单向dc/dc变换器之间并与所述主控单元电连接；

10.根据权利要求7所述的油气管道用储能式恒电位仪,其特征在于：所述功率变换模块还包括驱动电路，所述主控单元通过所述驱动电路分别与所述ac/dc整流器、所述双向dc/dc变换器以及所述单向dc/dc变换器电连接。

技术总结本发明涉及油气管道阴极保护领域，具体涉及一种油气管道用储能式恒电位仪,包括功率变换模块和储能电池；功率变换模块电连接于电网、油气管道和储能电池，储能电池还通过功率变换模块电连接于油气管道；功率变换模块用于在电网正常时从电网取电并对储能电池充电以及为油气管道提供阴极保护，还用于在电网故障时从储能电池取电并为油气管道提供阴极保护。当因外部电网故障无法从电网取电时，本发明可以通过储能电池不间断地供电，大大减少被保护管道非保护时间，降低腐蚀风险；还可通过功率变换模块实现电网正常供电时对储能电池的充电；本发明解决了现有恒电位仪在电网停电时无法提供阴极保护的问题，为油气管道不间断地提供阴极保护。技术研发人员：谢成,熊道英,王垚,何勇君,周乐明,刘晓凯受保护的技术使用者：国家石油天然气管网集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10