Науковий вісник НГУ

Моделювання режимів роботи комплексу катодного захисту трубопроводів при переході повітряних ліній електропередач

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2024

Останнє оновлення: 28 грудня 2024

Опубліковано: 28 грудня 2024

Перегляди: 116

Authors:

О.О.Азюковський, orcid.org/0000-0003-1901-4333, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

Ю.А.Папаїка* , orcid.org/0000-0001-6953-1705, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Київ Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.Д.Подольцев , orcid.org/0000-0002-9029-9397, Інститут Електродинаміки Національної академії наук України, м. Київ, Україна

М.В.Бабенко , orcid.org/0000-0003-2309-0291, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м.М. Дніпро, Україна

С.К.Шихов , orcid.org/0009-0000-9459-9277, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Науковій Вісник Національного Хірнихого Університету. 2024, (6): 073 - 078

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-6/073

Abstract:

Мета. Встановити залежність рівнів вихідного потенціалу системи захисту підземних сталевих трубопроводів при наближенні та/або переході траси повітряних ліній електропередачі (ЛЕП).

Методика. Для досягнення цілей використані методи теорії еквівалентних електричних кіл та теорії електромагнітного поля, реалізовані в пакетах прикладних комп'ютерних програм Matlab/Simulink та COMSOL Multiphysics.

Результати. Визначено просторовий розподіл у ґрунті наведеного електричного поля повітряної лінії електропередачі у місці безпосереднього розташування трубопроводу, що змінюється із частотою 50 Гц. Наведено розподіл як постійної, так і змінної напруги на трубопроводі щодо ґрунту. Проведено аналіз корозійних процесів у трубопроводі, на підставі якого досліджено відносно безпечний перебіг корозійних процесів у трубопроводі під дією одночасно виникаючих змінного струму частотою 50 Гц та постійного току.

Наукова новизна. Полягає в визначенні закономірностей впливу повітряних ліній на характер розподілу захисного потенціалу станцій катодної захисту при змінах конфігурації трубопроводів та умов прокладання. Доведено існування значних відхилень рівнів захисного потенціалу за наявності змінної полігармонічної складової сигналу. На підставі дослідження встановлено, що за прийнятих вихідних умов обидва запропоновані критерії є незадовільними на окремих ділянках газопроводу поблизу ЛЄП.

Практична значимість. Полягає в визначенні комплексу технічних характеристик електротехнічного комплексу захисту від електрохімічної корозії, що дозволяє забезпечити необхідні рівні захисного потенціалу за наявності джерела блукаючих струмів (повітряних ліній електропередач).

Ключові слова: підземний сталевий трубопровід, електрохімічна корозія, лінії електропередач, катодний захист

References.

1. Mark, E. (Ed.) (2014). Underground pipeline corrosion detection, analysis and prevention. Orazem Elsevier. ISBN: 9781306459983.

2. Aziukovskyi, O. O., Papaika, Y. A., Gorev, V. N., & Babenko, N. V. (2024). Regulations of the formation of protective potential of underground steel pipelines under conditions of heterogeneous environment. Technical Electrodynamics, 2024(2), 23-29. https://doi.org/10.15407/techned2024.02.023.

3. Aziukovskyi, A. (2013). The electrochemical cathodic protection stations of underground metal pipelines in uncoordinated operation mode. Energy Efficiency Improvement of Geotechnical Systems – Proceedings of the International Forum on Energy Efficiency, 47-55. https://doi.org/10.1201/b16355-7.

4. Ahmed, N.E.I. Ayad, Krika, W., Boudjella, H., Benhamida, F., & Horch, A. (2019). Simulation of the Electromagnetic Field in the Vicinity of the Overhead Power Transmission Line. European Journal of Electrical Engineering, 21(1), 49-53, https://doi.org/10.18280/ejee.210108.

5. Vyas, A., & Jamnani, J. G. (2019). Analysis and design optimization of 765 kV transmission line based on electric and magnetic fields for different line configurations. 2016 IEEE 6 ^th International Conference on Power Systems (ICPS), 1-6, https://doi.org/10.1109/ICPES.2016.7584136.

6. Hajji, E. l., Mahmoudi, H., & Labbadi, M. (2020). The electromagnetic interferance caused by high voltage power lines along the electrical railway equipment. International Journal of Electrical and Computer Engineering, 10(5), 4581-4891.  https://doi.org/10.11591/ijece.v10i5.

7. Sharif, H. M., Jamail, N. A. M., Othman, N. A., & Kamarudin, M. S. (2017). Analysis of electric field and current density on XLPE insul., International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), 7(6), 3095-3104. https://doi.org/10.11591/ijece.v7i6.

8. Luqman, H. M., Baharom, M. N. R., Ahmad, H., & Ullah, I. (2017). Planning and conducting magnetic field level measurement from overhead transmission line. International Journal of Electrical  and Computer Engineering (IJECE ), 7(6), 3124-3132. https://doi.org/10.11591/ijece.v7i6.

9. Li, X. M., Rosas, O., & Castaneda, H. (2016). Deterministic Modeling of API5L X52 Steel in a Coal-Tar-Coating/Cathodic-Protection System in Soil. International Journal of Pressure and Piping, 146, 161-170. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2016.09.003.

10. Brenna, A., Beretta, S., & Ormellese, M. (2020). AC Corrosion of Carbon Steel under Cathodic Protection Condition: Assessment, Criteria and Protection Condition: Assessment, Criteria and Mechanism. A Review. Materials, 13, 2158. https://doi.org/10.3390/ma13092158.

11. Janik, P., Kosobudzki, G., & Schwarz, H. (2017). Influence of increasing numbers of RE-inverters on the power quality in the distribution grids: A PQ case study of a representative wind turbine and photovoltaic system. Frontiers in Energy, 11(2), 155-167. https://doi.org/10.1007/s11708-017-0469-3.

12. Shcherba, M., Shcherba, A., & Peretyatko, Y. (2020). Mathematical Modeling of Electric Current Distribution in Water Trees Branches in XLPE Power Cables Insulation. IEEE 7 ^th International Conference on Energy Smart Systems. ESS 2020. Kyiv, Ukraine, May 12–14, 2020, (pp. 353-356). https://doi.org/10.1109/ESS50319.2020.9160293.

13. Shcherba, M. A. (2016). Multi-physical processes during electric field disturbance in solid dielectric near water micro-inclusions connected by conductive channels. IEEE 2 ^nd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). Kyiv, Ukraine, June 7–11, 2016, (pp. 1-5). https://doi.org/10.1109/IEPS.2016.7521842.

14. Micu, D. D., Czumbil, L., Christoforidis, G. C., Ceclan, A., & Stet, D. (2012). Evaluation of induced AC voltages in underground metallic pipeline. COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 31(4), 1133-1143. https://doi.org/10.1108/03321641211227375.

15. Kosobudzki, G., Rogoza, M., Lysenko, O., & Papaika, Yu. (2018). Frequency and Parametric Characteristics of Direct Current Pulse Conversion Filter of a Contactless Locomotive. 14 ^th Selected Issues of Electrical Engineering and Electronics (WZEE). https://doi.org/10.1109/WZEE.2018.8748987.

16. Pivnyak, G., Rogoza, M., Papaika, Y., & Lysenko, A. (2015). Traction and energy characteristics of no-contact electric mining locomotives with AC current thyristor converters. Power Engineering, Control and Information Technologies in Geotechnical Systems, 1-6. https://doi.org/10.1201/b18475-1.

17. Beshta, A., Balakhontsev, A., & Khudolii, S. (2019). Performances of Asynchronous Motor within Variable Frequency Drive with Additional Power Source Plugged via Combined Converter. IEEE 6 ^th International Conference on Energy Smart Systems, ESS 2019 – Proceedings, 2019, 156-160, 8764192. https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764192.

18. Pivniak, H., Aziukovskyi, O., Papaika, Yu., Lutsenko, I., & Neuberger, N. (2022). Problems of development of innovative power supply systems of Ukraine in the context of European integration. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 89-103. https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-5/089.

19. Dyczko, A. (2023). Real-time forecasting of key coking coal quality parameters using neural networks and artificial intelligence. Rudarsko-Geološko-Naftni Zbornik, 38(3), 105-117. https://doi.org/10.17794/rgn.2023.3.9.

20. Dusza, D., & Kosobudzki, G. (2018). Reactive power measurements based on its geometrical interpretation. 14 ^th Selected Issues of Electrical Engineering and Electronics, WZEE, 8749118. https://doi.org/10.1109/WZEE.2018.8749118.

21. Wang, C., & Li, W., & Wang, Yu. (2021). A probabilistic-based model for dynamic predicting pitting corrosion rate of pipeline under stray current interference. Journal of Pipeline Science and Engineering. https://doi.org/10.1016/j.jpse.2021.09.003.

22. Balakhontsev, A., Beshta, O., Boroday, V., Khudolii, S., & Pirienko, S. (2021). A Review of Topologies of Quick Charging Stations for Electric Vehicles. International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), 1-4.

23. Piriienko, S., Wang, W. V., Neuburger, M., Thrimawithana, D. J., & Balakhontsev, A. (2021). Nacelle-to-Tower Multilevel IPT System for Small-Scale Wind Turbines. IEEE Transactions on Power Electronics, 36(5), 5043-5054, 9233926. https://doi.org/10.1109/TPEL.2020.3032183.

24. Кузмін, А., Пінчук, В., Кошеленко, І., Аранго, Д. А. Г., & Вілла, C. F. H. (2024). Специфіки комбінованого electromagnetic і thermal pre-treatment of coal-water fuel. Міжнародний Journal of Energy for Clean Environment , 25 (7), 93-116. https://doi.org/10.1615/InterJEnerCleanEnv.2024053062.

• < Попередня
• Наступна >