Инверторные станции катодной защиты ИСТ-1000, ИСТ-1500, ИСТ-3000.

Станции ИСТ-XXXX

У этих станций просто не сложилась судьба. Я чувствую себя виноватым перед ними. Но я ничего не мог сделать, просто появились они в не самое удачное время. Даже грустно писать.

 

Достоинства и недостатки.

Станции катодной защиты этой серии были созданы в 2008 г. По многим параметрам, функциональным возможностям они опередили свое время.

  • Великолепное резидентное программное обеспечение. На его базе было создано программное обеспечение для следующего поколения - станций серии ”ТИЭЛЛА” разработки НПП ”СИЭЛ”.
  • По функциональным возможностям немного современных станций достигли уровня серии ИСТ-XXXX.
  • Все возможные режимы работы:
    • стабилизация тока;
    • стабилизация напряжения;
    • стабилизация потенциала;
    • стабилизация одновременно по нескольким параметрам;
    • прерывистый режим работы.
  • Станция имеет активный корректор мощности. В результате – коэффициент мощности не ниже 0,95 и расширенный диапазон напряжения питающей сети 220±20% В.
  • Многочисленные защитные функции:
    • работа в режиме короткого замыкания сколь угодно долгое время;
    • выключение инвертора при обрыве нагрузки;
    • контроль обрыва датчика потенциала;
    • защита от перегрева радиатора;
    • защита от импульсных перенапряжений;
    • самодиагностика целостности данных.
  • Счетчики времени работы и времени защиты станции.
  • Фиксация данных счетчика электроэнергии.
  • Внутренний регистратор изменения потенциала.
  • Цифровой интерфейс для подключения терминала, компьютера или контроллера телеметрии. Интерфейс обеспечивает доступ ко всем ресурсам устройства.
  • Возможность синхронизации двух станций для работы на общую нагрузку.
  • Частота преобразования 100 кГц.
  • Достаточно простая электронная схема.

И это очень коротко. Подробно можно почитать в документации на устройство.

Главный недостаток этих станций один. Но он просто убийственный. Это конструкция.

Когда я разрабатывал эту станцию, я сделал рабочий макет, на котором можно было провести полные испытания. Конструктивно схема была разбита на три модуля:

  • инвертор и управляющая часть;
  • модуль выпрямителя и выходных фильтров;
  • корректор коэффициента мощности.

Каждый модуль был закреплен на алюминиевой пластине толщиной 8 мм. К этой пластине прижимались мощные полупроводниковые приборы для отвода тепла.

Конструкция устройства

Пластины не имели достаточной площади, чтобы охладить силовые компоненты устройства. Но на пластины могли быть закреплены любые радиаторы или другие системы охлаждения.

Так вот, в первом макетном варианте я к стенкам внешнего корпуса станции прикрепил большие алюминиевые плиты толщиной 8 мм. А к ним прикрутил пластины модулей. Тепло отводилось как за счет конвекции воздуха внутри корпуса, так и за счет передачи тепла на внешнюю сторону корпуса. Все это было закрыто панелью.

Конструкция устройства

Планировалось изменить конструкцию охлаждения в серийных образцах.

Электронная схема устройства была создана по модульному принципу. Схема разбита на три модуля с минимальным количеством проводов связи, и предполагалось, что конструкция модулей будет позволять легко их устанавливать и менять.

Но главная беда этих станций, что конструкция не претерпела принципиальных изменений. Станция так и осталась конструкцией макетного варианта. В результате:

Коеструкция ИСТ-1000

  • Три алюминиевые плиты толщиной 8 мм приклепаны к стенкам корпуса. Это крайне нетехнологичная операция. Да и заклепки не украшали вид станции.
  • На эти плиты прикручены пластины модулей, тоже толщиной 8 мм.
  • Плиты и пластины надо вырезать из листов алюминия. Вырезать так, чтобы они имели ровную поверхность. Самый дешевый способ – гильотина. Но она сгибала края, и далее приходилось обрабатывать кувалдой. В общем, дорого, сложно и, все равно, все плиты и пластины не прилегали полотно к друг другу.
  • Плиты значительно утяжеляли станцию.
  • На плиты прикручивались пластины модулей. Это было очень неудобно. Мешали платы.
  • Платы спаивались между собой проводами. Никаких клемм, никаких разъемов.
  • Все это закрывалось панелью, на которую крепили силовые клеммы, разъем интерфейса и клеммы для подключения датчика потенциала, электросчетчика и синхронизации. Провода от разъема и клемм все время обрывались. Сборка или разборка устройства требовала редкой сноровки.

В результате станция тяжело собиралась, тяжело ремонтировалась, была крайне нетехнологичной при производстве. Жутко вспоминать.

К остальным недостаткам устройства можно отнести:

  • Относительно не высокий, для инверторных станций, КПД – 85%. Но для станции с активным корректором коэффициента мощности это не так плохо. А в остальном на КПД повлияли:
    • работа IGBT транзисторов на частоте 100 кГц;
    • дроссель на отечественном феррите 2500НМС;
    • HEXFRED диод в корректоре мощности.

Все эти элементы были использованы в макетном варианте, так и остались при серийном выпуске. При небольшой доработке КПД увеличился бы значительно. Добился же я в следующем поколении станций КПД 91 %. Но все та же беда этих станций – доработки не было.

  • Еще недостаток - только один интерфейс. При подключении контроллера телеметрии, подключать терминал было некуда. Приходилось отключать контроллер. Но схема и протокол позволяли соединять интерфейсы логически параллельно. Можно было добавить.

Тем не менее, было произведено порядка 200 станций серии ИСТ-XXXX. Их выпуск прекратился в 2014 г. с развалом НПП ”Энергобионик”. В настоящее время техническим обслуживанием станций ИСТ-750, ИСТ-1000, ИСТ-1500 и ИСТ-3000 занимается НПП ”СИЭЛ”, г. Новочеркасск (сайт sielectr.ru).

 

В серию ИСТ-XXXX входят 4 типа станций.

ИСТ-750. Выходная мощность 750 ВТ, исполнение корпуса IP54. Содержит базовый набор модулей мощностью 1500 Вт. Выходная мощность ограничена из-за корпуса без вентиляционных щелей.

ИСТ-750

ИСТ-1000. Выходная мощность 1000 ВТ, исполнение корпуса IP34.Содержит базовый набор модулей мощностью 1500 Вт. Выходная мощность ограничена из-за неспособности корпуса выводить все тепло.

ИСТ-1000

ИСТ-1500. Выходная мощность 1500 ВТ, исполнение корпуса IP34. Содержит базовый набор модулей мощностью 1500 Вт.

ИСТ-1500

ИСТ-3000. Выходная мощность 3000 ВТ, исполнение корпуса IP34. Содержит два комплекта модулей мощностью 1500 Вт, включенных в режиме синхронизации.

ИСТ-3000

Технические характеристики станций катодной защиты ИСТ-750, ИСТ-1000, ИСТ-1500 и ИСТ-3000.

Технические характеристики: Тип устройства
ИСТ-750 ИСТ-1000 ИСТ-1500 ИСТ-3000
Номинальная выходная мощность, (Вт) 750 1000 1500 3000
Номинальный выходной ток, (А) 15 20 30 60
Номинальное выходное напряжение, (В) 50
Напряжение питающей сети, (В) 220±20%
Частота питающей сети, (Гц) 50±2,5%
Коэффициент полезного действия, не менее (%) 85
Коэффициент мощности, не менее 0,95
Коэффициент пульсаций, не более(%) 2
Диапазон регулирования заданного потенциала, (В) 0...10
Точность измерения выходного тока, (%) 0,4
Точность измерения выходного напряжения, (%) 0,4
Точность измерения защитного потенциала, (%) 0,02
Входное сопротивление канала измерения потенциала, (МОм) 10
Точность стабилизации выходного тока, (%) 0,4
Точность стабилизации выходного напряжения, (%) 0,4
Точность стабилизации защитного потенциала, (%) 0,02
Степень защиты IP54 IP34 IP34 IP34
Температура окружающей среды, (ºС) -40...+45
Масса, (кг) 8,3 16 25 36
Габариты, (мм) 370x325x180 450x325x180 580x400x220 730x500x235
Срок службы,(лет) 15

Техническая документация станций.

В настоящее время техническим обслуживанием устройств этой серии занимается НПП ”СИЭЛ”, г. Новочеркасск (сайт sielectr.ru).

 

Все программные продукты систем телемеханики НПП ”СИЭЛ” поддерживают серию устройств катодной защиты ИСТ-XXXX.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *