16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/32/2126.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 4 (32) апрель 2003 года

Принцип защиты без потерь

Производство для энергетики Материалы подготовила Светлана Усова 2811

Около пяти лет назад одна из столичных ТЭЦ была под угрозой техногенной катастрофы. Городской пожар серьезно повредил кабельные сети. На теплоэлектроцентрали одновременно отключились два десятка подсоединений. Но все 20 устройств релейной защиты, построенной на аналоговых принципах, сработали безупречно. Отказ только одного из действующих элементов РЗиА привел бы к «потере» целого региона Москвы. Это была самая серьезная проверка действующей защиты на надежность. Простейшее электромеханическое реле легко сдержало огромные токи и динамические усилия, способные сокрушить все на своем пути - изоляторы, шины, коммутационную аппаратуру, привести к разрушительным пожарам, взрывам и травмам людей.

Сегодня на энергообъектах серьезно ставится вопрос о переходе от проверенной аналоговой техники РЗиА к цифровой. Но слишком активное преодоление повседневных недостатков морально устаревшей техники, как ни странно, увеличивает риск системных аварий. Специфика работы релейной защиты предполагает серьезную проверку временем. Отсутствие централизованного управления электротехнической отраслью затрудняет принятие однозначных решений в вопросах технической политики, поэтому вопрос об объеме и сроках замены релейной защиты остается открытым. Но и теоретики, и практики, и проектанты сходятся в одном: внедрение дорогостоящей защиты на микропроцессорной основе должно подчиняться здравому смыслу. Сегодня на страницах издания «Энергетика и промышленность России» в рамках «круглого стола» мы представляем мнения специалистов, принимающих решения на разных уровнях электроэнергетики.

Г. Н. Ребров, ТЭЦ-16 г. Москвы: «Замена РЗиА на релейную защиту на микропроцессорной основе не всегда целесообразна»

На вопросы о будущем устройств РЗиА, без которых не может быть энергетики, отвечает Г. Н. Ребров, начальник электрического цеха московской ТЭЦ-16, переживающей сейчас период замены релейной защиты.

- Геннадий Николаевич, что можно сказать о принципах построения защит на ТЭЦ?

- ТЭЦ 16 - одна из первых в системе «Мосэнерго», начала работать почти полвека назад. Поэтому состояние релейной защиты для нас актуально. Первое время использовалась электромеханика. Для того времени надежная и эффективная электротехника. Сейчас защиты, которые были установлены в 60-е годы, еще существуют, но из общего парка релейной аппаратуры их осталось только 10-15 %, 20-30 % составляют МП-защиты, остальное - электронные РЗиА.

- Вы меняли элементную базу или принципы построения?

- К электромеханике до сих пор нет никаких претензий. Она надежна, но, тем не менее, это механика, которая со временем может изнашиваться. Поэтому около 20 лет назад у нас появился парк электронной электроаппаратуры. По чувствительности, селективности и долговечности она опережала старые реле. Но жизнь идет, и в 90-х годах стала актуальной релейная защита на микропроцессорной основе. SPAC, SPAJ, SPAD - это оборудование принципиально отличается от своих предшественников. В отличие, скажем, от сложных в настройке электронных реле, цифровая техника характеризуется быстродействием, селективностью, может архивировать данные. Интеграция позволяет «ловить» ошибки. Недавно мы столкнулись с таким случаем. Благодаря накоплению информации о перегреве при работе электродвигателя рециркуляции дымовых газов уберегли от повреждений дорогостоящий двигатель.

- Можно ли сравнить традиционную и качественно новую технику по числу отказов? Имеет ли смысл полностью поменять РЗиА на цифровую технику?

- По защитам на микропроцессорной основе невозможно предоставить статистику отказов, ведь терминалы работали менее года, что касается второго вопроса, путь замены должен быть крайне осторожным. Здесь недопустимы опрометчивые решения. Одним махом менять защиту на принципиально новое электрооборудование нельзя. Я противник скорой замены. Существует несколько причин. Одна из них - адаптация цифровой аппаратуры к смежным системам конкретно нашей ТЭЦ. Должна быть электромагнитная совместимость. Для начала мы решали вопрос о том, как будут вести себя эти защиты под воздействием больших полей кабельных трасс. В цепях постоянного тока ставились дроссельные элементы, сглаживающие пульсации и исключающие помехи. Одним днем не решишь и другую проблему: особенности эксплуатации новой техники требуют иного уровня обслуживания специально обученным персоналом.

Не мною придумано, но опыт подсказывает, что любое новое оборудование имеет период наработки на отказ. Могу привести пример. В свое время мы боролись за то, чтобы на трансформаторах собственных нужд была установлена современная дифференциальная защита. Но в течение полутора лет дифзащита не единожды давала отказы, в которых мы сразу не смогли разобраться. Потеря собственных нужд из-за ложного срабатывания защиты - это серьезные отключения оборудования. В итоге с проблемой разобрались, но возник вопрос: «А если бы мы установили новые защиты на все подсоединения, они бы десятками отключались?» Только по собственным наработкам мы смогли определить особенности своих схемных решений. Так же и с микропроцессорной техникой. В энергетике недопустимо, чтобы какой-то уровень выходил из строя и зимой отключался турбогенератор с нагрузкой под 100 МВт, а на больших блоках и по 300 МВт. Поэтому моя позиция - заменять РЗиА надо, но делать это постепенно, нарабатывая опыт по работе релейной защиты. Защиту надо проверить, отследить, чтобы она срабатывала так, как мы на это рассчитываем.

- Сколько времени необходимо на такой переход? Тем более надо понимать, что релейную защиту в цифровом исполнении уже не назовешь «копеечным вопросом»...

- Это очень дорогая техника. Только одна из приобретенных нами защит обошлась в сто тысяч рублей. А если надо поменять сотни элементов? Надо учитывать огромные финансовые затраты, и хотя бы поэтому потребуется много времени. Не меньше пяти лет уйдет на наработку, анализ обратной информации о работе защит на микропроцессорной основе. Можно думать, что релейная защита работает великолепно, а у нее просто не было возможности себя проявить. Ведь РЗиА срабатывает, только когда есть ситуация, событие, на которое она должна немедленно отреагировать. Мы устанавливаем реле на фидерах, питающих Москву, поэтому к защитам подходим с большой осторожностью. Вопрос их актуальности выливается в социальные проблемы.

- Существуют ли методы проверки РЗиА?

- Существуют. Но это искусственные методы. Реально проверить можно только временем.

В жизни события гораздо сложнее искусственно создаваемых «парниковых» эффектов. На нашей ТЭЦ достаточно сложная сеть, много фидеров, большие токи замыкания на землю. Уже только поэтому поведение защиты может отличаться от рассчитанного, идеального. Проблема решается только практическими наработками, когда все уже описано, просчитано, предусмотрено.

- Если появятся благоприятные финансовые возможности и терминалы установят, означает ли это, что устройства РЗиА на традиционной элементной базе станут историей?

- Не везде уместно менять защиту на дорогостоящую микропроцессорную технику. Я не буду заглядывать в далекое будущее. Остановимся на сегодняшнем, практичном дне. В моем понимании элемент защиты должен быть согласован с затратами на то, что он защищает. Для защиты генератора, цена которому миллионы рублей, дорогостоящая техника оправдана и по техническим характеристикам, и по финансовым затратам. Когда речь идет о маленьком двигателе или подсоединении, то нет смысла устанавливать терминал. То есть замена РЗиА на релейную защиту на микропроцессорной основе не всегда целесообразна. В моем понимании электромеханика будет жить еще долго.

- Сегодня энергетический рынок дисциплинируется, практикуется аккредитация поставщиков товаров и услуг, технологий по техническому перевооружению и ремонту энергообъектов, даже в информационном пространстве создается рынок в области технического перевооружения. С кем из поставщиков рынка низковольтного оборудования работает ваша ТЭЦ?

- За исключением терминалов, вся электроаппаратура на ТЭЦ - отечественная. Релейная аппаратура поступает к нам преимущественно с ЧЭАЗа. Ведь электромеханика по-прежнему срабатывает безотказно и надежно. Может быть, следующие поколения и забудут о существовании электромеханического реле. Но сегодня от них уйти не суждено, так уж устроено нынешнее производство тепла и электроэнергии.



Владимир Шестопалов, «Мосэнергопроект»: «Традиционные релейные защиты надо заменять цифровой техникой, если их стоимостная характеристика составляет не более 20 % стоимости защищаемого силового оборудования»

Сторонник релейной защиты на микропроцессорной основе начальник отдела релейной защиты и вторичной коммутации института «Мосэнергопроект» АО «Мосэнерго» В. В. Шестопалов называет вопросы, касающиеся замены традиционной техники на цифровую, идеологическими.

- Насколько актуально в настоящее время техническое перевооружение и реконструкция парка релейной защиты?

- Актуальность технического перевооружения и реконструкции парка релейной защиты бесспорна, поскольку слишком высока степень износа релейной защиты и автоматики практически всех энергосистем. Причем в силу специфики работы релейной защиты это можно обнаружить только в момент аварии.

Десятилетний провал в развитии нашей электротехники слишком сильно повлиял на скорость замены парка РЗиА. Кроме того, сейчас ухудшилась квалификация и уменьшилось количество эксплуатационного персонала, когда-то сильнейшего среди организаций и подразделений электроэнергетического комплекса. Поэтому актуальна замена традиционной защиты на микропроцессорную, имеющую систему самодиагностики, предупреждающую персонал о неисправности и требующую меньшего объема обслуживания. Если по технологии релейной защиты нынешний персонал слабее бывших советских специалистов, то с компьютером - микропроцессорные устройства РЗиА это по сути мини-ЭВМ - новое поколение гораздо быстрее находит общий язык.

- Значит ли это, что абсолютно все действующие релейные защиты заменит цифровая электротехника?

- Все же общее мнение - нет. Реле на микропроцессорной основе необходимы для защиты мощного и дорогостоящего силового оборудования. Там, где нормативы, стандарты и типовые решения требуют сложных устройств РЗиА. К примеру, распредустройства электростанций и подстанций 0,4 кВ не требуют применения микропроцессорных устройств релейной защиты. Иначе стоимость этих РЗиА будет сопоставима со стоимостью силового оборудования. На мой взгляд, стоимость релейной защиты, как правило, не должна превышать 20 - 25 % стоимости силового оборудования, которое она защищает. Остальные защиты надо менять на ту же электромеханику, которая выпускалась и будет выпускаться. Только тогда это будет соответствовать здравому смыслу. Ведь, применяя микропроцессорную технику, мы и так идем на значительное увеличение стоимости РЗиА. Раньше традиционная техника составляла примерно 5 % от стоимости силового электрооборудования.

Кроме того, есть мнение, что полезно сочетать микропроцессорные устройства в качестве основных с традиционными защитами - в качестве резервных. Наши учителя, на научные работы которых в плане идеологии релейной защиты мы по-прежнему ориентируемся, считали, что гораздо разумнее, когда основные и резервные защиты работают на разных принципах. В конечном итоге выбор окончательного решения за руководством каждой энергосистемы. В «Мосэнерго», где обслуживаются в основном высоковольтное электрооборудование от 6 до 220 кВ, мы стараемся все, что подходит под вышеуказанный стоимостный принцип, заменить на МП-устройства. Резервирование осуществляется также на микропроцессорной технике. В «Мосэнерго» цифровое оборудование используется больше и дольше, чем в других энергосистемах, и наши эксплуатационные службы очень оптимистично смотрят на микропроцессорную технику. Более того, когда позволяют финансовые возможности, используется еще и АСУ электрической части подстанции или энергоблока.

- Чем гарантировано качество РЗиА на микропроцессорной основе?

- Вопрос непростой. Я считаю, что качество релейной защиты на микропроцессорной основе определяется: качеством комплектующих, их сборки, качеством программного обеспечения, степенью адаптации РЗиА на микропроцессорной основе к условиям работы в среде отечественного электрооборудования и систем заземления, обеспечением их электромагнитной совместимости с окружающими устройствами.

- Считается, что отечественная новейшая техника РЗиА начала разрабатываться позже мировых аналогов, которые известны не только своим высоким качеством, но и столь же высокой ценой. Но российское электрооборудование больше соответствует принятой в нашей стране идеологии построения защит, понятной на всех уровнях эксплуатации. Что можно сказать о выборе поставщиков защит?

- Наряду с вышеизложенным для нас большое значение имеет бренд и репутация фирмы - поставщика, ее возможности инжиниринговой поддержки. Москва - особый город. Надежностью и безопасностью электроснабжения здесь рисковать нельзя. Этим и руководствуется «Мосэнерго» при выборе поставщиков. В настоящее время «Мосэнерго» покупает релейную защиту на микропроцессорной основе у известных фирм: «АВВ-Автоматизация», французской фирмы «Шнайдер-Электрик», НПО «Радиус» (Зеленоград). Присматриваемся к микропроцессорной продукции Чебоксарских ВНИИРа и НПФ «Экра». Если же говорить о цене, то, по моим сведениям, отечественная релейная МП - защита лишь в полтора-два раза дешевле импортной. Идеология построения защит импортных РЗиА на микропроцессорной основе, приобретаемых «Мосэнерго», функционально адаптирована под типовые решения РАО ЕЭС российскими инжиниринговыми представительствами этих фирм. Благо, современные РЗиА имеют большие возможности для свободного программирования пользователем. К слову, функциональная адаптированность под российского пользователя - еще не гарантия высокого качества изделия. Вообще, кроме финансового и технического факторов, при выборе поставщика имеет значение и «вкусовой», субъективный фактор. Для примера, в Октябрьских сетях «Мосэнерго» считают, что SPAC серии 800 фирмы «АВВ-Автоматизация» имеет достаточно сложный пользовательский интерфейс и при реконструкции распредустройств 6-10 кВ заказывают, по их мнению, более подходящие терминалы РЗиА НПО «Радиус» типа «Сириус» и «Орион».

- Какими критериями руководствуются проектные коллективы служб релейной защиты при выборе принципов защит?

- Я повторюсь, что мы, - в «Мосэнерго», считаем, что микропроцессорные устройства защиты по эксплуатационным качествам значительно превосходят традиционные и их надо ставить везде, как только позволяют финансовые возможности и выдерживается стоимостное соотношение оборудования и защиты. По 0,4 кВ по-прежнему ставим простые современные электромеханические защиты, которые закупаем на Чебоксарском электроаппаратном заводе.



В. В. Кискачи, РАО «ЕЭС России»: «Внедрение микропроцессорной техники должно быть продуманным»

Точка зрения кандидата технических наук, ведущего специалиста департамента технического перевооружения и совершенствования энергоремонта РАО «ЕЭС России» В. В. Кискачи:

- Конечно, идеально, если бы мы от морально устаревшего и физически изношенного оборудования, реализуемого на «старой» элементной базе, перешли к современной - микропроцессорной. Анализ статистических данных показывает рост количества случаев неправильной работы устройств РЗиА по причине старения. На микропроцессорной элементной базе возможно создание устройств с более сложными алгоритмами, которые на «старой» базе практически не реализуются. Кроме то-го, возможно «заложить» несколько различных принципов, т. е. в одном комплекте имеется три вида защит на разных принципах от одного вида повреждения, при реализации которых работа всего устройства происходит по мажоритарной схеме (например, если два из трех срабатывают - срабатывание всего устройства, и блокировка, если сработал один из трех), что значительно увеличивает вероятность безотказной работы.

У релейной защиты на микропроцессорной элементной базе масса достоинств: значительно большее число выполняемых функций; возможность дистанционного управления; возможность быстрого проведения самых сложных расчетных операций за счет реализации алгоритма расчетов программным путем и, соответственно, ускорение отключения аварийного режима (КЗ), что снижает размеры повреждений; непрерывная самодиагноностика и высокая аппаратная надежность (исключает ущерб от прекращения электроснабжения из-за выхода из строя устройств РЗиА); регистрация и запись параметров аварийных режимов; дистанционная проверка и изменение параметров срабатывания (уставок) устройств РЗиА и передача всей информации об их состоянии и срабатываниях; многофункциональность устройств РЗиА, что значительно снижает весогабаритные показатели; удобство технического обслуживания и относительно простое аппаратное выполнение.

Однако надежная работа современных микропроцессорных устройств РЗиА, входящих в состав АСУ ТП, возможна лишь при обязательном выполнении требований электромагнитной совместимости (ЭМС), особенно в заземляющих устройствах, молниезащите, цепях вторичной коммутации. Выборочные проверки показывают, что на многих электростанциях и подстанциях заземляющие устройства и молниезащита эксплуатируются со значительными отступлениями от проектов и не соответствуют требованиям ПУЭ, ПТЭ и нормам электромагнитной совместимости. В результате выгорают и повреждаются магистральные воздуховоды, кабели вторичной коммутации, неправильно работают устройства релейной защиты, автоматики, телемеханики и измерений, выполненные на микроэлектронной и микропроцессорной базе. Поэтому необходимо добиться того, чтобы сложные алгоритмы защиты на новейшей элементной базе работали четко и надежно. Относительно высокая стоимость микропроцессорных устройств РЗиА, адаптация к реальным условиям эксплуатации (качество напряжения питания, уровень и характер помех и пр.) не позволяют широко внедрять эти устройства.

Моя точка зрения: если в РЗиА закладывается только один известный принцип, который был реализован на «старой» элементной базе, то не имеет смысла использовать МП РЗиА, это равносильно забиванию шпал золотыми костылями. Смена традиционной релейной защиты на цифровую технику произойдет. Но, в первую очередь, микропроцессорные защиты будут внедряться там, где это действительно экономически выгодно. Допустим, для защиты генераторов, трансформаторов. А вот в сетях среднего класса напряжения 6 - 10 кВ (например, в сетях сельскохозяйственного назначения) замена устройств будет происходить значительно медленнее.

СРО, ЕЭС , Кабель, Напряжение , Подстанции, Сети , Трансформаторы, ТЭЦ, Энергоснабжение, Электроэнергия , Энергия , Кабельная арматура, Электростанция, Электротехника,

Принцип защиты без потерьКод PHP" data-description="Около пяти лет назад одна из столичных ТЭЦ была под угрозой техногенной катастрофы. Городской пожар серьезно повредил кабельные сети. На теплоэлектроцентрали одновременно отключились два десятка подсоединений. Но все 20 устройств релейной защиты, построенной на аналоговых принципах, сработали безупречно. Отказ только одного из действующих элементов РЗиА привел бы к «потере» целого региона Москвы. Это была самая серьезная проверка действ" data-url="https://www.eprussia.ru/epr/32/2126.htm"" data-image="https://www.eprussia.ru/upload/share.jpg" >

Отправить на Email


Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.