Продолжение к статье В. Гуревича о микропроцессорной технике.Мнения специалистов...

Сегодня на смену традиционным релейным защитам на электромеханической элементной базе всё активнее приходят современные цифровые устройства, сочетающие в себе функции защиты, автоматики, управления и сигнализации. Использование цифровых терминалов дает возможность повысить чувствительность защит и значительно уменьшить время их срабатывания, что в совокупности с высокой надежностью позволяет существенно снизить величину ущерба от перерывов в электроснабжении.

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ РЕЛЕ ЗАЩИТЫ
Новые перспективы или новые проблемы?

Э. Палей, А. Лисицын:

– Довольно странно, что в начало обсуждения вынесен такой неочевидный вопрос, как применимость термина «реле» к микропроцессорным устройствам защиты (МПРЗ). Причем автор не ставит под сомнение целесообразность сохранения самого понятия «реле» для обозначения вторичных автоматических устройств, а оспаривает его применимость именно к микропроцессорным устройствам. Если, по логике автора, микропроцессорное реле защиты – это уже не реле (только в силу наличия собственно микропроцессора), то тогда телефонный аппарат мобильной связи – уже не телефон, а современная стиральная машина – самый настоящий компьютер с функциями стирки белья.
В данном случае гораздо более естественной кажется простая мысль, что термины «реле», «устройство релейной защиты» и другие вполне могут применяться для обозначения вторичных автоматических устройств вне зависимости от элементной базы, а сообразуясь только с их конкретным назначением. Здесь следует также отметить, что в отечественной практике применительно к микропроцессорным устройствам защиты также широко используются понятия: «терминал», «модуль» и т. д.

Г. Нудельман:

– Интеллектуальный терминал, или, сокращенно, терминал защиты – вот термин, вошедший в науку и практику вместе с микропроцессорной (МП) техникой. По определению, интеллектуальный терминал – устройство, которое в состоянии воспринимать и передавать информацию. Пришедший из-за рубежа термин был легко воспринят как отечественными разработчиками устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), так и специалистами РЗА энергосистем, проектных и наладочных организаций. В последнее время, согласно терминологии МЭК и СИГРЭ, для микропроцессорных устройств РЗА используется термин «интеллектуальное электронное устройство (IED)», пока еще не нашедший широкого применения.
В МП терминале функции отдельных реле и защит являются хотя и важными, но не единственными. Наряду с функциями защиты в терминале предусмотрены функции измерения, регистрации, мониторинга и диагностики защищаемого объекта, определения места повреждения, дистанционной связи и управления (по крайней мере, часть этих функций всегда присутствует).

Н. Дони:

– Пользователю устройств релейной защиты абсолютно всё равно, как они называются, лишь бы удовлетворялись технические показатели (электрические параметры, помехоустойчивость, надежность, удобство эксплуатации) и ценовые.
Ранее понятие «микропроцессорное» подразумевало устройство, выполненное на передовой элементной базе, с расширенными техническими возможностями. Теперь же, когда практически любая детская игрушка выполняется с применением микропроцессоров, с этим определением можно распрощаться Кстати, в России термин «микропроцессорные реле» практически не используется. Такой термин может относиться только к устройству, выполняющему одну функцию, например, реле времени или реле тока. «Микропроцессорные» означает только внутреннюю технологию функционирования устройства (электромеханические, статические и т.д.). Входным сигналом такого устройства является привычный аналоговый (ток, напряжение) или дискретный сигнал (замыкание контакта). Выходной сигнал – замыкание или размыкание контакта выходного электромагнитного или полупроводникового реле. В настоящее время более широко используется понятие «микропроцессорный терминал» – многофункциональное устройство, выполняющее функции как устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики, так и конечного звена управления и источника информации для системы АСУ ТП производства и распределения электроэнергии. Поскольку такое устройство может быть выполнено только на микропроцессорах, то в последнее время его называют просто «терминал».

В. Гуревич: «Совершенно очевидно, что внутренняя архитектура и принципы работы микропроцессорных устройств имеют очень мало общего с устройствами, определенными как «электрические реле». Поэтому, по мнению автора, внутреннее устройство и принцип действия микропроцессорных устройств, в том числе и реле защиты, должны рассматриваться и изучаться не специалистами по релейной защите, а специалистами в области компьютерной техники».

Э. Палей, А. Лисицын:

– Этот вывод совершенно неочевиден. Статическое реле защиты, состоящее из дискретных полупроводниковых элементов и интегральных схем, тоже имеет мало общего в своем конструктиве с «электрическим реле», однако и рассматривается, и изучается специалистами по релейной защите, а не специалистами в области физики полупроводников. Первичным здесь является назначение аппарата, а не его элементная база, именно поэтому и в создании, и в применении микропроцессорных устройств приоритет за специалистами в области релейной защиты.

Н. Дони:

– Доля функций релейной защиты в программном обеспечении устройства обычно составляет 5–30%. Остальные функции – сервис, связь с более высоким уровнем, ведение баз данных. Эти устройства находятся в ведении специалистов как в области релейной защиты, так и в области АСУ ТП. В отличие от оконечных устройств, используемых в системе АСУ ТП в других областях промышленности, например в химической, МПРЗ обладают собственным «интеллектом» и могут выполнять свои основные функции при полном отсутствии цифровых каналов связи, например при их повреждении.

В. Гуревич: «Микропроцессорные реле позволяют записывать и потом воспроизводить для анализа аварийной ситуации режимы, непосредственно предшествовавшие аварии и в течение аварии. А раньше такой возможности у энергетиков не было?»

Э. Палей, А. Лисицын:

– Автор иронизирует (по-другому это не назовешь) по поводу возможности регистрации действий защиты и осциллографирования аналоговых сигналов в аварийных режимах. Но это огромное преимущество МПР3, так как ранее существовавшие регистраторы и осциллографы были автономными (относительно контролируемой защиты) устройствами, не меньшими по объему. Для подключения регистратора к контролируемой защите надо было иметь дополнительные реле, усложнявшие защиту, увеличивавшие число клемм и контрольных кабелей, что ограничивало глубину регистрации.

Установленные на присоединении или сборных шинах аварийные осциллографы (носитель – фотобумага или фотопленка, ведь мы говорим о прежних временах) имели ограниченные возможности по количеству аналоговых сигналов и, кроме того, требовали фотообработки. Далее, сам процесс совмещения данных от разных устройств (блинкеров, сигнальных ламп защиты, регистраторов и осциллографов) был достаточно трудоемким. Для присоединений 10–35 кВ вообще не применялись никакие регистраторы и осциллографы, кроме блинкеров и сигнальных ламп.

В МПР3 это всё совмещено, синхронизировано по времени для каждой защиты (реле) индивидуально, поэтому анализ действий защит достаточно прост.

Н. Дони:

– Разве регистраторы аварийных режимов не являются микропроцессорными? Многие известные фирмы начинали свою деятельность в области микропроцессорных устройств именно с регистраторов аварийных режимов, как менее ответственных устройств. И уже затем, после накопления опыта работы с микропроцессорной техникой, перешли на производство микропроцессорных устройств, выполняющих функции релейной защиты. При этом регистрация аварийных событий в терминалах осталась как одна из наиболее востребованных функций.

Г. Нудельман:

– Совершенно некорректно сравнение встроенной внутренней функции регистрации в терминалах с внешними регистраторами. Все, кому уже довелось эксплуатировать микропроцессорные терминалы, поняли, что функция регистратора в терминалах позволяет провести анализ аварийной ситуации глубже, чем внешний регистратор, хотя бы по той причине, что количество регистрируемых событий и сигналов, относящихся к функционированию системы защиты, в данном случае больше.

В. Гуревич: «Микропроцессорные реле позволяют с помощью подключенного компьютера изменять уставки срабатывания и переходить с одной характеристики на другую чисто программными средствами. Но сколько раз в течение 10–20 лет приходится в реальных условиях изменять режимы настройки реле? Два-три, не больше».

Г. Нудельман:

–Автор забывает о том, что в растущих энергосистемах, и тем более на начальных этапах эксплуатации, изменения происходят регулярно. Существует проблема изменения уставок защит, связанная с изменением режима на объекте (например, вывод части оборудования в ремонт), имеется вопрос изменения уставок защит, относящихся к обходному выключателю, где может потребоваться до 8 групп уставок.

Н. Дони:

–Когда об этом говорят, имеют в виду оперативное переключение уставок (группы уставок) – сезонное, режимное. Для устройств релейной защиты обходного выключателя такое переключение групп уставок просто необходимо и выполнять его надо гораздо чаще, чем предполагает В. Гуревич.

В. Гуревич: «Микропроцессорные реле позволяют передавать всю информацию об их состоянии на удаленные диспетчерские пункты через специальные каналы связи. А разве до микропроцессорных реле не применялись дистанционные многоканальные системы передачи данных (например, SCADA), осуществляющие передачу информации о срабатывании каждого электромеханического реле на главный диспетчерский пульт?»

Э. Палей, А. Лисицын:

– Подвергается сомнению возможность и необходимость выполнения удаленного доступа для изменения уставок и характеристик реле. Это действительно удобно, а необходимость удаленного доступа возникает значительно чаще, чем утверждает автор.
Например, эта возможность используется при переводе присоединений на обходной выключатель в сетях 110 кВ и выше, при изменении питающего источника в кольцевых секционированных сетях 10–35 кВ – это оперативные перестройки при выполнении плановых переключений в энергосистеме. Дистанционные перестройки уставок и характеристик выполняются по команде разгрузочной или делительной автоматики. Выполнять перестройки с выездом персонала на места бывает затруднительно из-за траты времени на разъезды, необходимости предоставления транспорта, увеличения количества проверочных устройств, отвлечения персонала для организации допуска и работ на объекте.

Н. Дони:

– При использовании системы SCADA совместно с объектами на электромеханических реле получение информации от них затруднено: от реле требуются дополнительные «сухие» контакты, которых обычно нет. Поэтому при автоматизации систем управления подстанций на электромеханике, от релейной защиты одного присоединения в SCADA-систему редко передается более 2 сигналов. Это обычно сигналы срабатывания защиты или ее неисправности. Остальные сигналы – состояние первичного оборудования. При использовании МПРЗ совместно с современными SCADA-системами количество передаваемых сигналов обычно составляет сотни (тысячи) от одного терминала. Это позволяет детально анализировать события по сигналам, приходящим на терминалы и генерируемым внутри них при авариях с дискретностью до 1 мс.

Прикреплённый файл : МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ РЕЛЕ ЗАЩИТЫ Новые перспективы или новые проблемы? Мнения специалистов