Первое (RXIDF-2H) – относительное простое реле, содержащее 2 операционных усилителя и 8 транзисторов. Все настройки осуществляются потенциометрами. Эти реле находятся в эксплуатации уже более 25 лет и по-прежнему показывают надежную работу и точность. Автору довелось неоднократно производить периодические проверки реле этого типа, а также ремонт, связанный с заменой вышедших из строя электронных компонентов: микросхем, конденсаторов.
Второе реле (RXIDK-2H) – микропроцессорное реле, выпущенное как замена реле RXIDF-2H и полностью повторяющее его характеристики.
Что дала замена относительно простой и надежной схемы на микропроцессор? Те же функции, те же габариты! Только вот надежность стала намного ниже! Автору довелось видеть много таких реле, вышедших из строя, которые, к тому же, не подлежат ремонту из-за наличия специализированного микропроцессора и памяти,  выпуск которых уже давно прекращен, поэтому сегодня эти реле можно обнаружить лишь в мусорном баке.
Такой переход отчетливо продемонстрировал недостатки простых, то есть «малофункциональных» микропроцессорных реле: при той же функциональности, что и электромеханические, они оказались более дорогими, гораздо менее надежными и полностью неремонтопригодными. Поэтому сегодня практически невозможно найти такие реле защиты, предназначенные для использования в электроэнергетике, на рынке. Во всяком случае, при обсуждении вопросов технической политики в области релейной защиты, в [4] рассматриваются только многофункциональные МУРЗ.
Таким образом, «чужой опыт» по созданию «простых» малофункциональных микропроцессорных защит явно не удался и брать его на вооружение было бы не оправдано.

3. Необходима также дальнейшая разработка и производство дискретных измерительных реле на микропроцессорной элементной базе. В настоящее время такие реле тока серии РСТ-40 и напряжения РСН-50 выпускает ОАО ВНИИР. Цена этих реле сопоставима с ценой электромеханических реле. Требуется освоение производства других видов измерительных реле на микропроцессорной элементной базе, цена которых не превышала бы цену выпускаемых электромагнитных и статических реле.

В данном случае имеет место довольно  странная ошибка ведущего научного сотрудника ОАО ВНИИР относительно изделий, выпускаемых ОАО ВНИИР. Реле тока серии РСТ-40 и напряжения РСН-50 – это не микропроцессорные реле, как утверждает автор, а самые что ни на есть статические. И понятно, что их цена может быть сопоставима с ценой электромеханических реле. Но это еще не значит, что цена микропроцессорных устройств РЗА может быть и должна быть сопоставима с ценой электромеханических реле. О нецелесообразности производства малофункциональных (или как их называет автор, «дискретных») микропроцессорных реле, уже говорилось выше.

4. Разработка и освоение производства в России малых контроллеров для целей РЗА позволили бы отказаться от производства промежуточных электромагнитных реле…

Это полная утопия. Производство промышленных контроллеров и электромагнитных реле никак не связано друг с другом и идет параллельно, нарастающими темпами. Кампания по сокращению производства электромагнитных реле, связанная с прогрессом в области полупроводниковых реле, началась на Западе в 70-х годах прошлого столетия, но закончилась так же быстро, как и началась [6].

5. Мировая практика показывает, что в настоящее время ряд фирм, для построения гибких систем РЗА выпускает микропроцессорные дискретные реле. Это, например, фирма АВВ (система Combiflex) и др.

Упомянутая автором «практика» устарела по крайней мере лет на 20. Дискретные реле системы Combiflex не выпускаются уже десятки лет. В настоящее время для целей РЗА электроэнергетических объектов выпускаются, в основном, только  дорогие многофункциональные микропроцессорные устройства, например, хорошо известные в России [4]: REL-511, REL-521, SA 522, P-437 и др., а тенденция в этой области направлена в сторону, противоположную той, о которой рассуждает автор, то есть в сторону усложнения и увеличения выполняемых функций.

 

Е. Коновалова, бригадный инженер ОРГРЭС [3, 7]:

1. В эксплуатации находилось 98.5 % электромеханических и 1.5 % микропроцессорных устройств РЗА. Из общего количества неправильных действий РЗА, происшедших по причине дефектов и неисправностей (28.9%) дефекты электромеханических аппаратов составили 15.3 %, а микроэлектронной и полупроводниковой аппаратуры – 5.4%.

На первый взгляд, абсолютные цифры дефектов: 15.3% и 5.4% говорят в пользу микроэлектронной аппаратуры, как более надежной. Однако, если соотнести эти цифры с общим количеством находящихся в эксплуатации устройств РЗА этих типов (то есть с 98.5% и 1.5%), то окажется, что интенсивность повреждений микроэлектронных РЗА намного выше, чем электромеханических, несмотря на почтенный возраст последних. Это подтверждается также данными, представленными в [8].  По этим данным процент неправильных действий устройств релейной защиты на Западе составил: 5% для МУРЗ и 0.1% для электромеханических реле. То есть, МУРЗ были в 50 раз менее надежными, чем их электромеханические аналоги. По данным же Российских релейщиков получается, что Российские МУРЗ гораздо более надежны, чем Западные. Процент их неправильных действий составил 1.4%, против 0.5% для электромеханических реле. В любом случае, даже если сбросить с чаши весов различные погрешности в оценке этих цифр, все равно получается, что надежность МУРЗ заметно ниже надежности электромеханических реле.

2.     Доля устройств РЗА, эксплуатируемых более 25 лет, составляет 50 – 60 %. При этом 22.4% всех неправильных действий РЗА, имевших место в 2005 г. в 46 сетевых компаний, произошло по причине старения электромеханических устройств РЗА. Основные дефекты, связанные со старением: повреждение изоляции (истирание, высыхание), ржавление винтов и клеммных зажимов, выработки в механической части реле.  Необходимо отметить недостаточное выделение денежных средств на … приобретение цифровых устройств РЗА.

Из приведенного текста следует, по меньшей мере, два вывода. Первый:  фактический срок службы электромеханических устройств РЗА в энергосистемах намного превысил нормы, установленные заводом-изготовителем для таких реле (15 лет). Второй: 

дефекты этих реле связаны не с принципиальными недостатками электромеханических реле, как класса, а с низким качеством применяемых для изготовления металлов, изоляционных материалов, антикоррозионных покрытий. 

Рис. 4.   Шедевр релестроения – электромеханическое реле трехступенчатой дистанционной защиты типа LZ31, выпускавшееся фирмой ASEA в 70-х годах и до сих пор надежно защищающих линии высокого напряжения 110 – 220 кВ во многих странах мира (со снятой крышкой-дверцой).

Из многолетней личной практики проверки, настройки и ремонта электромеханических реле ведущих Западных компаний, автору не известны случаи механической выработки в подвижных частях или случаи коррозии металлических элементов реле, находящихся в эксплуатации в субтропическом климате 25 – 30 лет. Как правило, такие реле размещаются в тяжелых стальных корпусах со стеклянными окнами и снабжены хорошими резиновыми уплотнениями. На металлических элементах реле не обнаруживаются даже мельчайшие следы коррозии. Как правило, все внутренние элементы таких реле, выпущенных еще в 70-х годах прошлого столетия, блестят и сверкают всеми красками, как только что сошедшие с конвейера, рис. 4.   Выходит, дело вовсе не принципиальных недостатках электромеханических реле, а в качестве комплектующих элементов, из которых их собирают. Так почему же вопрос обновления парка релейной защиты связывают с приобретением микропроцессорных реле, а не с повышением требований к качеству электромеханических реле. Во всяком случае, в цитируемых работах [3 и 7] вывод о необходимости выделения денежных средств на закупку именно микропроцессорных реле, а не на разработку и освоение производства новых высококачественных электромеханических реле, никак и ничем не обоснован.

М. Шамис, Генеральный директор ОАО "ВНИИР", к. т. н.; [9]:

1. При существующих темпах обновления парка находящихся в эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики, для его полного обновления потребуется, как минимум, около 50 лет. Положение в области РЗА гораздо хуже, чем в области электроэнергетики в целом, так как деградация РЗА продолжается.

50 лет – это срок меньший, чем расчетный срок обновления парка РЗА на Западе: 70 лет! [10]. Поэтому, если цифра 50 – не ошибка автора, то России не о чем печалиться, она оказывается впереди планеты всей по темпам внедрения микропроцессорных устройств РЗА!

2. Качественное изменение парка устройств РЗА с заменой его на микропроцессорные устройства потребует увеличения инвестиций по сравнению с существующим уровнем не менее чем в 5 — 6 раз, учитывая действующий уровень цен микропроцессорных устройств РЗА. Одним из путей решение проблемы прекращения дальнейшей деградации парка оборудования РЗА называется разработка микропроцессорных терминалов РЗА присоединений 6 — 35 кВ, приближающихся по цене к комплектам на дискретных реле.

Поскольку это предлагает руководитель предприятия, производящего такие устройства то, что же ему мешает снизить цену на производимую его предприятием продукцию в 5 – 6 раз? Интересно, каким образом можно снизить стоимость микропроцессорных устройств РЗА в 5 – 6 раз без снижения их качества? Кроме того, при оценке затрат на массовый переход на микропроцессорные устройства РЗА не учитывается еще много дополнительных факторов, приводящих к еще большему удорожанию такого перехода. Например, необходимость резкого увеличения парка компьютеров на подстанциях; совершенно иной уровень квалификации релейщиков; дополнительных затрат на курсы повышения квалификации; возрастание ущерба от неправильных действий РЗА по вине обслуживающего персонала (увеличение доли так называемого «человеческого фактора»); резкого увеличения затрат на ремонт вышедших из строя реле, выполненных по технологии, не допускающей ремонт, а требующей полной замены дорогостоящих блоков; на обновление версий программного обеспечения, и т.п.

Палей Э. Л., помощник генерального директора ОАО «ПО Элтехника»
Лисицын А. А., начальник службы РЗА ОДУ Северо-Запада [11]:

1. Регистрация действий защиты и осциллографирование аналоговых сигналов в аварийных режимах – это огромное преимущество МУРЗ. Установленные на присоединениях  или сборных шинах аварийные осциллографы (носитель – фотобумага или фотопленка) имели ограниченные возможности и требовали фотообработки.

Осциллографирование аналоговых сигналов в аварийных режимах – это не функция релейной защиты, а ведь обсуждается именно релейная защита, а не что-то другое. Для выполнения этих функций существуют специализированные микропроцессорные регистраторы аварийных событий, записывающие аварийные режимы гораздо лучше и полнее, чем это делают МУРЗ. И при чем здесь фотобумага и фотопленка? Конечно, шлейфовый пленочный осциллограф типа МПО-2, удостоенный Сталинской премии, был шедевром своего времени, но какое он имеет отношение к релейной защите?

2. Не должна подвергаться сомнению возможность и необходимость выполнения удаленного доступа для изменения уставок и характеристик реле. В действительности это удобно и такая необходимость возникает часто.

Если учесть, что по признанию Российских же специалистов, одной из основных причин неправильных действий микропроцессорной защиты являются ошибки обслуживающего персонала, доходящие до 60% отказов в функционировании МУРЗ [8], то можно лишь посочувствовать энергосистеме, в которой уставки МУРЗ будут изменяться по дистанционным командам без последующей проверки функционирования реле с этими новыми уставками. В энергетической компании Израиля, в которой работает автор, такие действия с МУРЗ категорически запрещены.

3. Рассматривается тезис о том, что чувствительность микропроцессорных реле  часто завышается из рекламных соображений, а вовсе не потому, что такая чувствительность необходима. Авторы пишут о том, что этот тезис справедлив только в том случае, когда используются малофункциональные микропроцессорные реле, например реле тока, и не справедливо, когда речь идет о комплексной защите  объекта,  а именно такой случай и нужно рассматривать. Из сравнения реле тока РТ-40 и РТ-80 с микропроцессорными реле следует, что последние имеют чувствительность в 1.3 раза выше, что важно для защиты нагруженных длинных линий.

В публикации ведущего научного сотрудника ОАО «ВНИИР» В. Сушко [5] как выход из существующей тупиковой ситуации предлагается как раз широкое использование именно малофункциональных, в том числе токовых микропроцессорных реле защиты, что противоречит выводам авторов.  Реле тока РТ-40 – это аналог реле ЭТ-520, разработанного в 50-х годах прошлого века, а реле РТ-80 – это почти точная копия реле RI, разработанного шведской фирмой  ASEA в 1918 году, рис. 5. Как можно сравнивать современные микропроцессорные реле с конструкциями, разработанными чуть ли не 100 лет тому назад и серьезно обсуждать недостатки последних?

Рис. 5. Индукционные реле тока: слева типа RI, разработанного в 1918 году фирмой ASEA, справа – РТ-80, до сих пор выпускаемого в России.