Энергетика

РЗА в магистральных электрических сетях

— Павел Георгиевич, наши читатели хорошо осведомлены о важной роли релейной защиты и автоматики в обеспечении надёжной работы энергосистемы. Расскажите, пожалуйста, о текущем состоянии парка РЗА в ОАО «ФСК ЕЭС». Устройства каких типов применяются и каково их общее техническое состояние?

— На вооружении ФСК стоят устройства всех типов — электромеханические, электронные, микропроцессорные. Обновление парка устройств релейной защиты ведётся постоянно, обычно этот процесс напрямую связан с комплексной реконструкцией подстанций, которая осуществляется в рамках инвестиционной программы ФСК. В зоне ответственности нашей компании — свыше 800 подстанций. При этом доля установленных микропроцессорных устройств РЗА составляет приблизительно 10—12% от общего числа. Пока немного, но их количество растёт. При этом одна из основных проблем состоит в том, что даже самые «молодые» электромеханические и микроэлектронные устройства РЗА, находящиеся на вооружении ФСК, уже отслужили либо дослуживают свой срок полезного использования. Наша задача на данном этапе — поддерживать их в работоспособном состоянии вплоть до полной замены, а также способствовать тому, чтобы их характеристики по меньшей мере не ухудшались. Для этого мы меняем отдельные элементы в устройствах РЗА, выводим из работы те устройства, которые либо морально устарели, либо функции их больше не нужны.

Наиболее ветхие во всех отношениях устройства РЗА, выполненные на базе электромеханики и микроэлектроники, мы уже поменяли. Превентивно, не дожидаясь комплексной реконструкции, обновили регистраторы аварийных событий, что позволило повысить их наблюдаемость.

— В чём преимущества современных систем РЗА перед системами предыдущих поколений?

— Начну с того, что системы РЗА всех поколений выполняют одну и ту же задачу: обеспечивают защиту элементов энергосистемы. Основные требования к релейной защите также остаются неизменными: быстродействие, селективность, надёжность. Так что говорить о том, что современные системы РЗА внесли какие-то принципиальные изменения в идеологию системы, было бы неверно. Однако с появлением микропроцессорной техники существенно расширились способы реализации функций РЗА. Если при использовании электромеханики и микроэлектроники функционал релейной защиты был ограничен, то теперь практически все ограничения сняты.

Огромным преимуществом является то, что современные устройства релейной защиты имеют большую гибкость и позволяют менять уставки срабатывания и параметры настройки без использования отвёртки и перемонтажа внутри шкафов и панелей, применяя лишь ноутбук.

Вместе с тем внедрение РЗА на базе микропроцессорных устройств наряду с «плюсами» таит определённые опасности. Вольно используя широкие возможности микропроцессоров, можно в итоге получить немало неприятностей в случае аварийной ситуации.

Иногда, работая на новой технике, инженер начинает чувствовать себя чуть ли не творцом: берёт терминал РЗА и прописывает ему логику по своему усмотрению. В результате появляется многовариантность, когда одни и те же функции на одних и тех же процессорах могут быть реализованы в разной логике. Возникают проблемы с обслуживанием, как оперативным, так и техническим. Специалист, перейдя с одной подстанции на другую, может попасть в незнакомую ему ситуацию: придётся полностью переучиваться, чтобы подстроиться под логику работы новой ПС. Чтобы избежать всех этих негативных явлений, мы поставили задачу: типизировать все процессы как функционально, так и аппаратно. В ФСК создаётся определённая нормативная база, которая нацелена на типизацию всего, что применяется на ПС.

— Есть ли нестыковки между подходами в построении систем релейной защиты в ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК»? Планируется ли синхронизация технических политик в этом направлении?

— В подходах к РЗА у ФСК и МРСК нет никаких противоречий. Различия обусловлены исключительно техническими вопросами, которые определяются классами напряжений и наличием денег на модернизацию.

У нас есть Системный оператор, который координирует все вопросы и действия ФСК и МРСК. У нас общая аттестация, а при разработке стандартов в области релейной защиты мы постоянно консультируемся друг с другом. Каждая сторона вносит свои предложения, часто спорим, но всегда приходим к консенсусу. У нас есть рабочая группа, созданная ОАО «ФСК ЕЭС» и Системным оператором, по вопросам развития и эксплуатации устройств РЗА. Часто к работе привлекаются представители МРСК, РусГидро, ЦИУС ЕЭС. Вот у меня на столе лежат два стандарта, предложенные Системным оператором. Один из них касается взаимодействия служб РЗА при эксплуатации систем РЗА, другой — принципов построения противоаварийной автоматики. Мы довольно много и детально обсуждали эти документы. Сегодня предстоит решить последний вопрос, после чего стандарты пойдут в работу дальше.

— На какой период рассчитана программа обновления РЗА?

— Обозримый срок — 25 лет. Каждый год мы обновляем примерно 3—5% старого парка устройств РЗА, как я уже сказал, в рамках комплексной реконструкции подстанций.

При этом есть моменты некомплексных подходов, когда, например, в связи с предстоящим техприсоединением на старой подстанции добавляется новое первичное оборудование: трансформаторы, ячейки и т.д. В этих случаях приходится ставить микропроцессорные устройства РЗА. Такая методика вызывает у специалистов обоснованные опасения, ведь при взаимодействии старой и новой техники могут возникнуть проблемы электромагнитной совместимости. Но альтернативы, к сожалению, нет: электромеханические устройства серийно больше не выпускаются, а создавать их по индивидуальному заказу — это провоцировать необоснованное удорожание всего проекта.

— Средний «срок жизни» современных цифровых устройств РЗА составляет 12—15 лет. Насколько ОАО «ФСК ЕЭС» готово к таким темпам реновации этого оборудования?

— Согласно требованиям ФСК срок службы современных цифровых устройств должен составлять не менее 20 лет. И мы его будем выдерживать, несмотря на то, что смена поколений микропроцессорной техники происходит гораздо чаще. Наш подход обосновывается тем, что устройства РЗА в отведённый им период работы должны полноценно выполнять свои функции. Этого достаточно. Мы не можем позволить себе обновлять устройства РЗА каждые 10—15 лет, т.к. это экономически необоснованно. С точки зрения прагматизма очевидно: если срок службы основного оборудования составляет 25—30 лет, значит, и срок службы устройств РЗА должен ему соответствовать. Возможно, если возникнет острая необходимость, мы пойдём на замену «ядер» в микропроцессорах, что в конечном итоге обойдётся значительно дешевле, чем внедрение новых устройств в целом.

Теперь о производителях аппаратуры РЗА. Декларированные нами сроки они формально выполняют. Во всяком случае, приходя на аттестацию, все пишут «срок службы изделия 20 лет». Как будет выглядеть всё на практике — посмотрим лет через пять, когда подойдёт к концу установленный срок службы первых микропроцессорных устройств РЗА. Но чтобы исключить возможные нежелательные моменты в будущем, мы тесно работаем со всеми вендорами сейчас. Так, при аттестации одним из условий является то, что все изменения, вносимые в конструкцию аттестованного устройства, должны быть согласованы с ОАО «ФСК ЕЭС». Наш собственный опыт показывает, насколько это необходимо. В современных условиях смена поколений комплектующих деталей происходит максимум за 10 лет. Через 10 лет мы покупаем устройство, в котором нет ни одной из тех деталей (кроме корпуса), с которыми оно выходило на рынок. Поэтому в понятие «срок службы» в первую очередь вкладывается понятие о том, что в течение этого времени производитель должен обеспечить ремонт изделия (хотя бы до функционала отдельной платы). На сроке службы 12—15 лет мы пожинаем плоды микроэлектронных защит серий ПДЭ и ШДЭ, эти защиты сегодня — головная боль энергосистемы, так как при невозможности централизованной поставки запасных частей весь ремонт этих защит делается персоналом «на коленке», что также не добавляет им надёжности.

— Какова роль систем РЗА в составе Smart Grid? Какие задачи должны быть реализованы в ближайшее время для достижения такого целевого состояния?

— Говорить, наверное, правильнее не о РЗА, а о роли электрических сетей в системе Smart Grid, которая в широком понимании — система экономичного энергообеспечения, предусматривающая использование всей возможной энергии. Электросеть в экономии энергоресурсов играет огромную роль: она объединяет источники энергии и потребителей, даёт возможность наиболее экономично использовать энергоисточники как по сезонам года, так и по времени суток. Она позволяет потребителю использовать более дешёвую энергию во время провалов потребления электроэнергии, выравнивает график нагрузки и т.д. А релейная защита по-прежнему стоит на страже элементов электрических сетей. Это её главная задача. Сейчас над релейной защитой выстраивается система АСУ ТП, создаваемая на той же элементной базе и призванная следить за работой устройств РЗА. Развиваются системы диспетчерского, технологического управления. Все эти системы управления собирают и обрабатывают информацию о работе элементов энергосистемы, передают её персоналу для правильного, корректного управления энергосистемой. И это является неотъемлемой частью Smart Grid: чем лучше мы наблюдаем, тем больше понимаем, что нужно сделать для наиболее эффективного и экономичного использования энергии.

— Осуществляет ли ОАО «ФСК ЕЭС» поддержку разработок устройств и систем РЗА нового поколения? С какими основными партнёрами Вы взаимодействуете в ходе этого процесса?

— Мы работаем с разными партнёрами. У нас есть многолетняя программа по разработке НТД, которая касается построения и функционала устройств РЗА. По актуальным для нас вопросам заказываем работы профильным научно-исследовательским организациям. В настоящее время, например, заказана работа по такой актуальной теме, как «Разработка принципов адаптивности РЗА», которую выполняет кафедра РЗА НИУ МЭИ.

— Павел Георгиевич, каково видение ОАО «ФСК ЕЭС» идеальной схемы технического обслуживания парка РЗА? Какие работы могут выполняться силами собственного персонала, а какие — только подрядным способом?

— С 2009 года ФСК взяла курс на обслуживание оборудования своими силами, за исключением случаев, когда ведётся строительство новых и реконструкция старых объектов, что требует установки устройств нового поколения.

Мы постоянно и плотно занимаемся вопросами сервисного обслуживания. С тех пор, как к нам стали поступать микропроцессорные устройства РЗА, возник вопрос: стоит ли во всех случаях вмешиваться в работу современных устройств РЗА своим персоналом? Сошлись на том, что обслуживанием устройств должен заниматься тот, кто их производит. Сейчас ведём переговоры с компаниями-поставщиками (Siemens, АВВ, ЭКРА, Бреслер). Договоры, которые мы планируем подписать с производителями, предусматривают прежде всего проведение аудита устройств РЗА, установленного в нашей системе, чтобы понять, кто их производитель, насколько корректно они построены. Важно определиться с необходимыми аварийными запасами, позволяющими обеспечить со стороны сервисной организации минимальное время реакции: если устройство РЗА вышло из строя, его нужно восстановить как можно скорее. Для этого нужно создать распределённые сервисные центры по всей территории страны. Также производитель обязан обучить наш персонал работе на представленном оборудовании, чтобы потом не упрекать специалистов ФСК в некомпетентности. Следует отметить, что производители релейного оборудования понимают важность поставленных задач. Особенно хорошо в этом отношении действует ЭКРА — компания уже создала 5 сервисных центров по России. Довольно успешные шаги предпринимает Siemens.

Теперь несколько слов о нормативной базе. Основным документом, по которому производится ТО УРЗА, являются «Правила технического обслуживания устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций и подстанций 110—750 кВ» (РД 153-34.0-35.617-2001), которые практически не учитывают микропроцессорные защиты, несмотря на наличие раздела. Сейчас по заказу ФСК ЗАО «ЦУП ЧЭЗ» заканчивает разработку СТО, который будет введён взамен данного РД. По РД 2001 г. к микропроцессорным устройствам отношение как к микроэлектронным, т.е. ТО осуществляется раз в 6 лет. Чаще, чем даже на электромеханику! На наш взгляд, это не верно. Поэтому в новом документе срок планового ТО будет увеличен до 8 лет, а в перспективе, с учётом нарабатываемого опыта, он будет увеличен до 10 лет. Но мы осознаём, что для перехода на этот режим просто необходимы три вещи: первое — грамотный проект, второе — качественная наладка и третье (наверное, самое основное условие) — ответственный, обученный и грамотный собственный персонал, который во время первого профконтроля сможет выявить и устранить возможные ошибки проекта и наладки. Без соблюдения всех этих условий переход на более длительные сроки межсервисного обслуживания невозможен. По поводу отношения к новой и старой технике приведу такой пример. В компании «50 Gerz», Германия, срок планового ТО для микропроцессорных устройств составляет 8 лет, а для электромеханики — 2 года. Правда, следует отметить, что количество электромеханических устройств РЗА в Германии очень мало.

— Надёжность РЗА — это не только микропроцессоры и другие электронные компоненты, но и механические конструкции шкафов. Могут ли производители выполнить требования ФСК в этой части?

— Совершенно верно. Техническая политика ОАО «ФСК ЕЭС» охватывает весь комплекс устройств РЗА, периферийного и смежного оборудования. Требования, предъявляемые ФСК к механической части достаточно высоки, в частности, шкафы должны иметь достаточно жёсткую конструкцию, способную обеспечить длительные сроки службы в условиях вибрации, а также устойчивость к сейсмическим воздействиям. Кроме того, шкафы должны обладать большой несущей способностью как корпуса, так и дверей, которая бы позволяла устанавливать внутри шкафа и на его двери максимальное количество оборудования и, соответственно, использовать пространство подстанции наиболее рационально. Нередко по условиям эксплуатации требуется применять исполнения с высокой пыле- и влагозащищённостью.

В этом вопросе, пожалуй, главное — что должны применяться технологии, обеспечивающие надёжность в течение всего срока службы: качественные замки, долговечные покрытия, соединения и уплотнения. Поэтому производство качественных шкафов должно быть производством высокой культуры. В какой-то мере эталоном для нас служит продукция немецкой компании Rittall, которая эксплуатируется в ФСК с первых лет освоения микропроцессорной техники и за эти годы подтвердила свое качество.

— Системы РЗА требуют высокого уровня знаний для их эксплуатации и технического обслуживания. Многообразие технических решений, предлагаемых сегодня на рынке, требует от персонала компании знания нюансов работы со всеми видами и марками устройств. Как компания осуществляет поддержку процесса обучения и повышения квалификации сотрудников в этом направлении? Что уже сделано и что планируется ещё сделать?

— Сегодня мы стремимся к единообразию устройств, хотя бы в пределах одного объекта. Это позволяет не перегружать персонал информацией об устройствах различных производителей. Ежегодно мы проводим обучение персонала как по новым устройствам РЗА, так и по устройствам РЗА старых серий. Само обучение проводится на разных учебных площадках: в центрах подготовки производственного персонала (ЦППП), созданных в каждом МЭС, а также в учебных центрах производителей устройств РЗА, где проходят обучение и преподаватели ЦППП. Кроме того, обучение персонала работе с новыми устройствами РЗА осуществляется в рамках договоров поставок этого оборудования. Сегодня уже практически доказано, что такая форма обучения позволяет существенно упростить процесс освоения новой техники персоналом, своевременно подготовить его к работе с новыми устройствами защиты и автоматики.

— Каким образом ОАО «ФСК ЕЭС» обеспечивает синхронизацию работы устройств РЗА на своих объектах и объектах смежных сетевых организаций и крупных промышленных потребителей электроэнергии? Какие совместные проекты в этой области реализуются у Вас с данными компаниями?

— Большинство современных устройств РЗА позволяют без особых проблем организовать работу устройств разных производителей. Гораздо чаще мы сталкиваемся с проблемой, когда при модернизации наших объектов устанавливается современное оборудование, а смежные сетевые организации этого не делают. Для решения таких проблем ООО «ИЦ Бреслер» выполняет для ФСК НИОКР. Уже есть положительные тенденции в этом направлении. Мы стараемся синхронизировать наши работы со «смежниками». Одними из самых больших проектов являются выдача мощности 4-го энергоблока Калининской АЭС, где мы активно сотрудничали с ОАО «Концерн Росэнергоатом», а также строительство ЛАЭС-2. Сейчас стараемся синхронизировать инвестиционные программы ОАО «ФСК ЕЭС» с ОАО «Холдинг МРСК», ОАО «РЖД» и ОАО «РусГидро».

— Какие конкретные мероприятия по совершенствованию систем РЗА запланированы на 2012 год?

— Если говорить о системе технического обслуживания, то в этом году выйдут новые правила техобслуживания, где уже предусмотрены новые устройства РЗА. Что касается НИОКР, то одним из главных направлений в этом году будет разработка цифровой ПС с новыми устройствами РЗА, создание принципов адаптивности РЗА и элементов централизованной релейной защиты, исследование совместимости устройств РЗА и так далее. Если коснуться вопросов сервисного обслуживания, то в этом году мы сформируем соответствующие договоры с производителями оборудования по этой части, а в следующем году определимся с финансовой составляющей.

Важнейшей задачей в 2012 году остаётся обучение персонала. В ФСК ведётся разработка документа, где закладываются принципы аттестации специалистов РЗА. Аттестация, в сущности, будет определять профессиональный рост сотрудника, который, в свою очередь, будет поддерживаться мощной системой стимулов и мотиваций. Нам важно повышать качество и надёжность обслуживания устройств РЗА, а без грамотного, высококвалифицированного специалиста этой задачи не решить.


Беседовала Екатерина Гусева

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно