Споры о том, какие устройства релейной защиты нужно применять и стоит ли резко отказываться от традиционных электромеханических реле и переходить на современные микропроцессорные защиты, идут уже давно. Есть сторонники полного перехода на МП защиты, есть специалисты, которые не хотят уходить от проверенной десятилетиями техники, некоторые призывают к достижению компромисса в этой области… Однако вопрос по-прежнему остается открытым. На эту тему рассуждают специалисты объединения «Союзэлектроавтоматика», в котором представлены производители устройств РЗА на любой элементной базе: «Чебоксарский электроаппаратный завод», НПП «ЭКРА», НПФ «Радиус».

Во всех отраслях к системам защиты электрооборудования предъявляются высокие требования. Однако в особой степени это относится к электроэнергетике, ведь она является базовой, обеспечивающей стабильную работу предприятий других отраслей. Особенно наглядно это было продемонстрировано во время прошлогодней аварии энергосистемы в США, парализовавшей жизнь целого региона на несколько дней. А ведь американских энергетиков вряд ли можно заподозрить в пренебрежении к проблемам защиты энергосистем. После этого российские специалисты начали анализировать возможность подобных сбоев в наших сетях и генерирующих мощностях. В результате развернулась дискуссия: как должен происходить процесс замены электромеханических систем релейной защиты и автоматики (РЗА) на микропроцессорные (МП) и надо ли это делать повсеместно?

Актуальность технического перевооружения и реконструкции парка релейной защиты и автоматики не вызывает сомнений ни у кого – слишком высока степень их износа в большинстве энергосистем страны. Вопрос в том, на что менять старые устройства РЗА.

Ряд специалистов предлагает перенять опыт соседней Финляндии, где еще в 80-х годах были внедрены микропроцессорные РЗА вплоть до столбовых подстанций. Это позволило значительно снизить эксплуатационные расходы, повысить надежность. Действительно, это хороший аргумент в пользу ускоренного полного перехода на микропроцессоры: можно один раз вложить средства в перевооружение и потом экономить на эксплуатации. Однако вряд ли сейчас это возможно реализовать в России из-за очень большой величины требуемых начальных капиталовложений.

У микропроцессорной техники есть ряд неоспоримых преимуществ. В первую очередь, это такой немаловажный фактор, как экономичность в обслуживании, о которой шла речь выше, многофункциональность, благодаря чему один терминал на базе микропроцессорной техники может заменить целый ряд электромеханических реле. Немаловажным аспектом является возможность создания на базе микропроцессорных устройств АСУ, позволяющих решать задачи контроля, диспетчеризации, управления.

Интегрирование устройств РЗА в автоматизированную систему управления дает возможность управлять электрооборудованием и релейной защитой дистанционно, в том числе производить их перенастройку и установку параметров, отслеживать параметры системы и реагировать на аварийные события. МП-системы имеют высокое быстродействие, обладают свойством самодиагностики, предупреждающей персонал о неисправности в системе.

В свою очередь, они имеют и некоторые недостатки. Во-первых, это дороговизна по сравнению с электромеханикой. А в российских условиях это порой играет существенную роль. Причем переход на МП-защиту требует еще и переучивания эксплуатационщиков. Специалистам, привыкшим работать с электромеханикой, переходить на новую технику достаточно трудно. Молодые специалисты, хотя и слабее владеют знаниями по технологии РЗ, чем бывшие советские релейщики, но с МП-устройствами РЗ, а это по сути компьютер, новое поколение гораздо быстрее находит общий язык.

Еще одно существенное преимущество электромеханики: при включении питания (например, после перерыва в энергоснабжении) она начинает функционировать сразу, а МП-системе необходимо время на перезагрузку. Безусловно, оно небольшое, но в некоторых ситуациях это нежелательно. Вследствие этого в России на объектах атомной энергетики пока не используются микропроцессорные системы защиты. Применение источников бесперебойного питания, тем не менее, легко решает эту проблему при этом незначительно увеличивая стоимость системы РЗА.

Кроме того, должна обеспечиваться электромагнитная совместимость. А это достаточно сложный вопрос для российских энергосистем. Многие подстанции требуют реконструкции с тем, чтобы заземляющие контуры довести до соответствующих требований. В российских условиях это иногда приводит к тому, что проще просто построить новую подстанцию.

Этим объясняется по-прежнему широкое применение реле, панелей и шкафов защиты Чебоксарского электроаппаратного завода как при реконструкции действующих энергообъектов, так и при строительстве новых.

Эксплуатационщики чаще всего достаточно осторожно говорят о необходимости замены электромеханических устройств РЗА на микропроцессорные. Например, по словам начальника электроцеха ТЭЦ-16 (Москва) Г.Реброва, одним махом менять оборудование на новое нельзя. По нескольким причинам. Одна из них – это адаптация цифровой аппаратуры к смежным системам на предприятии. Для ТЭЦ – это, в первую очередь, электромагнитная совместимость. Пришлось решать проблему надежного функционирования микропроцессорных устройств РЗА под воздействием больших полей кабельных трасс. Нельзя моментально решить и другую задачу: определить степень надежности новых схемных решений. Ведь каждая новая система имеет период наработки на отказ. А у систем защиты есть определенная специфика: проверить степень ее надежности можно только при аварийной ситуации, когда она как раз и должна срабатывать. Поэтому, по мнению Г.Реброва, менять РЗА надо, но делать это постепенно, нарабатывая опыт ее эксплуатации.

На электростанциях и подстанциях Москвы среди всех российских регионов наиболее широко внедрены микропроцессорные защиты. Защиты установлены как на 6—35 кВ, так и на присоединениях 110 кВ и выше. Опыт эксплуатации накоплен уже достаточно большой, и пока, по мнению специалистов, больше положительных моментов, чем отрицательных. Широко применяются МП защиты российских производителей: терминалы 6—35 кВ серии «Сириус», «Орион» производства НПФ «Радиус», шкафы защиты 110 кВ и выше производства НПП «ЭКРА». Опыт их применения показывает, что российские защиты ни в чем не уступают западным, обеспечивают очень высокую надежность работы и полностью соответствуют самым жестким требованиям энергетиков.

Естественно, что к любым радикальным переменам нужно подходить разумно. Есть мнение, что элемент защиты должен по затратам быть согласован с тем, что он защищает. Для защиты генератора, цена которого миллионы рублей, дорогостоящее оборудование оправданно и по техническим характеристикам, и по финансовым затратам. А если речь идет о небольшом двигателе, стоящем на не очень ответственном участке, нет смысла устанавливать МП-терминал. Ведь электромеханика по-прежнему срабатывает безотказно. На многие энергообъекты релейная аппаратура поступает преимущественно с Чебоксарского электроаппаратного завода, являющегося признанным лидером в производстве традиционных систем защиты на электромеханике и микроэлектронике во всем спектре от 0,4 до 750 кВ.

Близкой точки зрения придерживаются и проектировщики. Так, начальник отдела релейной защиты и вторичной коммутации «Мосэнергопроект» В. Шестопалов считает, что традиционные релейные защиты надо заменять цифровой техникой, если их стоимость составляет не более 20% стоимости силового оборудования, которое она защищает. В «Мосэнерго», где обслуживается в основном оборудование от 6 до 220 кВ, стараются всю технику, которая подходит под этот стоимостной принцип, заменить на МП-устройства. Кроме того, В. Шестопалов придерживается классического подхода, который предполагает, что основная и резервная защиты работают на разных принципах. В частности, для этого оптимальным является вариант, когда первичная защита на микропроцессорах, а вторичная – на электромеханике. Это повышает надежность системы.

В. Шестопалов не согласен с тем, что все микропроцессорные системы очень дороги. По его словам, «Мосэнергопроект» весьма требователен при выборе поставщиков, но тем не менее их вполне удовлетворяют микропроцессорные системы, выпускаемые НПП «ЭКРА». Они не уступают по качеству зарубежным, но при этом значительно дешевле.

Многие специалисты считают, что переход на МП-устройства неизбежен. Конечно, первоначально нужно заменить физически изношенную аппаратуру, которую уже нельзя эксплуатировать, на традиционную аппаратуру, выровнять состояние энергосистем, и после этого можно приступить к планомерному переходу на релейную защиту на микропроцессорной базе.

Не стоит забывать и о том, что каждый энергообъект имеет свои особенности и при решении задачи переоснащения РЗА не может быть выработан стандартный подход. Поэтому, как показывает опыт московских энергетиков, необходимо подходить к этому процессу весьма осторожно и вдумчиво.