РЗиА - перспективы развития

Релейная защита и автоматика является основой для организации безаварийной и бесперебойной работы электрических сетей с номинальным напряжением 6…35 кВ. В классическом определении релейной защиты понятие электромеханического реле совмещены с понятиями статических реле на основе полупроводников и с реле на основе микропроцессорной технологии. Не смотря на различиях в принципах работы, они имеют общий признак — коммутирующее реле или полупроводниковый прибор с функцией триггера, которое подает сигнал (напряжение) на электромагнитный исполнительный механизм отключения или подключения (вакуумный переключатель).

РЗиА на основе электромеханических реле

Электросети РФ построены на этом типе релейной защиты, что объясняет уровень потерь порядка 20%. Кроме этого, разнообразие типов реле увеличивает эксплуатационные расходы.

В специальной литературе перечисляется более 18 классификационных признаков по типу, назначению, составу и пр., что не облегчает работу проектировщиков, монтажников и обслуживающего персонала. Для реализации функций защиты (КЗ разных типов, обрыв, задержка выключения линии и др.) требуется своя схема с реле, а в ряде случаев реализация функций невозможна без участия персонала (повторное включение, падение напряжения, изменение частоты и т.п.). Схемы защиты на основе электромеханических реле не имеют решений для автоматического включения или подключения дополнительных источников энергии, самодиагностики и определения расстояния до места повреждения.

Другой особенностью электромеханических реле является время срабатывания при возникновении КЗ или обрыва на защищаемой линии. Собственное время перемещения контактов составляет порядка 0,5 с, но для защиты от ложного срабатывания или возникновении самоустраняемого замыкания (напр., перехлест проводов воздушной линии) реле имеет допустимый порог превышения или падения напряжения от номинала или реле времени для задержки срабатывания. Эти два фактора увеличивают время срабатывания до 1,0…1,2 с. За это время дуга в линии с напряжением 10…15 кВ «пройдет» через ноль амплитуды около 400 раз, с длиной дуги более 10…15 мм, и нанесет серьезный ущерб оборудованию линии или потребителю.

РЗиА на основе микропроцессорной технологии

Статические реле на основе полупроводников являются основой для разработки систем защиты линий, но они разрабатываются на каждую разновидность возможных повреждений. Согласование форматов выходных импульсов позволило вывести все разновидности статических реле на один микропроцессор. В итоге получился универсальный по набору функций прибор защиты линий электропередач с напряжением 6…10 кВ. Применение семисторов (тиристоров для переменного напряжения) позволило отказаться от электромеханического или полупроводникового реле для коммутации управляющего сигнала на исполнительный орган КРУ, КСО или КРУН и достичь скорости срабатывания системы 0,2…0,5 миллисекунд. Скорость опроса контроллеров составляет порядка 1000 Гц и больше, что позволяет вести мониторинг в режиме реального времени и записывать или передавать на пост оператора актуальную информацию.

Особенность развития микропроцессорных защитных устройств является возможность выбора, наравне с многофункциональными приборами, устройств с определенной специализацией. Это вызвано тем, что в защите и автоматизации нуждаются внешние сети поставщика и внутренние сети потребителя, а набор возможных повреждений у них различается.

Например, ЗАО «РАДИУС Автоматика» предлагает линейку приборов серий Орион и Сириус, которые «заточены» под требования защиты и управления для:

подстанций на входе линии;
силовых трансформаторов;
присоединений к линиям 6…35 кВ;
внутренних вводов потребителя;
определения места повреждения;
противоаварийной автоматики и/или блокировки;
автоматического повторного подключения и/или его блокировки.

На практике это означает, что пользователь или владелец электрической сети имеет возможность выбрать оборудование, которое соответствует уровню поставленных задач, и не переплачивать за избыточные функции.

Российские компании, напр., Механотроника, АОЦ НПП Микропроцессорные технологии, БАСТИОН ЭНЕРГО, ФК-РЕАКТОР, Реон-Техно, КомплектЭнерго, ООО «Энерготехмонтаж» и другие придерживаются такой же политики, что говорит о понимании потребностей в организации работы энергосетей различного уровня. Более того, большинство компаний не только реализует оборудование, но и предлагает услуги по модернизации систем РЗиА с гарантией 7…10 лет.