Журнал "Релейная защита и автоматизация" №1(14) by РИЦ "СРЗАУ"

Ж У РН А Л Н ЕКО М М ЕРЧ Е С КО ГО П А Р Т Н ЕР С Т ВА « СОД ЕЙ С Т В И Е РА З В И Т И Ю Р Е Л Е Й Н О Й З А Щ И Т Ы , А В Т О М АТ И К И И У П РА В Л Е Н И Я В ЭЛ Е К Т Р ОЭ Н Е Р Г Е Т И К Е »

Н А У Ч Н О - П РА К Т И Ч Е С К О Е И З Д А Н И Е «Электрические сети России-2013»: итоги, проблемы и перспективы развития МП-устройств РЗА и ПА | Особенности ДЗЛ на базе векторных значений токов | Поведение измерительных органов сопротивления при двойных замыканиях на землю в распредсетях 6-35 кВ | УРОВ: «УУРОВ» и выбор параметров МП-УРОВ | Постоянные времени тепловых моделей электродвигателей | Программирование цифровых конечных автоматов | О показателе надежности МП-устройств РЗА – мнение | Инженерное образование для электроэнергетики и электротехники | Источник тока для проверочного оборудования | История: сигнализация и защита от замыкания на землю в сети 6-35 кВ | 60 лет В.И. Нагаю № 01 (14) | Март | 2014

«Релейная защита и автоматизация» – научно-практическое издание. №01 (14), 2014 год, март. Периодичность: 4 раза в год. Тираж: 5000 экз. Дата выхода в свет: 14.03.2014. Подписной индекс: 43141 (Объединенный каталог «ПРЕССА РОССИИ»). Цена: по каталогу. печать: ООО «ПК «НН ПРЕСС», 428031, Россия, г. Чебоксары, пр-д Машиностроителей, д. 1с, тел.: (8352) 55-70-18. Учредители журнала: Некоммерческое партнерство «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике», Общество с ограниченной ответственностью «Рекламно‑издательский центр «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике», Белотелов Алексей Константинович. Издатель: ООО «Рекламно‑издательский центр «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» (ООО «РИЦ «СРЗАУ»). Адрес: 428003, Россия, Чувашская Республика, г. Чебоксары, пр-кт И. Яковлева, 3, www.srzau-ric.ru Учредители издательства: ООО НПП «ЭКРА», ООО «НПП Бреслер», ООО «НПП «Динамика», ЗАО «ОРЗАУМ», Белотелов Алексей Константинович. Редакция: Главный редактор: Белотелов Алексей Константинович, к.т.н., президент НП «СРЗАУ», тел.: 8-963-787-96-05, e-mail: info@srzau-np.ru Выпускающий редактор: Иванова Наталия Анатольевна, тел.: (8352) 226-394, 226‑395, e-mail: ina@srzau-ric.ru Дизайн и верстка: Бибикова И.Ю., e-mail: design@srzau-ric.ru

Состав редакционной коллегии: Арцишевский Ян Леонардович, к.т.н., МЭИ (Технический университет); Дорохин Евгений Георгиевич; Журавлев Евгений Константинович, ОАО «Ивэлектроналадка»; Илюшин Павел Владимирович, к.т.н., ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС»; Караулов Александр Александрович, ОАО «ВНИИАЭС»; Козлов Владимир Николаевич, к.т.н., ООО «НПП Бреслер»; Лачугин Владимир Федорович, к.т.н., ОАО «ЭНИН»; Левиуш Александр Ильич, д.т.н., профессор; Любарский Дмитрий Романович, д.т.н., ОАО «Институт «Энергосетьпроект»; Маргулян Александр Михайлович, ЗАО «НОВИНТЕХ»; Нагай Владимир Иванович, д.т.н., профессор, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова; Орлов Юрий Николаевич, ОАО «Фирма ОРГРЭС»; Петров Сергей Яковлевич, ЗАО «ОРЗАУМ»; Пуляев Виктор Иванович, ОАО «ФСК ЕЭС» – заместитель главного редактора; Шевцов Виктор Митрофанович, к.т.н., профессор, член СИГРЭ, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова; Шуин Владимир Александрович, д.т.н., профессор, Ивановский государственный энергетический университет. Редакция не несет ответственности за достоверность рекламных материалов. Рекламируемая продукция подлежит обязательной сертификации и лицензированию. Перепечатка, цитирование и копирование размещенных в журнале публикаций допускается только со ссылкой на издание.

Регистрационное свидетельство ПИ № ФС77-44249 от 15.03.2011 г., выданное Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).

научно‑практическое издание

Уважаемые читатели журнала! Представляю новый выпуск журнала, открывающий 4-й год его жизни, и уже с «повзрослевшим» тиражом в 5000 экз. Основу этого номера составляют публикации молодых авторов, сделанные на основе их докладов на IV Международной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодежи» (ЮРГПУ, г. Новочеркасск), и «маститых» специалистов, выступивших на конференции «Релейная защита и автоматизация энергосистем» в рамках выставки «Электрические сети России-2013». Среди них следует отметить содержательную статью представителя Технической инспекции ЕЭС о проблемных вопросах и перспективах применения цифровых устройств РЗА и ПА. Две публикации посвящены проблемам инженерного образования в высшей школе России в области электроэнергетики. Обращаю внимание читателей на публикацию НПП «ЭКРА» о выборе параметров УРОВ, открывающую новую подрубрику «В помощь проектировщику». Для специалистов по техобслуживанию устройств РЗА представляет интерес продолжение публикаций НПП «Динамика» о требованиях к современному проверочному оборудованию. Как обычно, номер завершает историческая публикация, подготовленная постоянным ведущим этой рубрики А.И. Левиушем. Она посвящена истории создания сигнализации однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ и направленной токовой защиты в сетях с малым током замыкания на землю. Надеюсь, что в публикациях этого номера вы найдете ответы на проблемные вопросы, возникающие в повседневной профессиональной деятельности. Редакция журнала ждет от Вас откликов и статей на актуальные темы. С надеждой на плодотворное сотрудничество, Главный редактор Алексей Белотелов.

Cодержание:

стр.

1. События: Выставки и конференции •  Выставка «Электрические сети России-2013» – возрождение электротехнической отрасли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06 •  Конференция «Релейная защита и автоматизация энергосистем» на выставке «Электрические сети России-2013» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08 •  Выставка «Энергетика» отметила наиболее перспективные инновационные проекты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 •  У наших партнеров – ООО «Финдер» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 •  Поздравляем юбиляра! (Нагаю В.И. – 60 лет) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 •  Готовится к изданию русскоязычный вариант книги Е. Барканса и Д. Жалостибы «Защита от развалов и восстановление энергосистем» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 •  Калейдоскоп . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2. Наука: Релейная защита: •  Дони Н.А., Иванов И.Ю., Иванова В.Р. Моделирование дифференциальной защиты линий электропередачи, работающей на базе векторных значений токов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 •  Хакимзянов Э.Ф., Исаков Р.Г. Поведение измерительных органов сопротивления при двойных замыканиях на землю в распределительных сетях 6-35 кВ . . . . . . . . . . 18 •  Михалев С.В., Пирогов М.Г. Экспериментальное определение постоянных времени тепловых моделей электродвигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 •  Вагапов Н.Р. Управляющее воздействие «Ускорение УРОВ» и динамическая устойчивость Березовской ГРЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Системы управления: •  Местергази В.А. Метод программирования последовательностных конечных цифровых автоматов управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3. Практика: •  Тестирование устройств РЗА с планшетным ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

научно‑практическое издание

Cодержание:

стр.

РЗА: •  Барабанов Ю.А. О традиционном подходе при оценке показателей надежности МП-устройств РЗА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 •  Илюшин П.В. Проблемные вопросы и перспективы применения цифровых устройств РЗА и ПА в электроэнергетике . . . . . . . . . . . . . . 42 •  Информация о предстоящих конференциях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 •  Караулов А.А. О внедрении микропроцессорных УРЗА в электроустановках АЭС . . . . . . . . 52 Обучение: •  Дьяков А.Ф., Платонов В.В. Проблемы инженерного образования в электроэнергетике и электротехнике и наукоемкость этих отраслей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 •  Щедрин В.А. Инженерное образование в эпоху перемен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Новые книги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Испытания: •  Зайцев Б.С. Требования к современному проверочному оборудованию. Источник тока: диапазон, мощность, напряжение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 В помощь проектировщику: •  Малый А.П., Шурупов А.А., Дони Н.А., Кочкин Н.А., Карсаков В.Г. Выбор параметров локального микропроцессорного УРОВ . . . . . . . . . . 68

4. Представляем партнеров: •  ООО «ЛИСИС» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5. История: •  Левиуш А.И. Сигнализация и защита от замыкания на землю в сети 6-35 кВ . . . . . . 74

5. Требования к оформлению статей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

01 /Март 2014

Красноярск Улан-Удэ

Официальное представительство в Сибирском федеральном округе: Микропроцессорные комплектные устройства РЗА, противоаварийная автоматика, системы плавного пуска и регулирования скорости электродвигателей, СОПТ, ЩСН, НКУ, АСУ ТП, поставка испытательных комплексов OMICRON. Аппаратура передачи сигналов высокочастотных защит и противоаварийной автоматики. Средства РАС, ОМП, определения повреждений фидеров 6-35 кВ. Комплексные решения и оборудование для заземления нейтрали, компенсации емкостных токов замыкания на землю и автоматики управления ДГР.

ООО «ЭКРА-Сибирь» готово предложить индивидуальный подход к комплексному решению Ваших задач и выполнить полный комплекс работ по проектированию и строительству объектов электроэнергетики «под ключ»: предпроектное обследование объекта; разработка проектно-сметной документации; поставка оборудования и материалов; выполнение монтажных и пусконаладочных работ (шеф-монтажных и шеф-наладочных); сервисное и гарантийное обслуживание, профилактический контроль оборудования.

Проектирование

Поставка оборудования

Монтажные работы

Пусконаладочные работы

Сервисное и гарантийное обслуживание

ООО «ЭКРА-Сибирь» Россия, 660079, г. Красноярск, ул. Свердловская, 3Д тел./факс: (391) 269-59-37, тел.: (391) 206-10-46 е-mail: info@ekra-sib.ru www.ekra-sib.ru

Обучение персонала

События

Выставки и конференции

Выставка «Электрические сети России-2013» – возрождение электротехнической отрасли В Москве с 3 по 6 декабря 2013 г. на территории ВВЦ прошла Международная выставка «Электрические сети России-2013». Выставка проводилась при поддержке Министерства энергетики РФ и Торгово-промышленной палаты РФ.

В Москве с 3 по 6 декабря 2013 г. на территории ВВЦ прошла Международная выставка «Электрические сети России-2013». Выставка проводилась при поддержке Министерства энергетики РФ и Торгово-промышленной палаты РФ. Традиционно проводимая в павильоне №69 выставка «Электрические сети России» переросла возможности этого павильона, и на этот раз центром притяжения специалистов и предприятий электросетевого комплекса России был выбран более просторный павильон №75. Экспонентами выставки стали около 500 отечественных и зарубежных фирм и организаций электротехнической отрасли. За три дня работы ее посетили более 20 тысяч специалистов. По заведенной традиции, в рамках выставки прошли деловые форумы и 6

01 /Март 2014

конференции, проведены конкурсы на лучшие экспонаты. Как и в предыдущие годы, Некоммерческое партнерство «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» (НП «СРЗАУ») и редакция журнала «Релейная защита и автоматизация» приняли в ней самое активное участие, показав свои достижения на совместном стенде и проведя свои мероприятия в рамках этого авторитетного форума энергетиков. Журнал «Релейная защита и автоматизация», являясь официальным печатным органом НП «СРЗАУ», осуществлял информационную поддержку выставки. Судя по высокой посещаемости нашего совместного стенда, интерес к журналу и выставке в целом возрос. Посетители стенда имели возможность по-

знакомиться с новым выпуском журнала «Релейная защита и автоматизация», встретиться с выпускающим журнал коллективом, узнать о планах на будущее. Уже в первый день работы выставки начала свою работу экспертная группа по выявлению лучших экспонатов в номинации «Устройства релейной защиты, противоаварийной автоматики и системы управления». В состав экспертной группы вошли такие авторитетные специалисты, как Орлов Юрий Николаевич (ОАО «Фирма ОРГРЭС»), Пуляев Виктор Иванович (ОАО «ФСК ЕЭС»), Силаев Юрий Михайлович (ООО «Институт «Энергосетьпроект»), Шмелькин Алексей Дмитриевич (ГК «ОПТИМА»). Председатель экспертной группы – Белотелов Алексей Константинович (НП «СРЗАУ»). Как всегда, задача была не из легких. Свои достижения в указанной номинации показали около 100 отечественных и зарубежных компаний. К третьему дню работы выставки было выявлено порядка 16-ти претендентов на призовые места. Особенностью выставки 2013 года, как, впрочем, и предыдущей, можно назвать широкое представление ее участниками в разделе «Релейная защита, противоаварийная автоматика и системы управления» уже более проработанных концептуальных решений по цифровой подстанции, базирующихся на системе международных стандартов МЭК 61850. В связи с этим надо отметить, что сегодня в России отсутствует подобная система национальных стандартов ГОСТ Р. Это обстоятельство как раз и затруднило работу экспертной группы в номинации «Устройства релейной за-

События

Выставки и конференции

щиты, противоаварийной автоматики и системы управления». Было трудно из множества представленных концептуальных решений выделить те, которые в перспективе могли бы составить основу для массового практического внедрения. В результате тщательного изучения и обсуждения выявленных лучших разработок экспертная группа в номинации «Устройства релейной защиты, противоаварийной автоматики и системы управления» присудила: Первое место – компании ООО «Прософт-Системы» за разработку и внедрение приемопередатчика сигналов команд РЗ и ПА «АВАНТ РЗСК». Отличительной особенностью этого приемопередатчика является принцип совместной передачи и приема сигналов высокочастотных защит и дискретных команд, использующих частотное кодирование с частотной манипуляцией. Второе место – ЗАО «РАДИУСАвтоматика» за разработку программно-аппаратной платформы «СИРИУС-4» для цифровых подстанций. Ее особенностью является применение унифицированной модульной конструкции, позволяющей оперативное наращивание функций, а также высокая готовность к серийному производству. Третье место – журналу «Релейная защита и автоматизация» за популяризацию инновационных технологий в системах релейной защиты и автоматизации. Этому решению в немаловажной степени способствовало посещение в первый день работы выставки Главы Чувашской Республики Михаи-

ла Васильевича Игнатьева. Во время обхода стендов чувашских предприятий, демонстрирующих свои достижения, М.В. Игнатьев побывал и на нашем стенде, где в беседе с руководителем НП «СРЗАУ» А.К. Белотеловым высоко оценил деятельность Партнерства в решении задач содействия развитию электротехнической отрасли. Особенно была отмечена инициатива НП «СРЗАУ» о регулярном проведении в г. Чебоксары Международной научно-практической конференции и выставки «РЕЛАВЭКСПО», подчеркнув при этом отсутствие фактора административного принуждения. Глава Чувашской Республики говорил о важности проведения этого Форума для электротехнической промышленности не только Чувашии, но и России в целом. Среди претендентов на лучшие разработки экспертная группа отметила следующие компании: • ООО НПП «ЭКРА», которая представила решения для реализации комплекса РЗА цифровых подстанций. • ООО «Энергопромавтоматизация», совместно с компанией IDS (Германия), продемонстрировали интересную для эксплуатационного персонала информационную систему технического обслуживания и ремонта (ИС ТОиР). • ООО «НПЦ «Энергоавтоматика» – за комплекс щитового оборудования «МикроСРЗ-ЩПТ» нового поколения для системы оперативного постоянного тока электроэнергетических объектов. • НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ» – за систему мониторинга технологических нарушений «НЕВА-СМТН».

научно‑практическое издание

• ООО «ПАРМА» представила цифровой регистратор аварийных процессов как современный интеллектуальный прибор, интегрируемый в систему АСУ ТП объекта. Из компаний, представивших свои разработки по цифровым подстанциям, также были отмечены: ГК «МикроникаЛИСИС», ООО «Системы телемеханики», ЗАО «Инженерный центр «Энергосервис» и ЗАО «РТСофт». Отметим высокую посещаемость стендов наших Партнеров и то, что все три номинанта имеют прямое отношение к Партнерству. Во второй день работы выставки успешно прошла Научно-практическая конференция «Релейная защита и автоматизация энергосистем», организованная НП «СРЗАУ» совместно с журналом «Релейная защита и автоматизация». Генеральными спонсорами конференции выступили компании ООО «Вайдмюллер» и ООО «Феникс Контакт РУС», а спонсором – известное отечественное предприятие ООО НПП «ЭКРА». В 2013 году проведение выставки в новом павильоне в целом можно оценить положительно. Конечно, некоторые неудобства посетителям создавал поиск нужных стендов, но, несомненно, были оценены и преимущества проведения выставки в современном выставочном комплексе. В очередной раз был продемонстрирован высокий научнотехнический потенциал отечественных компаний для возрождения электротехнической и электроэнергетической отраслей нашей промышленности и внедрения инновационных технологий в электросетевом комплексе России. 7

События

Выставки и конференции

Конференция «Релейная защита и автоматизация энергосистем» на выставке «Электрические сети России-2013»

Предваряя публикацию о конференции, хочу сообщить читателям журнала, что в 2013 году исполнилось 5 лет создания и деятельности нашей общественной организации под названием НП «СРЗАУ». За это время наше Партнерство приобрело большой опыт в организации и проведении не только выставок, но и конференций. Начало успешному проведению конференций было положено организацией и проведением в апреле 2009 года в павильоне «Электрификация» ВВЦ XIX Научно-практической конференции «Релейная защита и автоматика энергосистем-2009». В том же 2009 году Партнерство продолжило традицию организации научнопрактических конференций в рамках ежегодно проводимой Международной выставки «Электрические сети России». С появлением в 2010 году официального печатного органа Партнерства – журнала «Релейная защита и автоматизация» – наша активность по организации подобных мероприятий возросла, а основная тяжесть их организации легла на Рекламноиздательский центр «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» (ООО «РИЦ «СРЗАУ»). 8

01 /Март 2014

В 2012 и 2013 годах по инициативе НП «СРЗАУ» и Правительства Чувашской Республики в г. Чебоксары проведены, соответственно, две Международные научно-практические конференции и выставки «РЕЛАВЭКСПО», вызвавшие большой интерес у специалистов предприятий электроэнергетики. Не стала исключением прошедшая во второй день работы Международной выставки «Электрические сети России-2013» Научнопрактическая конференция «Релейная защита и автоматизация энергосистем», организованная НП «СРЗАУ» совместно с журналом «Релейная защита и автоматизация». В конференции приняли участие около 230 специалистов, представляющих предприятия-разработчики и производители, проектные, инжиниринговые, и эксплуатационные компании. Было заслушано 24 доклада. Наибольший интерес вызвала первая половина конференции, которая прошла в формате круглого стола и была посвящена основным итогам эксплуатации микропроцессорных (МП) устройств РЗА, ПА и АСУ ТП в энергосистемах России. Учитывая значение систем РЗА в обеспечении надежности функционирования энергосистем ЕЭС России, эта тема актуальна и фактически явилась основной темой конференции. Формат круглого стола позволил участникам конференции не только задать вопросы каждому докладчику, но и выступить в дискуссиях. Доклады «Анализ работы микропроцессорных устройств РЗА в ЕНЭС России» (ОАО «Фирма ОРГРЭС») и «Вопросы эксплуатации устройств РЗА в ЕНЭС России» (ОАО «ФСК ЕЭС») настроили аудиторию на деловой лад. Фактически эти два взаимосвязанных доклада высветили проблемные вопросы, которые возникают при внедрении и эксплуатации МП-защит. И основной проблемный вопрос, требующий безотлагательного решения, – это недостаток отраслевой нормативно-технической документации по внедрению и эксплуатации МП-защит. Выступающие в дискуссиях обращали на это особое внимание. В докладе ОРГРЭС было отмечено улучшение показателя правильной работы МП-устройств РЗА.

События

Выставки и конференции

Однако выступающие высказывали сомнения в правильности оценки работы МП-защит в соответствии с Инструкцией для оценки работы электромеханических и статических устройств РЗА. В докладе ФСК и у выступающих в дискуссии было отмечено, что техническое обслуживание (ТО) МП-защит также требует единого подхода, т.е. разработки единых полноценных Правил ТО МПзащит. В настоящее время эксплуатация субъектов электроэнергетики руководствуется действующими Правилами ТО, дополненными небольшим разделом «ТО МП-защит», касающимся, в основном, только периодичности и видов ТО. В выступлении представителя ОАО «РусГидро» отмечено лидирующее положение компании по количеству внедренных (в процентном отношении к общему количеству устройств РЗА) МП-устройств РЗА. Большой интерес вызвало выступление представителя Технической инспекции ЕЭС П.В. Илюшина «Проблемные вопросы при проектировании и эксплуатации микропроцессорных устройств РЗА и ПА. Перспективные направления развития». В докладе подробно были рассмотрены технико-экономические аспекты и особенности внедрения МП-защит в распределительных электрических сетях. Доклад «О совместимости микропроцессорных дифференциальнофазных и направленных ВЧ-защит различных производителей ВЛ 110-220 кВ» вызвал, пожалуй, наибольшее количество вопросов. По результатам этой

работы подготовлен проект Стандарта организации ОАО «ФСК ЕЭС», содержащий требования к совместимости, и, по заверению докладчика, он будет дополнен методикой проверки реализации этих требований. Выступающий в дискуссии Г.С. Нудельман призывал более активно изучать и использовать зарубежный опыт в части внедрения и эксплуатации МПзащит. В частности, он сказал о том, что много полезного можно почерпнуть из отчетов СИГРЭ и рекомендаций по использованию стандарта МЭК 61850. Он также акцентировал внимание участников конференции на безотлагательном решении вопросов кибербезопасности. Практически все выступающие в дискуссиях обращали внимание на недостаток нормативно-технического обеспечения и отсутствие системы национальных стандартов ГОСТ Р для внедрения и эксплуатации МП-систем РЗА и систем управления. Не менее интересна и вторая половина конференции, которая открылась серией докладов по тематике ТОустройств РЗА. Это доклад ИЦ «Бреслер» по автоматизации процесса эксплуатации устройств РЗА и доклад НПП «Динамика» о повышении эффективности диагностики сложных систем РЗА. Несомненный интерес представляли доклады и презентации генеральных спонсоров конференции – компаний «Вайдмюллер» и «Феникс Контакт РУС». В частности, доклад компании «Вайдмюллер» практически продолжил тему ТО-устройств РЗА и также касался стан-

научно‑практическое издание

дартизации испытательных интерфейсов. Компания «Феникс Контакт РУС» представила свои новые решения и разработки по испытательным блокам и интерфейсам для российского рынка электроэнергетики. О своих решениях в области автоматизации электрических сетей доложили компании «РТСофт» и «Прософт-Системы». Отдельный блок докладов был посвящен тематике передачи сигналов команд РЗ и ПА по высокочастотным и цифровым каналам связи. Здесь свои решения представили известные отечественные компании – «Прософт-Системы», «Уралэнергосервис», «Промэнерго» и «Юнител Инжиниринг». Завершила Конференцию серия докладов по новым решениям и уникальным разработкам интеллектуальных устройств РЗ и управления нового поколения. По материалам наиболее интересных докладов в ближайших номерах журнала «Релейная защита и автоматизация» планируются соответствующие публикации. НП «СРЗАУ» намерено и в дальнейшем проводить научно-практические конференции на актуальные темы в рамках выставки «Электрические сети России». В частности, в рамках очередной Международной выставки «Электрические сети России-2014» планируется проведение двухдневной Научно-практической конференции «Релейная защита и автоматизация энергосистем – новые решения и технологии». 9

События

Выставки и конференции

Выставка «Энергетика» отметила наиболее перспективные инновационные проекты С 11 по 14 февраля в г. Самара прошла XX Международная специализированная выставка «Энергетика» при поддержке Правительства Самарской области и под патронатом ТПП РФ, которую посетили почти 2500 специалистов.

Около 200 компаний из России, Китая, Японии и Италии представили инновационные технологии и оборудование для энергетической промышленности. В этом году впервые многие компании непосредственно на выставочных стендах презентовали свои инновационные разработки, и посетители, находя стенды по опознавательным стелам, могли задать вопросы специалистам и детально ознакомиться как с проектами, так и с готовыми решениями. В честь юбилея организаторы выставки подготовили насыщенную деловую программу. Так, в рамках проекта состоялся Энергетический форум Поволжья «Устойчивое развитие энергетики» с участием представителей региональной власти, руководителей предприятий, специалистов энергетики. Актуальная тема взаимодействия ВУЗов и учреждений РАН с промышленными предприятиями рассматривалась на круглом столе «Подготовка кадров для энергетической отрасли – синергия производства, науки и образования». Безусловно, самым ярким событием для всего профессионального сообщества стал уже традиционный конкурс «Инновации в энергетике», который направлен на выявление активных предприятий, предла10

01 /Март 2014

гающих наукоемкую продукцию и технологии, а также на привлечение к ним внимания со стороны власти и инвесторов. Впервые в открытом формате 11 компаний презентовали 19 проектов. В состав жюри вошли представители Министерства образования и науки, Приволжского филиала «Промсвязьбанка», Комитета по инновационному предпринимательству и инвестициям «ОПОРА РОССИИ», Регионального агентства по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, регионального центра инноваций. Победителем в номинации «Лучшая инновация для Самары» стала компания «ТЕРМОТРОНИК» (г. Санкт-Петербург), а ГК «Электрощит-Самара» – сильнейшим в номинации «Успешный инновационный проект». Проект Самарского государственного аэрокосмического университета «Инфракрасные энергоэффективные панели» победил в номинации «Лучшая перспективная технология». Специальный приз выставки за «Перспективный проект» был вручен ООО «НПП Бреслер» (г. Чебоксары) за проект «Технические средства регистрации аварийных сигналов для инновационных систем ОМП». Сумма предварительных договорённостей, достигнутых на двадцатой юбилейной выставке «Энергетика-2014», превысила 150 млн рублей. Участники выставки высоко оценили состоявшееся мероприятие: Вячеслав Мушонков, региональный представитель компании Rittal-The Sistem: – Выставка «Энергетика» в этом году превзошла все наши ожидания! Мы не первый год участвуем в вашем проекте и заметили, что в этом году больше людей подходит к нашему стенду. Состоялись более продуктивные разговоры – не

менее сотни контактов за два с половиной дня работы выставки. Это очень хороший показатель. Отмечу, что были и новые лица – как участники, так и посетители. И это тоже нас порадовало. Рустам Муратов, начальник отдела продаж ООО «ОМП»: – Мы впервые приняли участие в этой выставке, и она прошла для нас хорошо. Было много заинтересованных посетителей, около 150 человек побывало на нашем стенде. Так совпало, что в рамках выставки мы отметили 5-летие работы компании на рынке и пригласили отпраздновать это событие наших партнеров. Успешно прошли переговоры, где мы обсудили вопросы сотрудничества с ОАО «АвтоВАЗ», ОАО «Тольяттиазот», ЦСКБ «Прогресс» и проектными институтами. Участие в этом проекте будет полезно для дальнейшего развития нашей компании и повышения ее статуса. Михаил Мантров, руководитель проекта ООО «КоЭр»: – На наш взгляд, мероприятие проходит достаточно успешно. Радует, что с годами не становится меньше посетителей. На выставке заметны определенные положительные тенденции в плане развития рынка и бизнеса в энергетике. Наша компания тоже развивается – в этом году мы решили увеличить площадь нашей экспозиции. Примерно 30 % посетителей и участников выставки – это абсолютно новые для нас компании. С остальными мы либо уже работали и в рамках выставки обсудили возможность дальнейшего взаимодействия, либо слышали о них и с удовольствием обсудили ряд технических и коммерческих вопросов. В самарском проекте «Энергетика» мы участвуем каждый год.

События

У наших партнеров ООО «Финдер», входящее в состав Некоммерческого партнерства «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике», в период с 16 по 19 декабря 2013 года организовало посещение группой российских специалистов центрального завода компании Finder S.p.A. в г. Альмезе (Италия). Компания Finder S.p.A., основанная в 1954 году, специализируется на выпуске реле и таймеров, использующихся в качестве комплектующих в системах автоматизации промышленных, энергетических и бытовых объектов. Сегодня она занимает одно из лидирующих положений по поставкам своей продукции на электротехнические рынки европейских стран. Начиная с 2011 года налажено производство изделий специально для российского рынка электроэнергетики. Знакомству с заводом предшествовала презентация компании Finder, в которой отмечено, что вся продукция компании выпускается на 4-х заводах в Западной Европе (Италия, Франция и Испания).

Во время посещения центрального завода наша делегация имела возможность ознакомиться с полным технологическим циклом производства и системой обеспечения качества продукции, имеющими высокую степень автоматизации. В заключение состоялось техническое совещание и обмен мнениями по вопросам технических требований к продукции Finder, поставляемой на российский электротехнический рынок. Представители компании отметили высокую эффективность таких встреч и намерены в дальнейшем проводить их в целях максимального учета требований российских потребителей продукции Finder. Белотелов А.К., Президент НП «СРЗАУ» Представительство в Российской Федерации:

ООО «ФИНДЕР»

107023, Россия, Москва, Электрозаводская, 24 Тел. +7495 229 49 27/29 www.findernet.com

С 1954 года компания Finder S.p.A

специализируется на выпуске продукции:

- Реле для печатных плат - Промышленные реле - Интерфейсные реле - Таймеры - Реле контроля - УЗИП - Промышленные термостаты - Фотореле - Электронные шаговые реле - Модульные контакторы - Электронные лестничные таймеры - Реле времени - Датчики движения

научно‑практическое издание

55.34.9.220.9202 – cпециальная версия переключающих реле с нормированным срабатыванием соответствует стандарту ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007- 29.130.10.090-2011 (минимальное значение напряжения срабатывания катушки 132В DC (0,6Un).

События

Поздравляем юбиляра! 29 декабря 2013 года исполнилось 60 лет Владимиру Ивановичу Нагаю, известному в кругах релейщиков ученому, доктору технических наук, профессору Южно-Российского государственного политехнического университета имени М.И. Платова, члену редколлегии журнала «Релейная защита и автоматизация». В.И. Нагай, окончив в 1976 году Новочеркасский политехнический институт, начал свою трудовую деятельность преподавателем энергетического факультета этого же института и, совмещая преподавательскую деятельность с научными исследованиями на кафедре профессора А.Д. Дроздова, прошел все ступени профессионального роста. Своим личным вкладом в науку и практику, своей преподавательской деятельностью, большим количеством публикаций В.И. Нагай снискал заслуженный авторитет ученого-практика в России и за рубежом. Дорогой Владимир Иванович! Редколлегия и редакция журнала «Релейная защита и автоматизация», Некоммерческое партнерство «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» выражают Вам свое глубокое уважение и желают доброго здоровья и творческого долголетия на благо российской энергетики.

Готовится к изданию русскоязычный вариант книги Е. Барканса и Д. ЖалостибЫ «Защита от развалов и восстановление энергосистем» Рекламно-издательским центром «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» (РИЦ «СРЗАУ») готовится к изданию на русском языке уникальная книга известного ученого и практика в области противоаварийного управления в энергосистемах Екабса Барканса и молодого ученого из Рижского Технического университета Дианы Жалостибы «Защита от развалов и восстановление энергосистем». Англоязычный вариант этой книги был издан в Риге в рамках «Мирового энергетического совета» – Barkans J., Zelastiba D. Protection against blackouts and self restoration of power systems // RTU Publishing House, Riga, 2009, 141 pp. Это одна из редких книг, посвященных теме обеспечения надежности и живучести энергосистем и энергетических объединений. Одной из основных составляющих системы обеспечения надежности является тщательный анализ причин возникновения и развития аварий, имевших место в энергосистемах. Авторы, проанализировав развалы энергосистем в различных странах мира, пришли к выводу, что, несмотря на огромное разнообразие первоначальных причин развалов, их развитие сводится всего лишь к нескольким процессам, которые могут быть поставлены под контроль средствами автоматики и предотвращены доступными средствами системами защиты. Книга состоит из 9 глав и приложений. Особую ценность этой книге придает Приложение с описаниями развалов энергосистем (системных аварий), случившихся в Северной и Южной Америке, Канаде и Европе начиная с середины XX века. Книга отличается обширной библиографией и, несомненно, будет интересна широкому кругу специалистов в энергосистемах, преподавателям, аспирантам и студентам высших учебных заведений, слушателям курсов повышения квалификации и дополнительного образования в области электроэнергетики. За дополнительной информацией обращайтесь по телефонам: (8352) 226-394, 226-395. Предварительные заявки (в свободной форме с указанием количества экземпляров и контактными данными) на приобретение книги направляйте в РИЦ «СРЗАУ» на e-mail: ina@srzau-ric.ru. 12

01 /Март 2014

События

Калейдоскоп

ОАО «рОССЕТИ»

ООО НПП «ЭКРА»

ООО «Аналитик-ТС»

Электросети нового технологического уклада

Изоляция входов – под контролем БЭ2502А1401

Имитация затухания и шума в ВЧ-тракте

К 2015 году ОАО «ФСК ЕЭС» планирует завершить первый этап по внедрению системы ГЛОНАСС во всех своих филиалах, а на энергообъектах Дальнего Востока – повысить уровень управления за счет внедрения новых программнотехнических комплексов (ПТК) в Центрах управлениями сетями (ЦУС). Такие системы позволят в будущем перейти к технологии дистанционного управления автоматизированными подстанциями «нового поколения». Впервые аналогичные базовые ПТК были запущены в Приморском крае и доказали свою эффективность во время саммита АТЭС-2012. Теперь новое оборудование будет установлено в Хабаровском и Амурском ПМЭС. На Приморском ПМЭС также начинается пилотный проект по внедрению новых функций ЦУС. Энергетики смогут более эффективно управлять сетевым оборудованием, сокращая перегрузки и уменьшая потери при передаче электроэнергии. Современные ПТК для ЦУС позволяют специалистам за тысячи километров от энергообъекта, в режиме реального времени контролировать параметры оборудования, рассчитывать оптимальные режимы и дистанционно оптимизировать их работу. Политика инновационного развития и энергетической эффективности компании получила одобрение научнотехнического совета (НТС) ОАО «Россети». Достижение стратегической цели развития электросетевого комплекса – снижение потерь к 2017 году до 8,79%, как указали его участники на заседании НТС 19 февраля, позволит перейти к электросети нового технологического уклада. НТС принял решение консолидировать деятельность дочерних компаний ОАО «Россети» в области НИОКР. План на 2014 год предусматривает работы по обеспечению надежности и безопасности, разработки основного и вторичного оборудования ПС, а также системных вопросов развития электросетевого комплекса.

В НПП «ЭКРА» разработан новый терминал типа БЭ2502А1401, который предназначен для контроля изоляции вводов (КИВ) 110-750 кВ и позволяет защищать вводы с бумажно-масляной и RIP-изоляцией. Терминал БЭ2502А1401 содержит: • избиратель поврежденной фазы; • сигнальный орган; • отключающий орган; • л огику контроля исправности цепей тока КИВ; • л огику контроля цепей напряжения КИВ («звезды» или «треугольника»). Терминал имеет возможность оперативного переключения коэффициентов подстройки КИВ при переводе цепей напряжения на другой трансформатор напряжения и оперативного переключения в режим «Отключение от сигнальной ступени КИВ». Обеспечивается поддержка протоколов МЭК 61850-8-1 и МЭК 60870-5-103. Терминал может применяться как для установки в комплектных распределительных устройствах, так и в шкафах или панелях. Вид климатического исполнения и категория размещения – УХЛ3.1.

научно‑практическое издание

Для тестирования ВЧ-аппаратуры на соответствие СТО 56947007 33.040.20.141 2012 «Правила технического обслуживания устройств релейной защиты, автоматики, дистанционного управления и сигнализации» и СТО 56947007-33.060.40.134-2012 «Типовые технические решения по системам ВЧ-связи» необходимо: •п роверять два полукомплекта ВЧаппаратуры через искусственную линию в лабораторных условиях; • определять запас по затуханию действующего канала с включением имитатора затухания на приемной/передающей стороне; • обеспечивать проверку помехоустойчивости аппаратуры передачи команд РЗ и ПА при скачкообразном увеличении затухания ВЧ-тракта на 22 дБ и воздействии на приемник помех типа белого шума с соотношением сигнал/помеха 6 дБ в полосе 4 кГц; • ослаблять высокие уровни для подключения измерительного оборудования. Для решения вышеперечисленных задач ООО «Аналитик-ТС» (торговая марка «AnCom») предлагает Имитатор затухания и шума в ВЧ-тракте AnCom ИЗШ 75. Он состоит из пяти функциональных блоков, работающих одновременно и управляемых независимо друг от друга: • Магазин затухания (МЗ) • Имитатор скачка затухания (ИСЗ) • Генератор шума (ГШ) • Сумматор симметричный (СС) • Делитель напряжения (ДН). 13

НАУКА

Релейная защита УДК 621.316.925

Авторы: к.т.н. Дони Н.А., ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия,

к.т.н. Иванов И.Ю., Филиал ОАО «СО ЕЭС» РДУ Татарстана, г. Казань, Россия,

к.т.н. Иванова В.Р., Казанский государственный

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, РАБОТАЮЩЕЙ НА БАЗЕ ВЕКТОРНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТОКОВ SIMULATION LINE DIFFERENTIAL PROTECTION OPERATING ON THE BASIS OF VECTOR VALUES CURRENT

энергетический университет, г. Казань, Россия.

Аннотация: c использованием компьютерного моделирования рассматриваются особенности функционирования дифференциальной защиты линии, работающей на базе векторных значений токов. Данные особенности учитываются при модернизации алгоритмов функционирования и функциональной схемы дифференциальной защиты линии электропередачи напряжением 110-220 кВ, что открывает возможности создания микропроцессорных устройств дифференциальной защиты с повышенными быстродействием и чувствительностью.

Ключевые слова: дифференциальная защита линии, насыщение трансформаторов тока, переходный режим, компьютерное моделирование. Doni N.A., EKRA Ltd., Cheboksary, Russia. Ivanov I. Y., Branch of JSC " UES" RDO of Tatarstan , Kazan, Russia. Ivanova V.R., Kazan State Power University , Kazan, Russia .

Abstract: using computer simulation considered features of functioning of the line differential protection, operating on the basis of vector values current. These features are taken into account in the modernization operation algorithms and functional schemes of line differential protection voltage of 110-220 kV, allowing the creation of microprocessor-based differential protection with increased speed and sensitivity. Keywords: line differential protection, saturation of current transformers, transient conditions, computer simulation.

01 /Март 2014

Рост мощности и сложности энергообъектов и единичных агрегатов, повышение чувствительности современных промышленных технологий к кратковременным нарушениям электроснабжения обуславливают постоянное повышение требований к чувствительности и быстродействию устройств релейной защиты. Современные микропроцессорные устройства дифференциальной защиты [1] ответственных электроэнергетических объектов должны селективно и быстро, с временем до двух периодов промышленной частоты [2], отключать повреждённое оборудование. При достаточно больших значениях постоянной времени затухания апериодической составляющей в токе короткого замыкания (КЗ) дифференциальные защиты работают в условиях интенсивных электромагнитных переходных процессов. Сложность в обеспечении селективности и быстродействия дифференциальных защит в условиях влияния переходных процессов обусловлена насыщением электромагнитных трансформаторов тока (ТТ), погрешности которых в переходных режимах КЗ оказываются значительно выше, чем в установившемся режиме [3]. При внешних КЗ повышенные погрешности ТТ могут привести к неселективной работе дифференциальной защиты, а при повреждениях на защищаемом оборудовании – к существенным задержкам в ликвидации аварий. В алгоритмах дифференциальных защит могут использоваться различные вспомогательные признаки, свойственные режимам внутреннего и

внешнего КЗ в переходных режимах [4] и позволяющие обеспечить требуемые показатели чувствительности и быстродействия защиты. Однако эти признаки применимы только для дифференциальных защит, работающих на базе мгновенных значений токов. В то же время известно, что большинство фирм-производителей дифференциальных защит линий (ДЗЛ) используют векторные величины токов для передачи их на противоположную сторону линий электропередачи (ЛЭП) [5]. Повышение чувствительности и быстродействия ДЗЛ в условиях интенсивных переходных процессов требует применения новых алгоритмических подходов, реализация которых возможна на базе микропроцессорной техники с использованием прогрессивных способов обработки информации. Поэтому разработка и совершенствование алгоритмов функционирования ДЗЛ является актуальной задачей. Для исследования влияния параметров первичной сети и погрешностей электромагнитных ТТ на работу ДЗЛ, а также получения количественной оценки чувствительности и быстродействия защиты разработана компьютерная модель ДЗЛ напряжением 110-220 кВ. Принятая методика моделирования основана на вычислении переходного тока КЗ в симметричной трёхфазной сети с сосредоточенными активными сопротивлениями и индуктивностями, численном дифференцировании нелинейного уравнения, описывающего работу электромагнитного трансформатора тока в переходном процессе с

НАУКА

Релейная защита

Рис. 1. Траектория перемещения рабочей точки на характеристике срабатывания ДЗЛ при внутреннем КЗ без насыщения ТТ Рис. 2. Траектория перемещения рабочей точки на характеристике срабатывания ДЗЛ при внутреннем КЗ с насыщением ТТ стороны 1 через 40 мс с момента возникновения повреждения

Рис. 3. Траектория перемещения рабочей точки на характеристике срабатывания ДЗЛ при внутреннем КЗ с насыщением ТТ стороны 1 через 10 мс с момента возникновения повреждения Рис. 4. Траектория перемещения рабочей точки на характеристике срабатывания ДЗЛ при внешнем КЗ

учётом его насыщения, и на дискретизации входного сигнала устройства релейной защиты с помощью дискретного преобразования Фурье. По результатам моделирования проведён анализ траектории перемещения рабочей точки на характеристике срабатывания ДЗЛ с двумя наклонными участками и отмечено следующее: 1. При КЗ рабочая точка перемещается из положения нагрузочного режима в положение, соответствующее повреждению примерно за 4 такта, что соответствует одному периоду промышленной частоты (рис. 1). Эта задержка связана с временем полного цикла дискретного преобразования Фурье, используемого для вычисления векторов фазных токов. 2. Положение рабочей точки на характеристике срабатывания меняется после насыщения ТТ относительно положения, соответствующего КЗ без насыщения ТТ (рис. 2). научно‑практическое издание

Отсюда следует, что искажение фазных токов, обусловленных насыщением ТТ, может приводить к уменьшению чувствительности ДЗЛ при внутренних КЗ. 3. Конечное положение рабочей точки на характеристике срабатывания ДЗЛ при внутреннем КЗ всегда разное и зависит от момента возникновения насыщения ТТ (рис. 3). Однако до наступления насыщения ТТ наблюдается одинаковая траектория перемещения рабочей точки из положения нагрузочного режима в положение, соответствующее повреждению. 4. Для внешних КЗ после наступления насыщения ТТ характер перемещения рабочей точки существенно отличается от траектории, характерной для внутренних КЗ (рис. 4). Из рис. 4 следует, что искажение фазных токов, обусловленных насыщением ТТ, может приводить к неселективной работе ДЗЛ при внешних КЗ. 15

НАУКА

Релейная защита

Рис. 5. Совмещённые траектории перемещения рабочей точки на характеристике срабатывания ДЗЛ для внутреннего и внешнего КЗ

Дони Николай Анатольевич Дата рождения: 26.10.1946 г. Окончил энергетический факультет Новочеркасского политехнического института в 1969 году. В 1981 году во ВНИИЭ защитил кандидатскую диссертацию «Исследование и разработка высокочастотной защиты линий сверхвысокого напряжения». Директор по науке – заведующий отделом перспективных разработок. Имеет более 120 научных публикаций в области релейной защиты, микропроцессорной техники и цифровой обработки сигналов электроэнергетических систем.

Рис. 6. Функциональная схема детектора повреждений

01 /Март 2014

5. До насыщения ТТ можно наблюдать разную траекторию перемещения рабочей точки при внешнем и при внутреннем КЗ (рис. 5). Описанные факторы использовались при разработке алгоритма определения зоны повреждения с помощью детектора повреждений (ДП). Алгоритм функционирования ДП основан на вычислении отношения приращения дифференциального тока к приращению тормозного тока и сравнения данного отношения с заданными уставками C1, C2, C3 (рис. 6). При возникновении КЗ вычисляются приращения тормозного тока ∆IТОРМ, приращения дифференциального тока ∆IДИФ и отношение приращения дифференциального тока к приращению тормозного тока за один такт D и за два такта 2D в момент выборки n.

Предлагаемый детектор повреждения состоит из пускового органа и блока определения зоны повреждения. Пусковой орган срабатывает при превышении значения приращений дифференциального или тормозного тока уставок срабатывания. При внутреннем КЗ в первый момент после возникновения повреждения отношения D и 2D являются большими величинами, в алгоритме срабатывают соответствующие логические элементы, при этом на выходе ДП устанавливается сигнал F, равный «1». При внешнем КЗ в первый момент после возникновения повреждения отношение D является малой величиной, в алгоритме срабатывают соответствующие логические элементы, при этом на выходе ДП устанавливается сигнал F, равный «0». Уставки пускового органа, а также параметров C1, C2, C3 в общем случае зависят от частоты выборки мгновенных значений тока (частоты дискретизации) fдиск и частоты формирования пакета передачи данных на другой конец ЛЭП fпак. ДП имеет встроенные таймеры логики для сброса и изменения выходного сигнала F на установленные выдержки времени. Функциональная схема ДЗЛ с использованием детектора повреждений представлена на рис. 7. Из сравниваемых токов по концам линии I', Iʺ формируются в каждой фазе: - дифференциальный сигнал IДИФ в блоке формирования дифференциального сигнала; - тормозной сигнал IТОРМ в блоке формирования тормозного сигнала. В реагирующем органе производится сравнение величины дифференциального сигнала IДИФ

НАУКА

Релейная защита

Рис. 7. Функциональная схема ДЗЛ с использованием детектора повреждений

Иванов Игорь Юрьевич Дата рождения: 23.12.1985 г. В 2012 г. окончил аспирантуру Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева по специальности 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы». Главный специалист Службы релейной защиты и автоматики Филиала ОАО «СО ЕЭС» РДУ Татарстана.

Иванова Вилия Равильевна Дата рождения: 05.08.1985 г. В 2012 г. окончила аспирантуру Казанского государственного энергетического университета по специальности 05.11.13 «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий». Старший преподаватель Казанского государственного энергетического университета.

с уставкой срабатывания IД.УСТ согласно традиционному алгоритму действия ДЗЛ. Для реализации характеристики срабатывания с двумя наклонными участками в разработанном алгоритме используются компараторы тормозного тока. При этом выделяются следующие режимы работы ДЗЛ: 1) при малых сквозных токах (IТОРМ≤Iскв): дифференциальная защита работает с меньшим коэффициентом торможения kТОРМ1; 2) при нормальных и больших сквозных токах (IТОРМ> Iскв): дифференциальная защита работает с большим коэффициентом торможения kТОРМ2. ДП вычисляет текущее положение рабочей точки IДИФ/ IТОРМ на характеристике срабатывания ДЗЛ и, в зависимости от траектории перемещения рабочей точки, идентифицирует внешние или внутренние КЗ. При фиксации внешнего КЗ выходной сигнал ДП F устанавливается равным «0» и работа ДЗЛ блокируется. При фиксации внутреннего КЗ выходной сигнал ДП F устанавливается равным «1» и работа ДЗЛ разрешается. Основные выводы по результатам исследования работы ДЗЛ на компьютерной модели: 1. Для реализации предлагаемых алгоритмов потребуется обмен данными между комплектами ДЗЛ, установленными по концам защищаемой ЛЭП, не менее четырёх раз за период. При типовой скорости передачи данных 64 кбит/с это требование вполне может быть выполнено. 2. Разработанные алгоритмы позволяют определять зону повреждения до срабатывания научно‑практическое издание

реагирующих органов ДЗЛ и формировать в функциональной схеме защиты разрешающие и запрещающие сигналы, благодаря которым обеспечивается селективность ДЗЛ в переходных режимах КЗ без уменьшения быстродействия и чувствительности защиты. 3. Увеличение быстродействия и чувствительности ДЗЛ, в свою очередь, позволит снизить глубину и длительность провалов напряжения при КЗ в сети 110-220 кВ и имеет существенное значение для эффективной работы промышленных предприятий c непрерывным технологическим циклом, нарушение электроснабжения которых даже на доли секунды приводит к значительному экономическому ущербу. Литература 1. Циглер Г. Цифровая дифференциальная защита. Принципы и область применения. – М.: Знак, 2008. – 273 с. 2. Типовые технические решения по релейной защите и автоматике линий 10-750 кВ. Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС», 2010. – 198 с. 3. Кужеков С.Л. О требованиях к трансформаторам тока и устройствам релейной защиты в переходных режимах при наличии апериодической составляющей в первичном токе / Кужеков С.Л., Дегтярев А.А., Сербиновский Б.Б. // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем: материалы международной научно-технической конференции. – Екатеринбург: 2013. 4. Дони Н.А. Повышение технического совершенства дифференциальной защиты линий электропередачи напряжением 110-220 кВ / Дони Н.А., Гарке В.Г., Иванов И.Ю. // Релейная защита и автоматизация. – 2012. – № 4. – С. 30-35. 5. Дони А.Н. Особенности продольной дифференциальной защиты линии с цифровыми каналами связи между полукомплектами / Дони А.Н., Дони Н.А. // Материалы конференции «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем», 2009. – С. 192-197.

НАУКА

Релейная защита

Авторы: Хакимзянов Э.ф.,

ПОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ДВОЙНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 6-35 кВ

КГЭУ,

к.т.н. Исаков Р.г., КНИТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань, Россия.

Khakimzyanov E.f., Kazan State Power Engineering University, Kazan, Isakov R.g., Kazan National Research Technical University named affer A.N. Tupolev, Kazan, Russia.

CONDUCT OF MEASURING PART OF RESISTANCE AT DOUBLE EARTH FAULTS IN DISTRIBUTION NETWORKS 6-35 kV Аннотация: в статье анализируется реакция измерительных органов сопротивления для определения возникновения однофазных и двойных замыканий на землю в распределительных сетях 6-35 кВ в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью. В программной среде MatLab Simulink была смоделирована схема распределительной сети 10 кВ и проведена запись

Ключевые слова: однофазное замыкание на землю, двойное замыкание на землю, распределительная сеть с изолированной и компенсированной нейтралью, измерительные органы сопротивления. Abstract: the article analyzes the reaction of measurement part of resistance for determining occurrence of single and double earth faults in distribution networks 6-35 kV with isolated and compensated neutral. In MatLab Simulink software environment was modeled circuit 10 kV distribution network and write held by

В сетях с изолированной нейтралью при выполнении релейной защиты, действующей на отключение, учитываются межфазные короткие замыкания (К (3), К (2)) и двойные замыкания на землю (К дв (1,1)). На режим однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) (К (1)) защита, как правило, выполняется с действием на сигнал, за исключением тех случаев, когда по условиям техники безопасности требуется отключение данного вида повреждения [1]. Возникновение режима ОЗЗ в сети сопровождается перенапряжениями различно-

го характера, повышением напряжения в неповрежденных фазах, что может привести к пробою изоляции неповрежденных фаз и переходу ОЗЗ в «двухместное» или двойное замыкание на землю, при котором изменения токов и напряжений близки к двухфазному КЗ (рис. 1, а, б). На одиночных линиях с односторонним питанием от межфазных замыканий устанавливаются преимущественно ступенчатые токовые защиты или ступенчатые токовые защиты с пуском по напряжению, а если такие

measuring the change in resistance of the phase-tophase and contours. Keywords: single-phase ground fault, double ground fault, the distribution network with isolated or compensated neutral, measuring parts of resistance.

Рис. 1. Векторная диаграмма токов и напряжений в режимах двухфазного КЗ (а) и двойного замыкания на землю (б)

01 /Март 2014

а)

б)

НАУКА

Релейная защита

защиты не удовлетворяют требованиям чувствительности или быстроты отключения повреждения, то рекомендуется установка дистанционной защиты (ДЗ) [2]. Измерительные органы сопротивления (ИОС) в сетях с малым током замыкания на землю выполняются в соответствии с основными принципами ДЗ линий напряжением 110-330 кВ [2]. При выполнении ДЗ в распределительных сетях с малыми токами замыкания на землю следует обратить внимание на тот факт, что защита должна реагировать не только на междуфазные короткие замыкания, но и на двойные замыкания на землю с отключением одного (или обоих) из мест повреждения. В настоящее время в сетях 6-35 кВ применяются комплекты ДЗ различных производителей (Сириус-ДЗ-35, БЭ2502A10, SIPROTEC 7SA6 и т.д.). Однако в технической документации методическим указаниям по составлению алгоритмов обнаружения двойных замыканий на землю с определением поврежденного фидера, фазы, расстояния до мест повреждений, выбору уставок и характеристик срабатывания не отведено достаточного внимания. Таким образом, целью научноисследовательской работы является разработка алгоритмов защиты от двойных замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю, выполняющих определение факта возникновения замыканий на землю с указанием поврежденного фидера, поврежденной фазы и расстояния до места повреждения. Для решения поставленной цели предлагается использование комплекта ДЗ с ИОС междуфазных и фазных контуров АВ, ВС, СА, А, В, С соответственно. Поведение ИОС междуфазных и фазных контуров терминалов ДЗ анализируется по результатам моделирования электрической распределительной сети напряжением 10 кВ с односторонним питанием с изолированной и компенсированной нейтралью (рис. 2, а, б) в программной среде

а)

б)

Рис. 2. Схема электрической распределительной сети напряжением 10 кВ: а – изолированная нейтраль; б – компенсированная нейтраль

MatLab Simulink, где система S имеет соотношение X/R = 0,6/0,1; ZС = 0,6 Ом, линии W1 (l = 10 км), W2 (l = 7 км), W3 (l = 15 км): RудЛ1 = 0,578 Ом/км, XудЛ1 = 0,37 Ом/км, Z удЛ = 0,69 Ом/км; заземляющий трансформатор ТЗ: Sном = 0,25 МВ∙А, Uв /Uн =10/0,4 кВ, Хт = 18 Ом; дугогасящий реактор ДГР: Хр = 254 Ом. В модели имитируются замыкания на землю одной фазы в т. 1–1' на отходящих линиях W2, W3. В момент времени t = 0,1 с происходит замыкание на землю фазы А линии W2 (т. 1 – 1 км), при t = 0,3 с происходит второе замыкание на землю фазы В линии W3 (т. 1' – 1 км). Переходное сопротивление замыкания на землю в месте повреждения принято равным 0 Ом. При этом в статье описывается анализ изменения сопротивления междуфазных и фазных контуров АВ, ВС, СА, А, В, С, подводимых к измерительным органам Z при повреждении 1-1'. Компенсация токов нулевой последовательности (НП) производится включением в нейтраль заземляющего трансформатора (ТЗ) дугогасящего

а)

реактора (ДГР), сопротивление которого выбирается из значения тока НП 3I 0 , определяемого по формуле: ,(1) где Z и1, Z и2 – сопротивления прямой, обратной последовательностей источника, Z Л1, Z Л2 , Z Л0 – сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей линии, Хс – емкостное сопротивление смежных линий, R з – сопротивление земли. Согласно [3], компенсация токов НП применяется при значениях емкостного тока замыкания на землю в воздушных сетях 6-20 кВ на железобетонных или металлических опорах – при токе более 10 А. ДГР настраиваются на ток компенсации, как правило, равный емкостному току замыкания на землю (резонансная настройка). Ток компенсации равен: .

(2)

б)

Рис. 3. Осциллограммы токов НП в сетях: с изолированной (а) и компенсированной нейтралью (б)

научно‑практическое издание

НАУКА

Релейная защита

Тогда по таблице [табл. 12, прил. 4 [4]] определяется тип реактора и параметры ТЗ. Действительный ток компенсации равен: .

(3)

На рис. 3, а, б представлены осциллограммы токов НП 3I 0 в моделируемой сети с изолированной и компенсированной нейтралью в режимах ОЗЗ и двойного замыкания на землю на питающей линии W1. Замер сопротивлений междуфазных и фазных контуров прово-

дится по классическому алгоритму определения сопротивлений, реализованному в цифровых терминалах дистанционной защиты и описанному в работах [4-6]. Поведение ИОС междуфазного и фазного контуров описываются векторными диаграммами, позволяющими оценить траекторию изменения вектора сопротивления на зажимах реле (рис. 4, а, б, рис. 5, а, б). В нормальном (нагрузочном) режиме сопротивления фазных ZA , Z B , Z C и междуфазных контуров ZAB , Z BC , Z CA одинаковы Z p = (36,4 + j23,8) Ом, φ = 33,2°: (Xр = 23,8 Ом; R р = 36,4 Ом, Z р =

а)

43,5 Ом, угол сопротивления на зажимах реле φ равен 33,2°). При возникновении в момент времени t 1 = 0,1 с ОЗЗ в т. 1 на линии W2 сопротивления междуфазных контуров ZAB , Z BC , Z CA остаются неизменными независимо от режима нейтрали, поскольку при ОЗЗ треугольник междуфазных напряжений не искажается, а токи в линии изменяются незначительно (определяются значительными емкостными сопротивлениями). Сопротивления фазных контуров Z A , Z B , Z C претерпевают следующие изменения: сопротивление поврежденного контура ZA уменьшается

б)

Рис. 4. Диаграмма сопротивления междуфазных контуров АВ, ВС, СА: а – изолированная нейтраль; б – компенсированная нейтраль

а)

б)

Рис. 5. Векторная диаграмма изменения сопротивления фазных контуров А, В, С: а – изолированная нейтраль; б – компенсированная нейтраль

01 /Март 2014

НАУКА

Хакимзянов Эльмир Фердинатович Дата рождения:11.07.1986 г., в 2008 году окончил Казанский государственный энергетический университет, кафедра «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», старший преподаватель кафедры «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем» ФГБОУ ВПО КГЭУ.

Исаков Руслан Геннадьевич Дата рождения: 16.12.1986 г., в 2009 году окончил Казанский государственный энергетический университет, кафедра «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем». В 2012 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Токовые защиты распределительных сетей с повышенным быстродействием и чувствительностью» в КНИТУ им. А.Н. Туполева под руководством доктора технических наук, профессора Рижского технического университета Владимира Георгиевича Гарке. Кандидат технических наук, старший преподаватель кафе-

Релейная защита до значения, пропорционального расстоянию до места повреждения; сопротивления фазных контуров неповрежденных фаз Z B , Z C увеличиваются, при этом активные и реактивные составляющие изменяются поразному: составляющие R В и ХС увеличиваются, а Х В , RС – уменьшаются. Изменение сопротивлений фазных контуров обусловлено изменением напряжений на поврежденных и неповрежденных фазах. При этом изменение векторов сопротивления не зависит от режима нейтрали сети. При возникновении в момент времени t2 = 0,3 с второго замыкания на землю в т. 1' на линии W3 сопротивления междуфазных контуров ZAB, ZBC, ZCA уменьшаются. Максимальное снижение сопротивления зафиксировано у междуфазного контура АВ, т.е. тех фаз, на которых произошли замыкания на землю. Активные и реактивные составляющие сопротивления контуров ZAB , Z BC уменьшаются, тогда как у контура Z CA активная составляющая увеличивается, а реактивная – уменьшается. Сопротивления фазных контуров Z A , Z B , Z C также изменяются: контур ZA увеличивается, контуры Z B и Z C уменьшаются. Изменение сопротивлений фазных контуров обусловлено изменением напряжений на поврежденных и неповрежденных фазах. Аналогично с предыдущим промежутком времени (ОЗЗ) изменение векторов сопротивления не зависит от режима заземления нейтрали сети. В дистанционной защите от двойных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ замер сопротивления производится в контуре фаза-земля. Таким образом, для осуществления правильного замера сопротивления при междуфазных КЗ и замыканиях с возникновением тока нулевой последовательности в дистанционной защите должен быть реализован измерительный орган для определения необходимого контура замера сопротивления (междуфазный или фазный). Однако для определения уставок срабатывания данного измерительного органа необходимо более подробное исследование различных режимов двойного замыкания на землю, а также организовать учет предыдущей информации об ОЗЗ, что позволит определять поврежденные фазы и расстояние до мест двойных замыканий.

Вывод В работе проведен анализ изменения векторов сопротивления междуфазных и фазных контуров измерительных органов дистанционной защиты в сети 10 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью при замыканиях одной и двух фаз на землю. Было выявлено, что сопротивление петли замыкания на землю в рассматриваемых режимах работы сети не изменяется вне зависимости от режима заземления нейтрали сети. Авторы выражают благодарность студентам кафедры «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем» Казанского государственного энергетического университета Абдрахманову А.Х. и Шарифуллину А.Ф. за помощь при обработке результатов моделирования. Наставником и идейным вдохновителем на начальном этапе работы был доктор технических наук, профессор Рижского технического университета Владимир Георгиевич Гарке . Литература 1. Правила устройства электроустановок. – 7-е изд. – М.: Юрай-издат, 2007. 2. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 7. Дистанционная защита линий 35-330 кВ. Энергия, 1966. – 172 с. 3. РД 34.20.179 Типовая инструкция по компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ. Изд. Союзтехэнерго, 1970. 4. Атабеков Г.И. Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей. М. – Л.: Государственное энергетическое издательство, 1957. – 343 с. 5. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. – М.: Энергоатомиздат, 2007. – 549 с. 6. Циглер Г. Цифровая дистанционная защита: принципы и применение. – М.: Энергоиздат, 2005. – 322 с.

дры «Электрооборудование» КНИТУ им. А.Н. Туполева.

научно‑практическое издание

НАУКА

Релейная защита УДК 62-65, 62-686

Авторы: Михалев С.В., Пирогов М.Г., НТЦ «Механотроника», г. Санкт-Петербург, Россия.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ ВРЕМЕНИ ТЕПЛОВЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ EXPERIMENTAL DETERMINATION OF TIME CONSTANTS OF ELECRICAL

Mikhalev S.V., Pirogov M.G., Science and Technical Centre «Mechanotronica», Saint-Petersburg, Russia.

MOTORS THERMAL MODELS Аннотация: в статье представляется методика экспериментального определения постоянных времени тепловых моделей электродвигателей, разработанная специалистами НТЦ «Механотроника». Опыт проведения пусконаладочных работ показывает, что предлагаемая методика позволяет значительно повысить точность косвенного определения температуры

Ключевые слова: электрическая машина, тепловая модель, релейная защита, тепловая защита. Abstract: the article is represented method of experimental determination of time constants of electric motors thermal models. The method is developed by Science and Technical Centre «Mechanotronica» engineers. The experience of starting-up and adjustment works shows that the method allows significantly raises of accuracy of indirect determination of motor temperature by thermal models. Keywords: electric motor, heat model, relay protection, thermal protection.

01 /Март 2014

Тепловая защита электродвигателей находит в настоящее время широкое применение в цифровых устройствах релейной защиты и системах автоматизированного электропривода. Одним из способов реализации тепловой защиты является защита, построенная на основе тепловой модели двигателя. Тепловая модель предназначена для моделирования процессов нагревания и охлаждения двигателя с целью его защиты от всех видов перегрузки. Повышение температуры машины при включении её под нагрузку в первую очередь отражается на состоянии изоляции обмоток и стали. Многочисленные эксперименты и опыт эксплуатации электрических машин показывают, что для каждого класса изоляционных материалов существует определенный уровень температуры, превышение которого всего на несколько градусов приводит к существенному сокращению срока службы [1]. Допустимые уровни перегрева изоляции электрических машин установлены ГОСТ 8865-93. Вследствие сложности описания процессов нагрева и охлаждения различных частей электродвигателя при разработке тепловых моделей двигателей принимаются, как правило, следующие допущения (т.н. классическая теория нагревания [1], [2]): • вся электрическая машина рассматривается как однородное сплошное тело, обладающее неограниченной теплопроводностью, что приводит к отсутствию градиента температуры по любому направлению в объеме машины; • источники тепла равномерно распределены по

объему электрической машины; • окружающая среда обладает бесконечно большой теплоемкостью; • коэффициент теплоотдачи между поверхностью машины и окружающей средой не зависит от места и длительности протекания процесса. Моделирование нагрева двигателя в тепловых моделях, основанных на этих допущениях, осуществляется в соответствии с дифференциальным уравнением, выражающим баланс энергии электрической машины за время [2]: ,

(1)

где С – теплоемкость электрической машины, т.е. количество тепла, необходимое для повышения её температуры на 1°, Дж/°С; ∆Т – разность температуры машины и температуры окружающей среды, °С; А – теплоотдача электрической машины, т. е. количество тепла, выделяемое ею в окружающую среду, Дж/с . °С; Q – общее количество тепла, выделяемое в электрической машине, Дж/сек. Принимая во внимание, что количество выделяемого в двигателе тепла пропорционально квадрату тока, запишем уравнение (1) в виде [3]: , где

(2)

– текущая температура объекта, °С; – постоянная времени нагревания или охлаждения двигателя, с; R – термическое сопротивление между объектом и окружающей

НАУКА

Релейная защита

средой, °С*с/Дж, ∆Тном – разность температуры машины и температуры окружающей среды при номинальной мощности, °С; I – текущий ток двигателя, А; Iном – номинальный ток двигателя, А; Токр – температура окружающей среды, °С. Как правило, при создании тепловых моделей в настоящее время пользуются не решением дифференциального уравнения (2) при постоянном значении тока, а общим численным решением этого уравнения, описывающим любые изменения тока. Принимая температуру окружающей среды равной нулю (при этом значение температуры в формуле (2) заменяется значением перегрева), получаем численное решение уравнения (2) в относительных единицах (значение ∆θ ном принимается за 100%), определяется выражением (3):

, (3) где θ(k) – относительное значение перегрева в момент k; ∆k – значение шага дискретизации по времени. Отметим некоторые особенности такого способа реализации тепловой защиты: • необходимость ввода отдельной постоянной времени для процесса охлаждения двигателя в отключенном состоянии, что связано с существенным уменьшением теплоотдачи двигателя при остановленной системе охлаждения, если вентилятор закреплен на валу двигателя; •н еобходимость ввода дополнительно тепловой модели ротора для ограничения допустимого числа пусков или прямое ограничение числа пусков из «холодного» и из «горячего» состояний; •д ля учета нагрева от токов обратной последовательности, токов высших гармоник и токов негармонических составляющих требуется введение в модель дополнительных уточняющих выражений; • неизвестные постоянные времени на-

грева и охлаждения с достаточной для практического применения модели точностью могут быть определены только экспериментальным путем; • с пециалистами в области защиты двигателей иногда выдвигается идея, что метод не может быть применен в форме (3), поскольку методическая погрешность будет велика вследствие накопления ошибок численного интегрирования. Отметим, что формула (3) соответствует методу Эйлера для решения дифференциальных уравнений. Известно, что метод Эйлера – наиболее простой и наименее точный метод численного интегрирования. Оценим, какую погрешность дает этот метод при постоянном значении тока двигателя, равном Iном , и начальном значении перегрева 0%. Постоянную времени нагрева двигателя выбираем в соответствии с ГОСТ 52776-2007 равной 150 с. Шаг интегрирования зададим равным 0,1 с. За эталон температуры принимаем значение, полученное по выражению: ,

(4) которое соответствует частному решению уравнения (2) при постоянном значении тока. Значение погрешности показано на рис. 1.

Как видно из рис. 1, при ступенчатом изменении тока двигателя ошибка метода действительно начинает увеличиваться, но до определенного предела, а затем резко уменьшается практически до нуля. При скачке тока от нуля до Iном максимальное значение ошибки по температуре не превысит 0,015%. В то же время типовое значение погрешности измерения токов для современных терминалов РЗА составляет ±1% (например, для модернизированных терминалов серии БМРЗ-100). Такая погрешность измерения тока обусловит ошибку вычисления температуры, равную ±1%. Зачем же применять более точный метод, если отклонение, вызванное погрешностью измерения тока, более чем в 60 раз превосходит методическую погрешность. Следует также отметить сложность определения постоянных времени нагрева и охлаждения двигателя по его паспортным данным. Как правило, производители двигателей ограничиваются указанием в паспорте температурного класса изоляции, типа охлаждения и соответствия двигателя некоторым стандартам или техническим условиям. Если, например, указывается соответствие двигателя ГОСТ Р 52776-2007, при этом двигатель имеет косвенное охлаждение и мощность выше 0,55кВт, в соответствии с этими данными двигатель должен выдерживать значения тока

Рис. 1. Погрешность метода Эйлера при ступенчатом изменении тока

научно‑практическое издание

НАУКА

Релейная защита

в 1,5 номинала в течение двух минут. Для расчета постоянной нагрева, в соответствии с этими данными и допустимым значением температуры изоляции, необходимо, в соответствии с уравнением (2), иметь начальное значение температуры двигателя или, другими словами, температуру при работе в номинальном режиме. Значение температуры в номинальном режиме не приводится ни в паспортных данных, ни в справочниках, а для её определения требуется проведение расчетов, основанных на конструктивных параметрах машины, которые также не указываются в паспортных данных. Таким образом, можно утверждать, что значения постоянных времени, рассчитанные на основе паспортных данных машины, носят приближенный характер, а получаемая с их использованием защита не отличается высоким качеством. Более качественную защиту можно получить с использованием постоянных времени, определенных экспериментально. К сожалению, порядок экспериментального определения постоянных времени тепловых моделей электродвигателей не приведен в настоящее время ни в одном стандарте, руководящем документе или литературном источнике по данной тематике. По этой причине специалистами НТЦ «Механотроника» разработана методика определения постоянных времени тепловой модели двигателя по экспериментальным данным.

Постоянные времени по указанной ниже методике определяются путем оценки скорости нагрева и остывания двигателя. На точность определения постоянных времени существенное влияние оказывают условия охлаждения двигателя (изменение температуры окружающей среды, наличие ветра при наружной установке и т.п.), поэтому желательно, чтобы при проведении эксперимента температура окружающей двигатель среды оставалась постоянной. Порядок экспериментального определения постоянных времени описан ниже. Порядок разработан для терминалов БМРЗ, однако он может быть применен для терминалов других производителей, при этом необходимо будет учесть особенности реализации тепловой модели в этих терминалах. а) Электродвигатель необходимо остановить на время, необходимое для полного остывания как внешней поверхности двигателя, так и его внутренних частей. При отсутствии независимого охлаждения процесс остывания двигателя может занять от 10 до 20 часов (зависит от конструкции двигателя). Наличие независимого охлаждения остановленного двигателя обеспечивает охлаждение за время, составляющее примерно от 1 до 2 часов. После окончания процесса охлаждения производят измерение температуры двигателя, затем двигатель запускают.

б) Начиная с момента пуска снимают график (рис. 2, а) процесса нагрева электродвигателя. Измерения выполняют с интервалом в 60 секунд. Нагрузка двигателя при этом должна оставаться постоянной – не менее 50% от номинальной нагрузки двигателя. При проведении специалистами НТЦ «Механотроника» пусконаладочных работ было выяснено, что значения постоянных времени нагрева высоковольтных электродвигателей лежат в диапазоне от 30 до 120 минут. В связи с этим рекомендуется выполнить 120 измерений или больше, если температура двигателя не достигла установившегося значения. в) По полученному графику изменения температуры определяют установившееся значение температуры электродвигателя при постоянной нагрузке t пост.нагр.. г) Двигатель останавливается, и снимается график (рис. 2) охлаждения остановленного двигателя аналогично п. б). При наличии независимых устройств охлаждения двигателя они должны находиться в таком состоянии (включены или отключены), в каком они будут находиться при остановленном двигателе в процессе эксплуатации. д)  По построенному графику определяют установившееся значение температуры остановленного двигателя (должна соответствовать температуре двигателя до пуска) t полн.ост..

б)

а) Рис. 2. Определение постоянных времени: - Те1 – по графику нагрева двигателя (а);

01 /Март 2014

- Те2 – по графику охлаждения двигателя (б)

НАУКА

Релейная защита е) Находим Δt нагр – разность температур двигателя через 60 с после запуска из холодного состояния t заверш.пуск и при постоянной нагрузке tпост.нагр: Δtнагр = tпост.нагр – t заверш.пуск .

Михалев Сергей Владимирович Образование: ТПУ, г. Томск. Специальность «Электроника и автоматика физических установок», инженер. Ведущий инженер-системотехник ООО «НТЦ «Механо-

(5)

Графически (рис. 2, а ) определяем время Те1, с, прошедшее от начала нагрева до достижения температурой значения (tзаверш.пуск + Δtнагр ∙ 0,632). Те1 – постоянная времени нагрева этого электродвигателя. ж) Находим Δtост – разность температур двигателя при постоянной нагрузке и в полностью остывшем состоянии:

троника».

Δtост = tпост.нагр.– Δtполн.ост .

Пирогов Михаил Геннадьевич Образование: КТУ ТТИ, г. Фрунзе, кафедра электроснабжения, инженер-электрик. Заместитель генерального конструктора – начальник отдела РЗА ООО «НТЦ «Механотроника».

(6)

Графически (рис. 2, б) находим время Те2 (постоянная времени охлаждения этого электродвигателя), прошедшее с момента остановки двигателя до момента достижения им температуры (tполн.ост. + Δtост ∙ 0,368). Как правило, постоянная времени охлаждения Те2 от 2 до 4 раз больше, чем постоянная времени нагрева Те1. з) После задания в терминале БМРЗ найденных постоянных времени Те1, Те2 и расчетного тока двигателя Iтм (принимают равным номинальному току двигателя во вторичных значениях) необходимо проверить правильность работы тепловой модели. Проверка осуществляется аналогично описанному в а) – ж), при этом каждые 60 секунд фиксируют текущее значение температуры двигателя и значение перегрева, индицируемое на дисплее БМРЗ. и) После завершения эксперимента на основе полученных значений строится график процессов нагрева и охлаждения, где установившееся значение перегрева, индицируемое БМРЗ, приравнивается к установившейся температуре двигателя при постоянной нагрузке. к)  По графику определяют погрешность тепловой модели в каждой точке измерения по формуле: ,

(7)

где: tTM,% – текущее значение перегрева, индицируемое на дисплее терминала БМРЗ, %; tдвиг.уст. – установившееся значение повышения температуры двигателя относительно температуры полностью остывшего двигателя, оС; научно‑практическое издание

tТМуст. – установившееся значение перегрева, индицируемое на дисплее БМРЗ, %; tдвиг – текущее значение повышения температуры двигателя относительно температуры полностью остывшего двигателя, оС. Настройка тепловой модели считается успешной, если погрешность не превышает ±5 оС. При проведении пусконаладочных работ было выяснено, что большей точности достичь, как правило, не удается. л) На результат настройки тепловой модели существенное влияние оказывают условия охлаждения двигателя (изменение температуры окружающей среды, наличие ветра при его наружной установке и т.п.). Если погрешность тепловой модели превышает ±5 оС, необходимо повторить эксперимент по определению постоянных времени. При невозможности настройки модели путем повторного эксперимента, а также при существенном отличии полученных характеристик нагрева и охлаждения двигателя от представленных на рис. 2 рекомендуем обратиться за помощью в ООО «НТЦ «Механотроника». Авторы надеются, что представленная методика будет полезна для широкого круга специалистов, занимающихся пусконаладочными работами и вводом в эксплуатацию высоковольтных электродвигателей. Использование методики потребует координации действий электриков, механиков, технологов, однако проведенные эксперименты показывают, что в настоящее время это единственный способ выбора постоянных времени тепловой модели с достаточной для целей релейной защиты точностью. Приведенная выше методика прошла проверку в ходе проведения пусконаладочных работ специалистами НТЦ «Механотроника». Проверка показала корректность определения постоянных времени машины и высокое качество получаемой в результате защиты. Методика вошла в стандарт организации [4], в котором подробно рассмотрены расчет и выбор уставок всех защит электродвигателей 6-10 кВ, необходимых в соответствии с требованиями ПУЭ [5]. Литература 1. Теплообмен в электрических машинах: учеб. пособие для вузов/ И.Ф. Филиппов; Л.: Энергоатомиздат, 1986. 2. Проектирование электрических машин/ под ред. И.П. Копылова; М.: Энергия, 1980. 3. Цифровая релейная защита/ Э.М. Шнеерсон; М.: Энергоатомиздат, 2007. 4. Стандарт организации СТО ДИВГ-046-2012. Терминалы релейной защиты синхронных и асинхронных электродвигателей 6-10 кВ. Расчет уставок. Методические указания, СПб, 2012. 5. Правила устройства электроустановок. 25

НАУКА

Релейная защита

Автор: Вагапов Н.Р.,

Управляющее воздействие «Ускорение УРОВ» и динамическая устойчивость Березовской ГРЭС

Филиал ОАО «СО ЕЭС» ОДУ Сибири, г. Кемерово, Россия. Vagapov N.R., Siberian Division of the «System

УДК 621.311.1

«Circuit breaker failure protection time delay reducing»

Operator of the United Power

control action by emergency control system (short-circuit

System», Joint-stock Company,

power fall detection) as the way to improve transient

Kemerovo city, Russia.

stability of Berezovskaya power station Аннотация: статья посвящена вопросам сохранения синхронной динамической устойчивости Березовской ГРЭС с учетом действия противоаварийной автоматики. Рассматривается управляющее воздействие ускорения устройства резервирования отказа выключателя по факту фиксации тяжести коротких замыканий. Показано, что при применении такого управляющего воздействия при прочих равных условиях может быть увеличена доаварийная загрузка Березовской ГРЭС по условию динамической устойчивости без применения отключения генераторов. Расчетные исследования выполнены с использованием программно-вычислительного комплекса Eurostag.

Ключевые слова: динамическая устойчивость, устройство резервирования отказа выключателя, фиксация тяжести короткого замыкания. Abstract: This article is about Berezovskaya power station transient stability problem considering emergency control system. In this article there is an information about circuit breaker failure protection time delay reducing as the control action of emergency control system in case of severe short-circuit in power system. The applying of such action of emergency control system can increase Berezovskaya power station permissible load (by the condition of transient stability) with no generator tripping from emergency control system. All calculations were performed with the EUROSTAG® power system dynamic simulation tool. Keywords: transient stability, circuit breaker failure protection, short-circuit power fall detection".

01 /Март 2014

Многочисленные расчеты и опыт эксплуатации энергосистем показывают, что при наиболее тяжелых возмущениях, укладывающихся в число нормативных, может иметь место нарушение синхронной динамической устойчивости работы генераторов электростанций. В частности, это может иметь место при коротких замыканиях (КЗ), близких к шинам электростанций, с отказом выключателя и последующей локализацией места КЗ действием устройства резервирования отказа выключателя (УРОВ). Возможными средствами для сохранения синхронной динамической устойчивости в таких ситуациях является отключение части генераторов (ОГ) или импульсная разгрузка турбин (ИРТ) с дозировкой управляющих воздействий (УВ) на основе фиксации тяжести короткого замыкания (ФТКЗ). Как известно, применение ОГ нежелательно на тепловых электростанциях, а ИРТ также сопровождается тяжелыми воздействиями на элементы тепломеханической части: при существенной глубине разгрузки имеют место динамические воздействия на турбину, упорный подшипник и паропровод, опасность «застревания» регулирующих клапанов в прикрытом состоянии [1]. В ОЭС Сибири проблема сохранения синхронной динамической устойчивости актуальна для ряда электростанций и, в частности, для одной из наиболее мощных тепловых электростанций –

Березовской ГРЭС. Генераторы Березовской ГРЭС по схеме блок «генератор – трансформатор – линия» подключаются к РУ 500 кВ ПС «Итатская», как показано на рис. 1. Выдача мощности Березовской ГРЭС в ОЭС Сибири происходит по ВЛ 500 кВ, отходящим от ПС «Итатская», и возможна в двух направлениях: в западном направлении по сечениям «Красноярск, Хакасия – Запад», «Кузбасс – Запад» и в восточном направлении по сечениям «Назаровская ГРЭС – ПС «Итатская», ПС «Ново-Анжерская» и «Назаровская ГРЭС – Красноярская ГЭС». Указанные сечения входят в число сечений, контролируемых диспетчером ОДУ Сибири. В работах [2, 3] было выявлено, что для выдачи полной мощности Березовской ГРЭС необходимо осуществление противоаварийного управления (ПАУ) по факту тяжелых коротких замыканий вблизи РУ 500 кВ ПС «Итатская», сопровождающихся отключением ВЛ 500 кВ, примыкающих к указанной подстанции. Возникновение затяжных КЗ обусловлено возможными отказами выключателей и последующим действием УРОВ. Для осуществления противоаварийного управления с целью выдачи полной мощности станции предусматривается установка устройства ФТКЗ на ПС «Итатская» с воздействием на ОГ Березовской ГРЭС. Альтернативным УВ по отношению к ОГ

НАУКА

Релейная защита

Рис. 1. Схема распределительного устройства 500 кВ ПС «Итатская»

может быть ускорение УРОВ по факту фиксации тяжести короткого замыкания. Актуальным вопросом является определение того, будет ли эффективным управляющее воздействие в виде ускорения УРОВ от ФТКЗ для повышения синхронной динамической устойчивости Березовской ГРЭС с учетом ввода третьего энергоблока. Эффективность ускорения УРОВ в качестве управляющего воздействия от ПА была рассмотрена и обоснована в проектной работе [4] применительно к Харанорской ГРЭС. При коротких замыканиях на ВЛ 500 кВ, примыкающих к ПС «Итатская», полное время ликвидации короткого замыкания при отказе выключателя составляет ориентировочно 0,28 с. Причем более 70 % полного времени ликвидации короткого замыкания с отказом выключателя занимает выдержка времени УРОВ. Практически единственной возможностью сокращения полного времени ликвидации короткого замыкания для повышения синхронной динамической устойчивости при отказе выключателя является сокращение выдержки времени УРОВ. Выдержка времени УРОВ выбирается с запасом, обеспечивающим отстройку от возможного замедления гашения дуги в выключателе. В работе [3] показано, что определенное повышение синхронной динамической устойчивости Березов-

ской ГРЭС может быть достигнуто путем сокращения выдержки времени УРОВ на ПС «Итатская» с 0,3 с, которая была установлена ранее, до 0,2 с (установлена в настоящее время). Применение лишь этого мероприятия хоть и увеличивает допустимую загрузку станции с точки зрения синхронной динамической устойчивости, но не обеспечивает полную выдачу мощности станции при наиболее типичных доаварийных режимах. Дальнейшее постоянное сокращение выдержки времени УРОВ может быть опасно тем, что повышается риск срабатывания УРОВ в случаях, когда фактически не происходит отказа выключателя, в результате чего излишне будет ослаблена схема РУ 500 кВ ПС «Итатская». Более того, в схеме с ремонтами выключателей РУ 500 кВ ПС «Итатская» при ложном действии УРОВ возможно дополнительное отключение ВЛ 500 кВ (кроме ВЛ, на которой произошло КЗ), что в конечном итоге может привести к работе ПА с воздействием на ограничение мощности станций и на отключение нагрузки ряда потребителей в ОЭС Сибири. Поэтому и рассматривается вопрос сокращения выдержки времени УРОВ только в тех случаях, когда действительно возможно нарушение динамической устойчивости (например, при тяжелых КЗ вблизи РУ 500 кВ ПС «Итатская»). Наиболее тяжелым возмущением для динамической устойчивости Березов-

научно‑практическое издание

ской ГРЭС, которое необходимо учитывать в полной схеме в соответствии с [5], является двухфазное КЗ на землю вблизи шин ПС «Итатская» на ВЛ 500 кВ «Алтай – Итатская» с отказом одной фазы среднего выключателя (Q-1 на рис. 1), сопровождающееся также отключением ВЛ 500 кВ «Итатская – Назаровская ГРЭС» (возмущение III группы). В целях ускорения ликвидации КЗ и, как следствие, снижения тяжести последствий КЗ и для Березовской ГРЭС может быть рассмотрено использование автоматического ускорения УРОВ (УУРОВ), только при фиксации близкого короткого замыкания, опасного с точки зрения возможного нарушения синхронной динамической устойчивости при отказе выключателя. Выдержка времени собственно УРОВ, согласно данным работы [4], может быть снижена на величину 0,09 с, а полное время ликвидации короткого замыкания при этом снизится с 0,28 с до 0,19 с. При возмущениях более легких выдержка времени УРОВ остается прежней, то есть 0,2 с. В качестве пусковых органов ФТКЗ могут применяться устройства, фиксирующие в момент КЗ снижение напряжения на шинах ПС «Итатская», или устройства фиксации сброса активной мощности генераторов. При этом следует отметить, что фиксация сброса активной мощности генераторов более предпочтительна, так как она непосредственно характеризует небаланс моментов на валу агрегата, а точность отображения небаланса мощности по фиксации снижения напряжения зависит от места измерения напряжения и схемы сети в момент КЗ. При проведении расчетных исследований использовался программно-вычислительный комплекс Eurostag, а в качестве расчетной модели – расчетная модель ОЭС Сибири с детализированной схемой ОРУ 500 кВ ПС «Итатская». Расчетные возмущения приняты в соответствии с [5], шунты короткого замыкания в схеме при двухфазном КЗ на землю до отказа выключателя и после отказа фазы выключателя определены в расчетном комплексе АРМ СРЗА. Расчетные исследования проводились в следующей последовательности: рассматривалась динамическая устой27

НАУКА

Релейная защита

Табл. 1. Допустимая загрузка станции по условию синхронной динамической устойчивости при различных управляющих воздействиях

№ п/п

Суммарная загрузка Березовской ГРЭС, допустимая по условию динамической устойчивости станции

Управляющее воздействие от ФТКЗ

2150 МВт

Без УВ

2250 МВт

ОГ (отключение 1 генератора)

Никита Ринатович

2400 МВт

ОГ (отключение 2-х генераторов)

Дата рождения: 12.05.1987 г.

2400 МВт

УУРОВ

Вагапов

В 2010 году окончил Национальный исследовательский томский политехнический университет, кафедра электроэнергетических систем (ЭЭС), специальность «Электроэнергетика». Работает ведущим специалистом в отделе устойчивости, противоаварийной и режимной автоматики Службы электрических режимов Филиала ОАО «СО ЕЭС» ОДУ Сибири.

01 /Март 2014

чивость при принятом возмущении и различных схемах и режимах сети, в частности, варьировалась загрузка Березовской ГРЭС. При расчетах моделировалась реализация УВ (ОГ или УУРОВ) в том случае, если предварительный расчет для данного возмущения при заданной загрузке станции и схеме сети без УВ показывал нарушение синхронной динамической устойчивости. При расчетах в качестве контролируемого параметра, характеризующего тяжесть КЗ, использовалось напряжение в точке включения шунта короткого замыкания. При необходимости выбора настроек подобной автоматики, если в качестве контролируемого параметра выбрано напряжение на шинах электростанции (Uост), следует при различных коротких замыканиях и при различной суммарной загрузке станции (Pсумм) проводить серию расчетов электромеханических переходных процессов для получения в координатах Uост – Pсумм зависимостей предельной суммарной загрузки станции от остаточного напряжения. Следует отметить, что при расчетах рассматривался факт нарушения именно синхронной динамической устойчивости в связи с тем, что в «Методических указаниях по устойчивости энергосистем» не уточняются условия допустимости кратковременного асинхронного режима с последующим втягиванием в синхронизм генераторов станции (сохранение результирующей устойчивости). Однако следует также учитывать, что при возникновении асинхронного режима генераторов Березовской ГРЭС возможно нарушение устойчивости по смежным сечениям. В табл. 1 приводятся некоторые результаты расчетных исследований, показывающие, насколько может быть увеличена доаварийная загрузка Березовской ГРЭС при применении УУРОВ с запуском от ФТКЗ при одной из возможных схемно-режимных ситуаций прилегающей сети. При этом полное время ликвидации короткого замыкания принято равным 0,19 с. Учитывая зависимость синхронной динами-

ческой устойчивости Березовской ГРЭС также от ряда факторов, таких как количество реакторов, включенных на ПС «Итатская», значения напряжения турбогенераторов, значения перетоков активной мощности в контролируемых сечениях, перечисленных выше, от загрузки станций, расположенных относительно близко к Березовской ГРЭС, ожидаемый эффект от применения УУРОВ в виде возможного увеличения допустимой загрузки Березовской ГРЭС может составлять 50-250 МВт. Для повышения эффективности УУРОВ для совокупности возможных схемно-режимных ситуаций аппаратура ПА (ФТКЗ) должна обеспечивать полноценный контроль предшествующего установившегося режима. Вывод Расчетные исследования показали, что применение УУРОВ в сочетании с контролем предшествующего режима может быть достаточно эффективным средством для увеличения допустимой загрузки Березовской ГРЭС в условиях обеспечения синхронной динамической устойчивости при нормативных возмущениях. Литература 1. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Окин А.А. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах. М.: Энергоатомиздат, 1990. – 390 с. 2. ОАО «НИИПТ». Отчет о научно-технической услуге «Корректировка работы» «Схема выдачи мощности» энергоблока № 3 800 МВт филиала «Березовская ГРЭС» ОАО «ОГК-4»». Общесистемные средства управления (том 2), УДК 621.311, Санкт-Петербург, 2011. – 127 с. 3. ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Дальэнергосетьпроект». Проектная документация «ВЛ 500 кВ Березовская ГРЭС – Итатская № 3, реконструкция ОРУ 500 кВ ПС 1150 кВ «Итатская» (для выдачи мощности третьего энергоблока мощностью 800 МВт)», 3808-ИЛО.ИОС5, Том 4.1.3.5, изм. 5, 2011. – 246 с. 4. ЗАО «Энергетические технологии». Проектная документация «Проектирование локальной автоматики предотвращения нарушения устойчивости Харанорской ГРЭС (ЛАПНУ). Уставки УВК АДВ Харанорской ГРЭС», КТЛУ 11/20-2, Книга 5 изм. 2., Иркутск, – 2012. – 642 с. 5. Методические указания по устойчивости энергосистем. Утверждены Приказом Минэнерго России №277 от 30.06.2003.

НАУКА

научно‑практическое издание

НАУКА

Системы управления

Автор: Местергази В.А.,

Метод программирования последовательностных конечных цифровых автоматов управления

ФГУП ВЭИ им. В.И. Ленина, г. Москва, Россия.

УДК 681.516.77

The method for programming of consecutive finite digital Mesterhazy W.A., VEI, Moscow, Russia.

devices of automatic control Аннотация: в статье описывается универсальный метод программирования последовательностного конечного цифрового автомата управления в среде тактовой программы, реализующей процесс микропроцессорного быстродействующего управления реального времени.

Ключевые слова: цифровой автомат, граф, блок-схема, алгоритмы автоматического управления, тактовая программа микропроцессорной системы управления реального времени. Посвящается светлой памяти Александра Константиновича Мазуренко – главного конструктора, идеолога и разработчика микропроцессорного комплекса автоматического управления, регулирования и защит мощного преобразовательного блока Выборгской вставки постоянного тока. Abstract: the article describes the universal method for programming of consecutive finite digital automat in interrupt pulse routine executing process of fastaction real time automatic control. Keywords: digital automat, graph action, block-drawing, automatic control algorithms, interrupts pulse routine of micro processing system for fast-action real time control.

Идея метода возникла почти спонтанно – буквально при взгляде автора этой статьи на одну из команд языка ассемблера для цифровых сигнальных процессоров серии TMS, на котором в далеком 1992 году А.К. Мазуренко начал разрабатывать уникальный микропроцессорный комплекс быстродействующего управления мощным преобразовательным блоком для Выборгской вставки постоянного тока ЛЭП Россия – Финляндия. Однако так могло показаться только на первый взгляд. Проблема программирования задач автоматики и поиск оптимального решения возникли сразу вместе с появлением первых микропроцессоров и началом разработки быстродействующих систем управления. Применялись разные способы построения и организации программ автоматики, но решения были не оптимальными. Проблема оставалась открытой. Прежде чем приступить к существу вопроса, следует остановиться на особенностях реализации алгоритмов автоматики в быстродействующих микропроцессорных системах управления. Термин «последовательный конечный цифровой автомат» был популярен в 70-ых годах в период бурного развития микросхемотехники малой и средней степени интеграции. Широкая номенклатура цифровых микросхем дала толчок к созданию первых умных автоматов и появлению многочисленных теорий

01 /Март 2014

синтеза и оптимизации схемотехники цифровых автоматов. Однако большое количество статей, монографий и диссертаций незначительно повлияли на реальное преодоление трудностей, которые вставали перед разработчиками уникальных цифровых автоматов на базе «жесткой логики». Назревала новая идея управления процессами с помощью унифицированных цифровых средств, которые бы объединяли в себе универсальность вычислительных машин и специфику цифровых автоматов. И вот, наконец, пришла эра микропроцессоров. Построенные на их базе микроконтроллеры и цифровые управляющие комплексы позволили перенести синтез автоматов из сферы «жесткой логики» в сферу программного обеспечения. Поскольку перед управляющими комплексами ставилась задача управления в реальном времени, то в первую очередь необходимо было обеспечить приближение цифровых процессов к реальным процессам управления. Здесь задача разделилась на создание быстродействующих систем управления и систем среднего и малого быстродействия. К последним относятся релейные системы, для которых запаздывание в программном формировании исполнительных команд не критично по сравнению с задержками в тракте аппаратного исполнения этих команд. Реализация таких систем выполняется, как

НАУКА

Системы управления

правило, на базе унифицированных операционных систем реального времени, которые позволяют реализовать параллельные многозадачные процессы управления. Управление задачами ведется с помощью супервизора или диспетчера, который отслеживает очередность задач, их приоритет, требования по быстродействию, длительность выполнения и др. Очевидно, что сам принцип параллельного выполнения задач подразумевает наличие некоторой временной величины, которая смещает цифровой процесс отдельной задачи относительно временной оси реального времени. В быстродействующих системах управления принцип параллельного выполнения задач недопустим, так как в них цифровой процесс выполнения задач и выдачи внешних команд должен быть максимально приближен к оси реального времени. Так, например, в системе фазоимпульсного управления выпрямительно-инверторным преобразователем расчет угла управления и момент выдачи импульсов управления должен производиться в строго реальном времени. Первое, на что приходится идти разработчику программного обеспечения при создании быстродействующей системы управления – это отказ от любой операционной системы, поскольку даже операционные системы реального времени забирают часть времени на обработку своих утилит и служебных прерываний. И второе, процесс управления должен быть один, т.е. все задачи управления должны реализовываться в одном цифровом процессе. В этом случае использование операционной системы возможно только при пуске программы управляющего комплекса и при выходе, когда информацию из буферов программы (коды протоколов, коды ошибок, осциллограммы и т.д.) можно преобразовать в форматы файлов операционной системы. При входе в программу необходимо исключить все немаскируемые прерывания и работу видеоконтроллера, в противном случае

захват времени от этих устройств приведет к нарушению процесса обмена с внешней средой в реальном времени и, как следствие, к нарушению алгоритмов работы в реальном времени. Структуру быстродействующей микропроцессорной системы управления реального времени можно представить в виде, изображенном на рис. 1. Основными элементами этой структуры являются тактовые прерывания, программа обработки тактового прерывания и детерминированные программы фона в цикле. В частном случае могут использоваться дополнительные прерывания более высокого или низкого уровня для обработки коротких вспомогательных задач, не влияющих на выполнение процедур тактовой программы, т.е. не вызывающих значительных временных сдвигов и задержек. Структура тактовой программы должна включать все терминированные задачи процесса управления. Быстродействие системы управления в целом определяется длительностью тактовой дискреты, однако для реализации абсолютно точного времени выдачи внешних команд здесь требуются специальные меры. В начале такта выполняется задача считывания аналоговой и дискретной информации от объ-

екта управления. Аналоговая информация преобразуется с помощью многоканального АЦП, желательно с параллельной обработкой. При этом оптимальным вариантом является использование прерывания от АЦП о готовности преобразования в качестве тактового прерывания. В этом случае при входе в программу такта можно сразу приступать к считыванию мгновенных значений входных параметров, не затрачивая время на проверку готовности АЦП. Дальше следуют программы, реализующие требуемые алгоритмы обработки входной информации, программы регулирования, автоматики управления, защит, контроля и мониторинга и т.д. В завершении тактовой программы производится выдача управляющих воздействий, запись в буферы протоколов событий и диагностики, запись цифровых осциллограмм и пр. Здесь надо отметить, что уже сам принцип дискретности работы тактовой программы управления нарушает точность выдачи выходных воздействий в зависимости от длительности тактовой дискреты. Поэтому в системах фазоимпульсного управления для точной выдачи импульсов управления требуется использовать таймер, который после анализа условий выдачи импульсов на текущем такте

Рис. 1. Структура быстродействующей микропроцессорной системы реального времени: ∆ t – тактовая дискрета (временной интервал между тактовыми прерываниями); IRQ – тактовые прерывания

научно‑практическое издание

НАУКА

Системы управления

загружается на время меньшее времени дискреты, и импульсы выдаются уже по прерыванию от таймера. А теперь можно перейти непосредственно к теме данной статьи. Дело в том, что все перечисленные задачи тактовой программы за исключением задачи автоматики управления реализуются в виде программ, представляющих собой в общем виде законченную последовательность операторов на языке ассемблера (или даже на языке С++) с метками и с условными переходами на эти метки. Программные блоки реализуют конкретные алгоритмы каждой из задач. Ряд задач тактовой программы и операторы, их реализующие, выполняются на каждом такте независимо от временных факторов. Например, считывание входных аналоговых сигналов или динамических дискретных сигналов обычно производится на каждом такте. Другие программы могут исполняться или модифицироваться в зависимости от определенных факторов, меняющихся во времени. Это выражается в выполнении отдельных фрагментов всей программы, например: по флагам состояния объекта типа «включен – отключен» или по другим факторам. Возьмем в качестве примера программу защиты от нарушения коммутации (ЗНК) выпрямительно-инверторного преобразовательного блока. Эта программа выполняется на каждом такте, однако имеется ряд критериев, изменяющихся во времени в зависимости от режима работы блока, по которым алгоритм защиты или блокируется, или должен работать только по одной из ветвей общего алгоритма. Условием работы защиты ЗНК является формирование достоверного вектора вентильных токов преобразовательного моста – V(Твент i) = V(ТA1, TC2, TB3, TA4, TC5, TB6), который для выявления пропусков включения вентилей или их пробоев сравнивается с соответствующим вектором импульсов управления V(Рвент i). Если значение вектора V(Рвент i) формируется программно и является пер32

01 /Март 2014

вичным управляющим воздействием на вентили блока, то вектор V(Твент i) формируется датчиками тока вентилей, имеющими определенный порог чувствительности. Чтобы избежать ложной фиксации неравнозначности указанных векторов, в защиту ЗНК вводится критерий минимального тока блока. При токе блока меньшем Тбл. мин. работа защиты запрещается. В состоянии «блок отключен», что программно фиксируется флагом, допустим – Fбл.откл., импульсы управления сняты – V(Рвент i)=0 и вентили закрыты, однако для целей ждущего контро-

ля целесообразно по флагу Fбл.откл. оставить защиту ЗНК в работе и контролировать по выделенной ветви самопроизвольное включение вентилей или отказ входного УСО этого типа. Таким образом, для защиты ЗНК есть как минимум два временных фактора модификации алгоритма работы защиты, но в целом блок операторов программы ЗНК стоит на определенном месте в общем блоке программ такта и постоянно выполняется. Аналогично незначительную модификацию в зависимости от состояния блока «отключен – включается – вклю-

Рис. 2. Пример представления части графа автоматики управления коммутационными аппаратами ячейки: ВК – состояние вакуумного выключателя; РЗ1 – разъединитель-заземлитель сборной шины 1; РЗ2 – разъединитель-заземлитель сборной шины 2; РЗ3 – линейный разъединитель-заземлитель; БЗ – быстродействующий заземлитель .(Обозначение /ВК означает отключенное состояние выключателя)

НАУКА

Системы управления

чен – отключается» претерпевают алгоритмы других защит, а также регуляторы преобразовательного блока. Совсем другое программное представление имеют алгоритмы программы автоматики и управления. Алгоритмы управления зависят от слишком большого числа факторов, чтобы их можно было бы оптимально реализовать в виде одной общей блок-схемы и, соответственно, общей последовательности операторов. Большое число состояний системы и ее подсистем плюс огромное количество режимных критериев и временных факторов практически сводят на нет попытку построения программы автоматики с помощью ветвления по флагам. Здесь сразу приходит на память аппаратный термин эпохи «жесткой логики» – последовательностный конечный автомат управления. Действительно, любой процесс управления представляет собой последовательные переходы системы из одного состояния в другое при общем конечном числе этих состояний. При этом весь процесс гораздо нагляднее представляется в виде графа переходов, а не в виде блок-схемы с ветвлениями. На рис. 2 показан пример представления части графа автоматики управления коммутационными аппаратами высоковольтной элегазовой ячейки. Как видно из рисунка, элементами графа являются не только статические состояния системы управления и объекта, но и переходы из одного состояния в другое. Каждый элемент графа выполняет определенный набор функций, который было бы целесообразно реализовать в виде отдельной подпрограммы. Так как каждый элемент графа имеет уникальное имя, то это имя должно соответственно присваиваться и подпрограмме, реализующей данный элемент графа. Алгоритмы отдельных элементов графа можно описывать в текстовом виде или в виде общепринятых блок-схем. На рис. 3 показана примерная блок-схема подпрограммы текущего состояния ячейки для состояния Ст1. Блок-схема программы имеет на-

Рис. 3. Пример упрощенной блок-схемы элемента состояния Ст1 графа автоматики управления ячейкой КРУЭ

чало, набор операций контроля, анализ и конец подпрограммы с сохранением исполнения данной программы на последующих тактах или с переходом на следующие элементы состояния или элементы перехода графа. Теперь соотнесем данное представление процесса управления в виде графа к тактовой программе комплекса управления. Очевидно, что в каждый момент времени на определенных тактах тактовой программы должен работать один конкретный элемент графа. Отработав свое время, он должен передать работу другому элементу графа. Как видим, в этом и есть основное отличие в построении программы автоматики от других программ, включенных в такт дискретизации. Остается решить, каким же оптимальным способом выполнить эту задачу. Прежде чем перейти к рассмотрению заявленного автором статьи

научно‑практическое издание

метода программирования конечных автоматов управления опишем способ, который частично решает поставленную цель. Этот способ чем-то напоминает процедуру CASE в языке C. Однако для наглядности рассмотрим реализацию этого способа в ассемблерных операторах. Статическое и динамическое состояние объекта можно представить совокупностью бит-флагов в формате одно- или двухбайтной ячейки. Каждое значение этой ячейки от 0 до (2**n)-1 соответствует определенному состоянию объекта или, соответственно, элементу графа. Каждый элемент графа реализуется отдельной подпрограммой с конкретным именем, привязанным к имени элемента графа или повторяющим это имя. Исходя из этого, можно реализовать программу автоматики в следующем виде: 33

НАУКА

Системы управления частные ветвления реализовывать с помощью обычных флагов ветвления в пределах одной подпрограммы графа. Другим недостатком этого метода является отсутствие наглядности в программной реализации графа. Как бы ни расставлять флаги в слове состояний, все переходы в таблице переходов в целом располагаются хаотично. Это вызывает трудности при отладке и анализе работы автоматики. Нужно иметь схему графа с достаточно подробным описанием основных состояний и переходов и с привязкой к таблице переходов. Именно эти недостатки заставили искать новые решения этой проблемы. А теперь о «know-how» данной статьи. В языке ассемблера сигнальных процессоров серии ТМС (да, как оказалось, и в языках ассемблера процессоров других серий) имеется команда Call Reg. Если в качестве регистра взять регистр AX, то получим Call AX. Эта команда выполняет вызов подпрограммы, адрес которой задан в регистре AX. Теперь маленькое отступление. Всем известно, как работает вычислительная машина по принципу Винера – в АЛУ (арифметико-логическом устройстве) выполняется операция, после чего результат запоминается в ячейке памяти, чтобы затем снова участвовать в других вычислениях в АЛУ, т.е. полный цикл включает загрузку в АЛУ из памяти, выполнение операции в АЛУ и запоминание результата в памяти. Именно этот принцип и положен ма, соответствующая новому элементу в основу рассматриваемого метода прографа управления объектом. Эта схема построения программы граммирования конечных автоматов, но в автоматики формально работает, но фак- несколько другом аспекте. Если в памяти открыть ячейку для тически имеет ряд серьезных недостатков. Во-первых, довольно трудно задать хранения адреса текущей подпрограмоптимальный набор флагов состояния мы автоматики графа, например: SAVE_ объекта с учетом всех динамических пе- PROG_AVT, и записать при инициализации реходов, который бы отображал все ко- адрес программы начального состояния нечные состояния и переходы исходно- графа, например: PROG_El0, то в теле такго графа. Здесь, конечно, можно пойти на товой программы вся программа автомасимбиоз и реализовывать граф только для тики может быть представлена всего двуосновных состояний и переходов графа, а мя строчками: ;===================================================== ; Программа автоматики (включается в состав тактовой программы) ;-----------------------------------------------------------------------------------------PROG_AVT: Mov AX, SAVE_PROG_AVT Call AX

;===================================================== ; Программа автоматики (включается в состав тактовой программы) ;-----------------------------------------------------------------------------------------PROG_AVT: Mov AX, STATE_OBJECT ; Загрузка в регистр АХ слова состояния ; объекта, значение которого используется ; в качестве смещения в таблице переходов ; на подпрограмму обработки ; соответствующего элемента графа (Shl AX, 1 ; Приведение исходного смещения к шагу ; таблицы переходов – эта операция ; зависит от формата адресов Add AX, OFFSET TABL_JMP ; вычисление адреса перехода в таблице ; переходов Jmp AX ; переход на вычисленный адрес ;----------------------------------------------------------------------------------------------; Таблица переходов на подпрограммы обработки элементов графа TABL_JMP: JMP PROG_El0 ; переход на программу обработки элемента El0 ; графа, соответствующего состоянию ; STATE_OBJECT=0 JMP PROG_El1 ; переход на программу обработки элемента El1 ; графа, соответствующего состоянию ; STATE_OBJECT=1 и т.д. ………………………………………………………………………………………. JMP PROG_Eln-1 ; переход на программу обработки ; элемента El(n-1) графа, соответствующего ; состоянию STATE_OBJECT=N-1, где N ; конечное число элементов графа ;----------------------------------------------------------------------------------------------; Далее следует блок подпрограмм PROG_El0… PROG_Eln-1, который заканчивается общей меткой окончания программы автоматики: ………………………………………………….. END_PROG_AVT. Каждая подпрограмма элемента графа в указанном блоке открывается под своим именем и заканчивается переходом на метку END_PROG_AVT. Все операторы подпрограммы по любой из ветвей выполняются за один проход на такте, т.е. в подпрограммах не допустимы зацикливания. В подпрограммах контролируются факторы, вызывающие изменение состояния объекта. Если на данном такте работы системы эти факторы не выявлены, то слово состояния объекта STATE_OBJECT не изменяется, и на следующем такте будет работать та же подпрограмма. Если фактор выявлен, то в подпрограмме производится модификация слова STATE_OBJECT. Тогда на следующем такте будет вызвана по таблице переходов новая подпрограм34

01 /Март 2014

НАУКА

Системы управления

Собственно блок программ автоматики можно разместить здесь же, а можно вообще выделить в отдельный файл с глобальными именами. Это очень удобно, когда с тактовой программой работают несколько программистов, и можно потерять из-за несогласованности действий текущую версию программы автоматики. Для этого достаточно только задать и не изменять глобальные имена подпрограмм элементов графа. В этом случае программист может независимо от других разработчиков работать с файлом подпрограмм автоматики, а при отладке включать в сборку системы новую версию всего файла подпрограмм автоматики, а не фрагментов подпрограмм. Здесь следует отметить, что если в первом методе имена элементов графа нужно маркировать числами от 0 до N-1 и привязывать их к значениям слова состояния, чтобы иметь однозначную картину переходов, которая реально никак не связана с последовательностью функциональных переходов графа, то данный метод позволяет присваивать подпрограммам функциональные имена, например: Вкл_ВК_СБ1 (включение ВК от сборных шин СБ1) и т.п., и, соответственно, функционально отслеживать весь ход автоматики управления. Можно сразу приступать к написанию подпрограмм автоматики с функциональными именами и, руководствуясь общим алгоритмом, детализировать элементы графа и переходы между элементами, т.е. граф при этом методе переходит в сферу виртуального понятия и перестает быть исходным документом, необходимым для реализации программы. Теперь остается описать, как осуществляется переход от одного элемента графа к другому. В подпрограмме элемента графа отслеживаются факторы изменения или требования на изменение состояния объекта. При наличии таких факторов в соответствующей ветви блок-схемы подпрограммы в ячейку памяти задается адрес новой программы, например: Mov SAVE_PROG_AVT, Offset Вкл_ВК_СБ1. В данном случае подразумевается, что в исходном состоянии пришла

команда на включение выключателя ВК, и автоматика переходит в программу отработки процедур включения выключателя. Если включение выключателя имеет ряд последовательных временных операций, то тогда последовательно отрабатываются соответствующие подпрограммы этих операций. Поскольку граф автоматики отображает процесс управления объектом именно во времени, то одним из основных факторов контроля является временной фактор, например, контрольное время замыкания блок-контактов выключателя – если за заданное время контакты не замкнулись, то автоматика должна перейти на аварийный граф. В принципе, в подпрограмме графа может контролироваться несколько временных факторов. Для контроля временных факторов удобно использовать программные счетчики, которые отслеживают время в тактовых дискретах. Установка счетчиков производится одновременно с заданием адреса новой подпрограммы. На каждом такте счетчики уменьшаются на единицу и проверяются на соответствующую уставку. Предложенный метод отличается особой наглядностью программной реализации и в основном не требует графи-

ческого изображения графов автоматики, так как подпрограммы элементов графа размещаются в тексте программы в функциональной последовательности с взаимосвязанными метками. Этот метод является универсальным не только для программирования чисто временных процессов, но и для реализации других задач программирования, связанных с определенной очередностью обработки и пересылки данных или выполнения условных алгоритмов. Принцип тот же – открывается исходная задача, после ее выполнения в ячейке памяти адреса программы задается новая программа и т.д. Другим достоинством метода является возможность многомерного выполнения процессов. Так, например, в автоматике можно в любой из подпрограмм графа организовать новый вложенный граф, используя для этого уже другую ячейку памяти исполняемых вложенных подпрограмм. Может возникнуть вопрос, что делать, если в ассемблере применяемого процессора нет выше указанной команды Call Reg. Ее легко заменить командой Jmp Reg, которая присутствует во всех языках ассемблера. В этом случае программа автоматики в теле тактовой программы имеет вид:

;===================================================== ; Программа автоматики (включается в состав тактовой программы) ;-----------------------------------------------------------------------------------------PROG_AVT: Mov AX, SAVE_PROG_AVT Jmp AX ; переход на подпрограмму ; автоматики ;----------------------------------------------------------------------------------------------; Блок подпрограмм автоматики ВК_Гт_Вкл: ; программа обработки элемента графа ; ВК готов к включению на сборные шины 1 (тело программы ВК_Гт_Вкл) JMP END_PROG_AVT ; выход из программы в конец блока программ Вкл_ВК_СБ1: ; программа включения ВК на сборные шины 1 (тело программы Вкл_ВК_СБ1) JMP END_PROG_AVT ; выход из программы в конец блока программ И т.д.………………………………………………………………………. END_PROG_AVT:

научно‑практическое издание

; конечная метка блока программы автоматики .

НАУКА

Местергази Василий Алексеевич Дата рождения 15.11.1946 г. В 1971 г. окончил МЭИ, факультет АВТФ. Старший научный сотрудник отдела систем

Системы управления Простое сравнение текстов программ реализации двух методов на примере использования команды Jmp AX показывает все преимущества заявленного автором статьи метода. Использование вместо оператора CALL AX оператора JMP AX целесообразно также в тех случаях, когда в текущей подпрограмме автоматики при выявлении условий перехода в следующую подпрограмму необходимо перейти в эту подпрограмму уже на текущем такте, не дожидаясь следующего такта, например, при аварийном ходе процесса управления.

автоматического управления ФГУП ВЭИ

Заключение

им.В.И. Ленина.

В заключении следует остановиться на вопросе приоритета и истории внедрения этого метода. В 1992 году была начата разработка микропроцессорного комплекса управления, регулирования и защит мощного преобразовательного блока для Выборгской вставки постоянного тока типа КУРБ и КУРБм. Именно в разработке программного обеспечения этого комплекса был впервые применен указанный метод программирования цифровых конечных автоматов. Причем он был использован не только для реализации сложных алгоритмов автоматики управления, но и для других

01 /Март 2014

задач – для управления понижающими отпайками трансформатора, для синхронизации тактовой частоты с частотой сети на стороне выпрямителя и инвертора, для организации протокола обмена с АСУ ТП. В 1995 этот метод лег в основу программы автоматики и резервирования для статического тиристорного компенсатора реактивной мощности СТК, который был успешно введен в эксплуатацию на Тираспольском металлургическом заводе. Не исключено, что ввиду открытости программного обеспечения у этого метода ввиду его исключительной простоты и универсальности могут за это время появиться приемники и последователи, с чем их можно и поздравить. В настоящее время планируется использовать этот метод для реализации программы автоматики управления коммутационными аппаратами ячейки КРУЭ. Литература 1. ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМИ БЛОКАМИ НА ВЫБОРГСКОЙ ПОДСТАНЦИИ. Гусаковский К.Б., Змазнов Е.Ю., Катанцев С.В., Мазуренко А.К., Местергази В.А., Прочан Г.Г., Фунтикова С.Ф. // Электрические станции. – 2005. – №12. 2. К ВОПРОСУ ПРОГРАММНОГО ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ АЦП. Местергази В.А., Цифровая обработка сигналов, 2012, №9.

Тестирование устройств РЗА с планшетным ПК Новое приложение AndroidTM для управления проверочными установками для тестирования устройств РЗА производства компании OMICRON Время не стоит на месте, и развитие технологий следует за временем. Всего 25 лет назад наладка даже самых простых реле требовала нескольких часов и громоздкой, тяжелой аппаратуры. Когда первая установка серии СМС была выпущена ОМИКРОНом, это была настоящая революция – впервые один человек смог выполнить все необходимые испытания за небольшое время – с помощью одной компактной проверочной установки, управляемой портативным ПК. Двадцать лет спустя настала эра сенсорных экранов. ОМИКРОН подхватил эту технологию и успешно применил ее в панели ручного управления CMControl, предложив новый интерфейс управления проверочными установками без применения ПК (рис. 1). Панель ручного управления была хорошо принята инженерами РЗА; она оказалась очень удобной для быстрой ручной проверки реле защиты и средств измерений. Приложение Android App для быстрого ручного тестирования Сегодня на рынке получили широкое распространение планшетные компьютеры различных моделей. Многие инженеры выражали пожелание управлять проверочными установками СМС со своих планшетных ПК, так , как они делают с помощью CMControl (рис. 2). Как решение этой задачи было создано приложение CMControl P App. Основой для нового приложения послужил проверенный пользовательский интерфейс CMControl; фактически это перенос интерфейса один к одному: все элементы управления, например, регуляторы и кнопки, были эмулированы в приложении для сохранения подхода к управлению установками (рис. 3). Приложение CMControl P App обеспечивает широкую функциональность, от проверки срабатывания/возврата реле защиты, проверки измерительных преобразователей или проверки полярности вторичных цепей и вплоть до использования CMC в качестве обычного мультиметра. Протоколы проверок могут быть

сохранены одним прикосновением, что делает протоколирование удобным и легким. Интуитивно понятный пользовательский интерфейс Программные проверочные инструменты и модель повреждения помогают пользователю получить быстрый и достоверный результат. Так, проверка Срабатывание/Возврат может быть начата простым прикосновением к иконке в главном меню. После выбора типа повреждения такие его параметры, как импедансы, мощности, частоты, симметричные составляющие, могут быть введены с цифровой клавиатуры. Виртуальное колесико управления позволяет легко регулировать выходные сигналы. И наконец, вся необходимая информация отражается в приложении в табличной форме и в виде векторной диаграммы (рис. 4). Интерфейс приложения CMControl P App интуитивно понятен – специальное обучение не требуется. Разработан для Android Приложение CMControl P App работает со всеми планшетниками1 Android, тестирование проводилось на планшетниках нескольких производителей, разных размеров и разрешения экранов. Связь с установкой CMC осуществляется по Wi-Fi; кабельное подключение не требуется, что делает проверки максимально гибкими. Приложение CMControl P App может быть бесплатно загружено из Google PlayTM Store. Даже без проверочной установки его можно использовать для ознакомления с пользовательским интерфейсом и проверки функциональности. Перед установлением связи в установку CMC должен быть помещен ключ активации. Дополнительная информация о том, как получить этот ключ, имеется на сайте компании. Атрибуты нижнего колонтитула Android и Google Play являются торговыми марками Google Inc. Научно-производственное предприятие «ЭКРА» 428003, Чувашская Республика, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 3 Тел./факс: (8352) 220-110 (многоканальный), 220-130 (автосекретарь)

1 Требуется как минимум версия Android 3.1. Полный список планшетников, которые были протестированы

с приложением CMControl P App, имеется на сайте Омикрон.

научно‑практическое издание

Рис. 1. Ручное тестирование под управлением панели CMControl

Рис. 2. Проверка защиты под управлением приложения CMControl P App

Рис. 3. На планшетнике тот же интерфейс, что и у панели управления CMControl

Рис. 4. Вся необходимая информация представлена в табличной форме и на векторной диаграмме

Сканируйте код QR для бесплатной загрузки приложения прямо с Google Play Store 37

комплексные Решения для противоаварийной автоматики энергосистем

МКПА

РЭС-3

УПАЭ

Микропроцессорный комплекс локальной противоаварийной автоматики

Цифровой регистратор электрических событий РЭС-3

Устройство противоаварийной автоматики энергоузла УПАЭ

МКПА предназначен для контроля режимов работы электрической сети и функционирует по алгоритмам локальных устройств противоаварийной автоматики энергосистем. Устройство МКПА разработано для модернизации и замены существующих панелей противоаварийной автоматики высоковольтных линий и подстанций напряжением более 110 кВ.

РЭС-3 предназначен для сбора, первичной обработки и архивирования эксплуатационно-технологических параметров штатных и аварийных процессов в оборудовании электрических станций и энергетических объектов электроснабжающих организаций и потребителей электрической энергии.

УПАЭ предназначено для осуществления функций по предотвращению нарушения устойчивости. Устройство выполнено в виде двух полукомплектов, полностью резервирующих друг друга. Предусмотрены два основных режима работы:

Основные функции МКПА и МКПА-2

•• Автоматика ликвидации асинхронного режима АЛАР •• Автоматика частотной разгрузки АЧР •• Автоматика разгрузки линии АРЛ •• Автоматика контроля предшествующего режима КПР •• Автоматика ограничения повышения напряжения АОПН •• Автоматика ограничения снижения напряжения АОСН •• Устройство резервирования отказа выключателя УРОВ •• Автоматика фиксации отключения линии ФОЛ •• Автоматика фиксации отключения блока ФОБ •• Автоматика фиксации включения и отключения автотрансформатора ФОАТ

•• Автоматика фиксации тяжести короткого замыкания ФТКЗ •• Автоматика сигнализации при витковых замыканиях в трансформаторах СВЗТ

•• Возможность реализации нескольких функций ПА

на одном устройстве •• Дополнительные функции ПА по заданию заказчика •• Большой выбор типовых решений привязки к объекту на этапе проектирования •• Свободно программируемая логика алгоритмов ПА, гибкая адаптация устройства для выполнения функций ПА на объекте •• Непрерывная самодиагностика основных узлов •• Широкий спектр регистрируемых событий •• Интегрированная среда разработки алгоритмов противоаварийной автоматики •• Возможность интеграции в АСУ ТП объекта по стандартным протоколам OPC DA, IEC 60870-5-104, IEC 61850

•• Режим удаленного управляющего контроллера централизованного комплекса ПА (УКПА).

•• Автономный режим автоматического

предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ).

Цифровой регистратор РЭС-3 имеет сертификаты: • Экспертное заключение РАО «ЕЭС России» №89-СКИ-2001 • Сертификат соответствия серийной продукции системы сертификации в электроэнергетике «ЭнСЕРТИКО» № СП0424100708 • Сертификат об утверждении типа средств измерений RU.C.34.005 A №31157 • РЭС-3 внесен в Госреестр средств измерений № 37466-08 РЭС-3 представляет собой готовое решение для создания систем регистрации аварийных событий в рамках реализации приказа РАО «ЕЭС России» № 603 от 09.09.2005

По заключению межведомственной аттестационной комиссии ОАО «ФСК ЕЭС», комплексы противоаварийной автоматики МКПА и МКПА-2 рекомендованы для применения в качестве отдельных устройств локальной противоаварийной автоматики (ПА), а также в составе комплексов ПА на подстанциях ЕНЭС и распределительных электрических сетей. МКПА, МКПА-2, УПАЭ устойчивы к сейсмическим нагрузкам интенсивностью 9 баллов по шкале MSK-64 для высотной отметки от 0 до 10 м в соответствии с ГОСТ30546.1-98.

Микропроцессорный комплекс локальной противоаварийной автоматики МКПА-2 МКПА-2

Экономичный вариант противоаварийной автоматики – терминал МКПА-2 – надежное решение для небольшого набора функций ПА.

Уважаемые коллеги! Приглашаем Вас принять участие в работе научно-практических конференций под общим названием «Релейная защита и автоматизация энергосистем». Организаторы Конференций: - Некоммерческое Партнерство «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» (НП «СРЗАУ»). - Рекламно-издательский центр «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» (РИЦ «СРЗАУ»). - Журнал «РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИЗАЦИЯ». НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «Релейная защита и автоматизация энергосистем. Инновационные решения» Проводится при научно-технической поддержке ОАО «ФСК ЕЭС». Даты проведения: 19-23 мая 2014 года. Место проведения: Краснодарский край, г. Адлер. Цель Конференции: Информирование об инновационных разработках в области РЗА, ПА и АСУ ТП. Основная тематика Конференции: • Новейшие технические, методические и программные разработки в области РЗА, ПА и АСУ ТП. • Внедренные инновационные технологии. Сопутствующие мероприятия: • Посещение новых энергообъектов обеспечения Сочинской Олимпиады. • Межрегиональные соревнования специалистов служб РЗА ОАО «ФСК ЕЭС». • Техническое совещание руководителей служб РЗА предприятий ОАО «ФСК ЕЭС». НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «Релейная защита и автоматизация энергосистем. Современное состояние и тенденции развития» Проводится в рамках Российского Международного Энергетического Форума на XXI выставке «Энергетика и Электротехника» (17-20 июня 2014 г.). Дата проведения: 18 июня 2014 года. Место проведения: г. Санкт Петербург, В. О., Большой проспект, 103, ВК «Ленэкспо», павильон 7, зал 7-3. Цель Конференции: Обмен мнениями по формированию основных направлений дальнейшего развития систем РЗА, ПА и автоматизации электрических сетей на основе опыта внедрения микропроцессорных устройств РЗА и систем управления в электрических сетях. Основная тематика Конференции: Основные результаты внедрения микропроцессорных устройств РЗА и систем управления в электрических сетях. Итоги, проблемы, задачи и перспективы.

Справки по телефонам: РИЦ «СРЗАУ»: 8 (8352) 226-394(5) Иванова Наталия Анатольевна НП «СРЗАУ»: 8 (963) 787-96-05 Белотелов Алексей Константинович 8 (903) 104-49-14 Нечаева Анна Алексеевна ЗАЯВКИ НА УЧАСТИЕ В КОНФЕРЕНЦИЯХ ПРИНИМАЮТСЯ: ina@srzau-ric.ru; belotelov@srzau-np.ru; nechaeva@srzau-np.ru

научно‑практическое издание

Новые книги Издательство «Инфра-Инженерия» представляет новые книги известных специалистов В.И. Гуревича «Уязвимости микропроцессорных реле защиты: проблемы и решения» и О.Г. Захарова «Надежность цифровых устройств релейной защиты. Показатели. Требования. Оценки». В книге Владимира Гуревича подробно рассмотрены проблемы уязвимости микропроцессорных устройств релейной защиты (МУРЗ) к естественным и преднамеренным деструктивным воздействиям, включающим кибернетические и электромагнитные воздействия. Описаны современные технические средства, с помощью которых могут осуществляться преднамеренные дистанционные деструктивные воздействия на МУРЗ. Рассмотрены как традиционные пассивные (экранированные шкафы, фильтры, кабели, специальные материалы и покрытия) средства защиты, так и новые, основанные на схемотехнических и аппаратных методах. Книга рассчитана на инженеров, занимающихся разработкой, проектированием и эксплуатацией релейной защиты, а также может быть полезна научным работникам, преподавателям, аспирантам и студентам соответствующих дисциплин средних и высших учебных заведений. В книге Олега Захарова проанализированы и систематизированы требования к надежности цифровых устройств релейной защиты, регламентированные в нормативных документах. На основе опыта аттестации и сертификации цифровых устройств в различных организациях даны предложения по номенклатуре показателей надежности, приводимой в технических условиях. Рассмотрены используемые в практике способы оценки, основанные на статистической обработке информации о правильных и неправильных срабатываниях защит. Даны примеры оценок выбранных показателей надежности на основе информации, получаемой от эксплуатирующих организаций, с применением стандартных планов и методов контрольных испытаний на надежность. Издание дополнено информацией о поведении цифровых устройств релейной защиты при экстремальных воздействиях. Книга предназначена для специалистов, занимающихся разработкой, проектированием и эксплуатацией цифровых устройств релейной защиты. Оформить заказ на книги можно на сайте Издательства «Инфра-Инженерия»: http://www.infra-e.ru Справки по тел.: 8-911-512-48-48 skype: infra_e

Гарантированное получение всех номеров журнала

Подписка на 2014 г. (4 номера) – 2800 руб. Стоимость подписки включает НДС 10% и цену доставки.

Вы можете оформить подписку на журнал «Релейная защита и автоматизация» через редакцию с любого месяца и приобрести отдельные номера, отправив заполненную Заявку удобным для Вас способом (по e-mail: ina@srzau-ric.ru, на сайте: www.srzau-ric.ru или почтовому адресу: 428003, Россия, Чувашская Республика, г. Чебоксары, пр-кт И. Яковлева, д. 3). Также можно подписаться в любом почтовом отделении России по Объединенному каталогу «Пресса России», подписной индекс 43141. Электронная версия журнала доступна на www.elibrary.ru научно‑практическое издание

НП «СРЗАУ»

Представляем партнеров

ООО «Лаборатория интеллектуальных сетей и систем» (ООО «ЛИСИС») 105318, г. Москва, ул. Мироновская, д. 33 тел.: +7 (495) 660 12 00 факс.: +7 (499) 780 79 51 e-mail: info@lysis.su www.lysis.su Численность персонала: 50 человек Год создания: 2011 О компании: «Лаборатория интеллектуальных сетей и систем» входит в группу компаний «Микроника-ЛИСИС» и является исследовательской компанией, ориентированной на разработку и внедрение инновационного оборудования для электроэнергетического комплекса. Виды деятельности: ООО «ЛИСИС» является экспертом в области знаний «Цифровая подстанция» и занимается разработкой собственного оборудования, адаптацией электротехнического оборудования зарубежных производителей, консалтингом, технической поддержкой и надзором за проектами. Разработки: Нами разработана и запатентована интегрированная система автоматизации подстанций (integrated substation automation system – iSAS), позволяющая реализовать все функции, обеспечивающие защиту и управление подстанциями класса 6-500 кВ (РЗА, АСУ ТП, РАС, ПА, ОМП и т.д.). На сегодняшний день в компании разработан функционал, позволяющий автоматизировать ПС до 110 кВ включительно. Персонал: Мы консолидировали команду ученых, математиков-алгоритмистов, программистов-разработчиков, специалистов в области РЗА, АСУ ТП, АИИС КУЭ, являющихся членами международных организаций МЭК и CIGRE, определяющих развитие мировых стандартов электроэнергетики. Награды и достижения: По итогам участия в Международном энергетическом форуме UPGrid2013 «Электросетевой комплекс. Инновации. Развитие» получен приз за реализованный инновационный проект. Партнеры: НПП «Микроника» – российский производитель полного цикла. Предприятие обеспечивает проектирование, производство, поставку, внедрение и техническую поддержку программно-технических комплексов автоматизации электросетевых объектов. Оборудование компании эксплуатируется на сотнях подстанций ЕНЭС России, в центрах управления группами подстанций (ЦУГП, ЦУС), на объектах и в центрах управления Олимпиады «Сочи-2014».

научно‑практическое издание

вНИМАНИЕ

Требования к оформлению статей

УДК

Рубрика журнала: название статьи (стиль ЗАГОЛОВОК 1, на рус. и англ. языках)

Аннотация статьи (на рус. и англ. языках) Ключевые слова (на рус. и англ. языках)

Фамилия И. О. (на рус. и англ. языках) Организация, город, страна ( на рус. и англ. языках)

Текст статьи Редактор: Microsoft Word (с расширением .doc) Переносы слов: без переноса. Расположение страниц: книжное.

Гарнитура шрифта: Times New Roman, Arial Размер шрифта: 11 пт. Формат бумаги: А4.

Список литературы: •  не более 15 литературных источников, содержащих материал, использованный автором при написании статьи. Ссылки в тексте даются в квадратных скобках, н-р [1]. Ссылки на неопубликованные работы не допускаются. •  оформление согласно ГОСТ 7.1-2003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила оформления». •  сокращения отдельных слов и словосочетаний приводятся в соответствии с ГОСТ 7-12-93 «Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. Общие требования и правила». Сведения об авторе (с фотографией): Фамилия, Имя, Отчество; ученая степень; почетные звания; должность и место работы; дата рождения; год окончания вуза с указанием названий вуза и кафедры; год и место защиты и тема диссертации; контактный тел. и e-mail. К направляемым в редакцию статьям прилагаются: • заявление от автора на имя главного редактора; • две внешние рецензии;

• акт экспертизы; • ходатайство научного руководителя.

Требования к элементам текстового материала Требования к таблицам (обязательны ссылки в тексте):

Требования к формулам:

• редактор: MS Word. • шрифт: 9 пт, заголовок – полужирным.

• редактор: MS Equation 3.0 (Вставка - Объект - Создание - MS Equation 3.0).

Таблицы могут быть с заголовками и без.

• размеры элементов формул: основной размер – 11 пт, крупный символ – 14 пт,

Требования к иллюстрациям и рисункам (обязательны ссылки в тексте):

мелкий символ – 11 пт, крупный индекс – 7 пт, мелкий индекс – 5 пт.

• чертежи: в строгом соответствии с ЕСКД.

• гарнитура греческих букв: Symbol. Для остальных букв: Times New Roman.

• режим «Вставка в текст статьи»: Вставка - Объект - Рисунок редактора

• шрифты: латинские буквы набираются курсивом; обозначения матриц, век-

Microsoft Word.

торов, операторов – прямым полужирным шрифтом; буквы греческого ал-

• шрифт подрисуночных подписей: 9 пт.

фавита и кириллицы, математические обозначения типа sh, sin, Im, Re, ind,

• иллюстрации присылать отдельными файлами в форматах:

ker, dim, lim, inf, log, max, ехр, const, а также критерии подобия, обозначе-

• чертежи – .pdf, .ai, .eps; • фото – .tiff, .jpg (300dpi); • Print Screen – .bmp, .jpg (с max качеством).

ние химических элементов (например, 1оg1 = 0; Ре; Bio) – прямым шрифтом. • формулы располагать по центру страницы. Нумерованные формулы размещать в красной строке, номер формулы ставится у правого края. Нумеруются лишь те формулы, на которые имеются ссылки. В математических и химических формулах и символах следует избегать громоздких обозначений. • единицы физических величин: по международной системе единиц СИ.

Возвращение рукописи автору на доработку не означает, что статья принята к печати. После получения исправленного автором текста рукопись вновь рассматривается редколлегией. Исправленный текст автор должен вернуть вместе с первоначальным экземпляром статьи, а также ответами на все замечания. Датой поступления статьи в журнал считается день получения редакцией окончательного варианта статьи. Записи, помеченные ОРАНЖЕВЫМ цветом, относятся только к оформлению статей в рубрику «Наука», ЧЕРНЫМ цветом в рубрики «Наука» и «Практика». СПИСОК РЕКЛАМОДАТЕЛЕЙ НОМЕРА: 1. OMICRON electronics GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 37 2. Аналитик-ТС, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 36 3. БЕНДЕР РУССЛАНД, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-я стр. обложки 4. Бреслер, НПП, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 2 5. Вэстстрой Экспо, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 67 6. Д инамика, НПП, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-я стр. обложки 7. КомплектЭнерго, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 45 8. НИЖЕГОРОДСКАЯ ЯРМАРКА, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 66

01 /Март 2014

9. Промышленные выставки Поволжья, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 10 10. Прософт-Системы, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 49 11. УРАЛЭНЕРГОСЕРВИС, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-я стр. обложки 12. Финдер, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 11 13. ЭКРА, ООО, НПП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-я стр. обложки 14. ЭКРА-Сибирь, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 5 15. ЭкспоФорум-Интернэшнл, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 29 16. ЭКСПОЦЕНТР, ЗАО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 67 17. Энергосервис, ИЦ, ЗАО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 62