Журнал №2 (15) by РИЦ "СРЗАУ"

Ж У РН А Л Н ЕКОМ М ЕРЧ Е СКО 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

Итоги Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015». Отечественные производители просят законодателей и правительство разработать меры поддержки | Международная оценка российской энергетики | Испытания на территории России – основа импортозамещения | Аттестованная продукция в реальной эксплуатации | Выбор сечения кабеля в токовых цепях РЗА / Автоматическое управление режимом компенсации тока замыкания на землю | О дальнем резервировании в сети генераторного напряжения | К 80-летию Ю.Н. Орлова и А.П. Малого

№ 02 (19) | Июнь| 2015

«Релейная защита и автоматизация» – 18+ научно-практическое издание. №02 (19), 2015 год, июнь. Периодичность: 4 раза в год. Тираж: 4000 экз., заказ №152435 Дата выхода в свет: 15.06.2015 Подписной индекс: 43141 (Объединенный каталог «ПРЕССА РОССИИ»). Цена свободная. печать: ООО «ПК «НН ПРЕСС», 428031, Россия, г. Чебоксары, пр-д Машиностроителей, д. 1с, тел.: 55-70-18, 28-26-00 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 редакции и издателя: 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: Романенко Т.Б., e-mail: design@srzau-ric.ru

Уважаемые читатели!

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.

Представляю очередной номер журнала «РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИЗАЦИЯ». Думаю, что читателям журнала, в первую очередь, будет интересна публикация, посвященная значимому событию этого года – Форуму «РЕЛАВЭКСПО», прошедшему в апреле в г. Санкт-Петербург. Основной темой Форума стало развитие и внедрение интегрированных систем управления (РЗА, ПА и АСУ ТП) в современных экономических условиях. Мы специально подготовили очень подробную публикацию, чтобы специалисты, которые по известным причинам не смогли приехать на Форум, имели возможность в дальнейшем высказаться по этой актуальной теме на страницах нашего журнала. Не обойдены вниманием и другие темы, касающиеся актуальных вопросов разработки, внедрения и эксплуатации систем РЗА и АСУ ТП. Среди них хочу обратить внимание читателей на серию статей об обеспечении дальнего резервирования в сети генераторного напряжения, которые стали ответом на вопрос одного из наших читателей. В рубрике «Наука» интересна публикация научно-прикладного характера специалистов ЮРГПУ и НПП «ЭКРА» по выбору сечения кабеля в токовых цепях РЗА. И конечно, еще раз хочу поздравить наших 80-летних юбиляров – Орлова Юрия Николаевича и Малого Альберта Петровича – известных и авторитетных специалистов электроэнергетической отрасли. Редакция журнала ждет от читателей и специалистов откликов и публикаций на волнующие вас темы.

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

С уважением и надеждой на плодотворное сотрудничество, Главный редактор Алексей белотелов

Состав редакционной коллегии: Антонов Владислав Иванович, к.т.н., ООО НПП «ЭКРА»; Антонов Дмиртий борисович, к.т.н., ЗАО «РАДИУС Автоматика»; 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.

научно‑практическое издание

Cодержание:

•  Колонка редактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 01

1. СОБЫТИЯ: Выставки и конференции: •  Импортозамещение – основа устойчивого развития электротехнической отрасли . . . . . . . . 04 • Площадка для профессионального диалога . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08 •  Авторитетный волжский форум . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08 •  Минэнерго России предлагает создать группу по энергоэффективности крупнейших городов мира . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09 К юбилею: •  К 80-летию Юрия Николаевича Орлова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 •  К 80-летию Альберта Петровича Малого . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Продукция аттестована:

•  УСПД «ЭКОМ-3000» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 •  РЗА подстанционного оборудования 6-35 кВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 •  Опытная эксплуатация завершена. Эксплуатация продолжается. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Калейдоскоп:

•  Заседание рабочей группы по отбору национальных инновационных проектов в ТЭК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 •  ОАО «РОССЕТИ» И ГЭК Китая нацелены на совместные проекты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 • О присоединении к Антикоррупционной хартии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 •  Новый контроллер для ответственных применений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 •  Испытания – основа импортозамещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 •  Центр инжиниринга действует в Чувашии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2. Наука: Релейная защита: • Климов П.Л. Рекомендации по определению угла наклона верхней стороны полигональной характеристики дистанционной защиты Klimov P.L. Recommendations for determining the angle of inclination of upper side of polygonal characteristics of distance protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

02/Июнь 2015

• Мамаев В.А., Кононова Н.Н. Определение параметров гармонического сигнала на основе скалярного произведения соответствующих векторов Mamaev V.A., Kononova N.N. Estimation of parameters of harmonic signal based on dot product of corresponding vectors . . . . 21 •  Рыбалкин А.Д., Шурупов А.А. Расширение функциональных возможностей программы выбора сечения кабеля в токовых цепях релейной защиты Rybalkin A.D., Shurupov A.A. Expansion of functionality of the program of a choice of section of a cable-in current chains of relay protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

•  Малый А.П., Шурупов А.А., Дони Н.А., Кошельков И.А. Расчёт уставки реле тока УРОВ. Верификация уточнённой формулы для учёта тока холостого хода длинной линии Malyi A.P., Shurupov A.A., Doni N.A., Koshelkov I.A. Calculation of setting for breaker failure protection current relay. Verification of the corrected formula which considers the open-circuit current of a long line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Автоматика:

•  Ширковец А.И., Валов В.Н., Петров М.И. Задачи автоматического управления режимом компенсации тока замыкания на землю Shirkovets A.I., Valov V.N., Petrov M.I. Tasks for automatic control of grount fault current compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3. Практика: Релейная защита: •  Доронин А.В., Нехаева Л.О., Пашковская Е.В. Оценка дальнего резервирования в сетях генераторного напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 •  Шевелев А.В. Дальнее резервирование защит элементов распределительных устройств генераторного напряжения тепловых электростанций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 •  Маруда И.Ф. О защитах трансформаторов связи 6-10/110 кВ электростанций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

4. Требования к оформлению статей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

научно‑практическое издание

События

Выставки и конференции

ИМпОРТОЗАМЕЩЕНИЕ - ОСНОВА УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ ИТОГИ РАБОТЫ III МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ И ВЫСТАВКИ «РЕЛАВЭКСПО-2015»

С 21 по 23 апреля 2015 года в городе Санкт-Петербург состоялась очередная III Международная научно-практическая конференция и выставка «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем России» (Форум «РЕЛАВЭКСПО-2015»). Форум «РЕЛАВЭКСПО-2015» был организован Правительством Чувашской Республики, Некоммерческим партнерством «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике», Рекламно-издательским центром «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» и Чувашским электротехническим кластером при поддержке Правительства Санкт-Петербурга, Правительства Ленинградской области, ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Россети» и ОАО «РусГидро». В работе Форума приняло участие около 300 специалистов из 117 российских и зарубежных компаний, в том числе из Франции, Италии, Германии, Беларуси, Китая. В выставке участвовало 29 экспонентов. На конференции было заслушано 49 докладов. Основной темой Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015» стала тема развития и внедрения интегрированных систем управления (РЗА, ПА и АСУ ТП) 4

02 /Июнь 2015

в современных экономических условиях, включающая в себя следующие вопросы: • Повышение конкурентоспособности отечественных производителей за счет внедрения инновационных технологий. • Стимулирование развития отечественных производителей и системы сервисных услуг как их конкурентного преимущества. • Локализация производства комплектующих изделий иностранного производства в России. • Концептуальные вопросы развития систем РЗА. • Проектирование устройств и систем РЗА. Типизация проектных решений. • Основные результаты внедрения новых устройств РЗА. Проблемы и решения. • Совместимость устройств РЗА разных производителей, в том числе по протоколу 61850. Анализ эксплуатации и применения. • Электромеханические устройства РЗА. Проблемы старения. Перспективы применения. Надежность. • Концептуальные вопросы развития противоаварийной автоматики. Новые устройства передачи аварийных сигналов и команд (УПАСК). Особенности проектирования и эксплуатации. • Автоматика электроэнергетических систем. Автоматическое управление элементами ЭЭС. Противоаварийное управление. • Цифровые подстанции. Особенности и оптимизация архитектуры цифровой подстанции. Вопросы проектирования и внедрения цифровых подстанций. • Моделирование электроэнергетических систем. Аналитические модели объектов ЭЭС. Применение программных и аппаратных средств для моделирования ЭЭС. • Методы и технические средства определения места повреждения (ОМП) на линиях электропередачи. • Мониторинг и диагностика устройств РЗА. Регистрация аварийных процессов.

События

Выставки и конференции

Устройства и системы тестирования. Концепция технического обслуживания устройств РЗА. • Стандартизация. Аттестация и сертификация. Испытательные центры. • Нормативно-техническое и организационное обеспечение развития, внедрения и эксплуатации интегрированных систем управления в электроэнергетике. • Персонал. Подготовка кадров на профильных кафедрах ВУЗов России. Подготовка инженерных кадров. Повышение квалификации. Учебная литература. Основной целью настоящего Форума было показать научно-технический потенциал и готовность предприятий электротехнической отрасли к реализации программы импортозамещения как основы ее устойчивого развития. Как и в предыдущие годы, в подготовке и проведении Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015» активное участие принимало Министерство экономического развития, промышленности и торговли Чувашской Республики. В своем выступлении на открытии Владимир Александрович Аврелькин, возглавляющий это министерство, подчеркнул, что Форум «РЕЛАВЭКСПО-2015» стал традиционной площадкой для обсуждения актуальных вопросов электроэнергетики. С приветственными словами на открытии Форума выступили представители следующих организаций: Публичное акционерное общество «Федеральный испытательный центр» (ПАО «ФИЦ»), ОАО «РусГидро», Некоммерческое партнерство «Управляющая компания «Инновационный электротех-

нический кластер Чувашской Республики» (НП «УК «ИнТЭК»), и Некоммерческое партнерство «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике» (НП «СРЗАУ»). Президент НП «СРЗАУ» Алексей Белотелов отметил своевременность проведения Форума «РЕЛАВЭКСПО2015», когда необходимо коллегиально определить приоритеты и направления развития электроэнергетики для достижения конечной цели – обеспечения надежного и эффективного функционирования единой энергосистемы России. Ключевым событием первого дня Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015» стало подписание Соглашения о сотрудничестве и взаимодействии между ПАО «ФИЦ» и НП «УК «ИнТЭК». В соответствии с Соглашением, Центр сертификации, стандартизации и испытаний Чувашской Республики, созданный по инициативе НП «УК «ИнТЭК», войдет в состав Независимой Ассоциации испытательных центров. «Сотрудничество электротехнического кластера Чувашии и Федерального испытательного центра позволит обеспечить конкурентоспособность отечественных производителей на рынке электротехнического оборудования», — отметил министр экономического развития, промышленности и торговли Чувашской Республики Владимир Аврелькин. Кроме того, в рамках Соглашения запланирована передача полномочий Федерального центра по проведению испытаний вторичного оборудования в республиканский центр сертификации, стандартизации и испытаний. Реализация этих мероприятий позволит Чувашскому центру сертификации, стандартизации и испытаний

научно‑практическое издание

использовать уникальный опыт и научную базу федерального и других российских центров. Пленарное заседание первого дня конференции открыл доклад Председателя Правления НП «УК «ИнТЭК» Олега Саевича, в котором он поделился планами организации сертификационного центра вторичного электрооборудования. Он отметил, что члены электротехнического кластера республики ставят перед собой задачу аккредитовать Чувашский центр сертификации, стандартизации и испытаний во всех крупных субъектах электроэнергетики страны, таких как ОАО «Российские сети», ОАО «РусГидро», ОАО «ФСК ЕЭС», что значительно сократит сроки и затраты электротехнических предприятий на проведение сертификационных испытаний. Сегодня нет единой системы проверки постановки на производство и приемки в эксплуатацию электрооборудования, и единая система сертификации позволит снять большое количество барьеров при проведении этих процедур. Особое место в программе пленарного заседания занял доклад директора по маркетингу ООО «ЭнергопромАвтоматизация» Татьяны Дроздовой «Энергобезопасность страны: российские производители в условиях импортозамещения». В нем был дан подробный анализ причин сложившейся ситуации, в которой сегодня оказались российские производители электротехнического оборудования из числа малых и средних предприятий. Именно с этими компаниями правительственные структуры связывают надежды на возрождение отечественной промышленности. В докладе сделан однозначный вывод: импортозамещение в высокотехнологичной сфере напрямую связано с поддержкой малого и среднего бизнеса. Однако в реальности еще с прошлого года растут неплатежи энергокомпаний с государственным участием за отгруженную продукцию, что ложится тяжким бременем на предприятия малого и среднего бизнеса, и в итоге зачастую приводит к банкротству предприятий. Доклад вызвал ответную реакцию и поддержку у участников 5

События

Выставки и конференции

Форума из числа производителей, и его основные тезисы было решено включить в итоговое Решение Конференции. Традиционно большой интерес вызвали доклады заместителя генерального директора – технического директора ОАО «Фирма ОРГРЭС» Владимира Кузьмичева на тему рекомендаций по упреждению причин неправильной работы устройств РЗА в ЕНЭС и заместителя генерального директора – главного инспектора ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС» Павла Илюшина о проблемных вопросах в области технического обслуживания устройств РЗА и ПА. С большим вниманием был выслушан доклад по типизации шкафов подстанционного оборудования, сделанный представителем ООО НПП «ЭКРА» Иваном Кошельковым. Такая работа в течение почти двух лет велась на предприятии по предложению ОАО «ФСК ЕЭС» с участием ОАО «ЦИУС ЕЭС» и ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС». Соответственно, о результатах этой работы и было доложено участникам Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015». Еще один доклад компании «ЭКРА» по организации сервисного обслуживания устройств, поставляемых на энергетические объекты, вызвал много вопросов и обсуждений. Это был подробный доклад о сформированной в рамках Группы компаний «ЭКРА» географически разветвленной и многоплановой системе сервисного обслуживания выпускаемой предприятием продукции. Докладчиком было заявлено, что с 1 мая 2015 года во всех технических паспортах изготавливаемых устройств РЗА будет записан их новый срок эксплуатации – 20 лет. Таким образом, НПП «ЭКРА» стало первой компанией, которая официально зафиксировала в своей технической документации 6

02 /Июнь 2015

этот важный показатель надежности. Не менее интересными были и другие доклады первого дня Форума, и в частности, доклады ЗАО «ЧЭАЗ», касающиеся области применения электромеханических устройств РЗА и реализации современных интеллектуальных устройств РЗА. Второй день конференции был посвящен теме автоматизации (АСУ ТП). Первые два доклада были представлены известной компанией в этой сфере – системным интегратором ООО «ЭнергопромАвтоматизация». Компания представила новую разработку многофункционального контроллера NPT, используемого как на традиционных, так и на цифровых подстанциях. Также было доложено о системе мониторинга и диагностики устройств РЗА, действие которой можно было наблюдать на стенде компании. Трудно отдать предпочтение докладам какой-либо компании. Все они были выслушаны с большим интересом участниками конференции. Чрезвычайно важным событием второго дня стало инициированное Департаментом управления производственными активами ОАО «Россети» проведение Круглого стола по эксплуатации автоматизированных систем управления технологическими процессами. Оно прошло с участием специалистов ОАО «Россети», ОАО «ФСК ЕЭС» и их белорусских коллег из ГПО «Белэнерго». Российские и белорусские энергетики проинформировали друг друга о текущем состоянии дел в этой области в своих национальных энергосистемах. Немало было сказано и о существующих в настоящее время проблемах. Энергетики в ходе обмена мнениями

поделились своим видением перспектив развития АСУ ТП и теми техническими и организационными решениями, которые с их точки зрения помогли бы дальше двигаться в направлении модернизации объектов электроэнергетики с использованием новых инновационных технологий. Вообще, программа второго и третьего дней конференции была довольно насыщена. Значительное количество докладов в той или иной степени касались вопросов создания цифровых подстанций, а именно: архитектуры, шины процесса, организации каналов связи, особенностей реализации интеллектуальных устройств и их диагностики. Целый блок докладов был посвящен теме определения расстояния до мест повреждения на линиях электропередачи (ОМП) – в них освещались вопросы методик, способов и опыта использования аппаратно-программных средств различных производителей. Это стало вкладом отечественных компаний в реализацию новых требований субъектов электроэнергетики по оптимизации затрат на ликвидацию аварийных ситуаций в электрических сетях и сокращение недоотпуска электроэнергии потребителям. Не была обойдена вниманием тематика передачи сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики по высокочастотным и цифровым каналам связи. Надо отметить относительно большое количество компаний, представляющих продукцию и интеллектуальные разработки по этой тематике. Особенностью проведения настоящего Форума явилось совмещение в одном зале выставочной экспозиции и работы конференции — тем самым был

События

Выставки и конференции

обеспечен эффект присутствия на конференции специалистов, находящихся на стендах выставки. Внимание посетителей выставки было обращено не только на демонстрацию на стенде ООО «ЭнергопромАвтоматизация» вышеупомянутой системы мониторинга и диагностики устройств РЗА, но и на демонстрацию «дружелюбности» устройств РЗА и АСУ ТП ряда отечественных производителей — ООО НПП «ЭКРА», ЗАО «ЧЭАЗ», ООО «НПП Бреслер» и ЗАО «РТСофт» — в плане их корректного сопряжения. Такие работы были проведены в г. Чебоксары под эгидой Электротехнического кластера Чувашской Республики. Установленный на стенде ООО НПП «ЭКРА» программнотехнический комплекс (ПТК) EVICON собственной разработки, аттестованный ОАО «Россети» и ОАО «ФСК ЕЭС» в январе 2015 года, демонстрировал правильную совместную работу с микропроцессорными терминалами РЗА производства ООО «НПП Бреслер» и ЗАО «ЧЭАЗ». А на стендах ЗАО «ЧЭАЗ» и ЗАО «РТСофт» можно было увидеть такую же корректную совместную работу терминалов МП РЗА производства ООО НПП «ЭКРА» с программно-техническими комплексами этих компаний. По результатам дискуссий в ходе обсуждения докладов участниками Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015» был сформулирован ряд предложений, которые легли в основу итогового документа — Решения III Международной научно-практической конференции «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем России» (РЕЛАВЭКСПО-2015). В конце Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015» были предложены и одобрены следующие пункты Решения: 1. В целях развития электротехнической отрасли России и поддержки отечественного производителя обратиться к финансово-экономическим структурам Правительства РФ и Комитету по энергетике Государственной Думы РФ с инициативой разработки пакета законодательных актов по поддержке отечественного производителя. 2. Обратиться к крупнейшим корпоративным заказчикам (ФСК ЕЭС,

Россети, РусГидро) погасить задолженность производителям, наладочным организациям и инжиниринговым компаниям по осуществленным поставкам и выполненным работам на основе соответствующих договоров, а при проведении конкурсов и заключении новых договоров отказаться от 100%-ой постоплаты и предусмотреть предоплату выполняемых работ и поставок оборудования. 3. Приоритетным направлением технической политики субъектов электроэнергетики считать разработку и внедрение интегрированных систем управления, а также совершенствование их эксплуатации с применением инновационных технологий. Необходима актуализация нормативно-технической базы разработки, внедрения и эксплуатации интегрированных систем управления. 4. Одобрить и поддержать усилия Чувашского электротехнического кластера и Министерства экономического развития, торговли и промышленности Чувашской Республики по созданию в электротехнической отрасли Национального независимого сертификационного центра вторичного оборудования. 5. Рекомендовать субъектам электроэнергетики совместно с профильными ВУЗами разработать и согласовать принципы совершенствования системы подготовки и повышения квалификации инженерных кадров для электроэнергетической отрасли. 6. Рекомендовать следующее проведение выставки и конференции «РЕЛАВЭКСПО» в 2017 году с учетом ранее принятой периодичности проведения ее 1 раз в два года. Решение Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015» будет доведено до властных и законодательных госструктур Российской Федерации. В последний день, 25 апреля, согласно сложившейся традиции, участники Форума посетили ряд профильных компаний Санкт-Петербурга, где для них были проведены ознакомительные экскурсии. Подводя итоги III Международной научно-практической конференции и выставки «РЕЛАВЭКСПО-2015», можно отметить сохраняемость к ней интереса

научно‑практическое издание

со стороны компаний и специалистов, работающих в области разработки, производства, проектирования, внедрения в эксплуатацию систем РЗА, ПА и АСУ ТП в ЕЭС России. Многие участники Форума «РЕЛАВЭКСПО-2015» высказывали мнение и пожелания по проведению Форума на постоянной основе и в последующие годы. По сравнению с 2013 годом, количество участников «РЕЛАВЭКСПО-2015» уменьшилось, что можно объяснить неблагополучным финансовым состоянием некоторых предприятий электроэнергетической отрасли. В целом, прошедший Форум «РЕЛАВЭКСПО-2015» получил высокую оценку участников, и в этом заслуга, в том числе, наших спонсоров. Организаторы «РЕЛАВЭКСПО-2015» выражают признательность и благодарность за поддержку компаниям – спонсорам Форума: ООО НПП «ЭКРА» (г. Чебоксары – генеральный спонсор); ЗАО «ЧЭАЗ», ООО «НПП Бреслер», ОАО «ВНИИР» (г. Чебоксары) и ООО «Феникс Контакт РУС» (г. Москва) – официальные спонсоры; ООО «Прософт-Системы» (г. Екатеринбург) – спонсор. А также благодарим компании, входящие в состав НП «СРЗАУ», за содействие в организации и активное участие в Форуме «РЕЛАВЭКСПО-2015». Президент НП «СРЗАУ», Главный редактор журнала «Релейная защита и автоматизация» А.К. Белотелов Генеральный директор ООО РИЦ «СРЗАУ», Выпускающий редактор журнала «Релейная защита и автоматизация» Н.А. Иванова 7

События

Выставки и конференции

ПЛОЩАДКА ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ДИАЛОГА С 1 по 3 апреля 2015 г. в выставочном центре «Казанская ярмарка» прошли 16-я Международная специализированная выставка «Энергетика. Ресурсосбережение» и 15-й Международный симпозиум «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение». Традиционно данные мероприятия энергетической отрасли Поволжья проводятся при поддержке Президента и Правительства Республики Татарстан (РТ). В официальном открытии приняли участие первые лица РТ, руководители отраслевых министерств и ведомств, а также ген. директор компании PANAM Engineers Ltd (Индия) г-н Д. Праджапати. В этом году свои инновационные технологии, научно-технические разработки представили 139 компаний из 29 регионов России, Беларуси, Турции, Индии и представительства фирм из 15 стран мира.

гетики РТ в формате мaтчмейкинга. Заключительный день работы выставки прошел под лозунгом «Молодежный день: будущее начинается сегодня». Студенты профильных вузов и старшеклассники смогли ознакомиться с выставкой, показать свои научно-технические разработки и задать вопросы представителям предприятий и вузов энергетического профиля на встрече «без галстуков». Ежегодно совместно проводимые в Казани выставка «Энергетика. Ресурсосбережение» и Международный симпозиум «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение» зарекомендовали себя как открытая площадка профессионального диалога экспертов, ученых, предпринимателей и представителей органов власти, от инициативы и практических решений которых напрямую зависят дальнейшие шаги по повышению энергетической эффективности.

В рамках выставки прошел конкурс «Энергоэффективные технологии и оборудование», в котором приняли участие 30 компаний. Конкурс проводился по 5 номинациям. Победителями стали 12 компаний из 8 городов России, среди которых ОАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, Казанская ТЭЦ-2, ПАО «Нижнекамскнефтехим», «Сетевая компания» (РТ), «Данфосс» (г. Москва), ФГУП «РФЯЦ – ВНИИ технической физики имени акад. Е.И. Забабахина» (г. Снежинск). Работа выставки сопровождалась обширной деловой программой, ключевым событием которой стало заседание Правительства РТ «Об итогах реализации госпрограммы энергосбережения и повышения энергетической эффективности в 2014 г. и задачах на 2015 г.». Также прошли круглые столы, семинары, практические кейсы и были организованы бизнес-встречи с главными специалистами предприятий энер-

АВТОРИТЕТНЫЙ ВОЛЖСКИЙ ФОРУМ На Нижегородской ярмарке с 19 по 22 мая проходил 17-й Международный научно-промышленный форум «Великие реки (экологическая, гидрометеорологическая, энергетическая безопасность)» (далее – Форум). Одно из главных достижений Форума последних лет: международный выставочный аудит признал Форум одним из лучших региональных выставочных мероприятий в России. «Форум-2015» был посвящен нескольким памятным датам: 70-летию Победы в Великой Отечественной войне, 170-летию Русского географического общества, 70-летию ЮНЕСКО, 500-летию Нижегородского Кремля, 85-летию Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета, 85-летию Волжского государственного университета водного транспорта. В Программу «Форума-2015» вошли свыше 60 выставочных и конгрессных мероприятий различного формата – конференции с пленарными и секцион8

02 /Июнь 2015

ными заседаниями, круглые столы, семинары, специализированные выставки и проекты, сессии В2В, презентации и др. Научная часть Форума – это Международный научный конгресс «Устойчивое развитие регионов в бассейнах великих рек. Приоритеты в условиях глобальных изменений», который включил пленарное и 12 секционных заседаний, в т.ч. «Непрерывное профессиональное образование в сфере устойчивого развития», «Атомная энергетика и возобновляемые источники энергии. Энерго- и ресурсосбережение. Энергосервисные контракты» и другие. На выставке демонстрировались современные технологии и оборудование для промышленности, ТЭК, ЖКХ, транспорта. Среди новинок экспозиционной части Форума: Межотраслевой инжиниринговый центр «Экологическая, гидрометеорологическая, энергетическая безопасность урбанизированных территорий», созданный в 2015 г.

ведущими вузами и научными организациями (далее – Центр). Один из проектов этого Центра, который был организован на Форуме – это экспедиция «Плавучий университет Волжского бассейна». В ней приняли участие ученые с мировым именем, студенты и молодые ученые. Научный руководитель экспедиции – А.И. Бедрицкий, советник Президента РФ. Особое внимание в экспозиции Форума этого года было уделено программам импортозамещения. Компании, представлявшие конкурентоспособную продукцию, стали участниками специального выставочного проекта «Импортозамещение в формате В2В». В этом году Форум объединил на своей площадке свыше 400 компаний разных отраслей экономики. В работе Конгресса Форума участвовало более 1500 человек, было заслушано 640 научных докладов. В целом в работе Форума приняли участие представители 32 субъектов РФ и 9 стран, а за 4 дня работы его посетителями стали более 9000 человек.

События

Выставки и конференции

Минэнерго России предлагает создать группу по энергоэффективности крупнейших городов мира В рамках 6-ой Межминистерской встречи по чистой энергии, которая прошла в г. Мерида (Мексика), состоялся Круглый стол «Устойчивое развитие энергосистем городов». Участниками Круглого стола стали Мигель Ариас Каньете, комиссар по вопросам климата и энергии Европейской комиссии, Антон Инюцын, заместитель министра энергетики Российской Федерации, Ибрагим Байлан, министр энергетики и охраны окружающей среды Королевства Швеция, Его Превосходительство Сухаил Моххамед Аль Мазруэй, министр энергетики ОАЭ, Мария ван дер Ховен, исполнительный директор Международного энергетического агентства, доктор Наоко Иши, генеральный директор и председатель Глобального экологического фонда и другие представители государственных и деловых кругов, заинтересованных в развитии чистой энергии. Как было отмечено в ходе дискуссии, более половины населения Земли проживает в городах, потребляя около 75% энергии и обеспечивая такой же процент выброса в атмосферу парниковых газов. При этом государственные и местные власти, а также

частные компании вместе формируют систему управления, позволяющую находить сбалансированные социально-экономические и технологические решения в интересах более чистого и «интеллектуального» использования энергии на территории городов. В качестве примера устойчивого развития и эффективной сбалансированной системы управления участниками Круглого стола была отмечена энергосистема Москвы. Особый интерес вызвал опыт развития столичной системы теплоснабжения – одной из самых эффективных систем централизованного теплоснабжения в мире. «Опыт развития московской энергосистемы и применяемой системы управления может быть востребован не только внутри России, но и многими крупнейшими городами мира», – подчеркнул глава одной из крупнейших электроэнергетических компаний Бразилии CEMIG г-н Лемос. Как заявил по итогам обсуждения председатель Политического комитета Международного партнерства по энергоэффективности г-н Крехерес: «Устойчивое развитие энергетических систем в городах –

научно‑практическое издание

очень важная тема. Вклад России в повышение энергоэффективности городов – выдающийся». В ходе Круглого стола с целью обмена опытом мегаполисов Минэнерго России выступило с инициативой формирования группы по энергоэффективности и устойчивому развитию энергосистем крупнейших городов мира под эгидой Международного энергетического агентства (МЭА) при международной Межминистерской встрече по чистой энергии. Подводя итоги своего участия в дискуссии, заместитель министра энергетики Российской Федерации Антон Инюцын сказал: «Мы рассчитываем, что, учитывая такую высокую оценку, представители крупнейших городов мира оперативно откликнутся на нашу сегодняшнюю инициативу и уже в ноябре этого года представят в Москве на IV Международном форуме по энергоэффективности и энергосбережению ENES 2015 свой уникальный опыт управления». Источник: пресс-релиз Департамента топливноэнергетического хозяйства Москвы

События

К юбилею

К 80-летию Юрия Николаевича Орлова

26 апреля 2015 года исполнилось восемьдесят лет одному из опытных специалистов-электриков отрасли, ветерану энергетики Юрию Николаевичу Орлову. Вся трудовая деятельность Ю.Н. Орлова неразрывно связана с Фирмой ОРГРЭС (Трест ОРГРЭС, затем — ПО «Союзтехэнерго», сейчас — ОАО «Фирма ОРГРЭС»), куда он пришел в 1959 году после окончания МЭИ. В МЭИ он получил квалификацию инженера-электрика по специальности «Электрические станции, сети и системы». Ю.Н. Орлов имеет большой практический опыт проведения пусконаладочных работ и испытаний электротехнического оборудования: систем возбуждения генераторов, устройств релейной защиты и электроавтоматики на электростанциях и подстанциях СССР, России и за рубежом. Является одним из ведущих специалистов отрасли в части разработки нормативнотехнической документации, анализа опыта работы, организации эксплуатации, повышения надежности электрооборудования, мощных генераторов и их систем возбуждения, систем собственных нужд и устройств РЗА. В течение первых 15 лет работы в ОРГРЭС, пройдя путь от инженера до бригадного инженера, Ю.Н. Орлов активно участвовал в проведении 10

02 /Июнь 2015

пусконаладочных работ на электротехническом оборудовании и устройствах РЗА на многих энергообьектах: Приднепровской ГРЭС, Волжской ГЭС им. XXII съезда КПСС, Верхне-Тагильской ГРЭС, ГРЭС «Северная», Змиевской ГРЭС, Молдавской ГРЭС, Березовской ГРЭС, Прибалтийской ГРЭС, Криворожской ГРЭС, Запорожской ГРЭС, подстанциях «Никопольская» и «Белый Раст» (мощный испытательный стенд), три ТЭС в Индии и других. Юрий Николаевич является соавтором книги «Эксплуатация турбогенераторов с непосредственным охлаждением», вышедшей в издательстве «Энергия» в 1972 году. В 1975 году Юрий Николаевич был назначен на должность заместителя начальника электрического цеха ОРГРЭС. Он непосредственно участвовал в разработке и пересмотре основополагающих отраслевых нормативно-технических документов (НТД): Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей, Сборников руководящих и распорядительных материалов по эксплуатации энергосистем. При участии Ю.Н. Орлова разработаны отраслевые НТД по техническому обслуживанию, наладке и испытаниям систем возбуждения, устройств РЗА, в энергосистемах разработана и внедрена оптимальная система технического обслуживания устройств РЗА, позволяющая поддерживать на высоком уровне надежность эксплуатируемых устройств РЗА. В настоящее время Ю.Н. Орлов продолжает работать в ОАО «Фирма ОРГРЭС» в должности заместителя начальника Центра инжиниринга электрооборудования и курирует направление по разработке НТД. Он, как и ранее, участвует в разработке отраслевых НТД, рассмотрении проектов национальных стандартов и стандартов организаций по электрооборудованию и устройствам РЗА. При его активном участии разработаны новые редакции «Типовой инструкции по организации работ для определе-

ния мест повреждения воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ и выше», «Типовой инструкции по организации и производству работ в устройствах релейной защиты и электроавтоматики подстанций» для ОАО «ФСК», комплект Инструкций по эксплуатации электрооборудования для Богучанской ГЭС и Южно-Сахалинской ТЭЦ-1. Под его руководством уже разработаны проекты СТО НП «ИНВЭЛ», СТО «СО ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС». В настоящее время ведутся работы над проектами СТО ОАО «РусГидро» и ОАО «МРСК Центра и Приволжья». Большое внимание Ю.Н. Орлов уделяет подготовке молодых специалистовэлектроэнергетиков. На протяжении длительного времени он являлся заместителем председателя Государственной аттестационной комиссии по приему дипломных работ выпускников кафедры «Электрические станции» МЭИ. На этой кафедре при его активной поддержке специалисты ОРГРЭС уже более 10 лет читают спецкурсы по наладке и эксплуатации электрооборудования ТЭС. Будучи специалистом в области анализа результатов работы и опыта эксплуатации устройств РЗА, Ю.Н. Орлов входит в редакционную коллегию журнала «Релейная защита и автоматизация», издаваемого НП «СРЗАУ», соучредителем которого он является. За плодотворную работу в электроэнергетической отрасли в 1995 году Ю.Н. Орлов награжден знаком «Заслуженный работник Минтопэнерго России», в 2002 году — знаком «Ветеран Энергетики», а в 2005 году ему присвоено звание «Почетный работник топливно-энергетического комплекса». Сердечно поздравляем Юрия Николаевича с 80-летним юбилеем! Желаем ему крепкого здоровья, благополучия и дальнейших успехов в работе на благо Российской электроэнергетики. Друзья и коллеги.

События

К юбилею

К 80-летию Альберта Петровича Малого

Более 57 лет жизни Альберт Петрович посвятил релейной защите. Его трудовая деятельность началась в 1958 году после окончания Московского энергетического института (МЭИ) на Волжской ГЭС им. В.И. Ленина в должности техника ОРУ-220 кВ, а затем – инженера по релейной защите. В 19 69 го д у о н п р и ш е л н а р а б о т у в ЧЭТНИИ (ВНИИР) на должность начальника лаборатории дистанционных защит, а впоследствии стал работать ведущим научным сотрудником. Без отрыва от основной деятельности Альберт Петрович учился в аспирантуре Новочеркасского политехнического института (НПИ). После успешной защиты диссертации в 1988 году ему была присвоена ученая степень кандидата технических наук. А в 1991 году Высшей аттестационной комиссией при Совете Министров СССР было присвоено ученое звание старшего научного сотрудника по специальности «Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими». Затем он более 10 лет проработал на научно-производственном предприятии «Динамика» ведущим научным сотрудником. А в 20 0 6 го д у А л ь б е р т П е т р о в ич

научно‑практическое издание

продолжил свою трудовую деятельность на научно-производственном предприятии «ЭКРА» в должности ведущего инженера в отделе РЗА подстанционного оборудования. За время работы на НПП «ЭКРА» он внес большой вклад в разработку шкафов противоаварийной автоматики линии и блока генератор-трансформатор. При его непосредственном участии совместно с другими специалистами ООО НПП «ЭКРА», ОАО «Фирма ОРГРЭС» и ОАО «Татэнерго» была проделана большая работа по разработке и выпуску сборника «Методические указания по техническому обслуживанию шкафов релейной защиты линий 110-220 кВ и автоматики управления выключателем ШЭ2607 011021 и ШЭ2607 016». Им подготовлено и написано около 70 научных работ. Большой теоретический багаж знаний и значительный практический опыт послужили основой успешной работы Альберта Петровича в качестве эксперта ВИНИТИ РАН при издании реферативных журналов серии «Энергетика». За достигнутые успехи Альберт Петрович Малый удостоен серебряной медали ВДНХ СССР, а вся его трудовая деятельность отмечена медалью «Ветеран труда», почетными грамотами и благодарностями. Профессионализм, богатый практический опыт, ответственность, активный образ жизни и стремление всегда быть в курсе всего нового снискали к нему уважение и ав т о р и т е т ко л л е г и п ар т н е р о в предприятия. Желаем Альберту Петровичу доброго здоровья, сохранения творческого настроя, новых профессиональных успехов, любви и благополучия Вашей семье! Коллектив ООО НПП «ЭКРА» Редакция нашего журнала, в котором опубликовано уже пять статей с участием А.П. Малого, присоединяется к поздравлениям коллег и желает юбиляру творческого долголетия.

События

Продукция аттестована

УСПД «Эком-3000» В марте 2015 г. в ОАО «Россети» была проведена аттестация устройства сбора и передачи данных типа « ЭКОМ -30 0 0 », разработанного инженерной компанией ООО «Прософт-Системы». УСПД «ЭКОМ-3000» осуществляет сбор, обработку и хранение данных со счетчиков электроэнергии, счетчиков энергоресурсов и других цифровых измерительных устройств, а также обеспечивает передачу полученных значений в вышестоящие уровни автоматизированных информационно-измерительных систем. УСПД «ЭКОМ-3000» применяется для создания систем коммерческого учета (АИИС КУЭ, АСКУЭ) на подстанциях (ПС, РП, ТП), электростанциях, объектах ЖКХ и других объектах энергетики. В рамках работы экспертной

комиссии оценивались следующие показатели: надежность устройства, защищенность и устойчивость к внешним воздействиям, функциональные характеристики, метрологическое обеспечение и конструктивное исполнение. По результатам проведенной экспертизы, УСПД «ЭКОМ-3000» соответствует всем предъявленным техническим требованиям. Оно рекомендовано к применению

на объектах ДЗО ОАО «Россети», в том числе ОАО «ФСК ЕЭС», для создания АИИС КУЭ на оптовых и розничных рынках электроэнергии. Заключение аттестационной комиссии №II3-10/15 действительно с 13.03.2015 г. по 01.01.2017 г. На сегодняшний день ООО «Прософт-Системы» уже выпущено более 6000 контроллеров УСПД «ЭКОМ-3000» различных поколений.

РЗА подстанционного оборудования 6-35 кВ Микропроцессорные терминалы защит распределительных сетей 6-35 кВ серии «Бреслер-0107.2ХХ» аттестованы и рекомендованы для применения на объектах ДЗО ОАО «Россети». Устройства серии «Бреслер0107.2ХХ» предназначены для выполнения функций релейной защиты, автоматики, измерения, регистрации, осциллографирования, сигнализации и управления для различных присоединений распределительных сетей номинальным напряжением 6-35 кВ. Устройства применяются в схемах вторичной коммутации электрических станций, подстанций и распределительных устройств с переменным, выпрямленным или постоянным оперативным током. Терминалы серии «Бреслер-0107.2ХХ» предназначены для установки в отсеках КРУ, КТП СН и КСО любого производителя, а также на панелях и шкафах, расположенных 12

02 /Июнь 2015

в релейных залах и пультах управления электростанций и подстанций. Реализованные в устройстве алгоритмы функций защиты и автоматики разработаны согласно требованиям к существующим системам РЗА. Свободно программируемая логика устройств позволяет в короткие сроки разработать устройства защиты и автоматики для замены традиционно-

го электромеханического оборудования, а также специфические изделия по известным или нетиповым алгоритмам. Преимущество терминалов серии «Бреслер-0107.2ХХ» заключается в их унификации. Каждый терминал защит различных присоединений состоит из одного набора плат, что значительно облегчает ремонтопригодность и комплектацию запасных принадлежностей.

События

Продукция аттестована

ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЗАВЕРШЕНА. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПРОДОЛЖАЕТСЯ В январе 2015 года ООО НПП «ЭКРА» получило Заключение аттестационной комиссии №II3-1/15 о применении программно-технического комплекса (ПТК) EVICON на объектах ОАО «ФСК ЕЭС» и ДЗО ОАО «Россети» в качестве ССПИ и АСУ ТП. Реализация на ПС «Венец» МЭС Волги проекта «Установка оборудования НПП «ЭКРА» в опытную эксплуатацию» доказала работоспособность ПТК EVICON в качестве АСУ ТП.

22 сентября 2014 года на ПС 220 кВ «Венец» (филиал ОАО «ФСК ЕЭС» – МЭС Волги) в г. Шумерля Чувашской Республики началась опытная эксплуатация цифрового оборудования собственной разработки ООО НПП «ЭКРА» на базе ПТК EVICON. Для осуществления проекта в МЭС Волги были выделены две воздушные линии 110 кВ, питающие тяговую подстанцию: «Венец – Тяга-1» (ячейка №15) и «Венец – Тяга-2» (ячейка №16). В составе ПТК EVICON было установлено следующее оборудование: • Два шкафа цифрового преобразования и управления типа ШНЭ 2090 (на ОРУ 110 кВ). Шкаф ШНЭ 2090 имеет аналоговые и дискретные входы, а также выходные реле. Аналоговые входы предназначены для сбора аналоговых данных от традиционных трансформаторов тока ячеек №15 и №16 и традиционных трансформаторов напряжения 1СШ и 2СШ, которые далее преобразуются в цифровой сигнал и передаются в сеть по протоколу SV (IEC 61850-9-2LE). Дискретные входы – для сбора дискретных сигналов о положении коммутационных аппаратов (КА), ключей и другой технологической информации от ячеек №15 и №16, которые далее преобразуются в цифровой сигнал и передаются в сеть по протоколу GOOSE (IEC 61850-8-1). Выходные реле служат для выдачи сигналов управления ком-

мутационными аппаратами с учетом оперативных блокировок, логика которых реализована в шкафу ШЭЭ 244 (установлен в ОПУ). В рамках опытной эксплуатации действие выходных реле во внешние цепи не было предусмотрено. • Один двухкомплектный шкаф управления присоединением типа ШЭЭ 244 и сервер с установленным на нем ПО SCADA EVICON (в ОПУ). В шкафу ШЭЭ 244 реализована логика оперативных блокировок управления коммутационными аппаратами ячеек №15 и №16, а также функции АУВ, ТАПВ и УРОВ с действием на модель выключателя. Оперативные блокировки и положение соответствующих КА наглядно представлены на мнемосхеме дисплея терминала, где также демонстрируется управление моделью выключателя. При этом команды управления поступают в шкаф ШНЭ 2090 и там же обрабатываются, а через выходные реле действуют на модель, представленную двухпозиционным реле. На мониторах сервера, на котором установлено ПО SCADA EVICON, в реальном времени в графической форме отображается информация о положении коммутационных аппаратов и электрических параметрах ячеек. Также сервер отображает и архивирует информацию о событиях, произошедших с оборудованием.

научно‑практическое издание

• Сервер времени OMICRON OTMC 100p (на стене здания ОПУ). Этот сервер времени является источником точного времени для терминалов в шкафах ШНЭ 2090 и ШЭЭ 244. Синхронизация времени терминалов осуществляется по протоколу PTP. Регистрация аналоговых и дискретных сигналов обеспечивается с точностью до 1 мс. 25 февраля 2015 года была проведена проверка установленного в опытную эксплуатацию вышеуказанного оборудования, подтвердившая исправную работу ПТК EVICON в течение всего периода опытной эксплуатации. По ее результатам специалистами ООО НПП «ЭКРА» и филиала ОАО «ФСК ЕЭС» – МЭС Волги было подписано Заключение, в котором зафиксировано соответствие оборудования ПТК EVICON, установленного на ПС 220 кВ «Венец», заявленным параметрам. Также было отмечено, что шкафы нару жной установки типа ШНЭ 209Х соответствуют Распоряжению ОАО «ФСК ЕЭС» от 29.12.2014 г. №818р «Об утверждении концепции внедрения современных устройств автоматики». С целью получения опыта эксплуатации оборудования цифровой подстанции на действующем электроэнергетическом объекте, после подписания Заключения работа ПТК EVICON на ПС «Венец» продолжается.

События

Калейдоскоп

Заседание рабочей группы по отбору национальных инновационных проектов в ТЭК 27 мая министр энергетики РФ А. Новак провел первое заседание рабочей группы по отбору национальных проектов по внедрению инновационных технологий и современных материалов в энергетике. В мероприятии приняли участие руководитель ФАНО России М. Котюков, заместитель начальника Управления Президента Российской Федерации по научно-образовательной политике Г. Шепелев, директор Департамента инновационного развития Минэкономразвития России А. Шадрин, директор Департамента металлургии, станкостроения и тяжелого машиностроения Минпромторга России А. Михеев, председатель правления ООО «УК «Роснано» А. Чубайс, представители институтов развития и компаний ТЭК. В своем выступлении А. Новак отметил, что до 2018 года планируется реализовать не менее 20 национальных проектов по внедрению инновационных технологий и современных материалов в

02 /Июнь 2015

энергетике, и поручил отраслевым компаниям активизировать работу по отбору инновационных технологий в ТЭК. На заседании рабочей группы ОАО «Россети» были представлены два предложения по реализации масштабных проектов по внедрению новейших технологий в электросетевом комплексе: в области сооружения «цифровых» электрических подстанций и строительства воздушных ЛЭП с применением опор из композитных материалов. Проект «цифровой» подстанции, работающей в международном формате МЭК 61850, позволяет виртуализировать все системы автоматизации подстанции на одном промышленном сервере, что ведет к снижению материалоемкости при проектировании таких объектов по сравнению с традиционными технологиями, а также к созданию возможности удаленного управления и обмена данными между диспетчером и программным обе-

спечением подстанции. Проект разрабатывается совместно ООО «ЛИСИС» и ОАО «Россети», создает возможности для применения отечественных технологий и развития импортозамещения. Оба проекта были одобрены для присвоения статуса национального. В ближайшее время будет подготовлен детальный анализ экономических параметров проектов и возможных мер поддержки. Источник: www.minenergo.gov.ru

События

Калейдоскоп

ОАО «Россети»

ОАО «ФСК ЕЭС»

ОАО «РОССЕТИ» И ГЭК КИТАЯ НАЦЕЛЕНЫ НА СОВМЕСТНЫЕ ПРОЕКТЫ 8 мая в рамках официального визита Председателя Китайской Народной РеспубликиCи Цзиньпина в Москву ОАО «Россети» и Государственная электросетевая корпорация Китая (ГЭКК) подписали соглашение о создании совместного предприятия (СП) для реконструкции инфраструктуры электросетевого комплекса и строительства новых энергообъектов в России. В перспективе — и на территории других государств. ОАО «Россети» получат 51% акций, ГЭКК — 49%. Подписи под соглашением поставили генеральный директор ОАО «Россети» Олег Бударгин и заместитель генерального директора ГЭКК Ду Чжиган. Документом предусматривается, что СП займется инвестированием и реализацией проектов в области строительства и реконструкции энергообъектов, а также будет осуществлять функции EPC-подрядчика (возведение объектов «под ключ», включая проектирование, закупки и строительство) в России и других странах. Как отметил Олег Бударгин, ожидается, что сумма ежегодных инвестиций в проекты, которые СП планирует реализовать как в распределительном, так и магистральном комплексах, может составить до 1 млрд долларов США в год. Финансирование планируется осуществлять за счет акционеров, а также привлекать средства со стороны китайских и других зарубежных финансовых институтов. ОАО «Россети» и ГЭК Китая рассматривают в рамках СП возможность реализации совместных проектов с привлечением до 1 млрд долларов в год.

ООО «ПРОСОФТ-СИСТЕМЫ»

О ПРИСОЕДИНЕНИИ К АНТИКОРРУПЦИОННОЙ ХАРТИИ ОАО «ФСК ЕЭС» присоединилось к Антикоррупционной хартии российского бизнеса (далее – Хартия) и включено в Сводный реестр участников Хартии. Торжественная церемония вручения Свидетельства о присоединении к Хартии состоялась 26 марта 2015 г. в рамках Международной научно-практической конференции «Партнерство государства и бизнеса в противодействии коррупции», организованной ТПП РФ, Управлением ООН по наркотикам и преступности, Международной антикоррупционной академией. Хартия предусматривает внедрение в практику корпоративного управления организации антикоррупционной программы и иных мер антикоррупционной и корпоративной политики, направленных на защиту интересов предпринимательства, ведение честного и открытого бизнеса. Присоединение к Хартии требует от компаний-участников общественного подтверждения выполнения ее принципов. Противодействие коррупции – одно из стратегических направлений развития ОАО «ФСК ЕЭС». В компании с 2012 года действует и постоянно совершенствуется антикоррупционная политика, базирующаяся на лучших российских и международных практиках в этой области. Это не только инструмент обеспечения прозрачности финансово-хозяйственной деятельности, но и эффективности. Результаты антикоррупционной деятельности находятся под постоянным контролем Правления и Совета директоров. Для ОАО «ФСК ЕЭС» присоединение к Антикоррупционной хартии российского бизнеса – важный шаг в развитии и реализации мер по профилактике и противодействию коррупции.

НОВЫЙ КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ПРИМЕНЕНИЙ Одна из главных разработок ООО «Прософт-Системы» 2014 г. — программируемый логический контроллер (ПЛК) REGUL R600, предназначенный для создания АСУ ТП сложных технологических объектов в жестких условиях эксплуатации. ПЛК REGUL R600 обеспечивает поддержку «горячего» резервирования, «горячую» замену всех модулей, а также подключение ВОЛС непосредственно к модулю центрального процессора. Прибор обладает встроенным модулем GPS/ГЛОНАСС и поддерживает различные протоколы обмена данными. Полностью металлический корпус обеспечивает качественную ЭМС-защиту и неприхотливость в реальных условиях эксплуатации. Технический директор департамента промышленной автоматизации Алексей Елов отмечает: «Разработанный нами ПЛК REGUL R600 служит ярким примером активного участия компании в реализации программы импортозамещения. Это уникальный отечественный продукт, который отвечает самым высоким требованиям, предъявляемым к оборудованию систем промышленной автоматизации. При этом по своим техническим характеристикам наш контроллер превосходит имеющиеся зарубежные аналоги».

Источник: пресс-релиз ОАО «ФСК ЕЭС»

Источник: пресс-релиз ООО «Прософт-Системы»

Источник: пресс-релиз

научно‑практическое издание

События

Калейдоскоп

ИСПЫТАНИЯ – ОСНОВА ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ В рамках VIII Чебоксарского экономического форума «Регионы: новые источники роста экономики», который 23-24 июня 2015 года пройдет в г. Чебоксары, состоится расширенное заседание секции «Безопасность систем защиты и управления энергетических объектов в промышленности, генерации электроэнергии и электросетевом комплексе» Экспертного совета технологической платформы «Комплексная безопасность промышленности и энергетики». Заседание пройдет 23 июня в формате Круглого стола по теме «Испытания – основа импортозамещения. Создание российской ассоциации испытательных центров». Для обсуждения были признаны важнейшими следующие темы: — Импортозамещение – одно из ключевых направлений энергобезопасности. — Российская ассоциация испытательных центров – основа импортозамещения. — Определение ключевых (базовых) объектов электроэнергетики. — Определение системных угроз для функционирования ключевых (ба-

02 /Июнь 2015

зовых) объектов электроэнергетики. — Направления снижения уровня угроз для функционирования ключевых (базовых) объектов электроэнергетики. Модераторы секции: Стеньшинский С.Б. – Первый заместитель Председателя Правления технологической платформы «Комплексная безопасность промышленности и энергетики» и Матисон В.А. – руководитель секции Экспертного совета, директор по инжинирингу Департамента развития инфраструктурных проектов ООО «КомплектЭнерго» Группы компаний ООО НПП «ЭКРА». В роли экспертов выступят: Софьин В.В. – директор Департамента технологического развития и инноваций ОАО «Россети»: Капустин Д.С. – начальник управления инноваций технической политики и повышения энергоэффективности Департамента технологического развития и инноваций ОАО «Россети»; Саевич О.Л. – председатель Правления НП «Управляющая компания «Инновационный территориальный электротехнический кластер Чувашской Республики»; Булычев А.В. – технический директор ООО НПП «Бреслер»;

Толмачев Д.А. – начальник Департамента технологического развития и инноваций ОАО «МРСК Волги»; Багаев Д.В. – заместитель начальника Департамента технологического развития и инноваций ОАО «МРСК Волги»; Медведев Н.Н. – начальник отдела внедрения новой техники и технологий Департамента технологического развития и инноваций ОАО «МРСК Волги». На заседании запланирован ряд докладов, в т.ч.: «Испытания – основа импортозамещения. Создание российской ассоциации испытательных центров», «Инновационная деятельность ОАО «МРСК Волги» в рамках стимулирования мероприятий по импортозамещению», «Использование численных полевых моделей генераторов при анализе воздействий несимметричных внешних и внутренних коротких замыканий обмоток и совершенствование систем защит и управления» и другие. Место проведения заседания: Национальная библиотека Чувашской Республики (г. Чебоксары, пр-кт Ленина, д. 15, ауд. 411).

ЦЕНТР ИНЖИНИРИНГА ДЕЙСТВУЕТ В ЧУВАШИИ В конце 2013 года в составе Некоммерческого партнерства «Управляющая компания «Инновационный территориальный электротехнический кластер Чувашской Республики» был создан Региональный центр инжиниринга (РЦИ). Основная цель деятельности РЦИ – содействие повышению технологической готовности предприятий малого и среднего бизнеса для производства и продажи высокотехнологичной продукции. По итогам 2014 года РЦИ оказано более 50 инжиниринговых и более 100 консультационных услуг малым и средним предприятиям. В мероприятиях, проводимых РЦИ, участвовало более 80 организаций.

•

ПРИ ПОДДЕРЖКЕ РЦИ НА ТЕРРИТОРИИ ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ РЕАЛИЗУЮТСЯ ПРОЕКТЫ: ООО «БИРС Арматура» – по созданию современного завода по производству трубопроводной арматуры с привлечением опыта и ресурсов иностранных партнеров. Стоимость проекта — около 100 млн рублей. ООО «Центр Плазменной Резки» – по созданию нового производства высокотехнологичной продукции (станков плазменной резки металла) и открытию первого в РФ и странах СНГ центра сервисного обслуживания и обучения компании Hypertherm – мирового лидера в проектировании и производстве систем плазменной резки, применяющихся в судостроении, машиностроении, ремонте автомобилей и др. Стоимость проекта – 35,5 млн рублей. АО «НПО «Каскад» – по расширению производства комплектных электротехнических изделий (соединители, микровыключатели, изоляторы, шинопроводы и т.д.) для различных отраслей промышленности в общепромышленном, атомном и морском исполнениях, включая не имеющие аналогов в РФ компоненты низковольтных комплектных устройств, при одновременном выходе на новые рынки сбыта (рынок изделий специального назначения) и строительстве нового производственного корпуса, в т.ч. инжиниринговый центр по разработке новых изделий. Стоимость проекта – 180 млн рублей. ООО «ЭЛКОН» – по реконструкции и организации производства кремнийорганических составов для наработки импортозамещающих инновационных термостойких красок и лаков разной колеровки для индустриальных нужд в целях удовлетворения спроса российских предприятий на индустриальные термостойкие краски и лаки для защиты металлоконструкций, эксплуатируемых в различных климатических поясах в широком диапазоне температур (от - 600° С до + 8000° С). Стоимость проекта – 35 млн рублей.

В 2015 ГОДУ РЦИ ПРОДОЛЖАЕТ СВОЮ РАБОТУ И ГОТОВ ОКАЗАТЬ КОМПАНИЯМ СЛЕДУЮЩИЕ УСЛУГИ: • Маркетинговые услуги / услуги по брендированию / позиционированию и продвижению новых товаров (работ, услуг). • Инвестиционный и проектный консалтинг в области организации строительства и реконструкции объектов, подготовка обоснования инвестиций и бизнес-планов. • Разработка программ модернизации. • Аудиты (технологический / энергетический / экологический / финансовый и другие виды аудита). Инжиниринговые услуги предоставляются всем компаниям, относящимся к категории субъекта малого и среднего предпринимательства (статья 4 Федерального закона от 24.07.2007 № 209-ФЗ «О развитии малого и среднего предпринимательства в Российской Федерации»). Для компаний, зарегистрированных на территории Чувашской Республики, оплата предоставляемых услуг производится за счет целевого финансирования: при этом 90% стоимости цены оказываемых услуг сторонними организациями оплачивает РЦИ и лишь 10% – обратившееся предприятие. Для того, чтобы воспользоваться услугами РЦИ за счет бюджетных субсидий, необходимо подать Заявку на оказание услуг с указанием вида услуги, которую хотела бы получить компания, и предоставить необходимые документы. Образец Заявки и перечень документов можно скачать с сайта Электротехнического кластера Чувашской Республики (http://electroclaster.ru) из раздела РЦИ или запросить у сотрудников РЦИ.

428003, РФ, Чувашская Республика. г. Чебоксары, пр-кт И. Яковлева, д.3а, офис 721а. Телефон: 8 (8352) 22-45-60; факс: 8 (8352) 22-45-46; e-mail: rci21@electroclaster.ru научно‑практическое издание

НАУКА

Релейная защита УДК 621.316.925.45

Автор: Климов П.Л. Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия.

Klimov P.L., Irkutsk National Research Technical University,

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УГЛА НАКЛОНА ВЕРХНЕЙ СТОРОНЫ ПОЛИГОНАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ RECOMMENDATIONS FOR DETERMINING THE ANGLE OF INCLINATION OF UPPER SIDE OF POLYGONAL CHARACTERISTICS OF DISTANCE PROTECTION

Irkutsk, Russia.

Аннотация: в работе приведены результаты исследования по определению угла наклона верхней стороны полигональной характеристики, используемого при построении полигональной характеристики дистанционной защиты. Предлагаются рекомендации определения угла наклона на стадии проектирования. Ключевые слова: дистанционная защита, полигональная характеристика, активное переходное сопротивление дуги, короткое замыкание. Annotation: this paper presents the results of studies to determine the angle of inclination of upper side of polygonal characteristics used to build the polygonal characteristics of distance protection. Recommendations are for determining the angle of inclination at the design stage.

Правильность функционирования дистанционной защиты (ДЗ) и её селективность во многом зависят от построения полигональной характеристики. В современных устройствах релейной защиты и автоматики (РЗА), построенных на микропроцессорных устройствах, полигональная характеристика имеет вид, представленный на рис. 1.

Угол наклона верхней стороны полигональной характеристики аналитически определяется по следующей формуле: (1) где R и X – активное и реактивное сопротивление от места установки защиты до точки КЗ без учета сопротивления дуги,

Keywords: distance protection, polygonal characteristic, active transition arc resistance, short circuit.

Климов Павел Леонидович Дата рождения:19.10.1990 г. Магистрант Иркутского национального исследовательского технического университета. В настоящее время работает инженером отдела релейной

Рис. 1. Полигональная характеристика срабатывания ненаправленной ДЗ устройств на микропроцессорной технике.

защиты и электроавтоматики

Zуст — сопротивление уставки, Rуст — активное сопротивление уставки, рассчитываемое в соответствии с [1], для

ООО «Инженерный Центр

каждой ступени ДЗ;

«Иркутскэнерго».

защищаемого элемента соответственно, α — угол наклона верхней стороны полигональной характеристики

02 /Июнь 2015

— угол максимальной чувствительности, R и X – активное и реактивное сопротивление

НАУКА

Релейная защита

а RД и XД – активное и реактивное сопротивление от места установки защиты до точки КЗ с учетом активного переходного сопротивления дуги в месте КЗ. Величина угла α определяется значением активного переходного сопротивления дуги в месте КЗ. Данную величину можно определить приближенно аналитическим путем по одной из следующих формул: 1. Если предположить, что напряжение на дуге не зависит от значения тока и равно приблизительно 2000-2500 В/м [2]. Тогда сопротивление дуги:

Рис. 2. Поясняющая схема для расчета угла отстройки от внешних КЗ

(2) где Lдуги – длина дуги, м; Iдуги – действующее значение тока в дуге, А. 2. При учете зависимости напряжения дуги от тока дуги используют уравнение «Warrington» [2]: (3) Рис. 3. Принципиальная схема:

где Lдуги – длина дуги, м; Iдуги – действующее значение тока в дуге, А. 3. Из-за действия ветра дуга расширяется. Тогда используется следующее выражение [3]: (4) где Lдуги – длина дуги, м; Iдуги – действующее значение тока в дуге, А; V – скорость ветра, м/с; tВ – время существования дуги, с; Rдуги – сопротивление дуги в начальный момент КЗ. 4. В [4] сопротивление дуги определяется по формуле: (5) где Lдуги – длина дуги, м; Iдуги – действующее значение тока в дуге, А. Для выбора угла наклона верхней стороны полигональной характеристики рассматривается такой реальный режим, когда соотношение ЭДС системы к ЭДС удаленной системы минимально , но при этом сохраняется максимальная передача мощности ( , рис. 2), а сопротивления систем и минимальны

a – сеть с односторонним питанием (защита устанавливается на ПС А1);

б – сеть с двусторонним питанием (защита устанавливается на ПС А2)

и ), т.е. максималь( ный режим работы энергосистемы. В реальных схемах, как правило, угол передачи (δ) находится в диапазоне от 0° до 30° - 35° (при этом δ =0° — когда отсутствует передача активной мощности). В странах, где мощность передается на большие расстояния (более 500 км), угол передачи может достигать 60° (δ =60° ). При выборе режима необходимо учитывать, что в качестве расчетного вида КЗ для междуфазного канала принимается междуфазное КЗ. Для определения угла α был проведен ряд вычислительных экспериментов с различной конфигурацией сетей. Принципиальные схемы сетей приведены на рис. 3. Экспериментальные расчеты проводились по вышеприведенным формулам для каждой ступени ДЗ. В соответствии с [1] первая ступень ДЗ должна охватывать 85% защищаемого элемента (в нашем случае — воздушная линия), вторая (ближнее резервирование) – 100% защищаемого элемента и 25% смежного элемента, третья (дальнее

научно‑практическое издание

резервирование) – 100% защищаемого элемента и 100% смежного элемента. Причем, при двухфазном КЗ сопротивление дуги входит в контур и в сопротивление каждой фазы (RП) входит Rдуги/2. Кроме того, для анализа угла наклона эксперименты проводились в три этапа: • на первом этапе проведены расчеты и произведены замеры сопротивления (под замером сопротивления понимается аналитическое вычисление комплексного сопротивления ветви от места установки защиты до точки КЗ) при δ =0° для схем как с односторонним питанием, так и с двусторонним; • на втором этапе проведены расчеты и произведены замеры сопротивления, в случае, когда отстает от , при δ =30° и δ =60° для схемы с двусторонним питанием; • на третьем этапе проведены расчеты и произведены замеры сопротивления, в случае, когда опережает , при δ =30° и δ =60° для схемы с двусторонним питанием. Конечные результаты аналитическо

НАУКА

Релейная защита Таблица 1. Расчет угла наклона

Ступень ДЗ (2)

Угол наклона (α), град при δ =30° Сопротивление дуги рассчитано по формуле (3) (5) (2) (3) для схемы на рис. 3, а для схемы на рис. 3, б 0 0 0,65 0,54 0 0 0,6 0,62 0 0 0,4 0 0 0 0,39 0,45 для схемы на рис. 3, б E& S отстает от E& R

первая вторая третья *третья

0 0 0 0

первая вторая третья *третья

17,38 21 30,06 38,13

при δ =30° 16,19 19,8 27,17 28,83

первая вторая третья *третья

13,97 17,04 24,72 23,86

при δ =30° 14,17 17,45 25,27 24,93

(5) 0,61 0,65 0 0,4

16,18 19,63 27,76 30,27 E& S опережает E& R

36,16 44,14 64 71,16

при δ =60° 32,41 39,7 56 61,14

32,75 40,08 57,4 65,9

14,12 17,43 25,19 24,69

26,86 34,9 47,6 43,5

при δ =60° 28,4 35,13 50,73 48,7

28,39 34,95 50,02 47,45

*третья – характеризует ступень, для которой сопротивление дуги пересчитано по формуле (4) для соответствующих начальных значений, полученных по формулам (2), (3) и (5) соответственно

го расчета угла наклона верхней стороны полигональной характеристики, с учетом вышесказанного, приведены в таблице 1. На основании полученных результатов могут быть сделаны следующие выводы и рекомендации: • при передаче по линии с двусторонним питанием только реактивной мощности (передача активной мощности отсутствует, т.е. δ=0°) и для тупиковых линий (рис. 3, а) можно принять α = 0 для всех ступеней ДЗ; • для предотвращения излишних срабатываний ДЗ при внешних КЗ под влиянием нагрузки на линии с двусторонним питанием (рис. 3, б), когда ЭДС конца, на котором установлена защита ( ), опережает ЭДС противоположного конца ( ): 1) рекомендуемое значение α = 15° - 20° для первой ступени ДЗ; 2) рекомендуемое значение α = 20° - 25° для второй ступени ДЗ; 3) т.к. третья ступень ДЗ обычно имеет большое сопротивление срабаты20

02 /Июнь 2015

вания, защищает все смежные элементы для обеспечения дальнего резервирования защит и имеет выдержку времени несколько секунд, в изменении вида полигональной характеристики нет необходимости, т.е. можно принять α = 0; • для линии с двусторонним питанием (рис. 3, б), когда ЭДС конца, на котором установлена защита ( ), отстает от ЭДС противоположного конца ( ), замер сопротивления при наличии переходного сопротивления в месте повреждения больше уставки ДЗ во всех случаях и изменение полигональной характеристики нецелесообразно, т.е. необходимо принять α=0 для всех ступеней ДЗ; • в случае наличия реверса мощности (передачи мощности в определенный промежуток времени (месяц, квартал) в одном направлении, а затем в обратном) по линии электропередачи рекомендуется использование двух групп уставок (если такая функция в устройствах ДЗ присутствует).

Литература 1. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 7. Дистанционная защита линий 35-330 кВ. – М.: Энергия. – 1966. – 172 с. с черт. 2. Walter, M.: Der Selektivschutznach dem Widerstandsprinzip; Verlag Von Oldenbourg, Munchen Berlin, 1933 (in German) (Title: Protection according to the impedance principle). 3. Warrington, A.R. van C.: Protective Relays, Their Theory and Practice; Volume 1, Chaptman and Hall, London, 1962. 4. Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем: Учебное пособие для ВУЗов. Репр. воспр. изд. 1984 г. – M.: Издательство МЭИ. – 2004. – 520 с. 5. Микропроцессорная защита линии 110-220 кВ типа «Бреслер ШЛ 2606». Рекомендации по расчету уставок. АИПБ.656467.002-06.101 РРУv14.1, 2014.

НАУКА

Релейная защита УДК 621.316.925

Авторы: к.т.н. Мамаев В.А., Кононова Н.Н., Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Кавказский федеральный университет», Институт электроэнергетики, электроники и нанотехнологий, г. Ставрополь, Россия. Ph.D. Mamaev V.A., Kononova N.N., Federal State Autonomous Educational Institution for Higher Professional Education "NorthCaucasus Federal University", Institute of Electric Power Engineering, Electronics and Nano-technologies,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА НА ОСНОВЕ СКАЛЯРНОГО ПРОИЗВЕДЕНИЯ СООТВЕТСТВУЮЩИХ ВЕКТОРОВ ESTIMATION OF PARAMETERS OF HARMONIC SIGNAL BASED ON DOT PRODUCT OF CORRESPONDING VECTORS Аннотация: в статье изложены теоретические положения определения амплитуды и начальной фазы колебания гармоники, входящей в структуру несинусоидальной периодической функции времени. В основу способа положено вычисление скалярного произведения вектора гармоники и вектора, отображающего вводимую в вычислительный процесс вспомогательную синусоидальную функцию времени, аргумент которой включает изменяемый фазовый угол начала ее колебания. Максимум скалярного произведения и соответствующий ему изменяемый фазовый угол считаются параметрами гармоники. Описанный в статье метод поиска параметров гармоники заметно упрощает решение задачи в сравнении с ее решением на основе широко используемого метода, в основе которого применяют формулы Эйлера-Фурье.

Stavropol, Russia.

Ключевые слова: несинусоидальная периодическая функция, параметры гармоник, скалярное произведение одночастотных функций. Annotation: under discussion theoretical thesis amplitude and phase estimation of harmonic of nonsinusoidal periodic timefunction. Method based on dot product of harmonic vector and one, which represents auxiliary sinusoidal time-function with variable phase angle. Maximum of dot product and corresponding phase angle are accepted as harmonics parameters. Described method simplifies solving the problem of estimation of harmonic parameters then method based on Euler-Fourier’s formula. Keywords: Nonsinusoidal periodic function, harmonics parameters, dot product of single-frequency functions.

Оценку состояния электрической системы переменного тока и ее элементов в нормальном и аварийном режимах функционирования осуществляют на основе информации о действующем (амплитудном) значении синусоидальных напряжения u(t) и тока i(t) базовой частоты fσ, при этом в отдельных случаях для принятия решения в возникшей ситуации привлекают информацию о начальном фазовом сдвиге мгновенных значений соответствующих электрических величин. При периодическом несинусоидальном изменении конкретной функции a(t), например напряжения uHC(t) или тока iHC(t), задача усложняется, так как из гармонического спектра функции a(t) следует определить параметры гармоники с базовой частотой fσ, например промышленной (k=1). Решение подобных задач, как правило, основано на применении к обрабатываемой функции a(t) с периодом повторения Т известных формул Эйлера-Фурье. Этот метод предполагает выполнение заметных по объему вычислений, при этом для определения начальной фазы колебания k-ой гармоники в вычислительный процесс вовлекаются математические выражения, которые по своей сути являются нелинейными, научно‑практическое издание

и для их реализации используют степенные ряды соответствующей структуры [1, 2]. Покажем, что в сравнении с методами, основанными на применении формул Эйлера-Фурье, можно использовать относительно простой математический аппарат, обеспечивающий определение параметров k-ой гармоники, входящей в структуру периодической несинусоидальной функции a(t). Предположим, что из структуры периодической негармонической функции a(t) с периодом повторения T=1/fσ необходимо выделить информацию о величинах амплитуды Am(k) и начальной фазы колебания ψ(k) k-ой гармоники a(k)(t): (1) В выражении (1) произведение kωσ=2kπfσ – круговая частота k-ой гармоники a(k)(t). В отличие от используемого в [3] подхода к определению параметров k-ой гармоники [4], входящей в структуру периодической несинусоидальной функции a(t), в данной статье доказательство выполняется на основе использования понятия о скалярном произведении двух векторов, отображающих 21

НАУКА

Релейная защита aвсп k 

A m k 

t 0

2,5 2

Am k 

1,5 1

 k 

0,5 0

i

-0,5

  0

-1 -1,5

i 30

120 150 180 210 240 270 300 330 360

 k 

-2

а)

-2,5

б)

-3 -3,5 Рис. 1. К вопросу определения параметров гармонического сигнала

соответствующие одночастотные гармоники. Гармонической функциональной зависимости (1) в полярной системе координат соответствует вращающийся вектор A m(k): (2) с начальным положением (для момента времени t = 0), определяемым углом ψ(k) (рис. 1, а). К выражению (1) применим действия, отчасти напоминающие принцип фазовой модуляции. Для этого в анализ введем дополнительную одночастотную с гармоникой (1) синусоидальную функцию (3) с единичной амплитудой, у которой аргумент зависит как от времени t, так и от дополнительно вводимого в вычислительный процесс изменяемого (скользящего) начального фазового угла колебания : (3) Выражению 22

02 /Июнь 2015

(3)

полярной

системе координат соответствует вращающийся единичный вектор 1:

двух одночастотных сигналов (1) и (3). Это взаимодействие будет максимальным и равным:

(4) (6) Изменение значения угла приводит к повороту единичного вектора (4), в то время как начальное положение вектора (2) остается фиксированным. В рассматриваемой ситуации взаимное положение векторов A m(k) и 1 ределяется только разностью углов ψ(k) и . В эвклидовом векторном пространстве V=[V,+,∙,φ] функция двум векторам A m(k) и 1 ставит в соответствие некоторое действительное число, называемое скалярным произведением в V. Перемножим векторы A m(k) и 1 по правилу скалярного произведения. В результате получим некоторую вспомогательную функцию : (5) Отметим, что с энергетической точки зрения функциональная зависимость (5) отражает взаимодействие

при условии, если значение тригонометрической функции косинуса в выражении (5) будет равно единице, что возможно когда: (7) В выражении (7) n = 0; 1. Конкретное значение n связано с последовательностью наступления экстремумов функции (5) в диапазоне изменения вводимого в вычислительный процесс фазового угла от 0 до 2π, причем значению n = 0 соответствует положительное значения амплитуды функции (5), а n = 1 – отрицательное значения амплитуды этой функции. Для k-гармоники косинусоидальную зависимость (5) можно получить, если над произведением функции a(t) и дополнительно вводимой

НАУКА

Релейная защита в вычислительный процесс функции (3) выполнить операцию определенного интегрирования по времени на интервале периода T функции а(t), согласно выражению:

Мамаев

(8)

Виктор Александрович Дата рождения: 04.03.1940 г. В 1962 г. окончил факультет электрификации сельского хозяйства Московской ордена Ленина сельскохозяйственной Академии им. К. А. Тимирязева. В 1971 г. в Московском институте инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П. Горячкина защитил диссертацию по теме «Исследование способов и разработка устройств для защиты

Из выражения (8) следует, что численные значения параметров Am(k) и для k-ой гармоники (2) соответствуют координатам максимума функции (8) (рис. 1, б). Следует отметить, что с точки зрения выполнения соответствующего программного продукта поиск параметров k-ой гармоники можно оптимизировать, если несколько изменить структуру дополнительно вводимой в вычислительный процесс функции (3). В этом случае следует воспользоваться дополнительной функцией со структурой:

и определения расстояния

(9)

до мест коротких замыканий

гармоники будет определяться по выражению:

Приведенные в статье теоретические положения могут быть использованы для создания программного продукта, предназначенного для определения амплитуды и начального фазового угла колебания любой из гармоник, входящих в структуру периодической несинусоидальной функции, отображающей некий физический процесс, в том числе могут быть использованы для определения параметров напряжения или тока в системе электроснабжения промышленной частоты. Отличительной особенностью описанного способа является то, что в процессе решения задачи не используются, например, такие нелинейные математические операции, как возведение в степень, извлечение квадратного корня, поиск значения обратной тригонометрической функции и др. Отметим, что без применения указанных математических операций невозможно решить задачу по определению параметров гармоники методами, использующими преобразования Эйлера-Фурье.

в сельских распределительных сетях 6-35 кВ». Доцент кафедры «Автоматизированные электроэнергетические системы и электроснабжения» Института электроэнергетики,

где

. В этом случае решение определенного интеграла по времени от произведения функций a(t) и (9) будет следующим:

электроники и нанотехнологий

(10)

Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ).

когда максимум Am(k) этой функции будет иметь место при таком угле , когда график функции (10) пересекает ось абсцисс. В рассматриваемом случае истинное значение начальной фазы колебания ψ(k) k-ой

Литература 1. Гармоники в электрических системах: пер. с англ./Дж. Арриллага, Д. Брэдли, П. Боджер. – М.: Энергоатомиздат. – 1990. – 320 с. 2. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. – М.: Наука. – 1986. – 544 с. 3. Мамаев В.А. Определение параметров гармоники несинусоидального сигнала на основе модифицированного синус-преобразования // Мамаев В.А., Кононова Н.Н. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2014. – №3. – С. 105 – 109. 4. Пат. 2442180 Российская Федерация, МПК G01R 29/00 (2006.01). Способ определения параметров гармоники несинусоидального электрического сигнала // Мамаев В.А., Кононова Н.Н.: заявитель и патентообладатель Северо-Кавказский государственный технический университет. №2010141201/28; заявл. 07.10.2010; опубл. 10.02.2012. Бюл. № 4.

Кононова Надежда Николаевна Дата рождения: 30.08.1978 г. В 2000 г. окончила факультет энергетики и электроники Северо-Кавказского государственного технического университета. Старший преподаватель кафедры «Автоматизированные электроэнергетические системы и электроснабжения» Института электроэнергетики, электроники и нанотехнологий СКФУ.

Лаборатория аналоговой и цифровой релейной защиты и автоматики СКФУ

научно‑практическое издание

НАУКА

Релейная защита УДК 621.316.925

Авторы: к.т.н. Рыбалкин А.Д., Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия,

к.т.н. Шурупов А.А., ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия. Ph.D. Rybalkin A.D.,

РАСШИРЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОГРАММЫ ВЫБОРА СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЯ В ТОКОВЫХ ЦЕПЯХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ EXPANSION OF FUNCTIONALITY OF THE PROGRAM OF A CHOICE OF SECTION OF A CABLE IN CURRENT CHAINS OF RELAY PROTECTION

Platov South-Russian State Politechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia. Ph.D. Shurupov A.A., EKRA Ltd., Cheboksary, Russia.

Аннотация: широко распространённый метод выбора нагрузки на трансформаторы тока по кривым предельных кратностей в современной практике не всегда применим, так как порой просто отсутствуют эти кривые, которые должен предоставлять завод-изготовитель. Поэтому целесообразно разработать такую программу выбора сечения кабеля в токовых цепях релейной защиты, которая позволила бы применять и другие известные методы расчёта.

Ключевые слова: трансформатор тока, выбор нагрузки, погрешность, ток короткого замыкания, микропроцессорные устройства релейной защиты. Annotation: choice of load of current transformers for modern microprocessor based relay protection devices has some peculiarities. In particular the algorithm choice of load must additionally contain the check that duration of exact transformation of current transformer fits to operating time of a relay protection devices. Keywords: current transformer, choice of load, error, short circuit current, microprocessor based relay protection devices.

02 /Июнь 2015

В соответствии с требованиями ГОСТ 7746-2001, производители трансформаторов тока (ТТ) обязаны гарантировать работу ТТ с погрешностью не больше заданной при протекании по первичной обмотке ТТ вынужденной составляющей тока короткого замыкания (ТКЗ) с кратностью не больше заданной. При этом все три типа погрешностей, а именно токовая, угловая и полная вычисляются за время, равное периоду промышленной чистоты, то есть вычисляются интегральные значения этих величин. Можно показать, что в зависимости от характера нагрузки и относительного содержания свободных составляющих в ТКЗ форма вторичного тока при одной и той же величине токовой погрешности будет существенно отличаться [1]. Традиционная практика выбора нагрузки на ТТ сводилась к определению допустимой нагрузки по кривым предельных кратностей [5, 6]. В настоящее время такой подход не всегда может быть реализован. Во-первых, при проектировании отсутствуют кривые для многих типов ТТ, особенно иностранного производства. Во-вторых, появились предложения применять ТТ с допустимой погрешностью 5%. В этом случае целесообразно для выбора нагрузки применить метод базисных параметров [7]. Проектирование релейной защиты и противоаварийной автоматики электрических

станций и подстанций представляет достаточно трудоемкий процесс, включающий два вида работ: • рутинные работы, которые занимают до 70-80 % времени; • творческие работы, которые составляют соответственно 30-20 % времени. Представляется целесообразным рутинную работу алгоритмизировать, разработать для нее программы или процедуры и благодаря внедрению этих программ повысить производительность труда проектировщиков и в целом снизить стоимость проекта [8]. Такие подходы уже известны и были предприняты. Работы по созданию программы выбора сечения проводов в токовых цепях релейной защиты были начаты в Южно-Российском государственном политехническом университете (Новочеркасском политехническом институте) еще в 70-80 годы 20 века [9]. Программы были разработаны для ЭВМ типа «Минск-32» и «ЕС ЭВМ». Они были внедрены в практику проектирования в Ростовском отделении института «Теплоэлектропроект», Ростовском и Горьковском отделениях института «Энергосетьпроект». Параллельно такие работы велись и в Павлодарском политехническом институте [10, 11]. Известно два подхода при создании программ: 1. Создаётся программа, которая

НАУКА

Релейная защита

потом распространяется в качестве загрузочного модуля и, в случае необходимости внести в неё изменение, всем пользователям рассылаются файлы, которые пользователи потом самостоятельно вставляют в готовые программы. Такой подход создаёт ряд неудобств, заключающихся в необходимости рассылки и отслеживания ситуации, с тем, чтобы установить, внедрены ли эти изменения или нет, что приводит, в конечном счёте, к тому, что у различных пользователей имеются различные версии программы. 2. Современное состояние информационных технологий позволяет предложить другой путь, который избавляет от необходимости рассылать файлы и следить за состоянием программы у пользователей и так далее. С учётом современных тенденций в программной реализации автоматизированных систем проектирования и расчётов можно утверждать, что одним из перспективных направлений при создании таких систем (своеобразным «трендом») является использование технологии «облачных вычислений», основанной на использовании «облачной платформы». Под «облачной платформой» понимается такая архитектура и организация вычислительных процессов, при которой все вычислительные ресурсы и средства управления ими концентрируются в одном месте – мощном вычислительном комплексе компании (центре обработки данных). Доступ к ресурсам осуществляется удалённо через интернет/интернет, что позволяет построить распределенную среду для проектирования, высокопроизводительных научно-технических вычислений и обработки данных. При этом все прикладные программы, расположенные на «облачной платформе», имеют собственный веб-интерфейс, и пользователи взаимодействуют с ними непосредственно из интернет-браузера. Построенные таким образом программы получили название «Программы как сервис» («Software as Service», или SaaS). Внедрение «облачной платформы» на предприятии позволяет: снизить затраты и сократить сроки вне-

Рис. 1. Выбор схемы соединения ТТ (выбрана схема №1 «звезда»)

Рис. 2. Интерфейс программы на втором шаге

дрения систем проектирования и научно-технических расчетов, а также перейти от автоматизации отдельных шагов процессов в виде вызовов различных приложений или расчетных программ к созданию единого информационного пространства для проектных и исследовательских работ. Основное преимущество технологии «облачных вычислений» для пользователей заключается в том, что к облачному сервису можно подключиться в любом месте и с любого устройства, имеющего выход в интернет. Кроме того, пользователю не нужно приобретать, скачивать и устанавливать прикладные программы на своем компьютере, отслеживать и постоянно обновлять версии программного обеспечения.

научно‑практическое издание

В связи с тем, что в настоящее время применяются обе технологии, авторами выполнена реализация программы выбора сечения проводов в токовых цепях релейной защиты как в формате отдельной программы, так и в формате «программа как сервис». Программа выполняет выбор сечения проводов в токовых цепях релейной защиты тремя методами: • расчёт по кривым предельной кратности; • метод базисных параметров; • по вольт-амперной характеристике. Подготовка исходных данных для расчёта выполняется по шагам (всего шагов 6). На шаге 1 выполняется выбор схемы соединения трансформаторов тока (рис. 1). 25

НАУКА

Релейная защита

Рыбалкин Алексей Дмитриевич Дата рождения: 26.10.1951 г. В 1974 г. окончил энергетический факультет НПИ. В 1982 г. защитил кандидатскую диссер-

Рис. 3. Выбор типа защиты, подключённой к ТТ

Рис. 4. Таблица с результатами расчёта

тацию на тему «Исследование электромагнитных переходных процессов в токовых цепях РЗ основных электрических сетей объединённых энергосистем». Доцент кафедры «Электрические станции и ЭЭС» ЮРГПУ.

Шурупов Алексей Александрович В 1973 г. окончил НПИ, кандидат технических наук (НПИ, 1981 г.), старший научный сотрудник. Заведующий отделом защит подстанционного оборудования ООО НПП «ЭКРА».

02 /Июнь 2015

Выбор метода выполняет проектировщик на шаге №2 (рис. 2). Далее последовательно заполняются данные для расчёта (токи короткого замыкания, допустимая погрешность работы ТТ и так далее). На последнем шестом шаге выбирается защита из выпадающего списка. Для установки и запуска программного обеспечения предъявляются следующие минимальные требования: 1. Программное обеспечение: - ОС Windows 7 и выше; - установщик Microsoft Windows версии 4.5 и выше; - NET Framework 3.5 SP1 и выше. 2. Аппаратное обеспечение: - компьютер с процессором Intel или совместимым, с тактовой частотой 1 ГГц и выше (рекомендуется 2 ГГц и выше); - не менее 512 МБ ОЗУ (рекомендуется 1 ГБ и более); - 200 МБ свободного места на жестком диске. Авторами выполнена реализация программы выбора сечения проводов в токовых цепях релейной защиты в формате «программа как сервис». Данная программа размещена в сети интернет и доступна пользователям через любой интернет-браузер. Скачать программу бесплатно можно по ссылке http://www.ekra-adr.ru/. Там же размещены инструкции по установке программы и по применению. В настоящее время продолжается работа по созданию и других программ для проектных и научно-технических расчетов в области релейной защиты и противоаварийной автоматики электрических станций и подстанций, которые в совокупности и составят единое информационное пространство для проектных и исследовательских работ.

Литература 1. Богдан А.В. Переходный ток идеализированного трансформатора тока // Известия вузов. Электромеханика. – 1972. – №5. – С. 497–502. 2. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на фортране. - М.: Мир. – 1977. 3. Подгорный Э.В., Рыбалкин А.Д., Фоменко Г.П. Анализ дискретных алгоритмов токовых измерительных органов // Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Технические науки. – 1983. – №2. 4. Добродеев К.М., Добродеев М.К., Рыбин Д.В. Расчёт защитных трансформаторов тока и их вторичных цепей (взгляд проектировщика) // Релейная защита и автоматизация. – 2012. – №02(07). – С. 14–25. 5. Королев Е.П., Либерзон Э.М. Расчёты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. – М.: Энергия. – 1980. – 207 с. 6. Указания по расчёту сечений жил контрольных кабелей в токовых цепях релейной защиты (вторая редакция). 5916-ТМ. Москва, – 1973. 7. Дроздов А.Д. Расчёт режимов трансформаторов тока в релейной защите по номинальным и базисным параметрам // Электричество. – 1968. – №6 – С. 72–75. 8. Рыбалкин А.Д. О системе автоматизированного проектирования релейной защиты // Известия СКНЦ ВШ. Серия Технические науки. – 1979. – №3. – С. 30–32. 9. Подгорный Э.В., Рыбалкин А.Д., Негримовский П.Я., Зубкова Н.В. Автоматизация расчёта сечений жил контрольных кабелей в токовых цепях релейной защиты // Известия вузов СССР. Электромеханика. – №12. –1981. – С. 208–211. 10. Богдан А.В. Программный комплекс для расчёта погрешностей трансформаторов тока // Известия вузов. Электромеханика. - 1992. - №6. - С. 100–106. 11. Богдан А.В. Расчёт сечения контрольных кабелей трансформаторов тока, включённых на сумму токов. // Сб. Казахского политехнического института. Рабочие процессы и совершенствование теплотехнических устройств и электрических систем. Вып. №8, 1977 – Алма-Ата. – С. 38–41. 12. Кужеков С.Л., Золоев Б.П. Универсальные характеристики трансформаторов тока с прямоугольной характеристикой намагничивания при активно-индуктивной нагрузке в переходном режиме // Известия вузов. Электромеханика. – 1974. – №8.

ПРАКТИКА

Испытания

научно‑практическое издание

НАУКА

Релейная защита УДК 621.316.925

Авторы: к.т.н. Малый А.П., к.т.н. Шурупов А.А., к.т.н. Дони Н.А., Кошельков И.А., ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия. Malyi A.P., Shurupov A.A., Doni N.A., Koshelkov I.A. EKRA Ltd., Cheboksary, Russia.

Расчёт уставки реле тока УРОВ. Верификация уточнённой формулы для учёта тока холостого хода длинной линии Calculation of setting for breaker failure protection current relay. Verification of the corrected formula which considers the open-circuit current of a long line Аннотация: предложена уточнённая формула расчёта тока длинной линии в режиме холостого хода с учётом реактивных параметров линии. Результаты расчётов по предложенной формуле проверены на симуляторе энергосистемы RTDS. Формула используется при расчёте уставки реле тока устройства резервирования при отказе выключателя.

Ключевые слова: устройство резервирования при отказе выключателя, расчёт уставки, ток холостого хода длинной линии. Annotation: the suggested formula for calculating open-circuit current of a long line taking into consideration reactive parameters of the line. The results of calculations with the suggested formula have been tested using RTDS simulating system. The formula can be applied to calculate the setting for breaker failure protection current relay. Keywords: breaker failure protection, calculation of setting,

Устройство резервирования при отказе выключателей (УРОВ) входит в состав автоматики выключателя и предназначено для быстрой и без излишних отключений ликвидации КЗ на присоединении в случае отказа выключателя при срабатывании защиты присоединения [1]. В цепях переменного тока каждого выключателя присоединения предусматриваются три специальных фазных реле тока (РТ) УРОВ, включённых по логической схеме ИЛИ, назначение которых – определить отказавший выключатель или вернуть пуск схемы УРОВ при отсутствии отказа выключателя [2, 3]. Уставка срабатывания реле тока УРОВ выбирается по возможности минимальной, так,

чтобы обеспечить требуемый коэффициент чувствительности при КЗ в конце зоны резервирования. Однако при этом ток срабатывания РТ должен быть отстроен от максимального тока длинной линии в режиме холостого хода (ХХ), например, после срабатывания защиты, отключения выключателя противоположного конца линии, отказа контролируемого выключателя и самопогасания дуги (рис. 1). Схема на рис. 1 применима для анализа отказа выключателя в указанном режиме линий и с трёхфазными, и с пофазными выключателями. В современной практике расчёта уставок ток линии в режиме ХХ принято считать чисто ёмкостным и рекомендуется рассчитывать

open-circuit current of a long line.

Рис. 1. Схема длинной линии в режиме ХХ при отказе выключателя

02 /Июнь 2015

НАУКА

Релейная защита

с учётом только ёмкостной проводимости линии [4]. В расчётном симметричном режиме холостого хода ёмкостная проводимость YХХ линии равна: YХХ = b1* l Л , где b1 – удельная ёмкостная проводимость прямой последовательности линии; l Л – длина линии. В данном режиме (рис. 1) используется ёмкостная проводимость именно прямой последовательности линии, так как при холостом ходе односторонне трёхфазно включённой линии составляющие токов обратной и нулевой последовательности в токе линии отсутствуют. (В расчёте чувствительности РТ к току одной неотключённой фазы при КЗ на землю должна использоваться эквивалентная ёмкостная проводимость с учётом также ёмкостной проводимости нулевой последовательности.) Ёмкостный ток I ХХ фазы холостой линии соответственно равен: I ХХ = UФ* YХХ = UФ* b1* l Л, (1) где UФ – первичное напряжение фазы линии. Формула (1) соответствует представлению длинной линии в виде только эквивалентной ёмкости, без учёта продольных активного r и индуктивного x сопротивлений и поперечной активной проводимости g линии. Это расчётное значение тока может отличаться от действительных токов линии, измеряемых защитой, особенно при достаточно большой длине линии. Возможно уточнение расчётной формулы (1) на основе уравнений однородной линии с распределёнными параметрами при учёте дополнительно индуктивного сопротивления x линии и неучёте активного сопротивления r и активной проводимости g (длинной линии без потерь). Расчётная схема длинной линии в режиме ХХ приведена на рис. 2, где длинная линия характеризуется длиной линии l, распределёнными параметра-

ми r, x, b, g и волновыми параметрами Z и γ. Общие уравнения для напряжения и тока длинной линии на расстоянии x от конца линии в зависимости от волновых параметров:

Эта формула может быть упрощена, если линию эквивалентировать линией без потерь, но с учётом продольного индуктивного сопротивления. Для линии без потерь коэффициент затухания α равен нулю, и коэффициент распространения γ равен:

где – комплексные напряжение и ток в конце линии; – коэффициент распространения ( – коэффициент затухания, – коэффициент фазы); Z – волновое сопротивление. Для напряжения и тока в начале линии длиной l эти уравнения примут вид:

откуда из (2), используя формулу Эйлера для , получим:

откуда при = 0 для холостого хода линии напряжение в начале линии равно: и ток холостого хода в начале линии равен:

(2)

Формула (2) универсальна (учитывает все параметры длинной однородной линии), но неудобна для расчётов из-за использования в ней гиперболической функции комплексного переменного. Даже при наличии у расчётчика программы расчёта математических функций трудно выявить ошибку при вводе данных.

(3)

Формула (3) достаточно проста, но так как при её выводе учтено удельное индуктивное сопротивление линии, она более точна, чем формула (1). Верификацию формулы (3) проведём сравнением результатов расчёта тока по формулам (3) и (1) с результатами расчёта тока холостого хода длинной линии на модели энергосистемы с помощью цифрового симулятора RTDS [5]. В программе последней заложена модель однородной линии, заданной удельными продольными сопротивлениями r', x'L и удельным поперечным сопротивлением x'C . Программа RTDS пренебрегает, однако, удельной активной проводимостью ɡ' линии, что приемлемо для воздушной линии. Удельные параметры линии, принятые при расчёте,

Рис. 2. Расчётная схема длинной линии в режиме ХХ

научно‑практическое издание

НАУКА

Релейная защита Табл. 1. Зависимость тока холостого хода IХХ длинной линии в кА от её длины l в км

Малый Альберт Петрович В 1958 г. окончил МЭИ, кандидат технических наук (НПИ, 1988 г.), старший научный сотрудник. Ведущий инженер ООО НПП «ЭКРА».

4 3,5 3

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 сверхвысоко-

2,5 2 1,5 1 0,5 0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,2

l, 1000 км

го 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.

02 /Июнь 2015

Рис. 3. Зависимость тока холостого хода длинной линии от её длины: 1 – формула (1); 2 – формула (3); 3 – RTDS

приведены в Приложении. При моделировании линии в RTDS напряжение в начале линии принято номинальным, как и при расчёте по формулам (1) и (3). Это моделирует действие регуляторов напряжения в сети и соответствует внутреннему сопротивлению источника питания, равному нулю. Переменным параметром является длина линии.

Результаты расчёта и сравнения их с результатами моделирования приведены в таблице 1 и на рис. 3. Как видно из табл. 1 и рис. 2, формула (1) даёт приемлемое приближение только для длины линии до 400 км, в то время как результаты расчёта по формуле (3) совпадают с результатами

НАУКА

Релейная защита моделирования во всём диапазоне длин линии при расчётах до 1000 км.

Литература 1. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 6. Устройства резервирования при отказе выключателей 35-500 кВ. – М. – Л.: Энергия. –

Шурупов Алексей Александрович В 1973 г. окончил НПИ, кандидат технических наук (НПИ, 1981 г.), старший научный сотрудник. Зав. отделом защит подстанционного оборудования ООО НПП «ЭКРА».

Заключение Сравнение расчётов тока холостого хода длинной линии по формуле (1), в которой линия представлена только распределённой ёмкостью, и по формуле (3) для линии без потерь с результатами моделирования линии на программно-аппаратном комплексе RTDS, модель линии в котором дополнительно учитывает продольное активное сопротивление линии, показывает большую точность формулы (3), которая может быть рекомендована для использования при расчёте уставки реле тока УРОВ.

1966. – 48 с. 2. Рубинчик В.А. Резервирование отключения коротких замыканий в электрических сетях. – М.: Энергоатомиздат. – 1985. – 120 с. 3. Малый А.П., Шурупов А.А., Дони Н.А., Кочкин Н.А., Карсаков В.Г. Выбор параметров локального микропроцессорного УРОВ // Релейная защита и автоматизация. – 2014. – №1. – С. 68-72. 4. Разработка рекомендаций по расчёту и выбору параметров срабатывания защиты на микропроцессорной базе ВЛ 500-750 кВ. – М.: Энергосетьпроект, 11511тм-Т1. – 1983. 5. Real Time Digital Simulator for the Power Industry // RTDS Technologies Inc., Winnipeg, Manitoba, Canada, 2012. [Цифровое моделирование в режиме реального времени для энергетики; материалы фирмы производителя программно-аппаратного комплекса RTDS].

Приложение Параметры элементов расчётной схемы и модели линии в RTDS: • Номинальное линейное напряжение системы – 525 кВ; • Сопротивление источника ЭДС (Е, рис. 2) – 0 Ом.

Табл. П1. Удельные параметры линии (фазные)

Кошельков Иван Александрович Руководитель группы моделирования отдела разработки подстанционного оборудования. Окончил кафедру электрических и электронных аппаратов электротехнического факультета ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» в 2010 году. При-

Удельное активное сопротивление прямой последовательности r’1, Ом/км

0,018547

Удельное индуктивное сопротивление прямой последовательности x’L1=jωL’1, Ом/км

0,37661

Удельное ёмкостное сопротивление прямой последовательности x’C1=jωC’1, МОм*км

0,2279

Удельное активное сопротивление нулевой последовательности r’0, Ом/км

0,3618376

Удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности x’L0, Ом/км

1,227747

Удельное ёмкостное сопротивление нулевой последовательности x’C0, МОм*км

0,34514

своена степень магистра техники и технологии по направлению «Электротехника, электромеханика

Волновые параметры прямой последовательности линии на основе данных табл. П1, использованные в формуле (3):

и электротехнологии».

научно‑практическое издание

НАУКА

Автоматика УДК 621.314.19

Авторы: к.т.н. Ширковец А.И., ООО «Болид», г. Новосибирск, Россия,

Валов В.Н., ФБГОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет», г. Новосибирск, Россия,

к.т.н. Петров М.И., ФБГОУ ВПО «Чувашский государственный университет

Задачи автоматического управления режимом компенсации тока замыкания на землю Tasks for Automatic Control of Ground Fault Current Compensation

им. И.Н. Ульянова» ОООВП«Процион», г.Чебоксары,Россия. PhD Shirkovets A.I., BOLID LLC, Novosibirsk, Russia, Valov V.N., Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russia, PhD Petrov M.I., Chuvash State University PROCION LLC, Cheboksary,

Аннотация: в настоящей статье представлены и проанализированы задачи, возникающие при разработке и эксплуатации современных систем автоматического управления режимом компенсации емкостного тока. Показано, что управляющий сигнал для регулирования индуктивного тока дугогасящего реактора, независимо от производителя и типа автоматики, формируется по результатам измерения амплитудных и фазовых характеристик напряжения на нейтрали или первичных параметров контура нулевой последовательности. Отмечено, что для повышения точности настройки компенсации до 1% требуется учет параметров, связанных с конструктивными особенностями реакторов и методикой измерения для конкретного принципа управления. Предложены технические требования к автоматике управления, которые призваны обеспечить ее работоспособность в сетях разной конфигурации, конструкции и с различным характером нагрузки.

Russia.

Ключевые слова: автоматика управления, компенсация емкостного тока, замыкание на землю, контур нулевой последовательности, смещение нейтрали, добротность, инжекция тока. Annotation: tasks are presented and analyzed in the paper, which occur during development and operation of modern automatic control systems for capacitive current compensation. It is shown that a driving signal for Petersen coil inductive current control is obtained based on measurement of amplitude and phase characteristics of a neutral voltage or on measurement of zero-sequence circuit primary parameters, regardless of a manufacturer or a type of a control system. It is pointed out that parameters should be taken into account, which concern design features of a coil and measurement method for each control principle, to bring up compensation accuracy to 1%. Technical requirements are proposed to control systems, which are to provide operability of these systems for networks of different design, configuration and load type.

Keywords:аutomaticcontrol,capacitivecurrentcompensation,ground fault,zero-sequencecircuit,neutral displacement,Q-factor,currentnjection.

02 /Июнь 2015

Введение Для снижения негативных последствий от протекания тока замыкания на землю и обеспечения электробезопасности в электрических сетях, допускающих длительное существование режима однофазного замыкания на землю (ОЗЗ), согласно [1, п. 1.2.16; 2, п. 5.11.8] выполняется компенсация емкостного тока (КЕТ). Правильное ведение режима КЕТ сопряжено с необходимостью периодической подстройки дугогасящего реактора (ДГР) с помощью автоматики управления в режим, близкий к резонансу, что соответствует относительно точному равенству индуктивной и емкостной эквивалентных проводимостей сети относительно земли. Технически достижимая точность настройки современных реакторов составляет υ = ±(1÷5)% и может быть обеспечена при условии учета и автокоррекции ряда факторов. К последним относятся методические погрешности способа формирования и частоты «тестовых» сигналов для измерения параметров контура нулевой последовательности (КНП), скорость движения и инерционность механизма изменения воздушного зазора (для плунжерного ДГР), задержки и шаг переключения регулировочных шунтирующих емкостей (для статического ДГР), предварительная уставка тока подмагничивания и насыщение

реактора в «ждущем режиме» (для ДГР с подмагничиванием параллельного возбуждения) и т.д. Требуемую эффективность КЕТ, обеспечивающую ~80 – 90% самоустранившихся ОЗЗ, можно обеспечить при υ ≤ 1 – 2% [3]. Практические доказательства этого положения в эксплуатации предложены по результатам анализа аварийности и контроля настройки системы компенсации в сети 6 кВ металлургического комбината. Показано, что при выполнении требований точной настройки системы КЕТ (2010 г.) по сравнению с ручным управлением ДГР (2001 г.) практически на порядок снизилась доля переходов ОЗЗ в междуфазные КЗ с групповым отключением линий, более чем в 20 раз уменьшилось количество фидеров, требующих аварийно-восстановительного ремонта после электрических повреждений [4]. Несмотря на широкое внедрение и безусловное преимущество систем компенсации, оснащенных устройствами автоматического управления, уровень автоматизации управляемых ДГР не превышает 60-70%, в том числе за счет ненастроенных, выведенных из работы и заблокированных регуляторов. Наиболее распространенными являются виды автоматики, выполняющие настройку компенсации в нормальном режиме сети, поскольку преимущественно используемые в на-

НАУКА

Автоматика

стоящее время ДГР – это плунжерные и статические аппараты, которые не допускают регулирования тока под нагрузкой (в режиме замыкания). Разработаны устройства автоматики, применяемые с ДГР с предельным насыщением магнитной системы и предусматривающие настройку реактора после возникновения замыкания [5]. Это позволяет предупредить резонансные явления при высоких значениях напряжения несимметрии и ненормированное смещение нейтрали сети. Однако обеспечить заявляемое высокое быстродействие таких систем КЕТ (0,02 с), равно как и высокую точность настройки (2 – 5%), пока не удалось [6]. Как наиболее эффективные рассматриваются устройства компенсации, предусматривающие настройку ДГР как в нормальном режиме эксплуатации, так и при однофазных замыканиях [7], что может быть актуально при отключении участков сети и изменении емкостного тока. Возможность управления током компенсации в режиме замыкания достигается, в частности, путем продольного подмагничивания магнитопровода дугогасящего реактора [8]. Следует отметить, что в режимах длительных дуговых замыканий регулирование тока подмагничивания может привести к перенасыщению магнитной системы и броскам индуктивного тока реактора в 2 – 3 раза относительно режима устойчивого замыкания, что резко снизит эффективность КЕТ. Современные системы автоматического управления режимом компенсации Автоматика управления ДГР призвана обеспечить управление режимом КЕТ во всем диапазоне изменения тока реактора при любых изменениях конфигурации распределительной сети, в том числе объединении секций шин; в сетях как с кабельными, так и воздушными и смешанными линиями, а также при низкой добротности КНП. Практически все производители ДГР имеют возможность оснащения их собственной автоматикой управления, отличающейся принципами настройки реактора [7, 9, 10]. Большинство находящихся в

эксплуатации автоматических регуляторов ДГР используют экстремальный и фазовый принципы управления (УАРК-101М, РНДК-1, БАРК, РАНК-2, БАНК-5/6/7, МИРК-3/4/5, РАНПР, REG-DP, EFC-50), которые, в силу зависимости фазовой характеристики от параметров небаланса элементов сети, не способны поддерживать в сети заданный режим КЕТ без применения специальных мер по искусственному смещению нейтрали. Это достигается с помощью дополнительного высоковольтного конденсатора (МИРК-4.2/5, ООО «Микро-Инжиниринг»), нейтралеобразующего трансформатора с изменяемым коэффициентом трансформации по одной фазе (ТМПС-6(10) кВ и УАРК-101/105, ООО ВП «НТБЭ»), введения в нейтраль через сигнальную обмотку ДГР ограниченного индуктивностью токового сигнала (РНДК-1, РАНПР) от сети 50 Гц и т.п. При этом нарушается симметрия фазных напряжений. Корректная работа регулятора на фазовом/амплитудном принципе может быть обеспечена с помощью устройства кратковременного возбуждения нейтрали (поставляется опционально с УАРК-105). В качестве параметра по управлению целесообразно использовать как первичные параметры КНП – измеренные значения индуктивности реактора, фазной емкости относительно земли и сопротивления потерь (автоматика ШЭА1002 ООО ВП «ПРОЦИОН»), так и частоту собственных колебаний КНП, полученную по результатам «отклика» сети после инжекции «тестового» сигнала в нейтраль через обмотку управления ДГР. Принцип определения ожидаемого емкостного тока заключается в вычислении его значения с использованием известной величины тока ДГР и измеренной величины расстройки компенсации с учетом добротности КНП (устройства Бреслер-0107.060). Вариация метода управления в устройствах REG-DPA (A-Eberle, Германия) и EFCi-50 (Trench Austria GmbH, Австрия) связана с использованием метода наложения синтезированного двухчастотного сигнала из тока промышленной сети 50 Гц в нейтраль электрической сети [11]. Коллективом авторов из Томского политех-

научно‑практическое издание

нического университета предложено подобное решение, отличающееся возможностью введения в КНП сигнала от двух генераторов непромышленной частоты через обмотку со схемой «разомкнутый треугольник» трансформатора напряжения [12]. Способ позволяет обеспечить измерение расстройки компенсации емкостного тока при изменении коэффициента демпфирования d в диапазоне от 0,05 до 0,2 с методической погрешностью, сниженной от 0,00124 до 0,02 соответственно. Теоретически метод возбуждения нейтрали на непромышленной частоте позволяет с высокой точностью определить степень расстройки при изменениях емкостного тока сети и тока реактора независимо от добротности КНП, а также естественной несимметрии сети. Длительность инжектируемого через обмотку управления реактором импульса тока составляет, как правило, до 10 мс. Частота его повторения в режиме настройки плунжерных ДГР задается вручную уставками от 5 Гц до долей герц. Более 5 Гц устанавливать не рекомендуется, поскольку сужается диапазон измеряемой расстройки в сторону от максимальной недокомпенсации. Системы САНК-4.1 и САМУР, которыми оснащены ДГР с подмагничиванием, используют метод возбуждения нейтрали напряжением от генератора переменной частоты ≠ 50 Гц с диапазоном изменения сигнала 20 – 80 Гц [13]. Серьезным недостатком является высокая длительность одного цикла измерения частоты колебаний КНП (для САНК 4.1 это 40 – 80 с) для периодической проверки уставки тока компенсации реактора. В режиме удержания ОЗЗ изменение конфигурации сети при такой длительности измерения приводит к ненормативным расстройкам компенсации. Эксперименты показали, что фактическое время изменения тока реактора с насыщением магнитной системы после изменения емкостного тока уже в режиме замыкания достигает 1,5 – 5,5 минут [6]. В табл. 1 приведены сравнительные характеристики выпускаемых и эксплуатируемых в настоящее время в отечественных сетях 6 – 35 кВ 33

НАУКА

Автоматика

Табл. 1. Сравнительные характеристики устройств автоматического регулирования тока ДГР Расстройка компенсации

Сохранение информации об аварийных режимах работы / осциллограф

Функция определения поврежденного фидера (ОПФ) 3)

Работоспособность автоматики в сети с низкой добротностью

Тип регулятора

Применяется с ДГР

МИРК-5

РЗДПОМА

±1%

-100…+95%

да, возможен режим самописца

да, по заказу

нет

УАРК - 105

плунжерного типа

±1%

-100…+95%

да

да, при использовании ПЗЗМ -3

да, при использовании блока возбуждения нейтрали

САМУР

с подмагничиванием (РУОМ )

±5%

нет данных

да, без осциллографа

нет

да

САНК - 4.2

с подмагничиванием (РУОМ)

±2%

нет данных

да, без осциллографа

САНК - 5.1

плунжерного типа

±2%

нет данных

да, без осциллографа

нет

да, при искусственном смещении нейтрали от специального генератора

Бреслер0107.060

плунжерного типа, дискретного типа (статические) плунжерного типа, дискретного типа (статические), с частичным и полным подмагничиванием

±1 %

да

есть

да

±1%

да

есть

да, управление добротностью

есть, за счет подключения шунтирующего резистора на 1-3 с

да, при правильной настройке

A-Eberle, Германия

да, при правильной настройке

Trench Austria GmbH, Австрия

ШЭА1002

Точность настройки

REG-DPA

плунжерного типа

не хуже ±55)

нет данных

да, возможен режим самописца

EFC-50(i)

плунжерного типа

не хуже ±55)

нет данных

да, возможен режим самописца

нет

есть

Производитель автоматики ООО «Микро Инжиниринг», Москва ООО ВП «НТБЭ», Екатеринбург ОАО «РЭТЗ «Энергия»/ ООО «АСУ Газоочистка», Москва ООО «Энергия-Т», Тольятти ООО «Энергия-Т», Тольятти ООО «НПП Бреслер», Чебоксары ООО ВП «ПРОЦИОН», Чебоксары

1) относительно 50 Гц емкостного тока ОЗЗ 2) при которой автоматика способна функционировать 3) при замыкании на землю, ток от высокоомного резистора в нейтрали способствует увеличению полезного сигнала для алгоритмов ОПФ 4) в том числе комбинированным заземлением нейтрали, без введения искусственной однофазной несимметрии 5) значение не указано в документации на автоматику, но должно соответствовать требованиям ПТЭ

устройств автоматического регулирования тока компенсации ДГР. Расстройка «–800%» означает, что частота собственных колебаний в сети составляет 150 Гц, а она измеряется с точностью, не меньшей, чем частота тока сети. При этом индуктивный ток в 9 раз больше емкостного. Недокомпенсация «+90%» соответствует частоте 15,8 Гц, за счет чего длительность ее измерения возрастает до значений не менее 100 – 200 мс. Обеспечение точности настройки дугогасящего реактора Согласно табл. 1, заявляемая точность настройки реактора в резонанс для ряда производителей составляет |υ| = ±1%. Однако техническая реализация этого требования, фигурирующего в тендерной документации ОАО «ФСК ЕЭС» с 2006 г., связана с очевидной сложностью его обеспечения. Ошибка настройки реактора, особенно в диапазоне малых 34

02 /Июнь 2015

токов, в ряде случаев связана с «выбегом» плунжера ДГР в зависимости от скорости его движения: для реакторов ZTC время перестройки из максимального положения в минимальное составляет 180 с, Trench – 120 c, РЗДПОМА – 90 с, РДМР – 45 с. На расстройку влияет длительность измерения параметров КНП и проверки степени расстройки: если она достигает 0,1 – 0,5 с, то при работе в сети с токами 10 – 20 А плунжер реактора при скорости 2 А/с успевает изменить немагнитный зазор настолько, что индуктивный ток меняется на 0,2 – 1,0 А и только тогда формируется команда на останов. Расстройка компенсации, без учета инерции привода, в этих условиях окажется в диапазоне |υ| = 1,0 – 10%. Следовательно, для правильного регулирования необходим автоматический учет механических параметров и кинематической схемы привода реактора. Действенным способом повышения селективности си-

стемы компенсации емкостных токов является переход к принципиально иной – статической – конструкции реактора, предусматривающей преднамеренное увеличение общей емкости КНП посредством включения дополнительного (регулируемого) высоковольтного конденсатора параллельно с рабочей обмоткой ДГР или управляемой автоматикой конденсаторной батареи во вторичную обмотку ДГР типа РДМК(у)/РДСК(у). Предложенные варианты включения реактивных элементов оказывают симметрирующий эффект на фазные напряжения сети. Точность настройки статических реакторов типа РДМК(у)/РДСК(у) определяется только количеством ступеней регулирования, зависящим от схемы коммутации, и единичной емкости конденсаторов во вторичной обмотке: по сути, это мелкоступенчатый реактор. Так, при максимальном токе ДГР не более 100 А и изменении первичного индуктивного

Автоматика

Сверхнормативное смещение нейтрали Одной из объективных причин, не позволяющей выполнить предварительную настройку реактора в резонанс в нормальном режиме, является несимметрия фазных емкостей, например, в сети нетранспонированными воздушными линиями. Транспонирование фазных проводников является весьма затратным мероприятием и для сетей 6-35 кВ практически не применяется. В ряде случаев для выравнивания емкостей по фазам используют перераспределение конденсаторов ВЧ-связи или методы, обеспечивающие снижение добротности КНП. Последние дают наиболее устойчивый эффект. Смещение нейтрали, обусловленное несимметрией фазных емко-

стей, определяется как:

где Uф – фазное напряжение сети; α – коэффициент, учитывающий степень отличия (уменьшения) емкости на одной фазе. На рис. 1 показаны зависимости отношения смещения нейтрали к фазному напряжению сети от расстрой-

ки компенсации при различных значениях коэффициента демпфирования d и однофазной несимметрии 5% и 10% (α = 0,017 и 0,034 соответственно). Смещение нейтрали превышает допустимое значение 0,15Uф при расстройках до 20%. Следует отметить, что кривые, приведенные на рис. 1, идеализированы, и фактически максимум напряжения на нейтрали не точно соответствует значе-

0,70

d=0,05

0,60

UN/Uф,о.е.

тока дискретой в 1 А, как видно из приведенных выше положений, настройка производится с точностью |υ| ≥ 1% и тем лучше, чем меньше ток ступени. Корректная оценка степени расстройки и формирование управляющего сигнала для исполнительного механизма ДГР зависят от класса точности преобразовательных датчиков, правильного учета коэффициента трансформации между первичной и вторичной обмотками реактора. Методическую погрешность способа измерения параметров КНП с наложением тестового сигнала следует минимизировать: если частота тока сети принимается равной константе (50 Гц, без измерения), то ее отклонение на 0,1 Гц приводит к появлению ошибки измерения расстройки 0,4%. Исходя из этих положений, представляется технически целесообразным применять предложенные выше мероприятия в части внедрения частотных приводов для управления скоростью изменения тока ДГР и искусственного поддержания эквивалентной емкости сети с целью обеспечения настройки на резонанс плунжерных ДГР с требуемой точностью ±1% в области малых токов компенсации.

d=0,1 d=0,2

0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

-0,9

-0,7

-0,5

-0,3

-0,1

0,1

0,3

0,5

0,7

0,9

υ, о.е.

а) 0,35

d=0,05

0,30

d=0,1 d=0,2

0,25

UN/Uф,о.е.

НАУКА

0,20 0,15

0,10 0,05 0,00

-0,9

-0,7

-0,5

-0,3

-0,1

0,1

0,3

0,5

0,7

0,9

υ, о.е. б)

Рис. 1. Зависимость относительного напряжения смещения нейтрали от степени расстройки компенсации при α=0,034 (а) и α=0,017 (б)

научно‑практическое издание

НАУКА

Автоматика

нию υ = 0, а несколько смещен в сторону перекомпенсации, в зависимости от добротности КНП. Можно показать, что кривые рис. 1 должны быть сдвинуты по оси абсцисс относительно резонанса: оценочно на -0,2% при d = 0,05; на -0,5% при d = 0,1 и на -2% при d = 0,2. Из рис. 1 следует, что при отличии емкости одной из фаз на 5 – 10 % несимметрия уровнем (0,017 – 0,034)Uф при включении ДГР с |υ| →0 и коэффициенте демпфирования сети d = 0,05 приводит к росту смещения нейтрали в 10 – 20 раз, что может спровоцировать срабатывание сигнализации по 3U0 (эффект «ложной земли»). Высокие значения смещения нейтрали приводят к блокировке автоматики управления ректором, для исключения чего приходится расстраивать реактор с |υ| > 10%. Распространенным решением рассмотренной проблемы является повышение коэффициента демпфирования в 3 – 4 раза, например, за счет высоковольтного резистора в нейтрали. Если принцип контроля параметров КНП подразумевает выделение сигнала, обусловленного заданным возмущением на нейтрали, из напряжения 3U0, то качество выделения полезной составляющей существенно зависит от величины напряжения смещения. При малой мощности блока наложения сигнала это может приводить к дополнительной ошибке вычисления собственной частоты колебаний КНП и соответствующей ошибке в настройке системы КЕТ на резонанс. Влияние добротности КНП В качестве контрольного принципа проверки резонансной настройки ДГР даже в устройствах регулирования на основе измерения параметров КНП выступает амплитудный (фазовый). Если происходит отклонение максимума резонансной кривой, запускается алгоритм измерения собственной частоты КНП, призванный определить – действительно ли изменились емкостный ток и конфигурация сети. С этим связан вопрос точности настройки ДГР в сети с низкой добротностью. В параллельном контуре часто36

02 /Июнь 2015

та собственных колебаний не совпадает с резонансной и напряжение на нейтрали не соответствует максимуму в резонансе. Установка резисторов в нейтрали параллельно ДГР приводит к снижению коэффициента добротности Q от значений 20 – 30 до 2 – 8. Значение 3U0 уменьшается до единиц и долей вольт, происходит смещение максимума резонанса, которое зависит также от степени расстройки. Чем меньше соотношение между активной и емкостной составляющими тока замыкания, тем более вероятна ошибка позиционирования, т.е. точности определения «нового» максимума резонасной кривой. Выходом из этой ситуации является либо точное измерение добротности КНП, либо, что хуже, коррекция степени расстройки с помощью программного обеспечения автоматики. Как правило, при Q > 10 этих проблем не возникает. Следует отметить, что добротность КНП определяется не только параметрами силовых устройств в нейтрали, но первичными параметрами сети в зависимости от ее конструкции. В частности, для распределительных воздушных сетей Q = 50 – 100, для кабельных – от Q = 30 – 80 (кабели с бумажно-пропитанной изоляцией) до Q > 500 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена). Учитывая пропорциональную зависимость напряжения на нейтрали от коэффициента добротности и напряжения естественной несимметрии, в сетях с СПЭ-кабелями можно ожидать появления U N > 0,15Uф даже при 3U0 << 10 В. Исходя из этих условий, актуальной становится задача управления добротностью КНП для поддержания коэффициента демпфирования на уровне d = 0,15 – 0,20 и выше в нормальном режиме эксплуатации [14]. Экспериментальная проверка точности настройки реактора Наличие работоспособной системы управления настройкой ДГР не означает, что реактор действительно настроен в близкий к резонансу режим. В качестве примера рассмотрим результаты экспериментальных исследований при искусственном «металли-

ческом» ОЗЗ в сети 10 кВ ПС 110/10 кВ. Нейтраль каждой секции 10 кВ заземлена через параллельно включенные реактор типа ZTC-250, оснащенный регулятором REG-DPA, и силовой резистор сопротивлением 700 Ом. Настройка REG-DPA (чувствительность по 3U0 в диапазоне 0,1 – 120 В, асимметрирующий конденсатор не требуется) выполнялась специалистом компании EGE (Чехия), а низковольтный резистор в обмотке управления 500 В так и не был задействован в системе поиска поврежденного фидера. В табл. 2 приведены полученные по результатам анализа натурных осциллограмм действующие значения 50 Гц полного тока замыкания, активной и реактивной составляющих, где IОЗЗ – полный ток ОЗЗ, IОЗЗ-ОСТ. – остаточный ток ОЗЗ, IДГР – ток реактора ZTC, IОЗЗ-РЕАКТ. – реактивный (емкостный) ток ОЗЗ. Значения раскомпенсации для разных режимов были выставлены при регулировании тока реактора «вручную» с панели управления REG-DPA. Как видно из последних двух столбцов табл. 2, реальная расстройка компенсации в сети отличается от отображаемой на дисплее системы REG – DPA в 2,5–5,0 раз и более. Следовательно, необходимо контролировать качество настройки реактора не только по показаниям прибора, но и по данным записи аварийных осциллограмм. Исходя из результатов измерений и выявленных ошибок настройки КЕТ, было рекомендовано обратиться к поставщику для проверки наличия в устройстве REG DPA функции инжекции тока в нейтраль, работоспособности при Q < 10 и выполнить перенастройку регулятора. Технические требования к автоматике управления режимом компенсации Отсутствие единых требований к автоматике управления и настройки ДГР ведет к тому, что функциональная «наполненность» предлагаемых микропроцессорных систем определяется исключительно производителем и диктуется как технической целесообразностью включенных опций по количеству и точности регистрируемых па-

НАУКА

Автоматика Табл. 2 . Сопоставление показаний REG DPA и измеренных тока реактора, тока замыкания и расстроек компенсации при осциллографировании искусственных ОЗЗ в сети 10 кВ

Режим нейтрали

Ширковец Андрей Игоревич

Параметр

Комбинированная нейтраль –1

Дата рождения: 06.09.1983 г. государственный технический университет (НГТУ) в 2006 г., кафедра техники

Комбинированная нейтраль – 2

и электрофизики высоких В 2013 г. защитил кандидатна тему «Исследование

Комбинированная нейтраль – 3

замыканиях на землю

Реактивный

IОЗЗ-ОСТ

8,60

8,27

2,36

IДГР

14,11

0,57

14,09

НЕДОКОМПЕНСАЦИЯ

16,45

IОЗЗ-ОСТ

8,91

8,17

3,56

IДГР

19,96

0,58

19,95

ПЕРЕКОМПЕНСАЦИЯ

16,39

IОЗЗ-ОСТ

8,24

8,20

0,84

IДГР

17,21

0,44

17,20

НЕДОКОМПЕНСАЦИЯ

16,36

IОЗЗ-РЕАКТ

и моделирование электромагнитных процессов при

Активный

IОЗЗ-РЕАКТ

напряжений. скую диссертацию в НГТУ

Полный

IОЗЗ-РЕАКТ

Окончил Новосибирский

Изолированная нейтраль

Измеренные токи ОЗЗ и ДГР на момент эксперимента, А

IОЗЗ

20,20

0,31

20,20

Показания по дисплею REG-DPA Ток υ ДГР, А

Фактическая υ

11,3

+3,8%

+14,3%

16,3

+49,5%

–21,7%

13,8

+26,8%

+5,13%

–

в кабельных сетях с неэффективным заземлением нейтрали». Начальник отдела международных отношений и инжиниринга ООО «Болид».

Валов Владимир Николаевич Дата рождения: 05.02.1993 г. Магистрант кафедры электрических станций Новосибирского государственного технического университета, специальность «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем».

раметров, так и маркетинговой составляющей. В настоящее время в ОАО «Российские сети» инициирована работа по актуализации РД 34.20.179 [15], включающая разработку новых требований к ДГР, устройствам их автоматической настройки и мерам безопасности в эксплуатации. К этой работе должны быть привлечены не только специалисты эксплуатирующих организаций, но и производители оборудования. Выполненный анализ характеристик современных систем автоматического управления и задач поддержания резонансного режима КЕТ позволяет сформулировать наиболее важные технические требования к ним: 1. Высокая точность поддержания резонансной настройки реактора (±1÷5%) при любых изменениях конфигурации сети без устройств постоянного искусственного смещения нейтрали. 2. Возможность согласованного управления несколькими реакторами, в том числе комбинацией ступенчатых и плавнорегулируемых, на разных секциях шин при включении и отключении межсекционных выключателей. 3. Правильное функционирование в различных режимах эксплуатации: нормальном, неполнофазном, при металлических и дуговых ОЗЗ, в том числе через высокое переходное сопротивление. 4. Устойчивая работа и автоматическая научно‑практическое издание

перенастройка в сетях с высокими значениями напряжения естественной несимметрии, изменяющейся фазой и амплитудой этого напряжения, в сетях с низкой добротностью (менее 10). 5. Наличие функции селективного ОПФ, устойчиво работающего независимо от вида ОЗЗ и параметров КНП. Возможность управления активным током для организации селективного действия ненаправленных релейных защит от ОЗЗ. 6. Измерение и непрерывная регистрация параметров сети (фазной емкости изоляции и индуктивности ДГР, собственной частоты колебаний КНП, добротности сети), величины и знака степени расстройки за длительный период времени, передача текущих и накопленных данных в систему телемеханики. 7. Ведение журнала событий и аварийный осциллограф – возможность регистрировать набор параметров ОЗЗ: фазные напряжения, ток реактора, напряжение 3U0; дату и время возникновения и завершения замыкания. Полезным для правильного ведения режима КЕТ представляется набор функций по определению механических параметров плунжерного ДГР (реализованных, например, в системе УАРК-105) для повышения точности регулирования, в том числе: управление частотным преобразователем питания приводного электродвигателя ДГР [16], учет механических характеристик 37

НАУКА

Автоматика

Петров

при известной кинематической схеме реактора, учет времени и скорости разгона привода реактора, учет изменения динамических параметров привода и автоматическое измерение его инерции при настройке. Качество управления режимом компенсации тока замыкания в нормальном режиме можно существенно повысить за счет регулирования добротности КНП, а в режиме длительного удержания однофазного повреждения в сети – за счет перенастройки реактора специальной конструкции с помощью дополнительной обмотки с частичным подмагничиванием. Для этого необходимы разработка и внедрение новых конструкций силовых дугогасящих аппаратов и апробация алгоритмов управления ими.

Михаил Иванович Дата рождения: 07.10.1956 г. Окончил Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова в 1979 г., кафедра электроснабжения промышленных предприятий (ЭсПП). В 1994 г. защитил в Московском энергетическом институте кандидатскую диссертацию на тему «Совершенствование средств компенсации емкостных токов замыкания на землю». Доцент кафедры ЭсПП. Технический директор ООО ВП «ПРОЦИОН».

Литература 1. Правила устройства электроустановок, 7 изд., утв. Приказом Минэнерго России от 08.07.2002 №204. 2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации РД 34.20.501-95, утв. Приказом Минэнерго России от 19.06.03 г. 3. Петров О.А. О допустимой расстройке компенсации в электрических сетях 6-35 кВ /О.А. Петров, А.И. Левковский // Электрические станции. – 1992. – №1. – С. 71 – 75. 4. Компенсация емкостного тока – путь к снижению аварийности сетей 6-10 кВ. Опыт эксплуатации в сетях металлургического комбината // Промышленное оборудование. – 2011. - №4(67). – С.12-13. 5. Долгополов А.Г. Способы автоматической настройки дугогасящих реакторов с подмагничиванием // Электротехника. – 2003. – №1. – С. 59-63. 6. Ширковец А.И. Экспериментальное исследование эффективности дугогасящего реактора РУОМ при «металлических» и дуговых

Выводы 1. Применяемые в эксплуатации системы автоматического управления режимом компенсации выполняют регулирование тока ДГР до (плунжерные и статические реакторы) или после (реакторы с подмагничиванием) возникновения замыкания на землю. Формирование управляющего сигнала происходит по результатам измерения амплитудных и фазовых характеристик напряжения на нейтрали или первичных параметров КНП. Максимальная эффективность КЕТ предполагает необходимость использования обоих принципов. 2. Наиболее устойчивыми к изменениям конфигурации и нагрузки сети являются методы управления ДГР, основанные на определении параметров КНП путем кратковременного возбуждения нейтрали на непромышленной частоте. Они не требуют дополнительного смещения нейтрали с поддержанием постоянной несимметрии фазных напряжений. 3. Повышение точности настройки управляемых реакторов с 5% до 1% связано с объективными сложностями, особенно в диапазоне малых токов компенсации, и требует учета и автоматической коррекции ряда параметров, отличающихся для разных конструкций ДГР и принципов их регулирования. 4. Предложенные технические требования к автоматике управления режимом компенсации предусматривают ее устойчивую работу и настройку реактора в режим, близкий к резонансу, независимо от конфигурации и конструкции сети. В сетях, не оснащенных селективными устройствами релейных защит от ОЗЗ, целесообразно дополнение автоматики терминалом определения поврежденного фидера.

однофазных замыканиях на землю в сети 10 кВ / А.И. Ширковец, М.В. Ильиных, И.Н. Дмитриев, С.О. Астафьев, А.И. Ильин, В.Н. Сазонов, Д.В. Багаев // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. – 2009. – №3 – С. 17–26. 7. Обабков В.К. Об эффективности дугогасящих реакторов, систем автоматической настройки компенсации и земляных защит при однофазных замыканиях на землю / В.К. Обабков, Ю.Н. Целуевский // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. – 2001. – № 3 – С.17-21. 8. Маврицын А.М., Петров О.А. Электроснабжение угольных разрезов. – М.: Недра, 1977. – 184 с. 9. Козлов В.Н. О способах выполнения автоматики управления ДГР / В.Н. Козлов, М.И. Петров, И.В. Соловьев // Релейная защита и автоматизация. – 2012. – №3(08). – С. 14-19. 10. Соловьев И.В. Метод автоматического управления плунжерными дугогасящими реакторами / И.В. Соловьев, В.С. Петров, М.И. Петров // Вестник Чувашского университета. – 2010. – № 3. – С. 251–259. 11. Druml, Gernot. Дугогасящие реакторы 6–35 кВ. Новый метод определения параметров сети / Gernot Druml, Andreas Kugi, Bodo Parr // Новости ЭлектроТехники. – 2007. – № 2(44). – С. 61-64. 12. Вайнштейн Р.А. Контроль настройки дугогасящих реакторов в электрических сетях 6-35 кВ/ Р.А. Вайнштейн, В.В. Шестакова, С.Н. Пашковский, С.М. Юдин, А.Н. Сербулов // Известия Томского политехнического университета. Техника и технологии в энергетике. – 2014. – Т. 325. – № 4. – С.149–154. 13. Пат. 2222857 Российская Федерация, МПК H02J3/18. Способ автоматической настройки дугогасящего реактора / А.Г. Долгополов; заявитель и патентообладатель А.Г. Долгополов. – № 2002112895/09 ; заявл. 17.05.2002 ; опубл. 27.01.2004, Бюл. №3. 14. Системы компенсации емкостных токов замыкания на землю с шкафами «ПРОЦИОН» ШЭА 100Х. РЭ. Чебоксары, 2014. – 16 с. 15. Типовая инструкция по компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ. РД 34.20.179 (ТИ 34-70-070-87). 16. Гусарин В.Ю. К проблеме повышения точности настройки дугогасящих реакторов / В.Ю. Гусарин, М.И. Петров // Известия вузов. Электромеханика. – 2008. – Спец. Выпуск. – С. 85-86.

02 /Июнь 2015

«Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике»

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.

СПИСОК РЕКЛАМОДАТЕЛЕЙ НОМЕРА: 1. Б ВК, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 16 2. Бреслер, НПП, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-ая стр. обложки 3. Выставочный павильон «Электрификация», ОАО . . . . . . . . . . . . . . . стр. 9 4. Динамика, НПП, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-ая стр. обложки 5. Казанская ярмарка, ОАО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 8 6. К омплектЭнерго, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 27

02 /Июнь 2015

7. Нижегородская ярмарка, ЗАО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 8 8. ПРИМЭКСПО, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 14 9. ЭКРА, ООО, НПП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . цветная вкладка 10. ЭКСПОЦЕНТР, ЗАО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-я стр. обложки 11. ИнТЭК, НП, УК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . стр. 17 12. УРАЛЭНЕРГОСЕРВИС, ООО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-ая стр. обложки

научно‑практическое издание