Цифровые токовые защиты

3. 1. Общие сведения

В конце 90-х в России началось внедрение цифровых терминалов защиты электрических сетей. Эти устройства обладают многими достоинствами, в числе которых: непрерывный самоконтроль, связь с компьютером, фиксация параметров защищаемого элемента, простота наладки и обслуживания. Важной особенностью цифровых терминалов является совмещение многих функций, таких как защита от всех возможных видов повреждений и ненормальных режимов, функции АПВ и АВР, автоматического отделения поврежденного участка, функции измерения и записи электрических величин, программного управления электрическими аппаратами. Таким образом, цифровые микропроцессорные терминалы - это многофункциональные устройства. С их помощью задачи защиты и управления решаются комплексно.

В России к настоящему времени уже имеются более чем десятилетний положительный опыт эксплуатации цифровых терминалов нескольких отечественных и зарубежных фирм. Первые цифровые реле были поставлены в Россию в 1996г. концерном АББ (АСЕА-Броун-Бовери). Этот концерн еще в начале 20-го века поставлял электрооборудование в Россию. В 1998 г. в Чебоксарах на базе электроаппаратного завода было создано предприятие «АББ Реле-Чебоксары». Это предприятие выпускает терминалы серии SРАС-800 – до недавнего времени самые распространенные в энергосистемах России. В сотрудничестве с другими предприятиями концерна АББ оно осуществляет в России комплексную автоматизацию энергетических объектов от самого нижнего до самого верхнего уровня, т. е. от реле до пульта диспетчеров ФСК и МРСК. В настоящее время продукцию этого предприятия потеснили цифровые терминалы других производителей. В первую очередь это ОАО «РЗА СИСТЕМЗ» (г. Мытищи), ЗАО «Радиус-автоматика» (г. Зеленоград), ООО НПП «ЭКРА» (г. Чебоксары). Этими предприятиями производятся как отдельные электронные реле для замены электромеханических в существующих защитах, так и микропроцессорные терминалы, реализующие целый набор релейных защит и средств автоматики [14, 15].

В энергосистеме «Ленэнерго» применяются терминалы, изготовленные на заводе «Механотроника». Это терминалы серии БМРЗ для ВЛ 6 и 10кВ.

На энергетических объектах РАО «Газпром» эксплуатируются цифровые защиты серии СЕПАМ французской фирмы «Мерлэн - Жерэн», входящей ныне в электротехническую группу «Шнайдер-электрик». В России также эксплуатируются цифровые реле фирмы «Сименс» (серия «SIPROТЕС»). Вся перечисленная аппаратура выполнена в соответствии с одними и теми же международными стандартами.

Экономическая эффективность внедрения цифровой аппаратуры РЗА обычно связывается со снижением денежной компенсации потребителям из-за вероятных нарушений электроснабжения и снижения качества электроэнергии, а также убытков, связанных с ремонтом и заменой поврежденного оборудования в результате плохой работы РЗА.

Исследования в этой области проводились в Советском Союзе в конце 80-х годов в разных отраслях народного хозяйства. Были получены следующие результаты. При внезапном перерыве питания на 1 час в среднем по обследованным отраслям ущерб составил 3,6$ за кВт∙ч недополученной энергии; в черной металлургии - 3,5$; при производстве алюминия - 16,9$; в коммунально-бытовом секторе - 4,5$, в сельском хозяйстве - 3$.

В настоящее время в большинстве европейских стран ущерб от недополучения электроэнергии в результате перерыв в питании вычисляется по формуле

C_u=K_PP + K_WT_UP ,

где К_Р - коэффициент постоянной (не зависящей от времени) части ущерба, евро/кВт

К_W - коэффициент переменной части ущерба, евро/кВт×ч

Р - мощность потребителя, кВт

Т_U - продолжительность перерыва, час.

В странах Евросоюза в среднем по промышленности: К_p =1,2, К_w = 12,2; в сельском хозяйстве: К_р = 0; К_p = 8,1; в муниципальном секторе Кр = 0,5, К_w = 4,8 (данные 2008 года).

Возмещается ущерб даже при автоматическом восстановлении электроснабжения, если время прерывания питания 2 или более секунд.

В России размер возмещения ущерба потребителю при отключении электроснабжения очень невелик. До недавнего времени сторонники приватизации отрасли уверяли, что это из-за монополии РАО ЕЭС. Действительно, в соответствии с «Методикой расчета экономического ущерба РАО ЕЭС» для возмещения убытков потребителю при внезапном отключении предусмотрены платежи за недополученную электроэнергию по тройному среднему тарифу. Скидка при низком качестве электроэнергии вообще составляет лишь от 0,2 до 10% от тарифа. К сожалению, и после реструктуризации отрасли указанные нормативы не изменились. Из вышеизложенного ясно, что в России экономические санкции пока слабо побуждают сетевые компании к массовому переходу на сравнительно дорогостоящие цифровые защиты.