Кочергин Р.В.
АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕРМИНАЛОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ *
Аннотация:
в статье рассмотрены проблемы и причины неправильной работы терминалов релейной защиты и автоматики.
Ключевые слова:
релейная защита, ложное срабатывание, цифровые терминалы
Микропроцессорные устройства релейной защиты (МУРЗ) стали неотъемлемой частью современный энергосистемы, постепенно вытесняя устройства на электромеханической и микроэлектронной базах благодаря возможности тонкой настройки параметров, функциональности и точности работы. Однако, сложность архитектуры в виде сочетания аппаратного и программного обеспечения делает их уязвимыми к различным видам отказов. Анализ функционирования МУРЗ критически важен для дальнейшего развития устройств и недопущения системных аварий.Существует несколько причин неправильной работы устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), а именно:недостатки технического обслуживания устройств РЗА:ошибки в методике по наладке и проверке устройств,недостатки проверочных установок,невыполнение объема регламентных работ по техническому обслуживанию в соответствии с нормативно-технической документацией.недостатки указаний по эксплуатации устройств РЗА:неверные указания или их отсутствие,несвоевременное внесение изменений в указания по эксплуатации).недостатки расчета и выбора параметров настройки (уставок) устройств РЗА:недостоверные исходные данные,ошибки в методиках расчета и выбора параметров настройки).непринятие необходимых мер или несвоевременное их принятие:по продлению срока службы или замены аппаратуры РЗА и вспомогательных элементов,по обеспечению запасными частями,по выдаче, выполнению задания и настройке устройств РЗА,по выполнению требований нормативных документов и инструктивной документации,по согласованию мероприятий с проектной и конструкторской организацией, изготовителем оборудования, субъектом оперативно-диспетчерского управления,по устранению выявленного дефекта или неисправности.Ошибочные или неправильные действия персонала.Дефекты (недостатки) проекта.Дефекты (недостатки) конструкции, изготовления.Дефекты (недостатки) монтажа.Прочие организационные причины.Особое внимание следует обратить на отказ или ложное срабатывание оборудования в следствие заводского дефекта логической или аппаратной части устройства защиты, поскольку в данном случае невозможно исключить человеческий фактор и подобные недостатки могут привести к наиболее серьезным последствиям. Согласно официальной статистике СО ЕЭС [1, 2, 3, 4, 5], отказ или ложное срабатывание защиты до окончания срока эксплуатации, определенным производителем оборудования – вторая по распространенности причина неправильной работы устройств РЗА.Зачастую ошибочное действие устройств защиты приводит к излишнему отключению первичного оборудования – линии электропередачи, трансформатора или генератора. При использовании микропроцессорного оборудования в таком случае, выяснить, верным ли было срабатывание – несложная задача, поскольку все микропроцессорные устройства оснащены функцией осциллографа. Как правило, подобные явления редко приводят к авариям в энергосистеме, чего нельзя сказать о случаях отказа устройств защиты, поскольку при данном варианте развития событий, последствия быть критическими:полный выход из строя силового оборудования (выключателя, трансформатора, генератора, кабельной линии электропередачи),останов доменных печей в металлургической промышленности,сбой в работе железной дороги, масштабные аварии на дорогах общего пользования,прерывание электроснабжения жилого сектора, больниц, перебои в связи, сети интернет и многое другое.Помимо выхода из строя электроустановок, из-за неправильной работы МУРЗ, организации несут сопутствующие экономические потери:простой оборудования при излишней работе защит приводит к существенным убыткам как электросетевым и генерирующим предприятиям, так и промышленному производству,ремонт вышедшей из строя электроустановки может повлечь многомиллионные затраты.Для недопущения или минимизации подобных последствий необходимо:анализировать случаи типовых отказов устройств РЗА (отказывают устройства из одной партии, или устройства, имеющие идентичную версию программного обеспечения),заранее заказывать запасные части для МУРЗ: платы, блоки питания, предохранители или резервные терминалы на случай полного выхода из строя,определять наиболее уязвимые компоненты терминалов (блоки питания, выходные реле, аналоговые и дискретные входы),выявлять зависимость отказов от условий эксплуатации (электромагнитная обстановка, климат, наличие неблагоприятных факторов),регулярно корректировать технические требования к новым устройствам (улучшение помехоустойчивости, повышение точности работы защит),изменить периодичность испытаний (для устройств с частыми отказами ввести ежегодные опробования или испытания с контролем наиболее уязвимых элементов).Ежегодно СО ЕЭС публикует отчеты о фукнционировании устройств релейной защиты и автоматики. На основании предоставляемой информации выделим данные по неправильной работе оборудования наиболее распространенных производителей. Статистика по отказам МУРЗ за последние 5 лет приведена в таблице 1.Таблица 1. Статистика по отказам технической части МУРЗ.Проанализировав данные статистики, можно сделать вывод, что существует прямая корреляция между количеством МУРЗ и числом срабатываний. Ежегодно общий парк цифровых устройств защиты увеличивается, что закономерно приводит к росту абсолютного числа срабатываний, как правильных, так и ложных.Отказ устройства релейной защиты представляет собой неспособность выполнения защитных функций в следствие физической неисправности компонентов или недостатков логической части устройства, не связанный с человеческим фактором или внешними воздействиями.Зачастую отказ происходит из-за деградации элементов системы. В таких случаях необходимо произвести диагностику, выявить и заменить неисправный модуль. Однако, в связи с ситуацией в стране и прекращением поддержки зарубежных заводов-изготовителей (АВВ, SIEMENS, Schneider Electric), ремонт терминалов в ряде случаев (выход из строя плат, иных крупных узлов) становится невозможным. Организации, эксплуатирующие микропроцессорные устройства зарубежного производства столкнулись с рядом серьезных проблем:отсутствие оригинальных комплектующих в следствие приостановки приема заказов, выдачи новых коммерческих предложений, а также подписания новых дополнительных соглашений по поставкам и сервисным работам,блокировка сервисного доступа (закрытие лицензированного программного обеспечения, отключение облачных сервисов,невозможность обновления программного обеспечения (предприятия отныне не поставляют новые версии ПО).В сложившейся ситуации эксплуатирующим электросетевым организациям для поддержания надежности работы энергосистемы и сокращения убытков от простоя или порчи оборудования из-за отказа или ложного срабатывания защит помогут следующие решения:постепенная замена зарубежных устройств на отечественные аналоги,разборка вышедших из строя или снятых с эксплуатации устройств на запчасти для ремонта терминалов, находящихся в работе,локализация производства печатных плат для ремонта эксплуатируемых устройств зарубежного производства.Таким образом, микропроцессорные устройства релейной защиты играют важную роль в обеспечении надежности энергосистемы, однако, их сложная архитектура, сочетающая в себе аппаратное и техническое обеспечение, делает оборудование уязвимым к различным видам отказов. Анализ функционирования устройства РЗА за последние годы показывает, что основной причиной отказов являются технические дефекты, а именно – деградация внутренних элементов, недостатки конструкции и ошибки в логике работы.Особое внимание привлекает рост числа отказов устройств зарубежного производства (ABB, SIEMENS, Schneider Electric), поскольку, в условиях прекращения изготовителями технической поддержки и отсутствия оригинальных запасных комплектов, появляются высокие риски для развития системных аварий. Со временем ремонт таких устройств становится невозможным, а эксплуатация – ненадежной.Для снижения последствий отказов МУРЗ были предложены следующие решения:ретрофит устройств зарубежного производства с применением отечественных терминалов,создание резервного фонда запасных частей для защит наиболее важных электроустановок,развитие собственных сервисных центров с локализацией производства компонентов для импортного оборудования,анализ и учет статистики отказов с целью выявления наиболее слабых мест в конструктиве и логике работы устройств релейной защиты и автоматики.Только комплексный подход, включающий в себя технические, организационные и стратегические меры, позволит обеспечить устойчивую и прогнозируемую работу МУРЗ в современных условиях.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 3
Ссылка для цитирования:
Кочергин Р.В. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕРМИНАЛОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ // Вестник науки №5 (86) том 3. С. 1567 - 1574. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23186 (дата обращения: 17.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+