Пришло время переходить к «Цифровым подстанциям»

Последние несколько лет электротехническая общественность мира постоянно обсуждает плюсы и минусы технологии «цифровая подстанция». Но если Китай, Бразилия и Аргентина активно переводят свои объекты электроэнергетики на новую технологию и строят новые с применением «шины процесса» и «шины подстанции (станции)», то Россия, Германия, Швеция и другие страны Европы реализовали лишь несколько пилотных проектов в этой области. Автор статьи излагает свой взгляд на необходимость перехода релейной защиты и автоматики на технологию «цифровая подстанция» в Республике Беларусь.

СССР как пример технологического развития

В советские времена общественность заинтересованно наблюдала за каждым успехом отечественной промышленности, будь то появление новых устройств и методов или полет очередного корабля в космическое пространство. Сегодня ни о каком «космосе» речи уже не идет.

Новые прогрессивные технологии, сталкиваясь с практикой эксплуатации, отвергаются, как «ненужные» и «неадаптированные» к современным реалиям.

Весь процесс импортозамещения нацелен в основном на замещение того оборудования, что уже апробировано и успешно эксплуатируется. Робкие попытки сделать что-то новое тонут в болоте бюрократизма. И некоторые руководители, и специалисты боятся брать на себя ответственность за риски по внедрению новых технологий, рассуждая примерно следующим образом: «от этого я не стану больше получать, а если что пойдет не так – меня накажут». Получается, что перемены вроде бы нужны, но никто осуществлять их не собирается.

И создаются различные НИОКРы, разрабатываются пилотные проекты, проводятся апробации, то есть делаются попытки обкатать технологию в течение довольно продолжительного времени. Между тем иногда средства тратятся на развитие зачастую оторванного от реальности направления, применяемые технологии успевают устареть и стать неактуальными. В результате приходится разрабатывать новые НИОКРы, «пилоты» и «апробации». И так до бесконечности.

Трудности перехода на новую технологию

Безусловно, релейная защита и автоматика (РЗА) – это одно из самых консервативных направлений в энергетике. Основные принципы работы РЗА сформировались еще до 1960-х годов и до сих пор успешно применяются. Переход на микропроцессорную технику РЗА

в конце 1990-х – начале 2000-х годов давался сложно – специалисты считали, что новое оборудование внесет существенные изменения в принципы работы РЗА, добавит новых проблем в данной сфере и, как следствие, снизит ее надежность.

Переход на более современную технику состоялся, продемонстрировав ее преимущества, что обеспечило активное применение новации в электроэнергетике.

Позднее полноценная альтернатива в виде электромеханических устройств РЗА и вовсе исчезла. Производителям попросту стало невыгодно их выпускать по причине большой себестоимости, необходимости вложения мануфактурного ручного труда и т.д. Куда проще было наладить выпуск микропроцессорной техники – себестоимость в разы ниже, а ценник можно регулировать рыночными механизмами, получая немалую прибыль.

Этот экскурс в историю технологического развития средств релейной защиты и автоматики позволяет напомнить, что и прежде переход на микропроцессорную технику РЗА осуществлялся с трудом. Тогда, как и сейчас, многие не видели явных плюсов перехода на более современные технологии, считая их тупиковыми и усматривая в их популяризации «происки» маркетологов, навязывающих эксплуатирующим организациям покупку новой техники.

Сегодня попытка перевода РЗА на технологию «цифровая подстанция» воспринимается многими точно так же. Появилось множество противников внедрения новой технологии и немало «экспертов», пытающихся с помощью неких «калькуляций» доказать ее нецелесообразность. С ними можно согласиться только в одном: данный переход, если он состоится, не будет простым и породит множество проблем. Это понимают все, поэтому многие резонно спрашивают: нужен ли вообще данный переход?

Лавинообразное старение аппаратуры РЗА

В Беларуси количество устройств РЗА на микропроцессорной базе составляет около трети от всех устройств РЗА, функционирующих в энергосистеме страны (в России этот показатель едва достигает 20–25 %). Соответственно, две трети действующих устройств РЗА имеют электромеханическую элементную базу и практически исчерпали свой парковый ресурс (срок службы).

Постоянное продление срока службы электромеханических устройств РЗА, переход на более длительный срок их обслуживания и, в конечном счете, на обслуживание по техническому состоянию являются, на мой взгляд, лишь попытками немного продлить им жизнь, но никак не вернуть к полноценной работе.

Необходимы более радикальные шаги, в том числе замена устройств РЗА на более современные.

Микропроцессорная техника активно внедряется последние 15 лет, но за это время энергосистемы Беларуси и России смогли заменить лишь 20–30 % электромеханических устройств РЗА на цифровые при требуемом объеме как минимум 40–70 %. Очевидно, что такие темпы замены не соответствуют темпам старения РЗА, то есть существующие методы замены устройств РЗА не являются оптимальными и необходимо искать какие-то иные, новые подходы. Теоретически такие новые альтернативные подходы способна предоставить технология «цифровая подстанция».

Есть один существенный нюанс. Если срок службы электромеханических устройств РЗА составлял 25 лет, а реально они служили и дольше, то современным производителям такой срок службы уже экономически не выгоден, иначе как продать новые устройства и технику? Эта тенденция наблюдается не только в энергетике. Постоянно сокращается срок службы лампочек, телевизоров, элементов подвески в машине, одежды и т.д. Вот и в устройства РЗА производители, стараясь сэкономить, закладывают меньшие ресурс и долговечность.

Внедрение технологии «цифровая подстанция» в странах ЕС

Германия, Швеция или Швейцария не так активно переходят на технологию «цифровая подстанция».

Думаю, что эти страны в настоящее время устраивают применяемые там методы постоянной модернизации устройств РЗА, когда обновление устройств осуществляется через каждые 15–20 лет. Благодаря этому подходу, у них нет такого устрашающего процента отработавших свой срок устройств РЗА, как у нас и в России. Соответственно, этим странам в настоящий момент не нужна какая бы то ни было альтернатива функционирующим РЗА, даже имеющая некоторые преимущества. Беларуси же такая альтернатива жизненно необходима, но некоторые специалисты ее почему-то не ищут, ссылаясь на пример Германии и других европейских стран.

В то же время компания RTE, отвечающая за передачу и распределение электрической энергии во Франции, проанализировав успешный опыт строительства и эксплуатации уникальной подстанции 225/90/20 кВ «Blocaux» («Блоко», г. Амьен), приняла решение применить апробированные на ней решения в области технологии «цифровая подстанция» на всех объектах высоковольтной распределительной сети энергетической системы Франции. Планируется, что к 2030 году все подстанции RTE будут реконструированы в соответствии с указанной технологией.

Белорусская энергетика как пример для подражания

На мой взгляд, без попыток опробовать новые технологии в реальных условиях эксплуатации на действующих объектах будет трудно сделать вывод о значимости и необходимости того или иного подхода, потому что сегодня только рынок может более точно определить, какие устройства с экономической точки зрения целесообразно применять для современной релейной защиты в нашей стране.

Беларусь является своеобразным лидером среди стран СНГ по внедрению цифровых технологий в энергетике.

В конце 2014 года под Гомелем введена в эксплуатацию первая уникальная подстанция напряжением 110 кВ с применением «шины процесса» (один из ключевых компонентов системы РЗА при реализации технологии «цифровая подстанция»). Замечу, что подстанция действующая, реально осуществляющая электроснабжение потребителей города.

Также в Беларуси реализуются и другие объекты с применением технологии «цифровая подстанция» (речь идет о полноценной «шине процесса» и «шине подстанции», а не о передаче сигналов в виде GOOSE и MMS-сообщений). Особо стоит отметить уникальный проект реконструкции высоковольтной подстанции 330 кВ «Могилев». В его рамках планируется применить прогрессивные технологии, уникальные для Белорусской электроэнергетики: отказ от электромагнитных трансформаторов тока (ТТ) за счет применения оптических ТТ, использование уникальных выключателей-разъединителей (то есть фактически не будут устанавливаться отдельные разъединители на открытом распределительном устройстве 110 и 330 кВ!), а также обеспечить полноценную реализацию технологии «цифровая подстанция» не только для целей РЗА, но и для телемеханики, измерений, метрологии, связи и др.

Все это свидетельствует о том, что белорусские энергетики постоянно ищут новые способы и средства реконструкции и модернизации объектов электроэнергетики, что особенно актуально в условиях дефицита финансовых средств, необходимости снижения издержек и повышения эффективности использования ресурсов.

Некоторые специалисты любят утверждать, что технология «цифровая подстанция» окажется дороже классической РЗА с применением традиционных микропроцессорных терминалов. Тем не менее опыт эксплуатации реализованных проектов, в том числе в Республике Беларусь, свидетельствует об эффективности и технико-экономической целесообразности внедрения технологии «цифровая подстанция» при строительстве объектов электроэнергетики.

Однако для достижения более эффективных показателей уже сейчас необходимо существенно изменить подходы к проектированию, строительству и эксплуатации, включая техническое обслуживание, электросетевых объектов энергетики с внесением соответствующих изменений в нормативную документацию.

Цифровая подстанция

(close)

 

Цифровая подстанция

(close)

Имя пользователя должно состоять по меньшей мере из 4 символов

Внимательно проверьте адрес электронной почты

Пароль должен состоять по меньшей мере из 6 символов

 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: