Целью данной научной статьи является исследование методов и средств расчёта устройств релейной защиты и автоматики. Результаты и выводы могут быть полезны для инженеров, проектировщиков, расчётчиков и специалистов в области энергетики.
Ключевые слова: релейная защита и автоматика, выбор параметров настройки, методические указания, расчётные комплексы, релейное управление.
Электроэнергетика постоянно развивается, потребление растёт, а как следствие усложняется сеть передачи электроэнергии. Современные реалии диктуют условие для безаварийной работы линий электропередач, с высокой надёжностью и эффективностью. Релейная защита, в соответствии с её назначением, должна всегда находиться в состоянии безупречной готовности к срабатыванию. Какой бы технически совершенной и надёжной не была релейная защита, необходимо выполнять её настройку и проверку. По статистическим данным, в России около половины всех неправильных действий релейной защиты и автоматики происходят из-за ошибок персонала при их изготовлении, проектировании, наладке и эксплуатации. На объектах электроэнергетики нередко возникают аварии, связанные с появлением коротких замыканий. Линии электропередачи наиболее часто подвержены возникновению коротких замыканий, что обуславливает необходимость более тщательного подхода к защите, а также функционирование защит усложнено ещё и тем, что в настоящее время в электроэнергетической системе работают совместно три поколения устройств защит: электромеханические, микропроцессорные и цифровые, методы и средства наладки и расчёта параметров функционирования которых существенно отличаются. Таким образом, для повышения надёжности и функционирования устройств релейной защиты, необходимо понимание процессов, протекающих в линиях электропередач, понимание технических и расчётных тонкостей каждого поколения устройств защит.
Каждая функция релейной защиты должна быть отрегулирована для достижения оптимальных характеристик эксплуатации сети и для использования во всех режимах работы. Значения уставок определяются в результате полного расчёта на основе характеристик отдельных элементов сети.
Релейное управление постоянно совершенствуется, разрабатываются новые конструкции, применяются новые методики и рекомендации по выбору параметров настройки устройств релейной защиты и автоматики. Методические указания учитывают требования действующей нормативно-технической документации, основополагающие принципы построения систем релейной защиты и автоматики и практический опыт расчётов. Методические указания являются рекомендуемым материалом, которому должны следовать проектные и эксплуатационные организации с целью максимального применения типовых решений, внедрения в эксплуатацию наиболее совершенных и проверенных опытом решений. Всё чаще встречаются объекты электроэнергетики, для которых типовые методики расчёта не подходят и не позволяют однозначно оценить и сравнить между собой последствия различных видов отказов релейной защиты и автоматики с точки зрения энергосистемы в целом. Отступления от соответствующих рекомендаций, приведённых в методических указаниях, допускаются в тех случаях, когда это обосновано конкретными местными условиями, а также для ранее запроектированных, монтируемых или действующих устройств, если отступления не ведут к серьёзным недостаткам и не противоречат принципиальному направлению методических указаний.
При ручном расчёте основных и резервных защит для одной и более транзитных линии электропередач мы можем увеличить чувствительность и надёжность устройств защиты путём уменьшения погрешности, которую вносят программные комплексы, но для этого может потребоваться множество времени и сил, а в настоящих реалиях на расчёт и выбор параметров настройки даётся не так много времени.
В настоящее время существует множество расчётных комплексов на базе отечественных технологий и российского программного обеспечения, предназначенных для расчёта защит и выбора параметров настройки устройств релейной защиты и автоматики, с различными функциями и возможностями. С помощью таких программ можно анализировать большие объемы данных и использовать алгоритмы машинного обучения для определения оптимальных параметров комплектов защит различным устройствам, повысится оперативность принятия решений, сократится время на поиск и обработку информации. Но как правило, специализированные программы для расчёта доступны не всем и требуют затрат, такие программные комплексы могут позволить себе крупные государственные организации, для которых они разрабатывались.
Анализ существующих методов и подходов к выбору комплектов защит является важной задачей, направленной на обеспечение безопасности и надёжности энергетических систем. Нужно быть готовым находить пути решения тех или иных задач по расчёту устройств релейной защиты и автоматики, подстраиваться под нормы, рекомендации по расчёту и методики.
Неправильные действия релейной защиты и автоматики приводят к большим ущербам для системы. Представляется весьма целесообразной работа над созданием новых методов и средств, обеспечивающих необходимое повышение надёжности систем релейной защиты и автоматики.
Правильный выбор параметров настройки устройств релейной защиты и автоматики и контроль её эксплуатационной готовности во многом определяет качество и надёжность электроснабжения и способствует предотвращению развития аварий в энергосистеме, в то время как неправильные уставки релейной защиты приводят к возникновению и развитию аварий.
Функционирование и надёжность устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики в энергосистемах России весьма низка, что требует обратить особое внимание на весь комплекс мероприятий, связанных с повышением работы устройств.
Только та система, которая достаточно хорошо защищена, гарантирует удовлетворительную работу.
Литература:
1. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электроснабжение» направление подготовки «Электроэнергетика» / В. А. Андреев. — 6-е изд., стер — М.: Высш. шк., 2008. — 640 с.
2. Ершов Ю. А. Электроэнергетика. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем [Электронный ресурс]: учеб. пособие / Ю. А. Ершов, О. П. Халезина, А. В. Малеев и др. — Красноярск: Сиб. Федер. Ун-т, 2020. — 68 с. — ISBN 978–5-7638–2555
3. Ковалёв Д. В. Анализ методов выбора комплектов защит для терминалов релейной автоматики // Автоматика и вычислительная техника в промышленности. — 2022. — № 4. — С. 34–40
4. Коновалова Е. В. Основные результаты работы РЗА на объектах ЕНЭС // Релейная защита и автоматика энергосистем. — 2006
5. Федоров В. А. Библия релейной защиты и автоматики // Новосибирский институт поввышения квалификации, 2004. — 278 с.
6. [Электронный ресурс]: https://www.dissercat/com/content/razrabotka-metodov-i-sredstv-povysheniya-nadeznosti-releinoi-zashchity-elektroenergetichesk
7. Шнеерсон Э. М. Цифровая релейная защита. — М.: Энергоатомиздат, 2007. — 549 с.
8. Шаров Ю. В., Хорольский В. Я., Таранов М. А., Шемякин В. Н. Электроэнергетика: учебное пособие // Москва: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2020. — 348 с. — (Среднее профессиональное образование)
9. Шеховцов В. П. Аппараты защиты в электрических сетях низкого напряжения: учебное пособие / Шеховцов В. П. — Москва: ИНФРА-М, 2020. — 160 с.
10. Ушаков В. Я. Современные проблемы электроэнергетики: Учебное пособие / Ушаков В. Я. — Томск: Изд-во Томского политех. Университета, 2014, — 447 с.
11. Шаров Ю. И. Внедрение современных технологий на ТЭС: монография /
12. Ю. И. Шаров. — Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2021, — 348 с.
