Релейная защита и автоматизация 2010 №1 (Ноябрь)

Подождите немного. Документ загружается.

научно-практическое издание

События

КгЭу – ОРгАнИзАтОР пеРвОй

вСеРОССИйСКОй КОнфеРенцИИ

по комплексной проблематике

защит линий электропередачи

Она была организована при поддержке

ряда министерств и Академии наук Республики

Татарстан, ОАО «Сетевая компания» Татарстана,

ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «НТЦ электроэнергетики»,

ОАО «Энергетический институт им. Г. М. Кржижа-

новского» и ряда вузов РФ.

Целями Конференции стали обмен научны-

ми достижениями в областях, которые определе-

ны ее тематикой, для их применения в электро-

энергетике и привлечение студентов и аспирантов

к научно-исследовательской работе. Практиче-

ское воплощение некоторых достижений науки

участники Конференции смогли воочию увидеть

в ходе экскурсий на ряд предприятий и энерго-

объектов Республики Татарстан.

Помимо пленарного заседания, работа

Конференции шла в рамках трех секций: «Высо-

кочастотная связь на линиях электропередачи»,

«Электромагнитная совместимость на линиях

электропередачи» и «Обнаружение и плавка го-

лоледа на линиях электропередачи». Все эти те-

мы на практике сильно взаимосвязаны, и в докла-

дах на Конференции прозвучали пути решения

проблем, возникающих в ходе эксплуатации ли-

ний электропередачи в энергосистемах.

С докладами, затрагивающими вопро-

сы релейной защиты, выступили специалисты

НПП «ЭКРА», в том числе и на пленарном заседа-

нии. В них с разных сторон рассматривались во-

просы соответствия выпускаемых предприяти-

ем устройств РЗА требованиям существующих

ГОСТов и отраслевых стандартов по ЭМС. Так-

же прозвучал доклад по защите установок плав-

ки гололеда, где был дан обзор реализованных,

и опробованных в ходе трехлетней эксплуатации,

технических решений релейной защиты для таких

установок с переменным и постоянным током.

В КГЭУ – традиционно сильная научная шко-

ла по высокочастотной связи, и подводя итоги

Конференции, организаторы и участники отмети-

ли необходимость ежегодного проведения Все-

российской конференции по ВЧ связи в г. Казань.

К сожалению, электромагнитная совме-

стимость не имеет своей «площадки», на кото-

рой было бы возможно плодотворное обсуж-

дение и разработчиками, и производителями,

и эксплуатирующими организациями проблем,

постоянно возникающих в этой области. Как бы

ни хороша была аппаратная платформа, на энер-

гообъектах иногда возникают непредвиденные

ситуации, которые существенно отличаются

от условий тестовых испытаний, регламентиро-

ванных стандартами по ЭМС. И как бы уверенно

ни озвучивали требования помехоустойчиво-

сти, следует признать, что накопленный прак-

тический опыт в этой области еще не столь зна-

чительный. В сложившейся ситуации сегодня

очень важны плодотворный обмен и поиск тех-

нических решений, которые позволили бы упре-

ждать негативные события, периодически воз-

никающие на объектах электроэнергетики, в том

числе и в критических ситуациях.

В Казанском государственном энергетическом университете (КГЭУ)

25-29 октября 2010 года прошла Всероссийская научно-практическая

конференция «Высокочастотная связь, электромагнитная совместимость,

обнаружение и плавка гололеда на линиях электропередачи».

Конференции

События

10 01 / Ноябрь 2010

ИтОгИ зАСедАнИя

технИчеСКОгО КОМИтетА

МЭК в МОСКве

В заседании в г. Москва приняли участие

44 специалиста из стран Европы, Азии, Америки

и Австралии. Активное участие в работе прини-

мали участники из других городов и стран мира

посредством сервиса веб-конференции.

В ходе первого дня на вводной секции

с докладами выступили участники профиль-

ных комитетов МЭК по развитию профильных

стандартов  МЭК, IEEE  и  др. Было отмечено,  что 

МЭК 61850 начинает активно цитироваться

и внедряться в профильные стандарты на сило-

вое оборудование и системы малой генерации.

Например, стандартом МЭК 61400, сформули-

ровавшим требования к ветроэнергетическим

установкам, уже описан целый ряд логиче-

ских узлов. Одновременно активно развивают-

ся стандарты передачи данных, которые могут

быть интегрированы в качестве протоколов

в МЭК 61850. Интерес участников вызвало сооб-

щение о дальнейшем развитии стандарта пере-

дачи данных в распределительных сетях и сетях

среднего напряжения с использованием техно-

логии передачи данных по силовой сети, кото-

рый планируется гармонизировать с МЭК 61850.

В рамках заседания секций проходила ра-

бота над вторым изданием стандарта МЭК 61850.

В ходе обсуждений были затронуты следующие

аспекты стандарта:

•   разработка  и  форма  представления  электрон-

ной  версии  стандарта  на  базе  UML-модели. 

UML-представление стандарта (Unied modeling 

language  –  унифицированный  язык  модели-

рования, давно применяемый в разработке

программных систем) позволит получить до-

полнительный инструмент поддержки целост-

ности и непротиворечивости глав стандарта

МЭК 61850, и это сделает деятельность его разра-

ботчиков, в условиях длительной работы, более

эффективной. Разработчики устройств и систем

при этом получат возможность воспользовать-

ся  готовыми  UML-диаграммами  и  включать  их 

в качестве требований в свои проекты. На это

стоит обратить внимание отечественным раз-

работчикам устройств, програм много обе-

спечения и систем, поддерживающих данный

стандарт, которые, безусловно, должны иметь

возможность отслеживать и вовремя реагиро-

вать на последние изменения в этой области,

чтобы не утратить способность конкурировать

с западными производителями;

•   дополнение  информационной  модели  стан-

дарта элементами, необходимыми для опи-

сания свободно программируемой логики

функций РЗА;

•   разработка технического отчета, описывающе-

го методики тестирования систем в соответ-

ствии со стандартом МЭК 61850;

•   руководящие  указания  по  проектированию 

сетей передачи данных для построения реше-

ний на базе стандарта МЭК 61850. В силу того,

что стандарт ориентирован на передачу жиз-

ненно важной информации по Ethernet-сетям, 

надежность и соответствие данного систем-

ного компонента необходимым требовани-

ям, безусловно, будет определять надежность

всей системы;

•   мониторинг состояния;

•   синхрофазоры.

На итоговом заседании были озвучены ре-

зультаты работы секций.

С 4 по 8 октября 2010 года в выставочном павильоне ВВЦ № 55

«Электрификация» проходило заседание 10-й рабочей группы 57-го

технического комитета Международной электротехнической комиссии (МЭК).

Спонсорами мероприятия выступили 2 коллективных члена

НП «СРЗАУ» – НПП «ЭКРА» и «ПроСофт Системы».

Заседание МЭК

научно-практическое издание

События

Автор:

к.т.н., А. К. Белотелов,

президент НП «СРЗАУ»,

г Москва

Некоммерческому партнерству

«СОдейСтвИе РАзвИтИю

РелейнОй зАщИты,

АвтОМАтИКИ И упРАвленИя

в ЭлеКтРОЭнеРгетИКе» – 2 гОдА

Инициаторами создания этой общественной

организации, в последствии вошедшими в состав

учредителей НП «СРЗАУ», были Белотелов Алексей

Константинович, Озорнин Степан Олегович, Орлов

Юрий Николаевич и Пуляев Виктор Иванович.

Эту инициативу поддержали, став учреди-

телями НП «СРЗАУ», 3 известные органи зации:

•   ЗАО  «ОРЗАУМ»  –  проектная  организация 

с 80-летней историей проектирования, иссле-

дований и разработок нормативных и техниче-

ских материалов по РЗА и ПА;

•   ООО  НПП  «ЭКРА»  –  лидер  отечественного  со-

временного релестроения с обширной но-

менклатурой выпускаемых устройств РЗА для

энергообъектов ЕЭС России;

•   ЗАО  «Радиус  Автоматика»  –  отечествен-

ная компания, ориентированная на выпуск

устройств РЗА, систем управления для рас-

пределительных электрических сетей, прибо-

ров для определения места повреждения ли-

ний электропередачи и специализированных

испытательных установок для технического

обслуживания.

Необходимость создания такого обще-

ственного объединения была продиктована

сложившимися условиями разобщенности субъ-

ектов электроэнергетики в результате реформи-

рования энергетической отрасли, когда каждый

субъект электроэнергетики, условно говоря, за-

бывал, что является составной частью единой

энергосистемы России, осуществляющей пол-

ный цикл выработки, передачи и распределения

электроэнергии.

Поэтому основными целями Партнерства

стали:

•   содействие  членам  Партнерства  в  эффектив-

ной работе релейной защиты и автоматики

(РЗА), противоаварийной автоматики (ПА) и ав-

томатизированных систем управления тех-

нологическими процессами (АСУ ТП) как со-

ставной части сис темы противоаварийного

управления в Единой энергетической системе

России (ЕЭС России);

•   содействие  всем  заинтересованным  лицам 

и организациям в развитии теории и прак-

тики РЗА, ПА и АСУ ТП как областей научно-

технических знаний в Российской Федерации.

Учредители НП «СРЗАУ» прекрасно пони-

мали, что достижение указанных целей возмож-

но только коллегиально, объединив на общес-

твенных началах компетентных специалистов

и организации.

За прошедшие два года ряды Партнерства

значительно пополнились, и в настоящее время

членами Партнерства являются 18 организаций

и 7 специалистов.

В 2009 году членами Партнерства стали

11 организаций, представляющих компании-

производители устройств РЗА, ПА, систем управ-

ления, ВЧ аппаратуры и испытательных устано-

вок, инжиниринговые и проектные компании,

сис темные интеграторы:

•   ОАО «Ивэлектроналадка», г. Иваново;

•   ООО «НПП Бреслер», г. Чебоксары;

•   ООО «НПП «ПРОЭЛ», г. Санкт-Петербург;

•   ООО «РЗА СИСТЕМЗ», г. Москва;

•   ООО «Уралэнергосервис», г. Екатеринбург;

•   ООО «НПП «Динамика», г. Чебоксары;

•   ООО «ИЦ «Бреслер», г. Чебоксары;

•   ООО «Энергопромавтоматизация», 

г. Санкт-Петербург;

•   ОАО «НТЦ Электроцентромонтаж», г. Москва;

•   ООО «Прософт-Системы», г. Екатеринбург;

•   Филиал «Энергосетьпроект – НН-СЭЩ», 

г. Нижний Новгород.

19 декабря 2010 года исполняется два года

общественной организации Некоммерческое

партнерство «Содействие развитию релейной

защиты, автоматики и управления в электро-

энергетике» (НП «СРЗАУ»).

нП «СрЗаУ»

События

12 01 / Ноябрь 2010

В 2010 году в Партнерство вступили еще

4 организации:

•   ЗАО «Чебоксарский электроаппаратный 

завод», г. Чебоксары;

•   ООО «Энергетика. Микроэлектроника. 

Автоматика», г. Новосибирск;

•   ЗАО «НПФ «Энергосоюз», г. Санкт-Петербург;

•   ООО «Премко Электрик», г. Москва.

Как видно из перечисленного состава, в на-

шем Партнерстве вполне миролюбиво уживают-

ся конкурирующие организации, которые, всту-

пив в Партнерство, сознательно выбрали путь

здоровой конкуренции.

Ряды Партнерства пополнили специали-

сты, известные в среде релейщиков:

•   Левиуш Александр Ильич, профессор, 

доктор технических наук;

•   Силаев Юрий Михайлович, 

кандидат технических наук;

•   Удрис Андрей Петрович, инженер-электрик, 

с 1962 года работающий в области релейной

защиты и автоматики энергосистем.

Нынешний состав Некоммерческого пар-

тнерства «Содействие развитию релейной защи-

ты, автоматики и управления в электроэнергети-

ке» в состоянии успешно решать поставленные

перед ним задачи.

Два года – не такой большой срок, чтобы

подводить итоги. Однако хочется поделиться не-

которыми достижениями Партнерства в реше-

нии поставленных задач.

В период 7–9 апреля 2009 года на ВВЦ в па-

виль оне «Электрификация» проведена Всероссий-

ская конференция релейщиков «Релейная защита

и автоматика 2009». В конференции приняли уча-

стие более 160 специалистов, представляющих око-

ло 90 предприятий и организаций России и ближне-

го зарубежья. Конференция прошла под лозунгом

консолидации научно-технической общественно-

сти и организаций, работающих в области развития,

производства, проектирования, внедрения и экс-

плуатации систем релейной защиты и автоматики

(РЗА), противоаварийной автоматики (ПА) и систем

управления (АСУ ТП) в ЕЭС России. На конференции

было заслушано 44 доклада, затрагивающих все

аспекты развития, производства, проектирования,

внедрения и эксплуатации РЗА, ПА и АСУ ТП в ЕЭС

России. По результатам работы Конференции бы-

ло принято решение, которое практически легло

в основу плана работы нашего Партнерства.

В работе юбилейной XX конференции

и выставки «Релейная защита и автоматика

энергосистем-2010» приняли участие практиче-

ски все члены Партнерства, выступая с докладами

и экспонируя свои достижения на выставке.

В декабре 2008 года совместно с издательским

домом «Вся электротехника» успешно реализован

проект по выпуску специализированного журна-

ла «РЕЛЕЙЩИК». На выставке «Электрические сети

России-2009» этот проект был отмечен дипломом.

В течение полутора лет журнал выпускался при ак-

тивной информационной поддержке НП «СРЗАУ».

Сформированы и приступили к работе две

рабочие группы:

•   рабочая группа МЭК 61850, задачей которой 

является обобщение теории и практики

применения настоящего стандарта.

Руководитель рабочей группы –

Кочетков Иван Викторович;

•   рабочая группа по нормативно-технической 

документации (НТД), которой поручено

разработать структуру базы НТД и принципы

систематизации и фильтрации информации,

поступающей от Российского национального

комитета МЭК (РНК МЭК).

Руководитель рабочей группы –

Силаев Юрий Михайлович.

Партнерство наделено полномочиями орга-

на Системы добровольной сертификации Корпо-

рации «ЕЭЭК» с широкой областью полномочий.

Некоммерческое партнерство ориентиро-

вано на активную и компетентную помощь и со-

действие субъектам электроэнергетики в коор-

динации и проведении единой (согласованной)

научно-технической политики.

Как видно, поле деятельности Некоммер-

ческого партнерства «Содействие развитию

релейной защиты, автоматики и управления

в электроэнергетике» довольно обширно, ведь

решать поставленные задачи можно только кол-

легиально, общими усилиями компетентных ор-

ганизаций и специалистов.

Подробную информацию о Партнерстве

и членах Партнерства можно найти на сайте:

www.srzau-np.ru

нП «СрЗаУ»

научно-практическое издание

События

НАУКА

14 01 / Ноябрь 2010

релейная защита

Авторы:

П.Г. Варганов,

начальник СКБ РЗА,

А.Н. Донской,

начальник КБ МПТ-2,

ЗАО «ЧЭАЗ»,

г. Чебоксары

ИнтегРИРОвАннАя СРедА

РАзРАбОтчИКА RAD тп

для СвОбОднО пРОгРАММИРуеМых

теРМИнАлОв СеРИИ бЭМп

По сравнению с универсальным промыш-

ленным контроллером (далее «ПК») микропро-

цессорное устройство РЗА (далее «терминал»)

имеет особенности:

•   ограниченная функциональность в силу 

специфики решаемых задач РЗА;

•   ограниченный набор 

функциональных блоков РЗА;

•   относительно высокие требования 

к быстродействию (например, в БЭМП время

цикла аналого-цифрового тракта 416 мкс,

частота выборок осциллографирования –

800 Гц, цикл расчета логики РЗА – 2,5 мс);

•   относительно мало меняющаяся структура 

данных (набор уставок, структура меню

пользовательского интерфейса и др.).

Это обусловило определенную специфику

аппаратной части терминалов: обычно никто не ис-

пользовал в качестве терминала РЗА типовые ПК.

Аналогично, при программировании терминалов

преобладал индивидуальный подход к каждому

типоисполнению. Поэтому конечному пользовате-

лю редко предлагается система программирова-

ния терминала, что давно стало необходимым тре-

бованием для универсальных ПК [1].

Отличие терминалов от ПК закрепилось

даже в терминологии – в области РЗА зачастую

говорили только о «свободно конфигурируемой

логике», а определение «свободно программи-

руемое» сразу поднимает устройство на высшую

ступень. В то время как в ПК есть просто понятие

«технологическая программа» (далее «ТП»), ко-

торую конечный пользователь обычно проекти-

рует полностью самостоятельно.

При разработке терминалов серии БЭМП

производства ЗАО «ЧЭАЗ» сделан шаг в сторону

приближения системы программирования к ПК.

С помощью фирменного программного обеспе-

чения  RAD  ТП  (Rapid  Application  Development, 

среда быстрой разработки ТП, [2]) возможно ре-

шение самых различных задач программирова-

ния терминала на следующих уровнях:

Уровень Задача Примечания

Пользовательский

(настройка под

конкретную задачу)

Настройка параметров и уставок терминала Решается без применения RAD ТП,

при помощи фирменной системы

мониторинга и конфигурации

либо непосредственно с пульта

БЭМП – путем настройки

программных ключей, уставок и

различных матриц связи сигналов.

В RAD ТП задаются только

исходные значения, настройки и

конфигурация

Гибкая конфигурация входных дискретных сигналов

и выходных реле

Включение в работу необходимых блоков РЗА,

предусмотренных в полнофункциональной схеме

для данного типоисполнения терминала

Прикладной

(разработка ТП)

Составление ТП из типовых функциональных блоков

на языке FBD (Function Block Diagram), который 

максимально приближен к привычному виду

функциональной схемы РЗА

Решается в RAD ТП с уровнем

доступа «пользователь»

(аналогичную функциональность

имеют многие фирменные системы

программирования терминалов)

Прикладной

«продвинутый»

Проектирование меню терминала и структуры

используемых данных (в т.ч. типов данных, способов

их отображения на терминале, способов доступа

к ним, в т.ч. из систем АСУ ТП)

Решается в RAD ТП с уровнем

доступа «продвинутый

пользователь»

Системный Проектирование новых функциональных блоков

на низком уровне (с использованием встроенного

в RAD ТП языка программирования)

Решается в RAD ТП специалистами

СКБ РЗА, знакомыми с системным

ПО БЭМП и встроенным языком

RAD ТП

НАУКА

научно-практическое издание

релейная защита

Редактор RAD ТП проектировал-

ся с самого начала разработки БЭМП,

одновременно с системным програм-

мным обеспечением и аппаратной ча-

стью. Все типовые функциональные схе-

мы РЗА для различных типоисполнений

БЭМП изначально проектировались

на RAD ТП, что позволило выпустить из-

делие на рынок в короткие сроки.

Проектирование логики РЗА

в RAD ТП (рис. 1) осуществляется

при помощи типовых функциональ-

ных блоков на графическом языке

FBD (Function Block Diagram), который 

используется во многих средствах

программирования ПК и, в том числе,

входит в стандарт МЭК 61131–3 [1].

По сравнению с другими сред-

ствами разработки RAD ТП имеет следу-

ющие особенности:

•   понятие  «нити кода» для  явного  ука-

зания порядка расчета элементов

на FBD (рис. 1 а);

•   гибкое  представление  данных  проек-

та (редактирование на FBD или в та-

бличной форме);

•   возможность  изменения  графиче-

ского представления блоков, а также

введения произвольных графических

элементов и комментариев на FBD, что

способствует улучшению документи-

рования проекта;

•   удобные  механизмы  клонирования 

входных сигналов функциональных

блоков;

•   возможность  инвертирования  сигна-

лов на входах функциональных бло-

ков (рис. 1 б);

•   возможность  создания  макроблоков 

(группировки блоков с последующим

их использованием в качестве типо-

вого блока);

•   гибкость понятий «вход» и «параметр» 

блока – задание констант на входах

(рис. 1 б) и вынесение параметра в ин-

терфейс макроблока.

К сожалению, в условиях ограни-

ченных процессорных ресурсов в БЭМП

затруднена реализация полноценно-

го отладчика. Тем не менее, логику ра-

боты ТП можно частично проверить

на симуляторе.

В последнее время многие произ-

водители терминалов также стали пред-

лагать фирменные средства разработки

ТП, что можно только приветствовать.

Тем не менее, вопрос о целесообраз-

ности и допустимости самостоятель-

ного программирования терминалов

потребителем по-прежнему остается

дискуссионным. Более того, обсуждает-

ся проблема излишней сложности ми-

кропроцессорных средств РЗА для по-

требителя [3].

Легкость изучения и использования

современных RAD средств дает иллюзию

вседозволенности, в то время как грамот-

ное проектирование средств РЗА остает-

ся сложной и ответственной задачей:

•   необходим  комплексный,  системный 

поход к проектированию, с учетом всех

вариантов протекающих процессов

и возможной реакции средств РЗА;

•   для  решения  этой  задачи  разработ-

чик должен иметь необходимую ква-

лификацию, в том числе свободное

владение широким кругом научно-

инженерных знаний, а также опыт

проектирования реальных систем;

•   необходимо  полное  знание  особен-

ностей конкретного типоисполнения

терминала, которые могут оказаться

критичными в самых различных штат-

ных и аварийных ситуациях.

Готовы ли потребители потратить

значительные ресурсы на качественное

и надежное проектирование и нести

всю полноту ответственности за реали-

зацию своего проекта?

Учитывая все изложенное, ЧЭАЗ

позиционировал RAD ТП в основном как

внутреннее средство для разработки

широкого модельного ряда терминалов

серии БЭМП. Эта задача была успешно

решена в короткие сроки. Такой под-

ход позволяет нам оперативно реагиро-

вать на пожелания потребителей и при

необходимости быстро решать нетипо-

вые задачи.

Литература:

1. Петров И.В. Программируемые контроллеры.

Стандартные языки и приемы прикладного про-

ектирования/Под ред. проф. В.П. Дьяконова. М.:

СОЛОН-Пресс, 2004.

2. Микропроцессорный блок релейной

защиты и автоматики серии БЭМП. Руко-

водство разработчика функциональных

схем РЗА. БКЖИ.656316.001 РЭ3.

3. Семинар «Актуальные проблемы РЗА и АСУЭ».

Выводы и рекомендации/«Новости электротехни-

ки», № 3 (51) 2008, с. 72.

Рис. 1. FBD в RAD ТП.

а) б)

НАУКА

16 01 / Ноябрь 2010

Авторы:

В.Г. Наровлянский,

А.Б. Ваганов,

И.А. Иванов,

ОАО «Институт

«Энергосетьпроект»,

г. Москва

РезультАты ИСпытАнИй

уСтРОйСтвА лИКвИдАцИИ

АСИнхРОннОгО РежИМА АлАР-М

на электродинамической модели энергосистемы

Приведены результаты комплексных испытаний на электродинамической модели

микропроцессорного устройства противоаварийной автоматики АЛАР-М,

использующего новый алгоритм выявления и ликвидации асинхронного режима.

Целью испытаний было определение области применения устройства АЛАР-М,

использующего прямые признаки контроля угла и скольжения для выявления

и ликвидации асинхронного режима.

Проведенные испытания показали эффективность применения алгоритма, исполь-

зщую щего прямые признаки контроля угла и скольжения, в отличие от алгоритмов,

использующих косвенные признаки выявления асинхронного режима.

Возникающий при нарушении устойчивости

асинхронный режим (АР) представляет в общем

случае серьезную опасность для энергосистемы

(ЭС) из-за возможного развития аварии с обесто-

чиванием большого числа потребителей. В практи-

ке работы энергосистем при чиной многих аварий

являлся своевременно не ликвидированный АР.

Поэтому к надёжности и эффективности устройств

автоматической ликвидации АР (АЛАР) предъявля-

ются высокие требования. При этом наличие сколь

угодно развитых систем противоаварийной авто-

матики (ПА) не может снизить эти требования [1, 2].

В качестве устройств выявления и ликвида-

ции асинхронного режима (АР) в ЭС используются

как традиционные электромеханические [2] и элек-

тронные [3] устройства АЛАР, так и современные

микропроцессорные устройства [4].

Использование косвенных признаков вы-

явления АР (взаимодействие реле мощности, со-

противления, тока) в большинстве этих устройств,

а также ограниченные возможности и несовер-

шенство электромеханических устройств АЛАР

не позволяют правильно выявлять АР в ряде ре-

жимов работы энергосистем. Основные недо-

статки [2] таких устройств:

•    невозможность  выявления  АР  при  большом 

скольжении (в наиболее тяжелых случаях это-

го режима), связанная с ограниченным бы-

стродействием электромеханических реле,

сравнимым с возможной длительностью АР,

а также с несовершенством выявления перво-

го цикла асинхронного хода;

•    сложность и недостаточная надёжность согла-

сования статических и динамических характе-

ристик срабатывания разнотипных реле (тока,

сопротивления, мощности), приводящие к от-

казу устройства АЛАР при повышенных сколь-

жениях в условиях АР и, кроме того, вызываю-

щие значительные затруднения при настройке

устройств;

•    зависимость  функционирования  от  вида  на-

грузки в месте установки.

В последние годы большинство разра-

ботчиков микропроцессорных устройств ПА,

как отечественных, так и зарубежных, не имею-

щих практического опыта использования си-

стем ПА, пошли по пути прямого копирования

алгоритмов традиционных (электромеханиче-

ских и электронных) устройств. Поэтому многие

микропроцессорные устройства АЛАР россий-

ского и зарубежного производства, как правило,

повторяют и указанные выше недостатки.

Многолетний опыт проек тирования сис тем

ПА в ОАО «Институт «Энергосетьпроект» показал,

что отмеченные недостатки могут быть в большой

мере устранены при переходе на прямые призна-

ки – контроль угла и скольжения для выявления

и ликвидации АР [5]. В результате исследований,

Ключевые слова:

противоаварийная автоматика, ликвидация

асинхронного режима, микропроцессорные

устройства, испытания на электродинами-

ческой модели.

автоматика

НАУКА

научно-практическое издание

автоматика

ориентированных на возможнос-

ти современных программно-

технических средств, в ОАО «Ин-

ститут «Энергосетьпроект» был

разработан алгоритм [4, 6], а в со-

д ружестве с НПП «Энергоизмери-

тель» (г. Москва) разработано и вы-

пущено первое в РФ современное

микропроцессорное устройство

АЛАР-М, использующее прямые

признаки выявления АР.

Устройство АЛАР-М (рис. 1)

является альтернативой традиционным устрой-

ствам ана логичного назначения и с 2000 г. успешно

эксплуатируется в энергосистемах России (ОЭС Цен-

тра, Северо-Запада, Юга, Урала, Сибири, Востока).

Особенности устройства АЛАР-М:

•    простота  настройки  (не  требуется  предвари-

тельный анализ режимов сети);

•    автоматическая блокировка при коротких замы-

каниях (КЗ) и коммутациях в сети (без необходи-

мости выставления уставок блокирования) [6];

•    функционирование  не  зависит  от  нагрузки 

в месте установки;

•    может  быть  использовано  как  отдельное 

устройство, в сочетании «основное – резерв-

ное», в группе из нескольких координирован-

ных аналогичных устройств;

•    может быть использовано для защиты генера-

торов от АР.

С целью разработки рекомендаций, опреде-

ляющих область применения устройств автомати-

ки выявления и ликвидации асинхронных режимов,

Системным Оператором в период 2006–2008 гг.

были инициированы комплексные испытания

устройств АЛАР на цифро-аналоговом физическом

комплексе ОАО «НИИПТ». (Отчёты по этим испытани-

ям имеются в ОАО «СО ЕЭС».) Для целей испытаний

была собрана электродинамическая модель энер-

госистемы. В состав энергосистемы входили АЭС

мощностью 1000 МВт, ГЭС мощностью 1000 МВт, ТЭС

мощностью 300 Мвт, вставка постоянного тока ВПТ

и крупная энергосистема, представленная шинами

бесконечной мощности. Электрические станции

примыкали к сети 330 кВ. Нагрузки энергосистемы

включены на шинах станций и на подстанциях сети.

Устройства АЛАР контролировали линию с двумя

промежуточными узлами с нагрузками. Изменяя со-

став генераторов, схему сети и параметры нагрузки,

на модели создавали асинхронные режимы с раз-

личным характером переходных процессов.

Во время испытаний по специально раз-

работанной по заданию ОАО «СО ЕЭС» програм-

ме на цифро-аналоговой физической модели

ОАО «НИИПТ» асинхронные режимы создавались

при следующих аварийных возмущениях:

•    однофазные КЗ с неуспешным ОАПВ линии;

•    двухфазные КЗ с АПВ линии;

•    двухфазные КЗ с неуспешным АПВ линии;

•    двухфазные КЗ с отключением линии;

•    двухфазные КЗ с отключением линии при отказе 

фазы выключателя и работе УРОВ;

•    трехфазные КЗ с отключением линии;

•    аварийные небалансы активной мощности с из-

менением частоты;

•    каскадная  последовательность  нескольких  ава-

рийных возмущений.

Проверялась работа устройств при раз-

личном расположении ЭЦК на контролируемом

участке по отношению к узлу установки устрой-

ства и в режимах с реверсом перетока мощности

по контролируемой линии. АЛАР-М успешно про-

шёл все этапы испытаний.

В устройстве АЛАР-М предусмотрена ре-

гистрация векторов напряжения и тока, которая

автоматически запускается при срабатывании

устройства. Специальная подпрограмма, входя-

щая в состав поставки устройства, позволяет ис-

пользовать регистрограммы, сохраняющиеся

в памяти устройства, для последующего анализа

работы АЛАР-М.

Ниже приведён ряд примеров, характеризу-

ющих работу устройства АЛАР-М при испытаниях

на электродинамической модели ОАО «НИИПТ».

Рис. 2. Расшифровка регистрограммы АЛАР-М. По левой

вертикальной оси отложена разность углов

напряжений по концам контролируемого участка.

По правой – номер сработавшего реле. Под осью

времени кроме её обозначения (t, c) приведён полный

набор уставок (см. [7]), использованный в данном

эксперименте.

На рис. 2 показана работа всех трёх ступеней

устройства АЛАР-М в ситуации, когда короткое за-

мыкание (КЗ) в энергосистеме привело к возник-

новению АР с проворотами и качаниями угла. В мо-

мент КЗ контролируемый угол перешел через 1800.

Но при этом в соответствии с алгоритмом отстрой-

Рис. 1.

Общий вид устройства

АЛАР-М.

НАУКА

18 01 / Ноябрь 2010

ки от КЗ и коммутационных процессов [6] действие

устройства оказалось заблокировано на время

КЗ. В данном эксперименте скольжение положи-

тельно (контролируемый угол нарастает), поэтому

в устройстве срабатывают реле положительного

скольжения: №№ 1, 3, 5. Длительность паузы после

срабатывания реле была выбрана минимальной:

0,3 сек., чтобы показать возможность устройства

реагировать на провороты, происходящие с ин-

тервалом 0,4 сек. (4-й и 5-й провороты).

На рис. 3 показана работа устройства АЛАР-М

в эксперименте с отрицательным скольжением кон-

тролируемого угла. Срабатывают реле №№ 2, 4, 6.

После работы всех трёх ступеней устройство вер-

нулось в исходное состояние, а так как асинхрон-

ный ход не прекратился, снова сработало реле № 2.

Рис. 3. Расшифровка регистрограммы АЛАР-М. Скольжение

отрицательное.

В другом эксперименте (рис. 4) в результате

КЗ и затянувшейся паузы ОАПВ ток фазы А был от-

ключён более 4 секунд. Этого времени оказалось

достаточно, чтобы асинхронный ход начался и, су-

дя по качаниям тока, произошло 4 проворота.

Рис. 4. Фазные токи эксперимента с затянутой паузой ОАПВ.

Если при этом в настройке устройства

не указано «отключить проверку асимметрии

тока», технологический алгоритм АЛАР-М забло-

кирован имеющейся асимметрией тока.

Если настроен режим «отключить провер-

ку асимметрии тока», АЛАР-М чётко отрабатыва-

ет каждый проворот (рис. 5).

Рис. 5. Регистрограмма эксперимента с затянутой

паузой ОАПВ (рис. 4).

Выводы

Проведённые по инициативе ОАО «СО ЕЭС»

в 2006–2008 гг. комплексные испытания ус тройств

АЛАР на цифро-аналоговом физическом комплек-

се ОАО «НИИПТ» по специально разработанной

программе показали, что устройство АЛАР-М:

•   правильно срабатывает по выявлению за-

данного количества проворотов АР;

•   надёжно выявляет наличие/отсутствие 

ЭЦК на контролируемом участке;

•   не имеет ложных срабатываний;

•   правильно срабатывает в условиях искаже-

ния формы синусоиды тока и напряжения;

•   обеспечивает выявление АР 

в период затянутой паузы ОАПВ;

•   обеспечивает защиту участков электропере-

дачи с промежуточным отбором мощности;

•   надёжно блокируется на время всех ви-

дов КЗ и коммутационных переключений;

•   надёжно работает в паре 

«основной – резервный».

Литература:

1. Иофьев Б.И. Принципы построения устройства прекращения

асинхронного режима//Электричес тво. – 1976. – № 9. – с. 6–11.

2. Гоник Я.Е., Иглицкий Е.С. Автоматика ликвидации асинхронного

режима. – М.: Энергоатом издат, 1984.

3. Бринкис К.А., Семёнов В.А. Селективная делительная защита при

асинхронном ходе. Электрические станции, 1975, № 2, с. 66–68.

4. Наровлянский В.Г. Современные методы и средства предотвра-

щения асинхронного режима электроэнергетической системы. М.,

Энергоатомиздат, 2004, 359 с.

5. Розенблюм Ф.М., Любарский Д.Р., Брухис Г.Л. и др.

Устройство прекращения асинхронного хода.

Патент 2002352 (РФ) от 30.10.1993.

6. Наровлянский В.Г., Ваганов А.Б. Способ определения короткого

замыкания в электроэнергетической системе.

Патент № 2374733 от 27.11.2008.

7. Наровлянский В.Г., Любарский Д.Р., Ваганов А.Б., Иванов И.А.

Методические основы настройки микропроцессорного

устройства ликвидации асинхронного режима АЛАР-М.//Сов-

ременные направления развития систем релейной защиты

и автоматики энергосистем. Сборник докладов Международ-

ной научно-технической конференции (Москва, 7–10 сентя-

бря 2009). Москва. Научно-инженерное информационное

агентство.– 2009. – c. 562–568.

автоматика