 часы для сайтов |
О технической экспертизе цифровых
устройств РЗА
Ответ на статью к.т.н. В.А. Сушко «Микропроцессорные защиты
присоединений 6-35 кВ. Сравнительный
анализ.», опубликованную в журнале «Новости Электротехники» №1(43) 2007 гю
Сначала о терминологии. Определение
«Микропроцессорные устройства РЗА» пора заменить на «Цифровые устройства РЗА».
Ведь никто не называет цифровой фотоаппарат микропроцессорным, хотя в нем
используются те же компоненты. Мы будем пользоваться сокращением – «ЦРЗА».
Энергетика, и в частности релейная
защита, является довольно консервативной отраслью науки и техники. Именно
поэтому цифровые технологии внедряются в энергетику с трудом и значительно
позже, чем в другие области, например в машиностроение, связь, аудио-видео
технику и т.д.
Журнал «Новости Электро Техники» взялся
за благородное дело – способствовать ускорению технической революции в
отечественной релейной защите. Этой задаче посвящены некоторые публикации, в
том числе статья доцента Чувашского Госуниверситета В.А.Сушко. Разделяя
обеспокоенность автора состоянием дел на нынешнем рынке ЦРЗА, считаем
необходимым сформулировать несколько существенных возражений и уточнений к
выводам и фактической информации, содержащейся в его последней статье.
Серьёзным заблуждением В.А.Сушко и
других уважаемых релейщиков-ветеранов, является попытка увязать напрямую
функциональность ЦРЗА с его стоимостью. Чего стоит, например, предложение
«определять удельную цену одной ступени МТЗ». В таком подходе явно отражается опыт
эпохи электро-механических устройств РЗА, когда каждая функция – это отдельное
устройство, имеющее материальную стоимость.
В цифровой технике многие функции
реализуются программно и не требуют материальных затрат на «железо». Так,
например, количество ступеней МТЗ, ЗНЗ(ОЗЗ) и ЗМН, циклов АПВ, количество
зависимых время токовых характеристик МТЗ никак не влияют на стоимость
аппаратной части современного устройства ЦРЗА. Доступные на сегодняшний день
микросхемы процессоров и памяти обладают огромными вычислительными ресурсами и
стоят вместе не более 400 руб. Это же относится и ко многим другим функциям.
Защита от несимметрии и от обрыва фазы – это несколько программных команд и
никакого «железа». Функции УРОВ и ЛЗШ требуют только дискретного входа и выхода.
Кстати, неясно, по каким источникам автор оценил стоимость дискретного входа
или выхода от 500 до 1500 руб. Хорошее выходное реле, применяемое в БМРЗ, стоит
менее 30 руб., а ключ, управляющий этим реле – несколько копеек. Ячейка
дискретного входа стоит 20 руб. Отметим, что речь идёт только о компонентах
ведущих мировых производителей в промышленном стандарте – (-40 … +70)оС. Затраты на разработку программного обеспечения
отечественные производители, как правило, в стоимость ЦРЗА не включают.
Основной вклад в стоимость ЦРЗА вносят не функции защиты и автоматики, а число
аналоговых входов и такие «неглавные» элементы как корпус, разъёмы, дисплей,
источник питания.
Очевидно, всё вышесказанное о
составляющих цены ЦРЗА относится не ко всем производителям, а только к тем, кто
владеет современным искусством схемо и системо техники и новейшими технологиями
программирования.
«Мнение» о
связи стоимости ЦРЗА с их функциональностью может быть у сторонних аналитиков,
а разработчики и производители продукции располагают реальными счетами от
поставщиков компонентов, печатных плат и т.д., поэтому дискутировать здесь не
имеет смысла. Цена на любую продукцию находится в вилке между себестоимостью её
производства и той максимальной величиной, за которую её готов потреблять рынок.
Внутри этой вилки действует конкуренция, а не сравнение производительности
процессоров. Не ясно, для кого предназначены попытки автора вычислить
соотношения цен на отдельные компоненты ЦРЗА. Разработчикам и производителям
это не нужно. Для потребителей же главное – соотношение цена/качество и
сравнение цен на рынке, а из каких микросхем сделан продукт и сколько слоев у
печатной платы, их мало волнует.
К огромному сожалению квалифицированная и объективная техническая
экспертиза ЦРЗА при проведении тендеров практически не проводится.
В большинстве случаев всё решает цена, причём часто возможны два
противоположных варианта: выигрывает самая дешёвая продукция, если решающее
слово за специалистами по закупкам, или самая дорогая, когда срабатывают иные,
известные всем факторы.
Надеемся, что здравый смысл когда-нибудь восторжествует, и в
тендерных комиссиях не последнее слово будет за техническими специалистами. А
экономисты научатся учитывать не только сиюминутную выгоду при покупке, но
также сокращение затрат на эксплуатацию за счёт большого количества сервисных
функций ЦРЗА.
С этой целью рассмотрим некоторые аспекты технической экспертизы.
Полагаем, что наши предложения будут полезны не только при проведении тендеров,
но и при выборе ЦРЗА проектировщиками, и грамотными релейщиками.
При оценке технического уровня ЦРЗА эксперт должен иметь в
качестве ориентира достаточно полный перечень анализируемых параметров и их
численные значения, принятые за требуемый (нормативный) уровень.
Сравнивать между собой продукцию разных изготовителей без учёта
нормативного уровня – бессмысленно. Говорить об объективной оценке в этом
случае не приходится. В.А. Сушко составил таблицу без всяких технологий
довольно небрежно, с большим количеством ошибок и неточностей и проводит по ней
сравнительный анализ. В результате, делает неверные заключения, например, в
последнем абзаце статьи он утверждает, что «степень защиты ни одного МП РЗА не
соответствует – IP –54». Однако, у большинства ЦРЗА есть степень защиты IP –54,
и это отражено в эксплуатационной документации.
Особенно нас беспокоят недостоверные
характеристики блоков БМРЗ, которые автор неизвестно откуда позаимствовал и
включил в свою таблицу , а журнал это растиражировал.
Основной недостаток сравнительной таблицы, предлагаемой В.А.Сушко
в
[2] – это
отсутствие колонки с нормативными количественными значениями.
Что касается перечня технических характеристик, которые должны
рассматриваться при экспертизе, то здесь имеются следующие соображения. В
перечень характеристик, по которым оценивается уровень технического
совершенства ЦРЗА следует включить только те параметры и характеристики,
которые имеют понятное практическое значение. Нет никакого смысла загромождать
сравнительные таблицы бесполезной информацией. Так номинальная частота 50 Гц
сама собой разумеется и имеется у всех устройств, а другая (60 Гц) в России не
нужна. Сравнивать ЦРЗА по этому параметру нет необходимости. Никто не знает что
такое и как использовать «номинальный ток ЗНЗ» (3 Iо), как впрочем и «номинальный ток фаз». Это дань традиции
электромеханических РЗА. Но сейчас уставки рассчитываются и вводятся в ЦРЗА
6-35кВ не в «кратностях», а в абсолютных значениях, именно такую единицу
измерения указал в п. 3 своей таблицы и В.А. Сушко, сам же приводит численные
значения в этой графе неизвестно в чем, скорее всего в «кратностях». И
утверждает, что «в таком виде они присутствуют в документации разработчиков». В
документации на БМРЗ такого никогда не было -это за нас додумал автор. При выборе
первичных ТТ проектировщики и потребители думают о чём угодно, только не о
номинальном вторичном токе ЦРЗА. Для блока ЦРЗА безразлично к какому ТТ он
подключён –3000/5 или 600/1. В большинстве случаев трансформаторы тока работают
в сильно недогруженном режиме. По этой причине сегодня практически все
производители вынуждены указывать нижнюю границу уставок МТЗ от 0,5 А. Что
означает в таком случае «номинальный ток 5А»?
Практическое значение для характеристики аналоговых каналов ЦРЗА
имеют рабочие диапазоны токов и напряжений, т.е. минимальные и максимальные
значения, в пределах которых прибор имеет линейную характеристику с
гарантированной (заданной) погрешностью. Полагаем, что из сравнительных таблиц
можно исключить и актуальный для электромеханических защит, но не существенный
для ЦРЗА показатель «потребляемая мощность цепями тока и напряжения». Не нужен
также и параметр «предельный диапазон напряжения питания» без привязки к
временным характеристикам отклонений. Данные показатели чётко сформулированы в
требованиях по электромагнитной совместимости. (ГОСТ Р 51317.4.11-99).
С другой стороны при экспертизе необходимо учитывать следующие
характеристики и параметры ЦРЗА для сетей 6-35 кВ, отсутствующие в таблице у
В.А.Сушко:
-время
готовности к срабатыванию защиты после включения питания -допустимый уровень пульсации в
постоянном и выпрямленном
оперативном токе
-наличие
порога срабатывания дискретных входов -рабочий диапазон температур и допустимая влажность -сопротивление и прочность изоляции -допустимое рабочее напряжение мегаомметра
при проверке сопротивления изоляции
-гарантийный срок на изделия.
Комментируя
нашу статью в том же – майском, №2(44) номере Журнала «Новости электротехники»,
В.А. Сушко по существу признает, что его таблица пригодна не для анализа
технических характеристик ЦРЗА, а для иллюстрации плохого качества
эксплуатационной документации различных производителей. Но это совсем другая
тема. Документация на импортную технику зачастую довольно плохо переведена, нет
общего стиля, но сама-то техника бывает хорошего качества.
В прошлом веке в отечественной практике подобные таблицы
назывались КАРТАМИ УРОВНЯ. Этот полезный документ обязательно содержал
количественные и качественные характеристики, принимаемые за норматив
(ориентир).
Для ЦРЗА необходимо ввести в обиход
типовую «карту технического уровня» (КТУ), которая будет содержать максимально
возможный перечень технических характеристик с количественными значениями,
соответствующими достигнутому мировому и отечественному уровню, а также
нормативным российским требованиям (с учётом перспективы).
При проведении тендерной экспертизы
перечень и параметры карты уровня могут быть скорректированы под конкретный
объект, как в сторону упрощения, так и ужесточения.
Так, например, для КРУ 6 кВ ТЭЦ и АЭС
можно сузить диапазон рабочих температур, а для мачтовых пунктов секционировать
ЛЭП 6-10 кВ – необходимо ужесточить требование по климатике. А требование к
диапазонам аналоговых сигналов и питающего напряжения – указывать конкретно для
данного объекта, с учетом примененных там ТТ и ТН.
Помимо параметров аппаратной части
ЦРЗА, карта технического уровня обязательно должна содержать и характеристики
технического совершенства РЗА, обусловленные программным обеспечением:
быстродействие, чувствительность, селективность, помехоустойчивость и т.д.
Особую трудность для составителей
сравнительных таблиц представляет корректное занесение данных по ЦРЗА из
документации разных производителей. Как справедливо отмечает В.А.Сушко,
отечественные и зарубежные производители весьма произвольно излагают
технические характеристики своей продукции в эксплуатационной документации.
Вот здесь-то и требуется мастерство и
квалификация эксперта. Сам автор таблицы в [2], механически перенося нечёткую
информацию из находящейся в его распоряжении эксплуатационной документации,
оставляет экспертов и потребителей в затруднительном положении. А подчас и
вообще вводит всех в заблуждение. Так по блокам БМРЗ составитель таблицы
пользовался давно устаревшей информацией. Но даже и там он либо не увидел, либо
исказил многие характеристики. Кстати, на сайте СО-ЦДУ РАО ЕЭС также помещена
информация о БМРЗ, полученная неизвестно из каких источников. Подобная
«небрежность» не так уж безобидна в наших рыночных условиях и может иметь
негативные экономические последствия для производителей и участников тендеров.
После получения действующей технической
документации от производителя, составителю КТУ (таблицы) предстоит непростая
задача – отфильтровать информацию разных производителей, приведя её к
единообразным терминам, единицам измерения. Кроме этого приходится устранять
явные технические ошибки в документации.
Так некоторые производители указывают
рабочий диапазон аналоговых сигналов «от нуля» (SPAC-810 и Micom – по току,
SPAC-810, Sepam-1000+, Micom
– по напряжению). Это технически неверно, поскольку любой
измерительный канал имеет нижний порог по чувствительности, который определяет
важнейшую характеристику аналогового тракта ЦРЗА – динамический диапазон.
Нередка ошибка в указании номинального
напряжения питания, где вместо одного «номинального» значения приводится
диапазон «от» и «до».
Диапазон вторичных токов 3 Iодля Siprotec 7SJ61 указан от 0,003 до 175 А, что не реально
и не соответствует документации «Siemens», а предельно допустимое напряжение у
Micom P 143 – 312/1144 В требует разъяснения.
Многие изготовители дуговой защиты указывают её чувствительность в
Амперах. А ведь датчики реагируют на освещённость, которая пропорциональна
мощности дуги, а значит зависит и от напряжения в КРУ (6 или 35 кВ!), и обратно
пропорциональна квадрату расстояния от датчика до горящей дуги. Так что о
чувствительности по току надо позабыть, тем более, что по этому параметру
дуговую защиту никак не проверить.
Особого внимания требуют описания метрологических характеристик
аналоговых каналов ЦРЗА. Некоторые разработчики вообще не видят разницы между
точностью и погрешностью измерений и указывают, например, «точность – 1%».
Напомним горе-метрологам, что точность – величина обратная погрешности. Для
оценки метрологических характеристик ЦРЗА следует указывать относительную
погрешность во всём диапазоне измерений. Известно, что цифровые измерительные
приборы имеют наименьшую погрешность у верхнего предела и наибольшую
погрешность у нижнего предела измерений. Некоторые производители, указывая
«погрешность 0,5%», лукаво умалчивают, что имеют в виду погрешность приведённую
к верхнему пределу рабочего диапазона ЦРЗА. А что там внизу?
И последнее -во второй своей статье, в том же(майском) номере
журнала, В.А. Сушко дает рекомендации разработчикам ЦРЗА в части установки
варисторов, устойчивости к 100% влажности и пр. Полагаем, что эти вопросы можно
вынести из статьи в какой-либо учебник для начинающих разработчиков. Они
«зашумляют» материал, посвященный технической экспертизе. Однако заметим, что
автору явно не известны современные технологии и методы решения подобных
проблем.
Подводя итоги, полагаем, что если уж взялся помогать потребителю в
выборе продукции, то потрудись немного над редактированием неточностей в разной
документации, и тем более, не вноси собственных, дополнительных, ошибок. Одним
словом, от составителей сравнительных таблиц, кроме знания традиционной техники
РЗА требуется хорошее понимание современного уровня электроники и
вычислительной техники, умение читать между строк, и чувство ответственности.
:::
МОИ САЙТЫ
:::
