Попалась на глаза вот такая статья:
Уже штампом стало утверждение, что цифровые устройства релейной защиты и автоматики (ЦРЗА) имеют существенные преимущества перед предыдущими поколениями устройств (электромеханическими и микроэлектронными). И это действительно так, если рассматривать качество и возможности самих устройств — наряду с технологичностью они позволяют иметь при малых габаритах большое число различного рода защитных функций, а также программировать достаточно сложную логику защитных комплексов. Однако статистика и практика показывают, что внедрение ЦРЗА не повысило, а в ряде случаев даже снизило показатели правильного действия релейной защиты и автоматики (РЗА) энергообъектов. Несмотря на высокую аппаратную надежность ЦРЗА, поток отказов возрос, и прежде всего вследствие ошибок, определяемых «человеческим фактором» — при проектировании и эксплуатации [1,4].
Находясь на новой или реконструируемой подстанции в окружении десятков шкафов с микропроцессорными терминалами, часто различных производителей, имеющих сотни программируемых параметров, генерирующих тысячи сообщений, содержащих сложные программируемые логическо-функциональные связи, понимаешь тяжесть положения часто немногочисленного эксплуатационного персонала, который должен «освоить» в традиционном понимании всю эту технику. К этому следует добавить, что не всегда имеется достаточная и удобоваримая документация, в том числе и проектная, позволяющая понять и проследить взаимодействие многочисленных функций как внутри терминалов, так и во всем защитном комплексе объекта в целом.
В результате ошибки в проекте и при вводе в эксплуатацию частично выявляются в процессе последующего анализа действия и сообщений защит во время аварий, либо остаются не выявленными, потенциально являясь возможными источниками новых отказов РЗА.
Данная ситуация, обусловленная в том числе и организационными изменениями в энергетике, требует определенных изменений в подходе к проектированию и обслуживанию ЦРЗА, во многом определяющих надежное функционирование энергосистем.
Вопрос в части обслуживания сводится, по сути, к тому, какими средствами и мероприятиями обеспечить повышение показателей РЗА в существующей реальной ситуации, в том числе при имеющемся эксплуатационном персонале. Следует отметить, что нереальными и завышенными являются требования к эксплуатационному персоналу освоить «до нюансов» все особенности микропроцессорных терминалов различных назначений, версий и производителей. Как и в других областях применения сложной техники, для эксплуатационного персонала необходимо прежде всего знание всех требуемых от комплекса РЗА выходных функций, умение обеспечить его оперативное обслуживание и умение при наличии соответствующих технических средств проверить готовность комплекса РЗА правильно выполнить требуемые функции.
Различие в распределении видов отказов в ЦРЗА и защитах предыдущих поколений
Правила технического обслуживания устройств РЗА [2] исходят из понятия «отказ» — события, заключающегося в постепенном или внезапном нарушении работоспособного состояния объекта или изменения его отдельных параметров, вызванного механическими, физическими или химическими процессами в период его эксплуатации. Относительно времени возникновения отказы классифицируются как приработочные (в начальный период), отказы периода нормальной эксплуатации и деградационные отказы, связанные со старением, изнашиванием и коррозией элементов. Именно для выявления и устранения перечисленных отказов в [2] устанавливаются различные виды технического обслуживания, в том числе проверка при новом включении (Н), первый профилактический контроль (К1), последующий контроль (К) и восстановление (В).
Рассматривая приведенные виды технического обслуживания применительно к ЦРЗА, следует отметить существенно меньшие вероятности отказов, вызванных механическими, физическими и химическими процессами, а также отказов, связанных со старением и изнашиванием отдельных элементов.
Указанное определяется принципиально более высокими параметрами надежности ЦРЗА, обусловленными новыми технологиями изготовления, значительно меньшим числом соединений, в том числе на основе пайки, существенно меньшим числом разъемных соединений. Более того, отбраковка изделий в соответствии с имеющимися стандартами осуществляется на этапе производства путем специального контроля, термоциклической обработки и испытаний каждого изделия. Все указанное в совокупности обеспечивает на порядок большую аппаратную надежность ЦРЗА и должно учитываться при выработке экономически обоснованных норм технического обслуживания. Вместе с тем остается существенной, как и в предыдущих поколениях устройств релейной защиты и автоматики (УРЗА), составляющая приработочных отказов, определяемая ошибками при монтаже и наладке, включая параметрирование ЦРЗА.
Принципиальные особенности проверки ЦРЗА
При реализации ЦРЗА используется имеющаяся возможность построения (программирования) отдельных функций, алгоритмов, логических связей, сообщений устройств защиты на одной общей конструктивной основе практически без увеличения объема физических компонентов. Помимо этого, ЦРЗА содержат, как правило, сравнительно большое число параметров и генерируют большое число сообщений. В частности, отдельные цифровые защиты объектов В этих случаях при проверке уставок необходимо применять скачкообразные изменения величин. Следует отметить, что при проверке уставок, характеристик и логических функций ЦРЗА целесообразно применять преимущественно скачкообразное изменение входных величин от нагрузочного режима к аварийному, что в основном соответствует соотношениям между входными величинами УРЗА, возникающими при КЗ. С учетом указанного, при наладочных проверках обычно производят ряд высоких напряжений имеют сотни параметров и тысячи различного вида сообщений, что не всегда оправданно. Это существенно повысило функциональность ЦРЗА, но и привело во многих случаях к их существенному усложнению, что внесло определенные затруднения при проектировании и эксплуатации.
Формирование структуры ЦРЗА на основе общей программной основы, приводящее часто к трудности выделения функционально законченных блоков, во многих случаях затрудняет проверку выбранных уставок и параметров вследствие взаимного влияния и одновременного запуска других защитных функций. Это приводит к необходимости применения при проверке уставок дополнительных мер по исключению влияния непроверяемых функций в процессе проверки путем программирования изменения исходной конфигурации терминалов. Это, в свою очередь, требует объективной оценки корректности проводимых проверок.
Принципиальным моментом является и то, что не всегда проверку срабатывания отдельных функций ЦРЗА (по току, напряжению, сопротивлению) можно проводить в статическом режиме путем плавной подачи (изменения) входных величин переменного тока и напряжения (например, при использовании в ЦРЗА алгоритмов, реагирующих на скорость изменения сигналов). В этих случаях при проверке уставок необходимо применять скачкообразные изменения величин. Следует отметить, что при проверке уставок, характеристик и логических функций ЦРЗА целесообразно применять преимущественно скачкообразное изменение входных величин от нагрузочного режима к аварийному, что в основном соответствует соотношениям между входными величинами УРЗА, возникающими при КЗ.
С учетом указанного, при наладочных проверках обычно производят ряд перепрограммирований микропроцессорных терминалов, что позволяет путем блокирования отдельных функций и изменения логических параметров определить уставки и характеристики ЦРЗА. После завершения наладочных работ в терминал «загружается», с учетом произведенных корректировок, первоначальная заданная проектом конфигурация (программа), после чего в целях контроля правильности введенной конфигурации считываются и сверяются с заданными все уставки и параметры терминала.
К недостаткам данной методики наладки, которой, к сожалению, нет в настоящее время серьезной альтернативы, следует, прежде всего, отнести ее недостаточную полноту, так как проверяются в основном уставки и параметры ЦРЗА и, хотя и маловероятная, возможность ошибок при возврате к исходной конфигурации терминала по окончании проверки. При этом обычно не в полном объеме проверяются и логические связи в терминале, в том числе свободно-программированная логика, задаваемая проектом, определяющая важнейшие связи внутри всего комплекса РЗА.
Определенное совершенствование наладочных испытаний может быть достигнуто использованием средств автоматизации на основе программно-управляемых устройств проверки [4] с программным обеспечением, соответствующим устройствам различных типов и изготовителей. Это обеспечит, прежде всего, большую достоверность и существенное уменьшение доли «ручных» испытаний в различных режимах проверки уставок и характеристик, что снизит ошибки вследствие «человеческого фактора», а также даст возможность контроля и протоколирования результатов и быстрого повторения проверки или определенных ее этапов после корректировок уставок и параметров.
Однако, как уже указывалось, только проверка уставок, характеристик и отдельных функциональных связей не обеспечивает полноценную проверку функциональной готовности микропроцессорного терминала и, тем более, всего комплекса ЦРЗА объекта к правильным действиям при различных расчетных видах повреждений на защищаемом объекте ввиду возможности ошибок как на проектном уровне и при программировании логическо-функциональных связей, так и в процессе наладки.