Обсуждаем ЦПС и 61850 в частности.
У многих энергетиков бытует мнение о нецелесообразности перевода РЗА в исключительно цифровую форму. Об этом и хотелось бы поговорить.
Для начала можно взять, например, такое мнение: http://digitalsubstation.com/blog/2016/12/14/est-li-vygoda-relejshhiku-ot-tsps/
Лично мне это напомнило статейки Гуревича начала 2000-х, в которых он с легкостью доказывал, что цифровая РЗА - это зло в чистом виде и марекетинговый сговор производителей.
Конкретно замечания по статье.
1) Насчет Кн.
Если открыть любую книгу по релейке, то можно увидеть, что коэффициенты нужны для отстройки от погрешностей первичных измерительных трансформаторов (которые могут достигать 10%), промежуточных преобразователей, неточностей в уставках и расчетах токов КЗ. Для цифровых терминалов вся погрешность внутренних преобразований (ПИТТ, АЦП и т.д.) не выше 1%, а уставки всегда соблюдаются идеально. В цифровой подстанции вся погрешность – это погрешность оптического датчика, которая даже сейчас легко вписывается в 1-2%. Ошибок преобразования и уставок нет как таковых. Правда, остается еще ошибка расчета токов КЗ – но и здесь принципиальных проблем не видно. Отсюда вывод – таки да, можно коэффициент Кн сделать равным, например, 1.01. Хотя, как справедливо замечено, это мелочи.
2) Быстродействие.
Автор почему-то считает, что в блоке РЗА необходимо преобразовать сигнал из цифрового в аналоговый, а затем обратно. И такая же картинка в обратном направлении. Позвольте но ЗАЧЕМ? Что мешает взять готовый цифровой сигнал и использовать его в расчетах? Время на преобразование в АЦП оптического датчика уж точно не превышает время собственного АЦП терминала, а время на передачу исчисляется в микросекундах. Ну можно взять, скажем 0,1 мс. Что, в принципе, сопоставимо с временем задержки в кабеле и собственном аналоговом тракте терминала РЗА. Так что быстродействие уж точно не ухудшится.
3) Надежность.
Цитата:«Я для себя решил, что аппаратная надежность будет примерно одинакова для современных МП РЗА и цифровой подстанции». Аргументированно, да .
Часть 1. Представим себе аппаратную часть нынешнего цифрового терминала и терминала ЦПС. У последнего добавляется цифровой вход высокоскоростного канала связи. Зато в минусах – несколько дискретных входов, несколько дискретных выходов, все аналоговые тракты и АЦП. Терминал становится проще и, очевидно, надежнее.
Часть 2. Вместо сотен медных проводов прокладывается по одной оптике к каждому устройству от концентратора. Все. Раскорачивание токовых цепей – не, не слышал. Межвитковое в первичном ТН и взрыв – забудьте. Передача логических сигналов – любой электронщик вам скажет, что вводить 220В постоянного тока в цифровое устройство это как минимум неудобно. Простейший вариант – оптическая развязка. Но оптрону нужен ток, скажем 3 мА. Лучше 10. Но 10мА*220В это 2 Ватта. Которые нужно рассеивать внутри терминала. А тут еще и диагностика. Знаю про эпизод, когда на стороне приемника поставили релюшки, которые от тока диагностики не срабатывали, но и не отпускались. Пришлось забить на диагностику.
4) Занос потенциала на ОПУ.
«Вы же не собираетесь применять незащищенную оптику на подстанции?». Что автор подразумевает под незащищенной оптикой? Без металлической оболочки? Но зачем она там? Уязвимые места можно защитить гофрой или уложить в трубу.
Но это все цветочки.
Чем физически отличаются два цифровых терминала, скажем, дистанционной защиты линии и защиты трансформатора примерно одного уровня? Пусть у первого 3(6) входа напряжения и 3 токовых входа. У второго 6(9) токовых входов. Плюс, скажем, газовая защита, датчики температуры. По большому счету на этом их аппаратные различия заканчиваются.
В ЦПС все датчики цифровые и вынесены из устройства. Всю информацию от датчиков терминал получает через единый цифровой вход. Дискретных входов-выходов тоже нет. Остаются пара выходов для управления выключателем, да контроль блок контактов. Все?
И чем же теперь аппаратно отличаются два терминала? Да ничем. Отличается только программное обеспечение. Таким образом, вместо богатой номенклатуры из двух десятков терминалов разного класса для разных объектов возникает линейка из 3-5 приборов отличающихся только вычислительной мощностью. И то исключительно из маркетинговых соображений. На самом деле, КМК, одного вполне достаточно .
И тут возникает логичный вопрос – а зачем они вообще нужны? Два десятка разбросанных по подстанции идентичных считалок, многие из которых считают одни и те же величины? Не проще ли их заменить одним единственным компьютером, считающим сразу все защиты для всей подстанции? Причем этот компьютер уже не будет являться узкоспециализированным специфическим устройством, а вполне обычный промышленный компьютер, на котором просто установлен софт «релейная защита и автоматика подстанции». Ставим компьютер в стойку, туда же бесперебойник с питанием от опертока и сетевой коммутатор. А в ячейках будут стоять простые коробочки, практически без мозгов, но с выходами управления выключателем и входами контроля блок контактов. Да может еще вход датчика дуговой защиты и датчик температуры. Протокол универсальный, поэтому коробочки могут быть абсолютно любого производителя. А для того, чтобы обеспечить необходимую надежность нужно будет ставить таких систем, скажем, две в параллель. Или три, как в самолете, и использовать мажоритарный принцип .
В итоге вся система становится более гибкой и универсальной, число уникальных компонентов резко уменьшается. Релейка превращается в типовую АСУ ТП, коей она, по сути, и является. Активно используется оборудование общего назначения, а значит больше здоровой конкуренции, больше вариантов – ниже цена и выше качество. Надежность как минимум не хуже нынешних решений, а ремонтопригодность выше на голову.
Следует заметить, что те решения ЦПС которые я встречал на данный момент – это какой-то уродливый гибрид, который включает многие недостатки обоих вариантов. Производители пытаются впихнуть в устройства все и сразу, в результате чего они становятся сложнее и дороже. Сама по себе концепция еще только рождается, она примерно в том состоянии, в котором цифровые защиты были во второй половине 90х. Думаю вопрос не в том, будут или нет внедряться ЦПС, вопрос в том – когда. Энергетики народ консервативный, спешить некуда, поэтому, скорее всего, речь идет о годах, а то и десятке лет.
ЗЫ: С Наступающим всех!