 с руководителем испытательного центра Научно-исследовательского института высоковольтной аппаратуры (Санкт-Петербург) Игорем Бабкиным.
— Игорь Владимирович, сейчас много внимания уделяется вопросам безопасности электрооборудования, и одним из наиболее обсуждаемых моментов является защита от короткого замыкания.
— Под защитой комплектных распределительных устройств от короткого замыкания, по существу, нужно понимать два направления работы.
Первое и самое важное – устранение непосредственно короткого замыкания, где основную роль играют устройства релейной защиты. При возникновении межфазного замыкания в сети, в трансформаторах тока, установленных в ячейках, резко возрастает сила тока и срабатывает релейная защита. Она передает сигнал на силовой выключатель, отключающий участок, где произошло короткое замыкание. Если по какой-то причине первая ступень защиты не сработала и замыкание пошло дальше, то вводится в действие вторая ступень и т. д. Но само по себе короткое замыкание – это еще не открытая дуга.
Второе – когда короткое замыкание с самого начала сопровождается открытой электрической дугой. Вот здесь и задействуются средства защиты, реагирующие на открытую дугу. То есть дуговая защита предназначена для быстрого отключения комплект-ных распределительных устройств и применяется дополнительно к средствам релейной защиты.
— Многие считают, что чем дороже и современнее техника, тем выше ее потребительские качества. Относится ли это к устройствам дуговой защиты?
— Честно говоря, я считаю, что в вопросе применения фототиристорных и оптоволоконных дуговых защит существует и такое понятие, как электротехническая мода. Конечно, они современны, позволяют увеличить быстродействие защиты. Но как человек, много лет занимающийся испытаниями ячеек, уверен, что в нормально развитой электрической системе, поддерживаемой в хорошем техническом состоянии, релейная защита в совокупности с механической клапанной дуговой защитой прекрасно справляется со своими функциями. И считаю, что именно в релейную защиту нужно вкладывать деньги. Тем более что согласно мировой практике открытая дуга считается редким событием. Вопрос, какую защиту ставить, полностью зависит от материальных возможностей и запросов потребителя. Можно поставить оптоволоконную защиту, что, конечно, обойдется дороже, а можно обойтись дешевой механической клапанной.
Механики, и мы у себя в институте это проверяли, в принципе, хватает. Да, она менее быстродействующая, чем фототиристорные и оптоволоконные защиты. Время срабатывания механической защиты должно быть по стандартам МЭК и по ГОСТу менее 1 с. Те клапанные защиты, которые мы испытывали, «вписывались» в эти требования с запасом. Хотя мы никогда не испытывали ячейки с ОДЗ с отключением через 8 мс после возникновения дуги, все равно последствия будут «оглушающими». При возникновении открытой дуги капитальный ремонт ячейки – больший или меньший – потребуется при применении и клапанной защиты, и оптоволоконной. Просто во втором случае последствия будут меньшими. Но стоит ли удешевление стоимости капремонта тех затрат, которые необходимы для установки той же оптоволоконной защиты? Это должен просчитывать сам потребитель. Конечно, организации, имеющие большие средства и покупающие современные дорогие ячейки, поставят в них ОДЗ.
Еще один нюанс, который необходимо учитывать при выборе дуговой защиты – неизвестно, как новые разработки поведут себя в работе, ведь опыта эксплуатации как такового нет.
— Применение устройств дуговой защиты предписано для всех ячеек?
— Если говорить об обязательной установке дуговой защиты, то это предписано ГОСТом и ПТЭ для ячеек КРУ. И они всегда подвергались нашим испытаниям. Но для ячеек КСО это не является обязательным. Кстати, в стандартах МЭК, в п. 6.108, тоже говорится, что испытания на внутреннюю дугу для ячеек КСО «являются предметом соглашения между изготовителем и потребителем».
— Может быть, существуют еще какие-то факторы, которые стоит учитывать при выборе дуговой защиты?
— Никто не обращает внимания еще на одно немаловажное обстоятельство, которое касается устройств как дуговой, так и релейной защиты. Официальный срок службы электротехнического оборудования, тех же ячеек КРУ и КСО, – 25-30 лет. Но в них ставится микропроцессорная техника, которая столько не служит по своему определению. Для меня было открытием, что могут стариться даже полупроводники. У нас в институте много лет стояли выпрямительные мосты на очень большие токи для специальных испытаний. И недавно при испытаниях половина из них выгорела. Стали выяснять – оказывается, от старости.
Может быть, процессоры в защитах и не придется менять каждые 5-10 лет. Но кто-нибудь над этим вопросом задумывался? Сегодня ни один разработчик не сообщает, что может произойти с его процессором через 10 лет. Возможно, его придется менять на новый. А это дополнительные затраты.
Нельзя «хоронить» уже проверенные и испытанные системы. Право на жизнь имеют все виды дуговых защит. И выбор полностью за потребителем.
| |
с главным специалистом Службы релейной защиты и автоматики АО «Ленэнерго» Александром Александровым.
— Александр Михайлович, в последнее время одним из самых дискуссионных вопросов является защита ячеек от короткого замыкания...
— Для нас, как эксплуатирующей организации, не так страшен сам факт короткого замыкания – в конце концов сработает релейная защита и отключит место повреждения. Самое страшное – это горение дуги, потому что оно сопровождается высокой температурой, образованием давления внутри ячейки, что может привести к ее разрыву, пожару, повреждению цепей управления, потерей оперативного тока со всеми вытекающими последствиями. Главное при этом, чтобы повреждение не распространилось на другие ячейки.
И большую роль в препятствовании этому играет дуговая защита. До последнего времени на подстанциях специальных защит шин (а следовательно, и отключения повреждения в ячейках) не предусматривалось, поэтому отключение повреждения происходило с выдержкой времени, согласованной с защитами отходящих присоединений. За это время может выгореть вся подстанция. Кроме того, релейная защита может отказать при коротком замыкании в ячейке, так как существует вероятность закорачивания токовых цепей. А дуговая защита, работающая по другим принципам, именно для решения таких задач и предназначена.
— Если сравнивать разные виды дуговых защит, то какой вы посоветуете отдать предпочтение?
— Рассмотрим принцип работы клапанной защиты. В замкнутом пространстве горит дуга, повышается давление, за счет чего открывается специальный клапан, снабженный контактами, замыкание которых дает команду на отключение ячейки. При этом у клапанных защит есть один серьезный конструктивный недостаток. Их работа зависит от величины протекающего тока, ведь чтобы создать давление, необходима определенная мощность. При малых токах клапанная защита может не сработать.
Оптоволоконные и фототиристорные дуговые защиты, реагирующие на свет, более современны, более чувствительны. Они фиксируют возникновение открытой дуги и очень быстро, а оптоволоконная практически мгновенно, дают команду на отключение выключателя, уменьшая тем самым вероятность большого повреждения ячейки. Не случайно практически все ведущие мировые производители в настоящее время перешли на выпуск оптоволоконных дуговых защит. И российские предприятия идут по этому пути, кто бы ни говорил, что у России всегда свой путь.
— Но и стоит оптоволоконная защита недешево.
— Конечно, она стоит немалых денег – ее цена порядка двух тысяч долларов. Но необходимо учитывать, что она защищает не одну ячейку, а более десятка, так что затраты в пересчете на одну ячейку не такие и большие.
Понятно, что если у потребителя ограниченное количество денег, а защиту ставить необходимо, то тут уж, как говорится, «не до жиру». Тогда можно обойтись клапанной защитой. На уже используемые ячейки, в которых защита не предусмотрена, можно поставить защиту КРАБ, работающую по тому же принципу, что и клапанная, и для установки которой в ячейке вырезают отверстие.
Но когда есть возможность поставить современную защиту, то этим нужно пользоваться. Тем более что у новых оптоволоконных дуговых защит появляются дополнительные функции, становятся меньшими требования к обслуживанию.
Чтобы определиться, оправдана ли экономически установка оптоволоконной защиты, нужна статистика: столько-то подстанций сгорело, во столько-то обошлось их восстановление. К сожалению, найти такую статистику очень непросто. Раньше никто этим не занимался.
Могу сказать, что в свое время на подстанциях «Ленэнерго» случалось довольно много повреждений в ячейках, в связи с чем мы вынуждены были провести массовую кампанию по установке защит от дуговых повреждений. И подавляющее большинство подстанций сейчас ими оснащены.
— Какие же дуговые защиты применяются в «Ленэнерго»?
— У нас, и это, можно сказать, сложилось исторически, несколько другой принцип подхода к защите ячеек. Мы пошли по пути использования электромеханических реле для организации ускорения работы защиты при коротком замыкании на шинах или в ячейке – так называемых логических защит. Принцип их работы основан на ускорении до нуля максимальной токовой защиты ввода при отсутствиии тока в отходящих присоединениях, то есть похож на действия дифференциальной защиты шин. Подавляющее большинство подстанций у нас оборудовано именно такими логическими защитами.
Сейчас же в эксплуатации у нас есть несколько подстанций, оборудованных фототиристорными защитами, в ближайшее время планируется установка оптоволоконных дуговых защит.
То, что использование дуговых защит необходимо, не подлежит никакому сомнению. Ведь в случае аварии подсчитать, сколько просто не дали электроэнергии, – это одно, и совершенно другое – какой ущерб нанесли потребителю. А он в нынешних условиях молчать не будет. А когда предъявит иск за причиненный ему ущерб, поздно будет рвать на себе волосы и лихорадочно соображать, почему своевременно не поставили дуговую защиту или сэкономили на ней. |
