Рекомендации по модернизации

Рекомендации по модернизации,
реконструкции и замене длительно
эксплуатирующихся устройств
релейной защиты и
электроавтоматики энергосистем
В.С. Буртаков, А.Ю. Захаренков
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Количество устройств РЗА ЕНЭС в 2012 г.
В настоящее время в ЕНЭС России эксплуатируется
около 310000 устройств РЗА. Подавляющую часть этих
устройств составляют электромеханические устройства (ЭМ).
Около 35 лет назад началось внедрение в эксплуатацию
микроэлектронных (МЭ) и около 25 лет назад –
микропроцессорных устройств РЗА (МП РЗА). Доля МП РЗА
постоянно растет и составляла на начало 2012 г. около 13% от
всего количества эксплуатируемых устройств, 4,5% микроэлектронных
устройств.
Динамика
изменения
количества устройств РЗА в ЕНЭС по виду исполнения в 20052011 г.г. представлена в таблице 1, графическая интерпретация
данного показателя - на рисунке 1.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Статистические данные по изменению количества устройств РЗА по виду
исполнения в 2005-2011 г.г.
Исполнение
/год
2005
2007
2008
2009
2010
2011
ЭМ
172 579
231 360
229 053
223 524
231481
255355
МЭ
6 958
7 412
11 150
12 327
12678
13452
МП
5 927
6 871
14 581
17 404
26070
41096
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Динамика изменения количества устройств РЗА по виду исполнения в 20052011 г.г.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Динамика изменения количества устройств РЗА по виду исполнения в 20052011 г.г.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Электромеханические устройства РЗА морально и
физически устарели, часто настоятельно требуют замены
на
микропроцессорные
устройства,
обладающие
большими и всё расширяющимися возможностями, но
пока по целому ряду соображений, среди которых не
малое значение имеют значительные цены на
микропроцессорную
технику,
электромеханические
устройства РЗА останутся еще неопределенно длительное
время в практической эксплуатации на подавляющем
большинстве энергетических предприятий.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Положительным
эксплуатационным
свойством
электромеханических защит является возможность выборочной
замены отдельных физически износившихся релейных
элементов комплексов электромеханических РЗА без замены
этих комплексов в целом. Такая выборочная замена с учетом
возможности получения аналогичных реле, блоков, панелей,
шкафов и запасных частей дает возможность продлевать сроки
эксплуатации электромеханических комплексов РЗА на сроки,
значительно превышающие регламентные.
Это позволяет нам рекомендовать энергопредприятиям
производить полную замену комплексов электромеханических
РЗА на микропроцессорные РЗА только вместе с планируемой
заменой силового оборудования, которое защищается этими
комплексами.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Элементы, имеющие «истирающиеся» части
(реле времени часового типа, минимальные реле
напряжения и т.п.) должны планово заменяться на
энергетических объектах.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
В среднем в настоящее время в энергосистемах в
эксплуатации находится более 35% электромеханических
устройств, которые эксплуатируются не менее 35 лет,
превысив более чем в три раза средний срок службы 12
лет, установленный техническими условиями на
электромеханические устройства и релейную аппаратуру.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Значительное превышение фактического срока службы
электромеханических устройств над установленными техническими
условиями может быть объяснено двумя основными причинами. Вопервых, средний срок службы устанавливается изготовителем с
учетом срока службы комплектующих изделий и возможной работы
устройства при оговоренных в ТУ предельных значениях
климатических и механических внешних воздействий. Устройства РЗА
в большинстве своем обычно эксплуатируются в более легких
условиях. Во-вторых, принятая система технического обслуживания
дает возможность при проведении периодических проверок при ПВ
выявлять и устранять путем регулировки, ремонта или замены
отдельных
электромеханических,
полупроводниковых
или
электронных элементов возникшие к моменту проведения проверки
отказы устройства, предотвращая переход их в отказы
функционирования при возникновении требования к срабатыванию.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Реально физический износ устройств РЗА определяется четырьмя
основными физическими процессами:
а) Механический износ движущихся частей аппаратуры – осей минимальных
реле напряжения, часовых механизмов механических реле времени и т.п. Этот
процесс может компенсироваться регулярной заменой таких реле на новые.
б) Старение органической изоляции реле, проводов и кабелей. Как
показывает опыт, срок износа по этой причине определяется десятилетиями,
во всяком случае, он не меньше чем 30-40 лет.
в) Электрическая коррозия контактов реле, которая может быть сведена к
нулю правильным подбором искрогасительных цепочек.
г) Химическая коррозия металлических частей аппаратуры, которая для
закрытых отапливаемых релейных залов станций и подстанций реально
отсутствует, для неотапливаемых действующих распределительных устройств
– явление крайне редкое, как и для КРУ наружной установки, имеющих
подогрев релейных отсеков.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
По
статистической
отчетности
процент
случаев
неправильной работы устройств РЗА остается из года в год
практически на одном уровне (около 1%), реально, конечно,
поддержание
в
работоспособном
состоянии
электромеханических устройств, проработавших 25 лет и более,
обеспечивается за счет некоторого повышения затрат на их
техническое обслуживание. Однако пока это не требует
сокращения интервалов профилактического обслуживания.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Замена устройств РЗА и их элементов происходит в
энергосистемах в настоящее время в недостаточном объеме.
Вопрос замены устройств РЗА, выработавших срок службы,
будет обостряться с каждым годом, если уже сейчас не начать
их планомерную замену или реконструкцию. Тем более что
наблюдается рост доли случаев неправильной работы
устройств из-за старения в общем количестве случаев
неправильной работы, не связанных с действиями или
ошибками эксплуатационного персонала, персонала проектных
или наладочных организаций и с любыми внешними
воздействиями. Так, если доля этих случаев за 1993-1998 гг.
составила в среднем 9,7%, в 1999 г. – 11%, а в 2011 г. возросла
до 47,5% (в том числе по организационным причинам).
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Основные критерии, определяющие необходимость замены электромеханических
устройств РЗА:
- Техническое перевооружение энергообъекта или его части – замена защищаемого
основного оборудования (генератора, трансформатора, выключателей и др.).
- Несоответствие технических характеристик или функциональных возможностей
устройства требованиям к селективности, быстродействию, чувствительности,
резервированию при действующих или предусматриваемых в ближайшей перспективе
схемах или режимах работы энергообъекта или прилегающей сети. Реально это
возможно при изменении условий в окружающем регионе энергосистемы.
- Фактический износ значительной части аппаратов электромеханического устройства
до состояния, требующего их замены; значительное превышение большей частью
аппаратов количества срабатываний, нормируемых НД. Реально это возможно только
по причине недопустимого старения и разрушения изоляции, например, большинства
контрольных кабелей. Возможно также разрушение устройства целиком вследствие,
например, заливания жидкостью или вследствие пожара.
- Рост относительного числа отказов функционирования (процента неправильной
работы устройства).
- Прекращение выпуска устройств и запасных частей к ним.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Внедрение микропроцессорных устройств РЗА не должно
требовать специальной квалификации релейного персонала на
местах, несмотря на явное усложнение устройств РЗА. В
противном случае исчезнет эффект выигрыша от снижения
объёма трудозатрат на ТО, да и просто невозможно обеспечить
такое количество квалифицированного персонала на местах
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Выводы
1. В течение ближайших 15-20 лет преобладающая доля
электромеханических устройств и элементов РЗА на большинстве
подстанций 35-110-220 кВ сохранится, что требует проведения
плановой работы по поддержанию этих устройств РЗА в
работоспособном состоянии.
2.
Плановую
замену
устройств
и
элементов
электромеханических устройств рекомендуется выполнять путем
своевременной простой замены на их аналоги, выпуск которых
сохраняется на фирмах и заводах-изготовителях.
3. В процессе эксплуатации следует во время проведения ПВ
(профилактического восстановления) производить оценку
состояния вторичных кабелей и вторичной коммутации с целью
принятия своевременного решения по их замене.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
Выводы
4. Замену электромеханических и микроэлементных
устройств РЗА на микропроцессорные устройства РЗА
рекомендуется производить при реконструкции старых
подстанций с заменой основного электрооборудования при
соблюдении всех необходимых требований по выполнению
мероприятий по ЭМС в соответствии с действующими
нормативными документами.
5. Микроэлектронные устройства при их физическом износе
подлежат замене на микропроцессорные.
6. Рекомендации по модернизации, реконструкции и
замене длительно эксплуатирующихся устройств релейной
защиты и электроавтоматики энергосистем приведены в
руководящем документе РД 153-34.0-35.648-01 (СПО ОРГРЭС),
применение которого сохраняется актуальным и в настоящее
время.
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Контактная информация:
107023, г. Москва, Семеновский пер., д.15
Телефон: (495) 223-41-14, доб. 10-36
Факс: (495) 926-30-43
http://www.orgres-f.ru
orgres@orgres-f.ru
ОАО «Фирма ОРГРЭС»
Адрес: 107023, г. Москва, Семеновский пер., дом 15
Телефон: +7 (495) 223-41-14
Факс: +7 (495) 926-30-43
E-mail: orgres@orgres-f.ru
Сайт: www.orgres-f.ru