Обновление приборного парка на подстанции

09.12.13 14:58

В своем развитии электроизмерительные приборы прошли эволюцию от простых амперметров и вольтметров до сложных многофункциональных приборов, контролирующих все параметры сети и нагрузки. На сегодняшний день в эксплуатации на отечественном рынке находятся два основных класса исполнения приборов — аналоговые (стрелочные) и цифровые.

«Цифра» меняет «аналог»

У стрелочных приборов довольно долгая и давняя история. Самый первый такой прибор был изобретен еще во второй половине XIX века. Дойдя до наших дней, такие приборы получили широкое распространение в первую очередь благодаря удобству, простоте эксплуатации и устойчивости к внешним воздействиям.

Сейчас классические стрелочные приборы стали заменять цифровыми электроизмерительными приборами, которые могут измерять до нескольких десятков электрических параметров и передают их по линии связи по стандартным протоколам на различные серверы, контроллеры и диспетчерские пункты. Цифровые модели имеют ряд существенных преимуществ. Так, показания цифрового прибора характеризуются высоким уровнем точности и чувствительностью, широким диапазоном измерений, автоматическим установлением полярности и пределов, цифровым представлением отсчета.

Стремительное развитие современной микропроцессорной техники предоставило возможность конструкторам объединить функции контроля и измерения в едином приборе. В результате даже самый простой цифровой прибор был наделен функциями ввода/вывода дополнительных сигналов для сбора всей информации с электрической ячейки. Но и это еще не все. За последние несколько лет появились приборы, которые стали фундаментом «умной» сети — smart grid. Таким образом, многофункциональность цифровых контрольно-измерительных приборов вышла на новый уровень. А в связи с необходимостью замены устаревших стрелочных приборов на первое место вышел вопрос об их замене на цифровые.

Как заменить приборы

Как же выглядит ситуация сегодня? Наибольшее количество аналоговых приборов используются в процессе генерации, преобразования и передачи электрической энергии. Подавляющее же большинство подстанций энергетического комплекса РФ построены в 1970–80х гг. Измерительная часть их оборудования укомплектована преимущественно стрелочными измерительными приборами. Модернизация измерительного оснащения и перевод основной массы измеряемых параметров в цифровой формат на таких подстанциях сопряжены с заметными затратами на обслуживание (ремонт, ежегодная поверка, калибровка, содержание обменного фонда и т.д.). Кроме того, показания приборов не дают реальной картины оперативному персоналу.

Существует много подходов к повышению наглядности состояния электросетей и изменению описанной ситуации, которые условно можно разбить на две большие группы, каждая из которых имеет свои преимущества.

Первый вариант: постепенная замена приборного парка, проводимая в рамках плановых ремонтных работ. Это вариант, когда снимается старый стрелочный прибор (вышедший из строя или отработавший свой срок) и на его место устанавливается цифровой прибор со стандартным интерфейсом. Такой способ имеет право на жизнь в тех случаях, где всем очевидно далеко не полное соответствие оснащенности подстанций современным требованиям к наглядности состояния электросетей, и, в то же время, не выделяется значимых средств на их переоснащение.

Второй вариант: чаще приемлем в условиях проектирования новых объектов или кардинальной реконструкции старых. Его суть заключается в установке одного многофункционального прибора и подключения к нему ряда индикаторных панелей, которые в удобном для заказчика виде будут отображать необходимые величины.

Преимущества таких вариантов модернизации налицо:

- повышается точность измерений. Стрелочные щитовые приборы имеют класс 1.5 и не предназначены для измерения переменного тока в начале шкалы (менее 20–30%). Цифровые приборы имеют класс точности 0.5, в том числе в начале диапазона измерения;

- в цифровых приборах полностью сохранено посадочное место и способы крепежа стрелочных приборов, что исключает необходимость слесарной доработки щитов;

- новые многофункциональные преобразователи и приборы имеют высокое быстродействие — 100 мс, а различные каналы коммуникации RS, Ethernet, USB, CAN делают прибор универсальным для применения в области телемеханики;

- в случае с использованием многофункционального прибора периодической поверке или калибровке подлежит лишь одно изделие раз в 6 лет (!), индикаторные панели не являются средствами измерений (СИ).

Однако для действительного результата мало просто заменить стрелочные приборы на цифровые, необходимо убедиться, что выбранные СИ будут без затрат интегрироваться в существующую систему, а оснащение метрологической службы позволит проводить регулярные калибровки.

В большинстве случаев, к сожалению, во главу угла ставится закупка цифровых приборов и «невидимая» часть вопросов, связанных с заменой приборов, так и остается без внимания. К таким вопросам, в первую очередь, относятся обеспечение процесса модернизации одобрением проектных организаций, а также возможности производителя или поставщика обеспечить в будущем модернизацию приборов и их способности решать «нестандартные задачи».

В результате несистемных закупок в разы увеличиваются затраты на обслуживание приборного парка, не говоря уже об адаптации разных приборов к существующей системе сбора данных. В некоторых случаях совместная работа измерительных приборов различных производителей может приводить к нестыковке показаний оборудования и неадекватным действиям персонала.

Решение здесь может одно — подготовка системной программы по обновлению приборного парка, в котором предусмотрены все «невидимые» вопросы. Наиболее подходящим вариантом в этом случае будет выбор универсального многофункционального устройства для измерения всех основных параметров 3-фазной, 3- или 4-проводной электрической сети.

Обеспечить качество

В последние годы в нашей стране повышаются требования к качеству электроэнергии, а значит, и к средствам измерений. Продолжением уже существующих простых цифровых и многофункциональных приборов становятся приборы, позволяющие автоматически контролировать основные показатели качества электроэнергии (ПКЭ) и сопоставлять их с нормативными значениями — анализаторы ПКЭ.

Внедрение системы непрерывного мониторинга ПКЭ — важное условие обеспечения безопасности не только для электроэнергетики России, но и для нужд предприятий и организаций, заинтересованных в выявлении источников электромагнитных помех и других факторов, приводящих к нестабильной работе электроустановок и повышению расхода электроэнергии. Актуальным становится вопрос выбора прибора, позволяющего контролировать данные показатели.

Необходимо отметить, что при поиске и выборе типового многофункционального устройства для модернизации подстанций следует обращать внимание не только на уже производимые приборы, позволяющие контролировать параметры качества сети, но и на производителей, гарантирующих увеличение функционала такой линейки приборов. Отдавая предпочтение российским заводам-разработчикам и производителям средств измерений, как поставщикам электроизмерительного оборудования, потребители снижают риски получения приборов сомнительного качества. Прямые связи «производитель — потребитель» необходимы в том числе и потому, что завод становится удобной площадкой для обмена опытом и совершенствование изделий идет быстрее.

Елена Романова, директор по основному производству, маркетингу и продажам ОАО «Электроприбор», к.т.н.

Анастасия Денисова, специалист по маркетингу ОАО «Электроприбор»