РЗА 2008. ОПЫТ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО МОДЕРНИЗАЦИИ УСТРОЙСТВ РЗА НА ПОДСТАНЦИЯХ АО KEGOC

ВВЕДЕНИЕ
Большая часть электрической сети АО KEGOC была сформирована в 1970-х годах на основе оборудования, изготовленного в Советском Союзе. Основная часть оборудования, входящего в состав подстанций, имеет срок эксплуатации более 20 лет,  технически устарело, и не может быть эффективно автоматизировано.
Учитывая данное обстоятельство, а также необходимость построения соответствующей технологической инфраструктуры для функционирования оптового рынка электроэнергии и мощности, создание которого планировалось в связи с реформированием электроэнергетической области РК, нашей компанией было принято решение о реализации проекта модернизации Национальной сети. Проект был инициирован в 1999г. подписанием гарантийных соглашений между Правительством РК и финансирующими институтами - МБРР, ЕБРР, подписанием кредитных соглашений АО KEGOC с МБРР и ЕБРР.
Проект модернизации Национальной сети охватывает следующие направления: 
Модернизация подстанций Национальной электрической сети, предусматривающая установку высоковольтного оборудования,  оборудования для автоматизации подстанций и релейной защиты.
Модернизация системы диспетчерского контроля и управления электрической сетью (SCADA/EMS), телекоммуникационного оборудования, автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) и торговой системы.
В настоящее время Проект находится на стадии окончания реализации.
Для осуществления работ по замене устаревших УРЗА и внедрении микропроцессорных устройств РЗА и Автоматизированных систем мониторинга и управления подстанциями (СМиУ) в 2003г. между АО KEGOC и Компанией SIEMENS заключен Контракт №17-К-175 на поставку и установку устройств Релейной защиты и систем Автоматизации (РЗиА) для 67 подстанций напряжением 110-500кВ, с общей стоимостью работ и оборудования 52,5 млн. Евро. Контракт вступил в силу 25 августа 2003г. 
В соответствии с условиями Контракта, Подрядчик выполняет проектирование, изготовление, поставку, установку, ввод в работу средств РЗиА, а также обучение эксплуатационного персонала АО KEGOC. 
По данному Контракту предусматривается выполнение следующих этапов и объемов работ:
Разработка Типовых проектов шкафов защит присоединений 35-500кВ. Общее количество проектов с учетом модификаций - 56 проектов.
Разработка Рабочих проектов РЗА присоединений  35-500кВ в количестве 1540 проектов. Разработка проектов автоматизированных систем мониторинга и управления на 67 подстанциях Компании.
Изготовление, установка и ввод в работу вышеуказанных шкафов защит и  автоматизированных систем мониторинга и управления подстанцией. 

ТИПОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Приступая к подготовке технических заданий и исходных данных, необходимых для разработки типовых проектов защит присоединений, специалисты  АО KEGOC тщательно проанализировали функциональное назначение практически всех основных узлов и цепей типовых схем защит и автоматики. Выявлено, что часть «жестко» заданных функций защит терминалов SIEMENS отличается от привычной отечественной (советской) технической идеологии. В результате решено сконфигурировать основные узлы и цепи, воспроизводящие смысл типовых решений, т.е. фактически повторить имеющиеся типовые решения, творчески применив их на современной микропроцессорной базе с использованием свободной логики. Такое решение было принято исходя из того, что, во-первых, в Казахстане отсутствуют проектные институты, способные выполнить разработку типовых решений для микропроцессорных УРЗА, а во-вторых, отсутствует достаточное количество времени, необходимого для этих работ.
 Основной проблемой при разработке типовых решений было отсутствие точной технической документации на терминалы защит. Фактически имеющиеся на русском языке инструкции на терминалы защит представляют собой толстые тома с некачественным переводом, содержащие в тексте и схемах функций немало ошибок. 
Еще одной из проблем является барьер (как минимум на начальном этапе) в общении технических специалистов АО KEGOC и Компании SIEMENS из-за разной идеологии в принципах построения логики взаимодействия защит.
Тем не менее, процесс типового проектирования на данный момент практически завершен. В итоге было разработано 124 типовых и индивидуальных проектов защит присоединений, это составило 181 различных шкафов защит. Следует отметить, что увеличение количества проектов в ряде случаев было вызвано стремлением компании SIEMENS сократить расходы на количестве используемых комплектующих (в сторону уменьшения) в принципиально однотипных шкафах защит присоединений, за счет разработки шкафов различных модификаций. К примеру, для ВЛ-500кВ, оснащенных воздушными или элегазовыми выключателями,  разработаны различные шкафы защит. В процессе выполнения типового проектирования были исправлены ошибки в технической документации и терминалах защит, разработано большое количество технических решений. К недостаткам принятых решений можно отнести, в ряде случаев, сложность выполненной логики защит, из-за нетрадиционного (относительно иностранной идеологии) использования внутренних функций терминала и значительная загрузка свободной логики.
При проектировании шкафов защит применены следующие терминалы защит и управления:
Терминал дистанционных защит 7SA6;
Терминалы резервных токовых защит  7SJ61, 7SJ62, 7SJ63, 7SJ64;
Дифференциальная защита трансформатора типа 7UT612, 7UT613, 7UT635;
Дифференциальная защита шин 7SS522 с блоками 7SS525;
Терминал управления ячейкой 6MD6. 

РАБОЧЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Процесс рабочего проектирования следует разделить на две основных составляющих:
Выполнение рабочих проектов присоединений 35-500кВ, на базе разработанных решений, на этапе типового проектирования.
Разработка резервируемых автоматизированных систем мониторинга и управления подстанцией, с передачей информации на верхний уровень.

Выполнение рабочих проектов РЗА присоединений
Для выполнения контракта предполагалось разработать около 1540 рабочих проектов присоединений, а также 67 (по количеству подстанций) кабельных журналов. На данный момент на различных стадиях (предварительная версия, согласование и утверждение) выполнены рабочие проекты для 40 подстанций.
Из сложностей, с которыми столкнулись на данном этапе можно отметить большое количество исходных данных, требуемых для выполнения рабочих проектов присоединений. Согласно контракту ответственность за все несоответствия, ошибки и  упущения  в чертежах и других документах несет компания SIEMENS, за исключением случаев, когда данные ошибки вызваны неправильными исходными данными. В результате компания KEGOC, готовя исходные данные единовременно для всей подстанции (срок подготовки исходных данных – один месяц), включающие схемы приводов выключателей и разъединителей, клеммные ряды шкафов вторичной коммутации, схемы ПЖТ, противоаварийной автоматики, подключение аппаратуры каналов связи, РУ-6,10кВ, ЩПТ, ЩСН и т.д., а также множество таблиц с указанием необходимых режимов работы присоединений,  вынуждена практически проработать на данном этапе весь проект.
С точки зрения выполнения рабочих файлов конфигурации сложность представляет огромное количество различных уставок и параметров, задаваемых в микропроцессорных терминалах защит и управления.
В ряде случаев выявлено отличие существующих первичных схем подстанций от типовых схем, для которых разрабатывались шкафы защит. В данной ситуации принимались решения либо по корректировке проектов шкафов защит, что болезненно воспринимается компанией SIEMENS, либо по приведению первичной схемы подстанции к типовой.
Следует отметить, что со временем данный процесс, несмотря на многие сложности, благодаря опыту, накопленному персоналом АО KEGOC и Компании SIEMENS, протекает в нормальном рабочем темпе и порядке. Среднее время, необходимое для выполнения предварительных версий рабочих проектов РЗА всех присоединений ПС-220/110/10кВ составляет примерно 3 месяца, с последующим предоставлением кабельного журнала подстанции. 

Выполнение проектов автоматизированных систем мониторинга и управления подстанцией 
Согласно контракту для каждой из 67 подстанций, принадлежащих в 2003г. компании, необходимо было разработать резервируемую,  автоматизированную систему мониторинга и управления подстанцией.
Данная система осуществлена на базе двух резервируемых шкафов SICAM SAS, включающих в себя практически одинаковый набор основных модулей, таких как процессоры, платы входов/выходов, блоков передачи данных на верхний уровень и т.д. Связь с терминалами МП УРЗА осуществляется по двойным оптическим кольцам, количество колец определяется для каждой конкретной подстанции  отдельно в зависимости от количества и расположения, установленных на подстанции терминалов защит. Для организации рабочего места инженера РЗА разработана инжиниринговая сеть подстанции, связывающая все терминалы защит с сервером инженера. Управление подстанцией осуществляется с двух рабочих мест оперативного персонала, с возможностью управления всеми коммутационными аппаратами из региональных диспетчерских центров.
Основной проблемой со стороны KEGOC являлось отсутствие специалистов, имеющих достаточный опыт в данной сфере, для анализа и определения необходимой для компании структуры построения системы, разработки детальных требований к экранам управления подстанцией, рассмотрения и согласование предлагаемых компанией  SIEMENS решений и т.д. Компания SIEMENS, разрабатывая данный проект, также столкнулась с проблемами, связанными реализацией требования о полном резервировании системы. 
В процессе выполнения проектных работ, а также в период проведения предпусковых работ на первой подстанции ПС-220кВ Шымкентская были разработаны, опробованы и реализованы отдельные элементы системы, аналогов которых ранее в Siemens не имелось. Это касается системы сбора аварийных осциллограмм, элементов оперативной блокировки коммутационных аппаратов, реализуемых в системе и многое другое. Как впоследствии показал опыт ввода в работу и последующей эксплуатации, спроектированная система оказалась работоспособной и выполняющей свои функции. Главной проблемой автоматизированной системы мониторинга и управления является ее значительная загрузка, ввиду огромного количества различных сигналов и сообщений терминалов защит и управления, передаваемых в систему, которые следует отображать на экранах в виде индикаторов, фиксировать в различных журналах (журнал аварий и журнала сообщений), передавать на верхний уровень (SCADA) и т.д. 

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРЕДПУСКОВЫХ РАБОТ И ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ
Предпусковые работы и работы по вводу в эксплуатацию с организационной точки зрения являются самым сложным этапом модернизации. При выполнении этих работ компании KEGOC и SIEMENS зачастую сталкивались с различными проблемами, а именно:

Компоновки щитовых помещений.
Отсутствие свободного места для одновременной установки всех шкафов защит присоединений, а также шкафов системы управления значительно усложняет процесс выполнения предпусковых работ. В такой ситуации работы, возможно, выполнять только этапами – установка шкафов защит для первого этапа, ввод в работу присоединений первого этапа, затем демонтаж существующих панелей защит, установка на их месте оставшихся шкафов защит и их последующий ввод в работу. Трудность заключается в проведении предпусковых работ только на части оборудования - на первом этапе без всех шкафов защит, на втором проведение работ на установленной второй части шкафов защит при действующей подстанции. Данные проблемы касаются проверок ДЗШ, УРОВ, а также блокировок коммутационных аппаратов. На некоторых подстанциях для размещения новых шкафов были построены ОПУ или  РЩ, что сняло вышеуказанные проблемы.

Сложность существующих процедур государственных закупок.
Согласно контракту компания SIEMENS поставляет все шкафы РЗА и СМиУ, а также кабельные связи между ними, компания KEGOC поставляет наружные кабели, а также различное оборудование (преобразователи и соединители) для подключения СМиУ к оборудованию связи. Фактически это означает следующий порядок проведения работ: 
-    разработка рабочих проектов всех присоединений ПС и разработка кабельного журнала по ПС – ответственность SIEMENS;
-    разработка  проектно-сметной документации (ПСД) на основе кабельного журнала (кабельные трассы, шкафы наружной установки, панели учета, сметы и т.д.), проведение строительно-монтажных работ (СМР) – ответственность KEGOC.
Согласно действующего законодательства,  KEGOC обязан определять подрядчиков для данных проектных работ и подрядчиков для СМР по результатам отдельных конкурсов (тендеров), а это означает длительные сроки, необходимые для проведения всех процедур, невозможность оперативно реагировать на изменение ситуации, фактически с момента получения кабельного журнала и до готовности подстанции к началу работ по вводу устройств РЗ в эксплуатацию требуется около 9 месяцев.
Ограниченность финансовых средств и невозможность на этапе подготовки контракта по модернизации средств РЗА (17-К-175) определить точный объем всей необходимой кабельной продукции и соответствующих строительных работ не позволили включить в объем работ подрядчика (SIEMENS) закуп и прокладку всей кабельной продукции, что могло бы значительно облегчить обязанности заказчика (KEGOC).
Учитывая повышение цен на медь, бетон, а также увеличение объема работ в связи со строительством ОПУ и РЩ, прогнозный окончательный объем средств софинансирования будет соизмерим с ценой контракта.

Жесткая взаимосвязь терминалов РЗА с СМиУ ПС.
Автоматизированная система мониторинга и управления подстанцией (типа SICAM SAS) требует интеграции файлов конфигурации всех терминалов РЗА, а учитывая, что для ввода в работу шкафа защит первого присоединения необходим предварительный ввод СМиУ ПС, в которую уже должны быть интегрированы файлы конфигурации еще не введенных присоединений, это доставляет проблемы. Практически при любом изменении файла конфигурации терминала РЗА (кроме изменения числовых значений уставок) необходима компиляция проекта  СМиУ и перезагрузка всей системы.

Следует отметить, что параллельно выполнению работ по модернизации УРЗА, АО KEGOC проводит работы по улучшению электромагнитной обстановки (ЭМО) ПС, замене аппаратуры связи, что также требует координации, особенно в части демонтажа существующих основных защит ВЛ и организации каналов телеускорения для модернизируемых присоединений.

На данный момент ситуация по реализации данной части контракта выглядит следующим образом:
Введены в эксплуатацию 9 подстанций;
Ведутся работы по вводу в эксплуатацию на 2 подстанциях;
Завершены предпусковые работы на 21 подстанциях;
Ведутся предпусковые работы на 5 подстанциях;
Изготовлены и поставлены, либо устанавливаются шкафы РЗА и СМиУ для 4 подстанций.
Итого на различных этапах реализации находится 41 подстанция.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Имеющийся небольшой опыт эксплуатации модернизируемых подстанций позволяет лишь говорить, что наверняка потребуется некоторое время на поправку отдельных уставок и параметров терминалов РЗА, некорректная работа которых выявляется лишь при реальных аварийных отключениях.
Следует отметить, что элементом, имеющим наименьшую надежность, является ДЗШ подстанции на базе терминала 7SS522. Имеются случаи заводских дефектов различных узлов данного терминала, а также возникают проблемы связи между центральным терминалом и индивидуальными блоками присоединений.
Отсутствие нормативно-технической документации на МП УРЗА в Казахстане (Правила технического обслуживания, нормы расхода материалов, реле и запасных частей, кабеля, нормы времени на тех. обслуживание, а также нормы по оснащению приборами и инструментами.) также будет представлять проблему (до разработки и утверждения норм) в части формирования норм запаса, планирования времени для технического обслуживания и т.д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Согласно Контракту на поставку и установку устройств Релейной защиты и систем Автоматизации время отведенное на завершение всех технических средств первоначально составляло 41 месяц, т.е. окончание всех работ планировалось в 2007г. Фактически выдержать данный график оказалось невозможно и по результатам наблюдательных миссий МБРР и ЕБРР, в которых была дана удовлетворительная оценка реализации проекта в целом и отмечен значительный прогресс в реализации такого сложного компонента, как релейная защита и автоматизация (РЗА) подстанций, срок контракта был продлен до конца 2009г.  Исходя из нового графика, основной объем работ предполагается осуществить в 2008-2009г. и в данный момент на это направлены все усилия компаний KEGOC и SIEMENS.

подписка на новости
 
информационные спонсоры и партнёры ГК ЭВР
 
сотрудничество
 
ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ © 2003—2011 ГК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВЫСТАВКИ РОССИИ