Новости
Насколько эффективны ваши методы испытаний?
2024-11-04
Реле защиты
Важная роль, которую играют защитные реле в современных энергосистемах, требует от них постоянной надежности. Поэтому их эффективное тестирование является одной из главных задач отрасли.
Испытания реле защиты – залог надежности энергосистем
Только исправно работающие реле защиты способны защитить ваше основное оборудование от повреждений и обеспечить надежность Энергосистемы. Именно поэтому реле защиты должны проходить тщательные испытания на протяжении всего срока службы – от этапа разработки и производства до ввода в эксплуатацию и регулярного технического обслуживания в процессе эксплуатации. Наши решения для испытаний позволяют с легкостью решать связанные с этим задачи, обеспечивая высокую надежность системы.
Проблемы
С уверенностью встречайте вызовы сегодняшнего и завтрашнего дня
Цифровая трансформация
Быстрое развитие реле защиты и растущая сложность энергосистем ставят инженеров РЗА перед необходимостью перехода на стандарт IEC 61850, а также требуют освоения новых типов и функций современных устройств и схем защиты. Хотя виртуализированные подходы к тестированию могут помочь облегчить ситуацию, ужесточение требований к кибербезопасности диктует необходимость более частых обновлений прошивки, что приводит к сокращению интервалов между испытаниями систем защиты. Наши решения для тестирования позволяют вам эффективно решать эти задачи и использовать открывающиеся возможности.
Нехватка квалифицированных кадров
Рост спроса на электроэнергию привел к тому, что существующие линии электропередачи и подстанции работают на пределе своих возможностей. В связи с этим энергетические компании сталкиваются с большим количеством новых проектов, значительными инвестициями и резким увеличением объема испытаний. На фоне нехватки специалистов вопрос эффективности испытаний вышел на первый план. Наши современные решения для испытаний охватывают весь спектр задач: от разработки высококачественных планов испытаний в автономном режиме до удобного проведения испытаний в полевых условиях и автоматизированной документации результатов.
Широкий спектр задач в области тестирования
Сегодня инженеры РЗА сталкиваются с целым рядом задач при тестировании традиционных реле, реле с использованием Sampled Values или реле с сенсорными датчиками – все эти задачи требуют более универсальных методов тестирования. Проверка всей системы защиты с помощью системного подхода, тщательная оценка отдельных устройств посредством тестирования на основе уставок, подача первичного тока, а также проверка критически важного оборудования, такого как трансформаторы тока, непосредственно способствуют повышению надежности энергосистемы. Наши решения специально разработаны для удовлетворения этих требований.
Кибербезопасность
В связи с постоянным ростом киберугроз в энергетическом секторе в последние годы требования регулирующих органов значительно ужесточились. Для эффективной защиты критически важной инфраструктуры и обеспечения соответствия нормативным требованиям необходимо учитывать все векторы атак, в том числе тестовые комплекты реле защиты. Наше устройство CMC 500 с усиленной киберзащитой сводит к минимуму уязвимость вашей подстанции перед киберугрозами. Мы разработали это устройство в рамках общекорпоративного процесса управления рисками безопасности продукции, что также обеспечивает прозрачный и систематический подход к постоянному устранению и раскрытию уязвимостей.
Когда важна эффективность
Сочетание подходов к тестированию, основанных на проверке уставок и на комплексных проверках, является наиболее эффективным способом обеспечить надежную работу ваших систем защиты в точном соответствии с задуманным.
Подходы, основанные на уставках, сосредоточены на защитных функциях реле и заданных значениях. Гибкие шаблоны и широкие возможности автоматизации играют ключевую роль, поскольку позволяют стандартизировать рабочие процессы и проводить испытания с высокой эффективностью. Такой подход гарантирует тщательное тестирование устройств защиты с минимальными затратами.
Комплексное тестирование систем защиты идеально дополняет этот подход, поскольку оно сосредоточено на том, как оборудование системы защиты взаимодействует в реальных условиях. Это позволяет легко обнаруживать скрытые ошибки в настройках, логике и схемах вашей системы защиты, гарантируя соблюдение заданных требований.
Рекомендуемые решения
Найдите подходящее решение для вашей задачи
Непревзойденная универсальность
Мы рекомендуем наше решение CMC 500 за его непревзойденную универсальность при тестировании и вводе в эксплуатацию современных реле защиты. Его модульная многофазная конструкция в сочетании с поддержкой стандарта IEC 61850, встроенными средствами кибербезопасности и мощными возможностями автоматизации делает его идеальным комплексным решением для высокоэффективного, безопасного и перспективного тестирования реле и полной проверки систем защиты.
Основной продукт
Новое
CMC 500
Модульный многофазный комплекс для испытаний реле защиты и ввода оборудования в эксплуатацию, устанавливающий новые стандарты эффективности, безопасности и кибербезопасности
Програмное обеспечение
RelaySimTest
RelaySimTest – это программное решение для системных испытаний РЗиА, не зависящее от типа реле или производителя, которое позволяет проверять работу целых систем защиты в реалистичных условиях.
Исключительная точность
CMC 430 – это наш выбор, если вам требуется сверхпортативное высокоточное решение для измерения и защиты в современных условиях. При весе всего 8,7 кг (19,2 фунта) он обеспечивает мощные выходные токи и напряжения, гибридную регистрацию данных и исключительную точность. Он идеально подходит для эффективного тестирования реле и калибровки измерительных приборов, датчиков, измерителей качества электроэнергии (PQ) и фазорных измерительных блоков (PMU).
Основной продукт
CMC 430
Ультрапортативный комплект для испытаний устройств защиты и калибратор, сочетающий высокую точность и легкий вес, предназначенный для эффективного тестирования устройств защиты и измерительных приборов.
Програмное обеспечение
RelaySimTest
RelaySimTest – это программное решение для системных испытаний РЗиА, не зависящее от типа реле или производителя, которое позволяет проверять работу целых систем защиты в реалистичных условиях.
Гибкое ручное тестирование
CMC 310 – это рекомендуемое нами решение, если вам нужен легкий набор для тестирования реле, способный выполнять быстрое базовое трехфазное тестирование. Оптимизированный для быстрых ручных рабочих процессов, он обеспечивает надежное тестирование распределительных, промышленных и SCADA-систем. Кроме того, он упрощает проведение испытаний на защиту от островного режима в фотоэлектрических установках, предоставляя вам протоколы испытаний, соответствующие требованиям сертификации.
Основной продукт
CMC 310
Простое и быстрое трехфазное тестирование. CMC 310 – это интуитивно понятное решение для эффективного тестирования при вводе в эксплуатацию и техническом обслуживании. Оно включает в себя удобные в использовании тестовые инструменты, оптимизированные для быстрого ручного тестирования в полевых условиях.
Програмное обеспечение
CMCheck RE
Программное обеспечение CMCheck RE позволяет быстро и в автоматическом режиме проводить испытания систем фотовольтаических установок на защиту от островного режима. Его рабочие процессы и функции формирования отчетов оптимизированы с учетом требований национальных стандартов.
Современные тенденции в области испытаний устройств защиты
Гибкость для всех поколений реле
В повседневную работу многих инженеров РЗА входит тестирование реле защиты всех поколений. Хотя электромеханические и статические реле защиты по-прежнему используются, проектирование полностью цифровых подстанций постепенно набирает обороты. Каждый тип реле предъявляет к испытательному комплексу для реле защиты свои требования.
Поэтому гибкий испытательный комплект с несколькими источниками тока и напряжения необходимой мощности является обязательным условием для эффективного тестирования защиты. Многофункциональность реле защиты создает дополнительную сложность. Во многих случаях наши передовые решения для тестирования позволяют избежать трудоемкого отключения функций реле во время испытаний. Мы предлагаем варианты тестирования целых систем защиты для проверки работоспособности всей концепции защиты.
IEC 61850: Готовы к цифровому будущему
Стандарт IEC 61850 успешно внедрен в энергосистемах. Благодаря использованию стандартизированных протоколов, таких как GOOSE, Sampled Values и MMS, устройства и системы могут беспрепятственно обмениваться данными, командами и измеренными значениями. Таким образом, при подключении устройств разных производителей к общей сети они могут напрямую взаимодействовать друг с другом. Для этого не требуется дополнительных усилий по подключению бинарных сигналов, а при необходимости систему можно легко перенастроить. Стандартизация по IEC 61850 также упростила проведение плановых испытаний в рамках технического обслуживания. При внедрении полностью цифровых подстанций практически невозможно обойтись без этого стандарта.
OMICRON является пионером в области IEC 61850 и уже более 20 лет поставляет решения для испытаний гибридных и полностью цифровых подстанций.
Наши решения позволяют легко и безошибочно интегрировать стандарт IEC 61850 в существующие шаблоны испытаний для традиционных реле. Уменьшенное количество подключений, требуемый нашими решениями, делает ваши испытания более эффективными, чем когда-либо.
Проверка реле защиты с датчиками
Поскольку реле защиты и первичное оборудование на подстанциях среднего напряжения располагаются в непосредственной близости друг от друга, цифровые реле защиты и маломощные измерительные трансформаторы (LPIT) можно использовать совместно.
Мы предлагаем принадлежность LLX1, которая позволяет легко тестировать реле с датчиками на входах. LLX1 имитирует датчики тока и напряжения, такие как делители напряжения, катушки Роговского или маломощные трансформаторы тока, подавая тестовый сигнал через свои низкоуровневые выходы.
Вызовы возобновляемой энергетики
С ростом доли возобновляемых источников энергии в энергетическом балансе энергетические компании сталкиваются с новыми вызовами. Распределенная генерация, двунаправленные потоки нагрузки и увеличение числа участников энергетического рынка определяют современные рамочные условия. Такое усложнение ситуации требует более совершенных концепций защиты, что, в свою очередь, предъявляет гораздо более высокие требования к возможностям испытательного комплекса.
Стандартизированные автоматизированные методы испытаний упрощают выполнение необходимых испытаний настроек отдельных элементов защиты. Хотя это облегчает управление увеличенным количеством испытаний, для обеспечения стабильности и надежности всей системы защиты необходимы дополнительные системные испытания. Системный подход позволяет учитывать сложные взаимодействия внутри систем защиты, что значительно повышает качество испытаний.
Внедрение автоматизации в существующие рабочие процессы тестирования
Эффективная автоматизация тестирования позволяет сэкономить время, снизить нагрузку на инженеров РЗА и исключить подверженные ошибкам ручные операции. Программные продукты Test Universe и RelaySimTest обладают широкими возможностями для автоматизации тестирования. CMEngine предоставляет гибкий программный интерфейс для настройки автоматизированных рабочих процессов и их интеграции в существующие тестовые приложения, например, для типовых и периодических испытаний, проводимых производителями реле.
Сопутствующие продукты
Аналитика
Energy Talks
Related Episodes
Зачем нужно проводить испытания реле защиты?
Основная функция реле защиты заключается в максимально быстром обнаружении повреждений или перегрузок первичного оборудования и селективном отключении поврежденного оборудования или участков сети от остальной части сети или подстанции с помощью силовых выключателей. Это защищает поврежденное или соседнее оборудование и людей, сводит к минимуму перебои в подаче электроэнергии и играет ключевую роль в обеспечении высоконадежного энергоснабжения и высокой эксплуатационной готовности. Кроме того, это позволяет обеспечить экономически эффективную эксплуатацию, поскольку потеря оборудования и длительные перебои в подаче электроэнергии сопряжены с огромными затратами. Реле защиты необходимо регулярно тестировать, чтобы гарантировать их исправную работу в чрезвычайной ситуации.
Сроки и периодичность испытаний зависят от нормативных требований конкретной страны и индивидуальных стратегий, определяемых оператором системы.
Когда необходимо проводить испытания реле защиты?
В целом, жизненный цикл реле защиты состоит из четырёх циклов, в каждом из которых проводятся соответствующие виды испытаний:
- Типовые испытания и заводские приемочные испытания проводятся на этапах производства и разработки производителями реле защиты
- Лабораторные испытания проводятся на этапе проектирования новых подстанций
- Приемочные испытания на объекте и пуско-наладочные испытания проводятся на подстанциях
- Периодические функциональные испытания и испытания в процессе технического обслуживания проводятся на месте в ходе эксплуатации
Рамочные условия для испытаний при вводе в эксплуатацию и регулярном техническом обслуживании, которые должны соблюдаться энергокомпаниями, определены в национальных руководствах, таких как Forum Netztechnik/Netzbetrieb (FNN) в Германии или North American Electric Reliability Corporation (NERC) в США. Затем производители реле защиты проверяют их на соответствие, например, стандарту IEC 60255, который определяет правила и требования к измерительным реле и защитному оборудованию.
Как часто необходимо проводить испытания реле защиты?
На этот вопрос могут ответить только операторы конкретных систем, исходя из индивидуальных обстоятельств. В определенной степени это может быть продиктовано национальными рекомендациями или нормативными актами. В принципе, тестирование рекомендуется проводить, если после первоначальных испытаний при вводе в эксплуатацию в системе защиты были изменения, например, обновление прошивки. Однако реле защиты находятся в эксплуатации в течение длительного времени, и могут происходить незамеченные изменения. Интервалы технического обслуживания и соответствующие объемы испытаний определяются для выявления таких изменений.
При определении интервалов испытаний необходимо учитывать множество факторов, таких как:
- Критичность защищаемого участка сети для общей надежности энергоснабжения
- Возраст и тип реле защиты
- Законы, нормативные акты или руководящие принципы, действующие в конкретной стране
- Количество доступных инженеров по защите и их уровень подготовки
- Их уровень опыта работы с определенными типами устройств
Поскольку эти факторы изменчивы, интервалы между испытаниями также могут динамически меняться. Поэтому необходимо разработать единую стратегию испытаний с документацией, интегрированной в общую систему управления качеством.
Что необходимо учитывать при испытании защитных реле?
При испытании реле защиты главным приоритетом является ваша собственная безопасность. При подготовке к испытанию реле защиты необходимо соблюдать все соответствующие меры безопасности и защиты до начала испытаний.
Аспекты испытаний реле защиты
- Визуальная оценка состояния реле
- Проверка монтажа после ввода в эксплуатацию или переподключения
- Тестирование и согласование настроек реле защиты с заранее определенными требованиями
- Проверка работоспособности реле путем тестирования отдельных защитных функций
- Проверка того, находятся ли значения времени срабатывания и отключения в заданных пределах
- Проверка поведения реле с точки зрения системы
Можно ли применить уже имеющиеся у меня планы тестирования к реле IEC 61850?
Да, планы испытаний можно легко адаптировать в любом направлении. Для этого необходимо лишь иметь лицензии на соответствующие модули Test Universe.
Для эффективной адаптации планов испытаний к конфигурации испытаний по стандарту IEC 61850 используйте данные языка конфигурации системы (SCL) в качестве отправной точки. Это ускоряет настройку и позволяет избежать ошибок.
В Test Universe переключение между GOOSE и обычным двоичным вводом-выводом можно выполнить, просто добавив или удалив модуль GOOSE Configuration. После этого вы можете просто повторно использовать существующие планы испытаний, созданные для обычных реле защиты в ваших цифровых подстанциях, заменив проводное подключение на обмен сообщениями GOOSE.
Адаптация существующего плана испытаний к Sampled Values также проста, так как все аналоговые выходы настраиваются в одном месте. В Test Universe может потребоваться некоторая адаптация объекта испытания, так как большинство планов испытаний в Test Universe основаны на вторичных значениях, в то время как Sampled Values определяются как первичные. В типичных приложениях мы рекомендуем изменить коэффициент трансформатора измерительного прибора на 1 и проверить заданные коэффициенты компенсации и максимальные значения.
Что такое сквозное тестирование защиты?
При сквозном (многостороннем) тестировании одновременно проверяются все концы участка Защищаемой линии или зоны защищенной электроустановки. Процедуры тестирования на всех концах должны быть синхронизированы по времени друг с другом. Сквозное системное тестирование может быть направлено как на проверку отдельных Защитных функций, так и на проверку правильного поведения системы защиты в целом.
Самой большой сложностью при сквозном тестировании является координация испытаний. Решения для тестирования защиты, которые упрощают выполнение испытаний и документируют результаты с одной стороны, значительно снижают сложность тестирования и затраты на персонал. Использование системного сквозного тестирования с помощью RelaySimTest позволяет запускать тест с одного конца и вносить необходимые корректировки.
Как проверить реле защиты на принципе бегущей волны?
До недавнего времени проверка защитных функций на принципе бегущей волны не проводилась при вводе реле в эксплуатацию, поскольку это было очень сложно. Именно поэтому OMICRON разработал принадлежность TWX1 – первое в мире решение, позволяющее легко проверять защитные функции на принципе бегущих волн даже с помощью обычных испытательных комплектов для реле защиты.
Конфигурация испытательной установки такая же, как и при сквозном тестировании, с добавлением двух принадлежностей TWX1. С помощью RelaySimTest испытание можно проводить с одной стороны, а результаты автоматически документируются. Для этого в RelaySimTest вводятся данные о системе и линии. Желаемые тестовые сценарии определяются путем размещения различных типов повреждений в нужных местах модели Энергосистемы. Затем симулятор автоматически рассчитывает переходный сигнал и импульсы бегущей волны. Во время выполнения теста испытательный комплект CMC подает переходный сигнал, а принадлежность TWX1 накладывает трехфазные импульсы напряжения и тока бегущей волны с точностью до наносекунд. Сгенерированный сигнал используется для эффективного тестирования как устройств защиты так и ОМП на принципе бегущей волны.
Что такое типовые испытания в соответствии с IEC 60255?
Стандарты IEC 60255-1xx определяют функциональные требования к защитным функциям. В этой серии стандартов «xx» обозначает номер защитной функции по стандарту IEEE/ANSI C37.2; например, стандарт IEC 60255-151 устанавливает требования к МТЗ (51), но также охватывает связанные с ней функции, такие как защита от недостаточного тока (37) и токовая защита обратной последовательности (46).
Стандарты IEC 60255-1xx также определяют требования к точности в установившемся режиме и характеристикам Защитной функции в переходных процессах. Как правило, Test Universe хорошо подходит для проверки точности в установившемся режиме, а RelaySimTest – для проверки характеристик в переходных процессах.
Многие производители реле полагаются на наше решение для проведения обширных типовых испытаний своих реле и цифровых устройств защиты (IED) с целью проверки соответствия этим стандартам. Энергокомпании могут проводить поднабор таких испытаний для сравнения и выбора подходящих типов реле (приемочные испытания).
Подразделение OMICRON Engineering Services оказывает поддержку в проведении таких испытаний.
Какие существуют подходы к тестированию устройств защиты?
Можно выделить два подхода к испытаниям реле защиты: подход, основанный на уставках (в настоящее время наиболее широко используемый), и системный подход. Кроме того, можно различать ручное и автоматическое выполнение испытаний.
С минимальными затратами системное тестирование защиты позволяет убедиться, что отдельные компоненты системы защиты будут правильно взаимодействовать друг с другом при возникновении повреждений. Такой подход позволяет выявлять скрытые ошибки в настройках, логике и конструкции систем защиты, независимо от типа реле или производителя. RelaySimTest предоставляет инструменты, необходимые для оптимальной подготовки и проведения системных испытаний.
Тестирование защиты на основе уставок фокусируется на защитных функциях и соответствующих уставках отдельных реле защиты. Современные реле защиты имеют тысячи настроек, поэтому автоматизированное тестирование значительно эффкктивнее ручного подхода. Test Universe предоставляет широкий спектр возможностей для стандартизации и автоматизации, включая полностью автоматическое создание отчетов об испытаниях. Планы испытаний позволяют проводить тестирование с максимальной эффективностью. Их сочетание с обширной функциональностью нашего программного обеспечения для тестирования обеспечивает гибкость, необходимую для детального тестирования реле защиты и других видов оборудования.
Подходы к тестированию
- Системное тестирование защиты: RelaySimTest
- Тестирование защиты на основе уставок: Test Universe
Для более подробного обсуждения прослушайте наш подкаст: Тестирование защиты – подходы на основе настроек и на основе системы
Как автоматизировать тестирование устройств защиты?
Термин «автоматизация» зачастую используется преждевременно, особенно когда речь идет о тестировании систем защиты. На самом деле инженеры-релейщики сталкиваются с оборудованием от множества различных производителей, что значительно затрудняет полную автоматизацию процедур тестирования. В некоторых случаях поставщики говорят об автоматизации, хотя их решение автоматизирует лишь отдельные этапы тестирования систем защиты. Поэтому следует проявлять внимание.
Для достижения высокой степени автоматизации испытаний устройств защиты требуются адаптируемые шаблоны испытаний для реле защиты разных производителей и возможность гибкого объединения отдельных модулей испытаний в планах испытаний. Эффективность можно повысить, определив единые стандарты для испытаний реле защиты. Полностью автоматизированная документация результатов испытаний также является базовым требованием, так как ее ведение вручную требует значительных усилий. Наша Protection Testing Library (PTL) позволяет использовать автоматизированные процедуры тестирования для широкого спектра приложений как с Test Universe, так и с RelaySimTest. Кроме того, эти шаблоны испытания можно легко настроить в соответствии с вашими конкретными потребностями, тем самым еще больше повысив степень автоматизации. По сравнению с ручным тестированием защиты можно добиться сокращения трудозатрат до 80 процентов.
Какие программные решения предлагает OMICRON для установок CMC 500 и CMC 430?
Мы предлагаем набор мощных программных средств для тестирования и различные дополнительные модули, в том числе
- Test Universe
- RelaySimTest
- CMC CT-Check
- CMC Swift
- EnerLyzer
- CMEngine
Вы можете адаптировать эти опции к своим потребностям или выбрать один из четырех доступных программных пакетов для работы с CMC 500 и CMC 430:
- Essential
предлагает базовые функции и модули, которые можно расширять индивидуально. - Standard
предоставляет все модули, которые обычно используются для тестирования систем защиты на основе уставок. - Enhanced
расширяет пакет Standard за счет функций для системных испытаний и моделирования переходных процессов, а также гибкого интерфейса программирования. - Complete
охватывает все функции и программные модули, предусмотренные для испытательного комплекса CMC.
Наш инструмент конфигурации поможет выбрать оптимальную комбинацию для ваших задач.
Хотите получить расценки?