Ретрофит на подстанции

Основни етапи на изпълнение и подходи за реализация на мероприятията по ретрофит

За да се анализира процесът на актуализиране на технологичното ниво на оборудването за вторична комутация и за да се определи неговата логика на развитие е необходимо да се дадат отговори на следните по-важни въпроси:
- Какво да се подмени;
- С какво да се замести;
- Как да се изпълни; 
- Какви недостатъци има съществуващата практика;
- Каква е ползата от ретрофита;
- Какво предстои в развитието.

Какво да се подмени?
Отговорът може да бъде получен от анализа на недостатъците на съществуващите системи в състава на вторичната комутация в електроенергийните обекти.
Релейна защита. Съществуващите конвенционални електромеханични и статични релейни защити имат съществени недостатъци – ограничени възможности за избор и промяна на параметрите и характеристиките, както и липса на комуникации за създаване на общ архив от настъпили събития в обекта.
Измерване. Измерването на електрически и неелектрически величини със съществуващите измервателни уреди не дава възможност за централизирано архивиране на информацията и за нейния анализ, свързан с контрола на експлоатационните показатели на съоръженията и с оптимизиране режима на технологичния процес в подстанцията.
Сигнализация. Използването на квитиращи ключове и двупозиционни указатели за следене на положението на първичните съоръжения и идентифицирането на активирани аварийни сигнали по състоянието на падащите клапи не дава възможност за централизиране на информацията с оглед на експертен анализ и адекватни действия.
Управление. Управлението на съоръженията от командни табла и шкафове се извършва от място без възможност за дистанционно управление от операторска станция в обекта и от диспечерски пункт.

С какво да се замести съ-ществуващото оборудване?
Проблемите с недоброто технологично ниво на съществуващото оборудване в голяма част от обектите могат да се решат с въвеждане на предлаганите през последното десетилетие на световния пазар и у нас системи за автоматизация и управление (САУП).
САУП включва централен сървър с операторска станция и едно или повече локални цифрови устройства с функции на релейна защита, управление, сигнализация и измерване за всяко присъединение. Събраните от отделните устройства данни се архивират в тях и в базата данни на сървъра на системата. Информацията може да се визуализира на екрана на операторската станция и да се изпраща към териториалните и регионалните диспечерски служби. САУП позволява управление на всички съоръжения с моторно задвижване от локалните устройства, от операторската станция в обекта и от диспечерски пункт.
Наличието на САУП позволява технологично и прави икономически целесъобразно въвеждането на важни промени в режима на експлоатация на подстанцията – преминаване към управление без дежурен персонал.

Как да се изпълни ретрофитът?
В следващите редове се съдържа информация за различни варианти на изпълнение на ретрофита на вторичната комутация, които представляват етапи към достигането на крайната фаза на съвременното технологични ниво - въведена САУП с комуникации по локалната мрежа, съгласно протоколи IEC60870 и IEC61850.
Актуализиране на софтуера на съществуващи цифрови устройства. Този подход включва нова версия на софтуера без подмяна на основния хардуер. Подходът може да бъде прилаган в зависимост от възможностите на конкретната цифрова апаратура.
Ретрофит "стъпка по стъпка". Подходът е целесъобразен за прилагане в големите преносни подстанции, в които подмяната на оборудването за цели уредби е практически невъзможна.
Цялостна рехабилитация на съществуващи обекти с въвеждане на САУП. Това е вариант подходящ за разпределителни подстанции, в които подмяната на защитите може да се реализира относително бързо и изводът може да бъде изключен за известен период, без това в повечето случаи да налага изключване на потребители. Практически изпълнението и на този вариант е на принципа „стъпка по стъпка”, но периодът за приключване на обекта е кратък и позволява изпълнението на ретрофита в рамките на няколко месеца.
Разширяване на съществуващи съвременни системи. Използва се при наличие на САУП за съществуващата част и необходимост от разширяване на обекта с допълнителни изводи. Новите устройства се включват към съществуващата система в обекта, без да са необходими съществени промени в хардуера и софтуера.

Недостатъци има в съществуващата практика
Процесът на внедряване на цифрови устройства през последните пет години се характеризира както с определени успехи, така и със съществени недостатъци.
Към момента разпределителните подстанции 110/средно напрежение с цифрови защити, които работят автономно без да има изградена САУП в обекта у нас са над сто. Това води до загуба на съществена част от предимствата на цифровите защити - на практика не се използва големият обем информация, натрупан в устройствата. Същевременно, липсата на САУП не позволява подстанцията да премине в режим на експлоатация без дежурен персонал и се губят всички финансови предимства на това решение.
Обичайна практика за цифровите устройства е да не се изискват функции, осигуряващи текущ контрол на експлоатационните параметри на първичното оборудване. Наличието на подобни функции, популярни като "condition monitoring", представлява едно от съществените предимства на САУП, свързано с превантивното сигнализиране за степента на изчерпване на експлоатационния ресурс на съоръженията.

Каква е ползата от ретрофита?
Както е видно от изложените до момента факти, ретрофитът на вторичната комутация в електроенергийните обекти е съсретоточен в няколко основни направления – подмяна на съществуващите конвенционални устройства за релейна защита с цифрови, подмяна на системите за контрол, управление, измерване и сигнализация с цифрови контролери и въвеждане на САУП в пълен обем. Ползата от ретрофита на вторичната комутация по препоръчания сценарий може да се обобщи със следните по-важни икономически и технологични показатели:
- Намаляване на времето за откриване на повредите;
- Намаляване на времето и средствата за поддържане и ремонт;
- Удължаване на живота на оборудването чрез превантивни ремонти;
l-Подобряване на възможностите за сервизно обслужване;
l-Намаляване на инвестиционния риск при влагане на средства в устройства и системи с ясни работни параметри и перспективи за развитие;
- Възможност за бързо и финансово целесъобразно разширяване на системите, подмяна на устройства, промяна на функции и актуализиране на софтуер в тясно сътрудничество с клиента;
- Наличие на голям обем информация и значителен ресурс за обработка и анализ;
- Възможност за оптимизиране на технологичния процес в обекта;
- Висока степен на достъпност до експлоатационните показатели на активите (първични и вторични съоръжения, апаратура, връзки и комуникации) в обекта Повишаване на ефективността от работата на операторите, на персонала по поддръжката и на специалистите от отдели релейна защита;
- Възможност за обединяване на данните от обособени части и от цялата енергийна система и създаване на условия за постепенно внедряване на най-новите технологии - smart grid системите, изискващи наличие на голям обем информация и възможност за автоматизирано управление без намесата на обслужващ персонал.

Какво предстои в развитие-то на услугата ретрофит?
Тенденциите за близките години се характеризират с идеята за премахване на кабелните връзки между първичното оборудване и локалните цифрови устройства за релейна защита и управление. Подходът се реализира с въвеждане на втора информационна шина process bus между първичните съоръжения и локалните цифрови устройства на САУП. Тази стратегия за бъдещо развитие е следствие от утвърдената концепция на CIGRE за САУП и вече има значителен брой реализации, доказващи нейната икономическа целесъобразност и технологични предимства.