Поставщики самовоспроизводящихся устройств защиты от перенапряжения и задержки понижения напряжения

Если искать поставщиков таких систем — это не просто коробки с варистором, а целая философия релейной защиты. Многие до сих пор путают самовоспроизводящиеся модули с обычными УЗИП, хотя разница в алгоритме обработки переходных процессов принципиальна.

Что на самом деле скрывается за терминологией

Когда я впервые столкнулся с техническим заданием на поставку самовоспроизводящихся устройств, пришлось перелопатить три ГОСТа и два профильных журнала. Оказалось, ключевое — не столько в аппаратной части, сколько в firmware, который должен предсказывать динамику сетевых помех. Например, китайская компания ООО Тяньцзинь Цэньдаао Электрик в своих разработках использует адаптивные алгоритмы на базе ПЛИС, что для 2020 года было прорывом.

Их стендовые испытания на полигоне под Тяньцзинем показали интересную вещь: классические устройства срабатывали при скачке 1.2/50 мкс, тогда как их образец успевал компенсировать фронт волны ещё до пиковых значений. Правда, при этом возникали проблемы с ложными срабатываниями в сетях с частыми коммутационными перенапряжениями — пришлось дорабатывать пороговые датчики.

Кстати, на сайте https://www.sendaao.ru есть любопытный кейс по замене немецких аналогов на подстанции в Хабаровске. Там как раз использовали гибридную схему: основные разрядники остались от ABB, а система мониторинга и самовосстановления — от Цэньдао. Через полгода эксплуатации выяснилось, что китайские модули лучше справляются с задержкой понижения напряжения при обрывах нуля.

Практические сложности при интеграции

В 2019 году мы пытались внедрить такие устройства на нефтеперекачивающей станции. Инженеры скептически относились к ?самовоспроизводящимся? функциям — мол, маркетинговый ход. Но когда при тестовых КЗ один из модулей автоматически переконфигурировал схему защиты без остановки насосов, даже ветераны энергетики зауважали технологию.

Основная головная боль — совместимость с релейными блоками советского образца. Пришлось разрабатывать переходные контроллеры, которые преобразовывали дискретные сигналы в цифровые команды. Компания ООО Тяньцзинь Цэньдаао Электрик здесь помогла неожиданно: их инженеры прислали кастомную прошивку для микроконтроллера, хотя по контракту это не предусматривалось.

Запомнился случай на стройке в Новосибирске: при монтаже забыли учесть вибрацию от турбин, и крепления разболтались за месяц. Пришлось экранировать весь шкаф и ставить демпферы — производитель тогда оперативно выслал усиленные кронштейны, хотя гарантия на механическую часть формально не распространялась.

Нюансы подбора компонентов

С варисторами для таких систем — отдельная история. Европейские поставщики настаивают на оксидно-цинковых, но в условиях сибирских морозов они теряют скорость срабатывания. Корейские аналоги стабильнее, но дороже. В каталоге ООО Тяньцзинь Цэньдаао Электрик нашли компромиссный вариант с легированием редкоземельными металлами — цена ниже немецких на 30%, а ресурс циклов переключения выше.

При заказе партии в 2021 году специально запросили образцы для испытаний на стойкость к импульсным помехам. Результаты удивили: заявленные 25 кА выдерживали, но при форме волны 8/20 мкс появлялся недопустимый дрейф напряжения. Пришлось вместе с технологами производителя модифицировать систему охлаждения разрядных элементов.

Сейчас рекомендуем закладывать запас по току отключения минимум 40% — особенно для объектов с мощными асинхронными двигателями. Один раз уже обожглись на компрессорной станции, где расчетный ток КЗ был 18 кА, а реальный достиг 22.3 кА. Хорошо, что устройства защиты от перенапряжения успели отработать до выхода из строя силовых трансформаторов.

Экономика versus надежность

Финансовый директор всегда требует оптимизировать затраты, но с такими системами это опасно. Как-то попробовали сэкономить на системе мониторинга — взяли упрощенную версию без самодиагностики. Через полгода пришлось демонтировать и ставить полноценный комплект, потому что никто не мог отследить деградацию варисторных матриц.

Интересно, что в ООО Тяньцзинь Цэньдаао Электрик изначально предлагают модульную архитектуру: базовый блок можно докупать постепенно. Для бюджетных проектов это спасение — сначала ставим основные функции защиты, потом добавляем аналитику и предиктивную диагностику. Их cloud-платформа правда иногда глючит при работе через российские VPN.

Сейчас считаем, что оптимальный вариант — брать комплекты с запасом по количеству коммутационных циклов. Для подстанций 110 кВ минимум 100 тысяч циклов, даже если по паспорту требуется 60. Переплата 15-20% на старте окупается отсутствием внеплановых замен через 3-4 года.

Перспективы и ограничения технологии

Самовоспроизводящиеся системы постепенно переходят с микроконтроллеров на нейросетевые алгоритмы. В ООО Тяньцзинь Цэньдаао Электрик уже тестируют прототип, который учится на паттернах сетевых помех конкретного объекта. Правда, пока есть проблемы с сертификацией — Ростехнадзор не знает, как проверять ?обучающиеся? системы защиты.

Главное ограничение — энергопотребление в режиме ожидания. Современные процессоры для анализа сигналов требуют до 15 Вт постоянно, что для удаленных объектов становится проблемой. Производитель экспериментирует с гибридными схемами, где часть вычислений идет на аналоговых компонентах.

Думаю, через пару лет мы увидим новый виток развития — особенно с учетом роста количества ВИЭ. Ветряки и солнечные панели создают совершенно новые типы переходных процессов, где классическая защита бессильна. И здесь как раз пригодятся системы с возможностью адаптации и самовосстановления.