Описание продукции
В данном проекте рассматриваются производство микропроцессорных блоков дифференциальной защиты трансформаторов. Эти реле позволяют реализовать необходимую защиту и противоаварийную автоматику энергетических обьектов, в городских электрических сетях, автоматизации промпроизводства включая добывающие отрасли и в других обьектах эксплуатации.
Электромеханическое реле – устройство, состоящее из корпуса, контактной группы, управляющего электромагнита и выводов, работа которого основана использовании относительного перемещения его элементов.
3. Рынок сбыта
За период с 2001 года по 2012 год включительно среднегодовой объем производства составлял по электромеханическим реле:
- тока – 90–120 тыс.,
- напряжения – 40–60 тыс.,
- тока с зависимой выдержкой времени – 16–30 тыс.,
- времени – 70–90 тыс.,
Статических реле выпускалось ежегодно в среднем 60–80 тыс.
После распада СССР на территории России осталось около 75% выпущенных ранее реле. На ремонтные нужды в течение всего рассматриваемого периода уходило не более 5% выпускаемых реле, что находится в пределах точности расчетов и в дальнейшем не учитывается.
До распада СССР примерно 20% реле шло на нетиповые панели РЗА присоединений 110–220 кВ. В 90-е годы прошлого столетия объем выпуска нетиповых панелей упал в большей степени, чем выпуск реле, и продолжал падать в дальнейшее время. В связи с этим в ориентировочных расчетах после 2001 года расход реле на нетиповые панели не учитывается.
Исходя из изложенных предпосылок, в табл. 1 приводятся ориентировочные данные по количеству находящихся в эксплуатации в России реле на присоединениях 6–35 кВ в электроэнергетике и в промышленности, включая её добывающие отрасли. Там же приводится стоимость возможной замены устаревших реле на новые в ценах 2012 г. (ценами этого года без НДС мы будем оперировать и в дальнейшем).
Таким образом, всего в эксплуатации в устройствах РЗА присоединений 6–35 кВ на начало 2012 г. находилось ориентировочно около 42 млн электромеханических и статических реле , для замены которых потребовалось бы около 26,6 млрд руб.
Помимо реле отечественного производства, в России использовались промежуточно-указательные реле серии РЭУ-11 украинского производства. Их находится в эксплуатации 500–600 тыс. на сумму около 150 млн. руб. Таким образом, в России для защиты присоединений 6–35 кВ используется около 37 млн электромеханических и статических реле, для эквивалентной замены которых потребовалось бы более 27 млрд.руб.
Комплект устройств РЗА присоединений 6–35 кВ на электромеханических реле включает в себя в качестве основных измерительных органов 4–5 токовых реле, а комплект контроля напряжения на секции шин – в среднем 4 реле напряжения. С учетом такой предпосылки и данных таблицы 1 можно заключить, что для полной замены комплектов на электромеханических реле МП комплектами РЗА присоединений 6–35 кВ в электроэнергетике России потребовалось бы от 900 тыс. до 1,1 млн. МП терминалов на сумму ориентировочно от 70 до 90 млрд руб. А учитывая потребности также и промышленных предприятий, необходимо всего около 1,2–1,4 млн. МП терминалов РЗА на сумму 95–110 млрд руб.
Таблица
1.
Развитие ситуации
Распределительные сетевые компании испытывают острую нехватку инвестиций, поэтому наряду с полной реконструкцией подстанций проводится и ретрофит. В последнем случае обычно старые высоковольтные выключатели заменяются вакуумными, металлоконструкции ячеек КРУ не меняются, а комплекты РЗА заменяются устройствами опять же на электромеханических реле.
При этом необходимо отметить, что в России сложились высокие цены на МП терминалы РЗА для присоединений 6–35 кВ, сравнимые или даже превышающие цены вакуумных выключателей. Одной из причин этого явилось заимствование западно-европейского стереотипа в отношении набора функций МП терминалов РЗА, которые значительно усложнились даже в части собственно функций защиты и автоматики по сравнению с комплектами РЗА на электромеханических реле:
Несмотря на постоянный рост цен на электромеханические реле, вызванный в основном высоким уровнем инфляции в России, они являются наиболее дешевым средством для создания комплектов РЗА присоединений 6–35 кВ и продолжают применяться при модернизации подстанций.
Электромеханические реле в настоящее время идут в основном в электроэнергетику для модернизации подстанций. Сопоставляя приведенные выше цифры по темпам обновления устройств РЗА с помощью электромеханических реле (~1,7% в год) и МП устройств (~0,24% в год), можно сделать вывод о том, что отсутствие инвестиций и высокие цены на МП терминалы РЗА вынуждают РСК применять на присоединениях 6–35 кВ новые устройства РЗА на электромеханических реле в 7 раз чаще, чем МП устройства РЗА. Однако этот вариант развития событий является тупиковым.
Использование в 21 веке электромеханических реле, изготовленных по технологии 60–70-х годов прошлого столетия с ручной сборкой и калибровкой путем гибки контактных пластин, не позволяет ни гарантировать стабильность параметров реле с течением времени, ни снизить эксплуатационные расходы на проверку и подкалибровку реле в течение срока их эксплуатации, ни обеспечить необходимый уровень автоматизации и надежности работы оборудования подстанций.
Несколько лет назад на западном рынке появились дешевые микропроцессоры, которые позволили европейским фирмам Siemens, Telemecanique и некоторым японским компаниям создать малые промышленные контроллеры с числом входов/выходов до 40, сопоставимые по цене с несколькими реле. Они уже практически вытеснили электромеханические реле и реле времени, которые использовались для выполнения логических операций в различного рода простых автоматических устройствах (торговых автоматах и др.). Цена новых программируемых контроллеров Telemecanique серии Zelio Logic 2 находится в пределах 110–200 евро. Контроллеры (интеллектуальные реле) имеют дискретные и аналоговые входы, релейные и транзисторные выходы, компактное и модульное исполнения, устанавливаются на DIN-рейку 35 мм.
Как показывает предварительная проработка вопроса, цена такого контроллера в России с числом входов/выходов от 16 до 40, при организации серийного производства, могла бы составить от 4 тыс. рублей до 7–8 тыс. рублей. Такие контроллеры соответствуют требованиям к РЗА большинства присоединений напряжением 6–35 кВ.
Необходима также дальнейшая разработка и производство дискретных измерительных реле на МП элементной базе. В настоящее время такие реле тока серии РТС-40 и напряжения РНС-50 выпускает ООО «НПП «Центр реле и автоматики» (г. Чебоксары). Цена этих реле сопоставима с ценой электромеханических реле. Требуется освоение производства других видов измерительных реле на МП элементной базе, цена которых не превышала бы цену выпускаемых электромагнитных и статических реле.
Мировая практика показывает, что в настоящее время ряд фирм, для построения гибких систем РЗА, выпускает МП дискретные реле. Это, например, фирмы АВВ (система Combiflex), DEIF A/S (Uni-line), SELCO (G-Line). Причем зачастую одни и те же производители выпускают устройства РЗА и с гибкой, и с жесткой архитектурой (например АВВ). В последнее время наблюдается тенденция, за счет некоторого удорожания устройств РЗА, вводить при жестком наборе измерительных органов программируемую логику или даже программируемые компараторы (компания General Electric). Программируемые контроллеры с аналоговыми и дискретными входами после относительно несложной доработки можно превратить в простые токовые МП терминалы РЗА с функцией управления выключателем, которые могут стать основой для технического перевооружения РЗА присоединений 6–35 кВ в России. Их цена при серийном производстве может составить 10–12 тыс. руб., что в 1,5–2 раза ниже указанных выше ориентировочных цен комплектов РЗА на электромеханических и статических реле. Эти же МП терминалы РЗА могут заменить до 80% дорогих терминалов РЗА, присутствующих в настоящее время на рынке устройств РЗА.
Новые МП могут обеспечить разработку также терминала РЗА с числом аналоговых входов до 8, с токовыми направленными защитами в фазах и от замыкания на землю, цена которого с функцией управления выключателем составит около 20 тыс. руб., что в 3–7 раз ниже цен аналогичных по функциям РЗА МП устройств, предлагаемых в настоящее время на российском рынке.
Предлагаемые меры позволили бы, в случае их реализации, при существующем объеме инвестиций увеличить годовые поставки с 2 до 4% от числа находящихся в эксплуатации устройств РЗА. С учетом ежегодного роста числа устройств РЗА до 1,2%, обновляемость составила бы до 2,8–3% в год. Конечно, это не решает полностью проблему приемлемых сроков обновления устройств РЗА присоединений 6–35 кВ в электроэнергетике России. Приемлемое решение проблемы потребует увеличения инвестиций в 2–3 раза.