Тема сегодняшнего круглого стола — «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем». Как обычно, мы с пристрастием расспросили экспертов о том, что происходит сегодня в этой сфере рынка электротехники, какие есть проблемы, тренды и перспективы.
На наши вопросы отвечали:
Валерий Терентьев, директор департамента технического маркетинга систем релейной защиты и автоматизации ООО «НПП ЭКРА»
Юрий Филиппов, менеджер по маркетингу департамента технического маркетинга АО «ЧЭАЗ»
Кирилл Плехов, менеджер по продукту ООО «Электроматика Трейд»
– Каковы ключевые тренды в развитии релейной защиты и автоматизации в электроэнергетике на ближайшие три-пять лет?
Валерий Терентьев: Ключевые направления определены в «Программе цифровой трансформации и интеллектуализации электроэнергетики ТЭК РФ» и соответствующих документах основных субъектов электроэнергетики (ПАО «Россети», ПАО «РусГидро», АО «Росэнергоатом», ПАО «Газпром» и др.). В части системы РЗА – заменаиностранного оборудования и оборудования на электромеханическойи микроэлектронной элементной базах (порядка 70% всего парка), обеспечение информационной безопасности, повышение технического совершенства, оптимизация затрат на всех этапах жизненного цикла (переход на техническое обслуживание по состоянию, типизация технических решений, автоматизация проектирования, расчетов токов коротких замыканий и выбора параметров настройки).
Юрий Филиппов: Ключевыми трендами в развитии релейной защиты и автоматизации в электроэнергетике в ближайшие три-пять лет станут повсеместное внедрение адаптивных алгоритмов РЗА, способных динамически
менять уставки в реальном времени на основе данных от интеллектуальных устройств сети. Активно будет развиваться интеграция с цифровыми двойниками и AI для предиктивной аналитики, что позволит перейти от аварийного реагирования к предиктивному управлению режимами. Кроме того, усилится стандартизация и унификация на базе МЭК 61850 для обеспечения совместимости оборудования разных производителей и построения сквозных кибербезопасных инфраструктур.
– Какие изменения в нормативно-технической базе наиболее повлияли на подходы к проектированию и эксплуатации РЗА за последние годы?
Валерий Терентьев: Отсутствие единой технической политики и требований в вопросах аттестации и сертификации оборудования РЗА разных субъектов энергетики РФ. Частые изменения нормативной документации.
Быстрое моральное устаревание поколений цифровых РЗА (эмпирически – около 10 лет). Несовместимые с опытом эксплуатации требования срока службы (25 лет) из-за быстрой сменой поколений электронной компонентной
базы (ЭКБ).
Любые требования должны быть обоснованы и оценены с точки зрения повышения надежности и экономической целесообразности.
Юрий Филиппов: Ключевым изменением стало массовое внедрение в нормативную базу международного стандарта МЭК 61850, который закрепил переход к цифровому обмену данными и унифицировал протоколы взаимодействия интеллектуальных устройств. Это потребовало пересмотра подходов к проектированию, акцентируя внимание на IT‑инфраструктуре и кибербезопасности. Кроме того, обновление правил технологического функционирования и новых стандартов для интеграции распределенной генерации диктует необходимость использования более сложных и адаптивных алгоритмов релейной защиты.
– Как цифровизация и внедрение интеллектуальных технологий меняют архитектуру и принципы построения современных систем РЗА?
Валерий Терентьев: Кардинально меняется оборудование вторичных цепей систем РЗА, его проектирование, наладка и эксплуатация. Используется множество дорогостоящих, технически сложных и, как следствие, менее надежных
устройств.
Юрий Филиппов: Цифровизация трансформирует архитектуру РЗА, переход от централизованных систем к распределенным, где интеллектуальные устройства обмениваются данными по единой цифровой шине. Это позволяет реализовать принцип взаимного резервирования и адаптивности, когда алгоритмы защиты динамически подстраиваются под режим сети. Ключевым изменением становится появление SCADA‑уровня для сбора Big Data, что позволяет реализовать предиктивную аналитику и удаленное управление, превращая РЗА в активный элемент Smart Grid.
Кирилл Плехов: Современные системы РЗА строят по принципу не только защиты от ненормальных режимов работы, но и создания предаварийных систем автоматизации.
Современные технологии создания и построения блоков РЗА позволяют отслеживать и анализировать более глубоко параметры энергосетей и появляется возможность проводить предаварийные мероприятия, не доводя состояние
энергосетей до критического.
Наличие современных алгоритмов и будущее внедрение ИИ позволит более качественно подходить к анализу износа оборудования и сетей и проводить экономически более эффективный ремонт или плановые мероприятия, не
полагаясь на регламент производителя.
– С какими основными вызовами сталкиваются предприятия при модернизации устаревших систем релейной защиты?
Валерий Терентьев: Отсутствие отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ) и, как следствие, зависимость от текущей политической ситуации (дружественные / недружественные страны-поставщики).
Отсутствие совместимости «сверху – вниз» между поколениями цифровых РЗА даже у одного производителя. Существенная стоимость и недостаточная «зрелость» технологии высокоавтоматизированных подстанций (ВАПС) и зависимость ее работы от внешних систем спутниковой синхронизации времени.
Завышенные/избыточные требования к устройствам РЗА вызывают серьезные последствия в виде увеличения сложности устройств и снижения надежности.
Юрий Филиппов: Основными вызовами, с которыми сталкиваются предприятия при модернизации устаревших систем релейной защиты, являются высокая стоимость и сложность интеграции нового цифрового оборудования с устаревшими аналоговыми системами, что требует тщательного проектирования. Острейшей проблемой остается дефицит квалифицированных кадров, способных работать с современными стандартами и сложным программным обеспечением. Кроме того, предприятия сталкиваются с необходимостью обеспечения бесперебойной работы энергообъектов в переходный период и минимизации рисков ошибочных настроек или сбоев в новой, зачастую гибридной, системе.
Кирилл Плехов: Основной парк устаревших систем РЗА построен на технологиях передачи данных 20–30-летней давности. Основная проблема модернизации связана не с заменой оборудования РЗА, а с перестроением всей системы передачи данных на энергообъектах, что в свою очередь удорожает модернизацию в два-три раза. При этом если предприятие решается на модернизацию, встает вопрос с поддержкой новых систем, а это приводит к необходимости обучения текущих специалистов предприятия или найма новых.
– Какие преимущества и риски несет переход на полностью цифровые подстанции с точки зрения РЗА?
Валерий Терентьев: Преимущества: интегрирование ВАПС в систему управления электрической сетью, дистанционное управление без постоянного присутствия дежурного и обслуживающего персонала (цифровой обмен, повышение наблюдаемости, управляемости и автоматизации технологических процессов, мониторинг состояния оборудования, сокращение расходов на проектирование, ввод в работу, эксплуатацию и модернизацию).
Риски: отсутствие в ближайшей перспективе отечественной конкурентной ЭКБ, необходимость проведения испытаний для подтверждения совместимости оборудования различных производителей. Отсутствие нормативных требований и опыта эксплуатации ВАПС.
Юрий Филиппов: Переход на полностью цифровые подстанции несет ключевые преимущества: повышение точности и быстродействия РЗА за счет обмена данными по цифровым каналам, а также расширенные возможности диагностики и самодиагностики интеллектуальных устройств. Однако это создает и серьезные риски, главным из которых является уязвимость к кибератакам, требующая комплексных мер защиты. Кроме того, возникает высокая зависимость от корректной работы цифровой инфраструктуры связи и квалификации персонала, способного обслуживать сложные программно-аппаратные комплексы.
Кирилл Плехов: Преимущества:
– высокая экономия на дистанции;
– более эффективный энергоменеджмент;
– уменьшение человеческого фактора.
Риски:
– наличие возможности в цифровом доступе к РЗА. Необходимы серьезно построенные цифровые сети с высокой степенью кибербезопасности.
– Как меняется роль инженера РЗА в условиях автоматизации и перехода на цифровые технологии?
Валерий Терентьев: Инженер РЗА должен будет перейти на уровень инженера-системщика. Совершенствовать свою квалификацию в областях электромагнитной совместимости оборудования, локальных вычислительных сетей (ЛВС), информационной безопасности, реализации протоколов МЭК61850 и сопутствующих ему стандартов и др.
Юрий Филиппов: Роль инженера РЗА в условиях автоматизации и перехода на цифровые технологии трансформируется от узкого специалиста по наладке «железа» к роли системного инженера-аналитика. Его ключевыми задачами становится работа с цифровыми данными, программным обеспечением и сетевыми протоколами, такими как МЭК 61850. Фокус смещается на кибербезопасность, анализ Big Data для прогнозирования и управление сложными режимами работы современной энергосистемы.
Кирилл Плехов: Роль инженера в данной парадигме становиться более ключевой, но и требования к инженеру будут расти. Яркий пример IT‑сектор и его рост к знаниям «Джунов» и «Мидлов». Рост сектора РЗА и интеллектуальных
решений будет способствовать росту требований к инженерам и их обучению.
Причем инженер РЗА будет обязан знать не только законы построения релейной защиты, но и углубленно знать построение промышленных сетей передачи данных, построения АСУ ТП, SCADA система и т. д.
Но ввиду сложности данных систем нужно развивать и инструменты проектирования. Модернизация или интеграция существующих ПО для проектирования совместно с производителями РЗА. Либо создание совершенно нового ПО (САПР) для разработки РЗА систем нового поколения.
– Как, по вашему мнению, будет развиваться взаимодействие между РЗА и системами управления Smart Grid и распределенной генерации?
Валерий Терентьев: РЗА и ПА, как часть системы Smart Grid (автоматизированныхи активно-адаптивных электрических сетях) с распределенной возобновляемой генерацией, усложняются.
Юрий Филиппов: Взаимодействие РЗА с Smart Grid и распределенной генерацией будет развиваться в сторону глубокой интеграции и цифровизации. РЗА станет адаптивной, получая данные от интеллектуальных устройств сети в реальном времени для более точного и селективного управления. Ключевым направлением станет внедрение стандартов МЭК 61850, обеспечивающих совместимость и взаимодействие между всеми элементами системы, включая распределенные источники энергии. Это позволит создавать самонастраивающиеся защитные комплексы, способные гибко реагировать на изменения конфигурации сети и режимов генерации.
Кирилл Плехов: Полностью интегрированная между собой система.
В будущем не будет сильной разницы между РЗА и Smart Grid.
РЗА, стабилизаторы, микроконтроллеры. Из-за высокой доступности и низкой цены их будет проще применять не только в ключевых точка энергосети, но и для защиты и управления обычных линий и потребителей.
Это будет единая система, либо очень сильно интегрируемая между собой. Некий глобальный конструктор. Где блоки РЗА будут унифицированы по определенным стандартам Smart Grid.
При этом Smart Grid должен быть регламентирован на государственном уровне, чтобы не плодить кипу Smart Grid различных производителей, что усугубит общую интеграцию единой энергосети.
