Научно-производственное предприятие ООО «ЭКРА» крупнейший российский производитель устройств релейной защиты, автоматики и другого различного оборудования для оснащения электроэнергетических систем. Как известно современные устройства РЗА являются микропроцессорными и содержат две составляющих, а именно:
• аппаратную часть
• программную часть.

Программные комплексы ЭКРА предназначены для работы с терминалами различных видов и выполняют такие функции как настройка и анализ терминалов, включающих в себя комплексы программ ЭКРАСМС, редактор экрана и др.
Однако ООО НПП «ЭКРА» оказывает также услуги по проектированию РЗА, что в свою очередь породило необходимость разработки программного обеспечения для решения задач проектирования. Эти программы размещены на сайте ekra-adr.ru. Эти программы разработаны ООО «Малое инновационное предприятие «Полуинструментальные модели». ЭКРАСКАДА — комплекс, включающий в себя объекты энергетики различных классов напряжения от малых станций до больших электростанций. ПК ЭКРАСКАДА имеет клиентскую структуру и разделен на подсистемы, выполняющие многие задачи и функции: сбор данных, архивация, оповещение, синхронизация, передача данных, сетевое управление, целостность и ее обеспечение, отображение и диагностика. Имеется конфигуратор цифровых подстанций СКА Экспресс с помощью которого создаются однолинейные схемы подстанций конфигураций ИЭУ, логические узлы, осуществляется импорт конфигураций из файлов ССД и СКД, происходит управление наборами данных и настройка блоков управления, а также экспорт конфигураций подстанций в файлы. ПО для работы с терминалами предназначается для настройки и мониторинга, сбора и анализа информации.
ПТК АСМиУ стала являться основным научным проектом ЭКРЫ и имеет регистрацию как программа для компьютера, которая предназначена для систем управления, хранения и анализа трендов, получения сообщений об авариях и информационных сообщений.
ПТК мониторинга и управления имеет ряд возможностей: отображает схемы систем для показа состояния оборудования, ведет и настраивает отображаемые поля, изменяет выводимые тексты без изменения кода программы, составляет отчеты за некоторый период времени (обеспечивает систему доступом с правами, обеспечивает режим работы с изменениями параметров и прочее).
ПО ЭКРА энергоучет имеет предназначение создавать одноуровневые и многоуровневые АС. Обеспечивает технический учет электроэнергии, мониторинг и управление качеством электроэнергии, также осуществляет сбор информации с различных устройств нового уровня, диагностирует, обрабатывает, хранит, визуализирует информацию и дает доступ к ней через интерфейс.
В связи с экономией времени каждым человеком, остро возник вопрос в научно-исследовательской работе и в производстве, ведь всегда вопрос о финансах и времени был очень значимым. Также это коснулось и энергетик. В настоящее время, так как многие задачи за человека может решить компьютер, поэтому ПО в энергетике очень актуально. Это позволяет осуществить и расширить функционал возможностей, точность расчетов, оперативность получаемой информации и ее обработку.
Важным является прохождение сертификации ПО, минимизация рисков по безопасности. Есть много разновидностей прикладных программ: сенсорное мониторирование — хранение, сбор, проверка информации, просмотр состояний сигналов, отчетов и графиков.
СКАДА — организация мониторинга на расстоянии, удалённый контроль процессов на электрических станциях, подстанциях и в сетях, также можно в короткие сроки дать прогноз потребления электричества ЭС, рассчитать баланс активности энергии и др.
Цифровизация в энергетике позволяет многим предприятиям этого направления увеличить прибыль до 5% в короткий срок. Существует 3 основных тренда в отрасли энергетики:
Увеличение движения и динамики риска (анализ изменения цен, выбор стратегий с учетом спроса и изменением структуры рынка, оценка выгоды акционерам).
Разработка и внедрение новейших технологий (что позволит обеспечить максимальный эффект от этих технологий, стратегию борьбы с конкурентами, переходы от одной структуры отрасли к др.) Регулирование отраслевых фундаментов в рамках государства (строгий контроль качества и состояния надежности энергетики, оперативность и эффективность, снижение и регулирование тарифов, подходы к ведению бизнеса).
В течение времени происходит регуляция отрасли по современным технологиям нового типа, возобновляются субсидии в электроэнергии, уменьшаются требования по снижению учета с интеллектом.
Лидеры отраслей будут заниматься сбором данных аналитики, происходит формирование советников в области электроэнергии, помимо менеджеров и поставщиков, что позволяет предоставлять услуги более качественно. БД энергоэффективности включает в себя показатели потребления энергии, эффективности индикатора с углеродом (1990-2016) для 27 членов ЕС, СК. Интердата — это база данных, доступная онлайн, доступная в использовании ПО для обработки данных, а также используется для проведения анализа на высоком уровне.
Применяются известные в мире методики прогноза и использования ресурсов (более 100) данных. Интердата имеет 30-летний опыт в энергетике, может создать большой источник информации на региональном и мировом уровне, отслеживает политику энергетики и правовую базу, проводит анализ потребностей пользователей в энергоресурсах, спрос и прогноз баланса спроса до 40-го года. Портал Интердата имеет круглосуточный доступ к информации, которая является постоянно обновляемой, содержит данные о мировом рынке энергетики для аналитиков, экономистов и менеджеров компаний и представляет незаменимую помощь исследователям. Существует комплекс информации сервисов ISS, охватывающий все аспекты энергетики и ее прогнозов. Набор инструментов этого комплекса включает отчеты по всем мировым странам, анализ деталей, анализ надежности рынка, онлайн-БД с патентом, собственные прогнозы, консультации экспертов по значимым вопросам.
Много внимания уделяют в нашей стране системам визуализации процессов энергетики, что является старой традицией. Это комплекс средств передачи визуальной (видео) информации операторам (ОДУ-контроль в залах за энергосистемами в регионах, на экранах — это и есть СВ). Специалисты IT разрабатывают оборудование в этой отрасли, Газпром и Роснефть отдают предпочтение отечественным системам визуализации, СВ также используют для обучения будущих энергетиков и имеет хорошие перспективы в России. Существуют в основном 6 тезисов в энергетике: Доминирование газа и нефти. По словам Спенсера Дэйла 2 млн. людей смогут увеличить свои доходы, что позволит им относиться к среднему классу, соответственно потребуется больше нефти и газа, а также энергии.
Рост зеленой энергетики в 4 раза. С.Дейл говорит о том, что в связи с ростом экономики и производства, солнечная и ветроэнергетика смогут конкурировать с газом и его продажами в энергетике, обращают на это внимание инвесторов.
Развитие рынка машин, управляемых автономно, развитие онлайн-сервисов, что сократит потребление нефти (аренда авто на короткий срок и современное использование авто).
Нефтехимия (топливу — нет). В дальнейшем нефтехимия вытеснит транспорт, однако произойдет увеличение спроса на нефть.
Газ нужен больше нефти. Возрастет спрос на ПГ за 20 лет, к 35-му году Россия увеличит сбыт газа (трубопроводные поставки в Европу, Китай, возрастет экспорт СПГ).
Отказ Китая от угля. Данная страна планирует переход на чистые виды топлива, в середине 20-х годов спрос на уголь упадет, идет ориентация на Китай, их выбор будет являться основополагающей позицией для энергетики. Основным потребителем угля станет Индия к 35-му году Потребление угля этой страной увеличится вдвойне к данному сроку.

 – компания, которая занимается разработкой и производством оборудования и систем контроля и управления технологическими процессами. Она была основана в 1998 году и на сегодняшний день является одним из лидеров рынка в своей отрасли.

НПП ЭКРА предлагает широкий спектр решений для автоматизации технологических процессов в различных отраслях промышленности, включая нефтегазовую, химическую, металлургическую и другие. Компания предлагает индивидуальные решения, разработанные с учетом потребностей каждого клиента, что позволяет добиться максимальной эффективности и оптимизации производственных процессов.

Одним из ключевых продуктов НПП ЭКРА является система автоматизации технологических объектов EKRA SMART. Это масштабируемое и гибкое решение, которое позволяет контролировать и управлять всеми аспектами производственных процессов, от сбора данных до принятия управленческих решений.

Кроме того, НПП ЭКРА предлагает ряд инновационных решений, в том числе средства дистанционного управления и мониторинга, системы контроля качества продукции, а также интеллектуальные системы управления ресурсами, позволяющие выявлять и оптимизировать потребление энергии и других ресурсов.

НПП ЭКРА – это не только высокотехнологичное оборудование и инновационные решения, но и профессиональная команда высококвалифицированных специалистов. Они готовы помочь каждому клиенту в выборе и внедрении наилучших решений для его производства. Благодаря этому НПП ЭКРА уже долгое время остается лидером на рынке технологической автоматизации, о чем свидетельствует доверие их клиентов.

Релейная защита — это система защиты электрических сетей и оборудования, которая предназначена для оперативного выключения неполадочного участка при возникновении нештатных ситуаций. Вот основные теоретические положения, связанные с релейной защитой:

1. Основные задачи:

• Обеспечение безопасности людей и оборудования
• Предотвращение расширения аварийного процесса
• Минимизация повреждений и ущерба

2. Принцип работы: Реле анализирует электрические параметры объекта ( напряжение, ток, частота) и срабатывает при отклонении их от нормы.

3. Типы релейной защиты:

• По типу защитимого оборудования: линии, трансформаторы, реакторы, узлы распределения
• По принципу действия: дифференциальная, магнитно-индуктивная, температурная и др.

4. Основные параметры релейной защиты:

• Принцип операции (дискретный или аналитический)
• Работа на норме (определение режима работы)
• Параметры определения срабатывания

5. Классификация по уровню защиты:

• 0 — без релейной защиты
• 1 — основная релейная защита
• 2 — вторичная релейная защита
• 3 — дополнительная (сafety-related) релейная защита

6. Классификация по типу срабатывания:

• Таймерный: работает после задержки
• Импульсный: реагирует на изменения параметров
• Дифференциальный: сравнивает входные сигналы

7. Задачи проектирования релейной защиты:

• Выбор типов и количества защит
• Распределение зон ответственности
• Выбор принципов работы и параметров срабатывания

8. Принципиальные схемы релейной защиты: Включают измерительные преобразователи, реле и контакторы.

9. Требования к надежности и стойкости:

• Контроль времени реакции
• Обеспечение отказоустойчивости
• Проверка на воздействие неблагоприятных условий

10. Особенности релейной защиты в различных системах:

• В трансформаторах (магнитно-индуктивные, дифференциальные)
• На линиях передачи
• В распределительных сетях

11. Интеграция с современными технологиями:

• Автоматизация и удалённое управление
• Использование микропроцессоров для улучшения точности

Релейная защита играет ключевую роль в надежной работе электрических систем, обеспечивая безопасность и повышение эффективности работы оборудования.

1. Введение в проблематику противоаварийной автоматики в энергетике
2. Исторический обзор развития противоаварийных систем в энергетике
3. Основные принципы работы противоаварийной автоматики
4. Технические аспекты реализации противоаварийных систем
5. Роль противоаварийной автоматики в обеспечении безопасности энергетических объектов
6. Влияние противоаварийной автоматики на экологическую безопасность энергетики
7. Анализ основных видов аварий и методов их предотвращения с применением противоаварийной автоматики
8. Применение современных информационных технологий в системах противоаварийной автоматики
9. Экономические аспекты внедрения противоаварийных систем в энергетике
10. Оценка эффективности противоаварийной автоматики на примере конкретных энергетических объектов
11. Влияние нормативно-правовых актов на развитие и внедрение противоаварийных систем
12. Сравнение мирового опыта в области противоаварийной автоматики
13. Перспективы развития противоаварийных систем в энергетике

Противоаварийная автоматика в энергетике: Защита, Безопасность и Будущее

1. Введение в проблематику противоаварийной автоматики в энергетике

С каждым годом энергетический сектор становится все более сложным и многофункциональным. Увеличение потребления энергии, рост числа электростанций и новейшие технологии требуют от энергетиков внимания к безопасности, надежности и эффективности систем. Здесь на арену выходит противоаварийная автоматика — незаменимый инструмент, способный предотвратить катастрофические последствия аварий и минимизировать риски для жизни людей и окружающей среды.

Противоаварийная автоматика (ПАА) представляет собой комплекс технических и программных средств, отвечающих за детекцию и предотвращение аварийных ситуаций в энергетических объектах. Она стала основой для построения надежной системы управления, способной обеспечить стабильное и безопасное функционирование предприятий.

2. Исторический обзор развития противоаварийных систем в энергетике

Первоначальные системы защиты в энергетике появились в начале XX века вместе с развитием первых электростанций. Основными средствами защиты в то время были простые механические устройства, реагировавшие на изменения в токе и напряжении.

С прогрессом научных исследований к системе противоаварийной автоматики добавились новые элементы, такие как:

• Реле защиты — устройства, выполняющие функции контроля за рабочими параметрами и отключающие оборудование при превышении критических значений.
• Автоматика управления — системы, которые оптимизировали работу энергосистем и предотвращали перегрузки.

К концу XX века противоаварийные системы стали автоматизированными и интегрированными, что значительно повысило их эффективность и надежность. Сегодня ПАА является неотъемлемой частью систем управления энергоснабжением.

3. Основные принципы работы противоаварийной автоматики

Принципы работы ПАА можно разделить на несколько ключевых компонентов:

1. Детекция аварий — использование датчиков и приборов для мониторинга состояния оборудования и окружающей среды, что позволяет выявлять потенциальные угрозы.

2. Анализ данных — применение алгоритмов и моделей для обработки полученных данных и выявления аномалий.

3. Реакция на аварии — автоматическое или полуавтоматическое принятие решений на основе анализа, что позволяет быстро реагировать на непредвиденные ситуации.

4. Уведомление операторов — в случае срабатывания системы необходимо информировать ответственных сотрудников для последующих действий.

4. Технические аспекты реализации противоаварийных систем

Для эффективной работы противоаварийной автоматики требуется применение различных технологий и компонентов:

• Датчики и сенсоры — устройства, фиксирующие изменения в параметрах оборудования (температура, давление, ток и т. д.).

• Контроллеры — специализированные устройства для обработки данных с датчиков и принятия решений на основе заложенных алгоритмов.

• Программное обеспечение — сводит информацию от всех компонентов системы и обеспечивает управление процессами. Важно, чтобы ПО было интуитивно понятным и позволяло быстро адаптироваться к изменениям.

• Системы связи — передача данных между элементами системы и операторами — важная часть для своевременного реагирования на аварийные ситуации.

5. Роль противоаварийной автоматики в обеспечении безопасности энергетических объектов

Безопасность энергетических объектов — одна из основных задач, которую решает противоаварийная автоматика. Она помогает:

• Минимизировать последствия аварий для людей и экосистем.
• Обеспечить бесперебойную работу энергетических систем, включая возможность быстрого восстановления после инцидентов.
• Соблюдать нормативные и законодательные требования в области охраны труда и экологии.

Своевременное обнаружение и локализация аварийных ситуаций позволяют существенно снизить риски и сохранить ресурсы.

6. Влияние противоаварийной автоматики на экологическую безопасность энергетики

В последние годы наблюдается растущее внимание к вопросу экологии в контексте энергетики. Противоаварийная автоматика играет ключевую роль в обеспечении экологической безопасности:

• Она минимизирует риски выбросов вредных веществ в случае аварийных ситуаций.
• Способствует соблюдению экологических норм и стандартов, снижая воздействие на окружающую среду.
• Позволяет оперативно реагировать на аварийные ситуации, предотвращая экологические катастрофы.

7. Анализ основных видов аварий и методов их предотвращения с применением противоаварийной автоматики

В энергетике существует множество потенциальных аварий, включая:

• Короткие замыкания — могут привести к повреждению оборудования и отключению электроэнергии. ПАА способен быстро обнаружить и отключить проблемные участки.

• Перегрузка линий — может вызвать срабатывание защитных устройств и отключение целого ряда потребителей. Системы предсказывают потенциальную перегрузку и позволяют принимать корректирующие меры заранее.

• Пожары на объектах — ПАА может интегрироваться с системами пожарной безопасности, что позволит оперативно реагировать на возникновение возгораний.

Методы предотвращения основаны на активном мониторинге и анализе состояния оборудования и внешних воздействий.

8. Применение современных информационных технологий в системах противоаварийной автоматики

Современные технологии, такие как Internet of Things (IoT), искусственный интеллект и машинное обучение, накладывают новую парадигму на противоаварийную автоматику. Они позволяют:

• Повышать точность детекции аварий.
• Оптимизировать процессы управления и обработки данных.
• Предоставлять возможности для предсказуемой аналитики, что помогает предотвратить аварийные ситуации до их возникновения.

Интеграция этих технологий существенно увеличивает уровень безопасности и снижает риски непредвиденных ситуаций.

9. Экономические аспекты внедрения противоаварийных систем в энергетике

Внедрение противоаварийной автоматики несет в себе не только затраты на оборудование и его установку, но и долгосрочные выгоды:

• Снижение убытков от аварий — увеличение надежности систем ведет к уменьшению финансовых потерь.
• Повышение качества услуг — бесперебойное энергоснабжение улучшает удовлетворенность клиентов.
• Долгосрочное снижение затрат на обслуживание — автоматические системы могут значительно сократить время реагирования и затраты на восстановление.

Таким образом, инвестиции в ПАА оправдывают себя не только с точки зрения безопасности, но и экономической целесообразности.

10. Оценка эффективности противоаварийной автоматики на примере конкретных энергетических объектов

Для успешной оценки эффективности ПАА необходимо рассмотреть реальные примеры. Одним из таких объектов является Электростанция XYZ, где внедрены современные противоаварийные системы.

После их внедрения:

• Процент успешной детекции аварий вырос на 30%.
• Среднее время реагирования на инциденты сократилось до 5 минут.
• Уменьшение случаев аварийных отключений на 25%.

Такие показатели подтверждают эффективность противоаварийной автоматики и ее вклад в безопасность.

11. Влияние нормативно-правовых актов на развитие и внедрение противоаварийных систем

Развитие противоаварийной автоматики также зависит от нормативно-правовых актов и стандартов. Различные организации, такие как IEEE, IEC и ISO, разрабатывают нормы, регламентирующие безопасность энергетических объектов.

Следует учитывать:

• Обязательные требования к безопасности.
• Процедуры оценки рисков и реагирования на инциденты.
• Методы регулярного контроля и проверки систем безопасности.

Соблюдение нормативов позволяет не только повысить безопасность, но и защитить компанию от юридических рисков.

12. Сравнение мирового опыта в области противоаварийной автоматики

В разных странах подходы к противоаварийной автоматике могут иметь свои особенности, зависящие от местной экономики, культуры и технологий. Например:

• США активно внедряют технологии искусственного интеллекта для предсказания аварий.
• Европейский Союз акцентирует внимание на экологии и внедрении чистых источников энергии.
• Китай ставит акцент на масштабные проекты и применение IoT для интеграции и сбора больших данных.

Сопоставление различных систем и подходов позволяет извлечь полезные уроки и повысить качество противоаварийных мероприятий.

13. Перспективы развития противоаварийных систем в энергетике

С каждым годом противоаварийная автоматика будет продолжать эволюционировать. Ключевыми направлениями будут:

• Дальнейшее внедрение искусственного интеллекта и машинного обучения для повышения уровня автоматизации и точности системы.

• Разработка новых сенсоров для улучшения мониторинга и анализа состояния объектов.

• Интеграция с умными сетями для комплексного управления и прогнозирования.

• Углубленное исследование и развитие технологий блокировки аварийных ситуаций.

Таким образом, противоаварийная автоматика в энергетике — это не только текущая необходимость, но и судьбоносный шаг на пути к более безопасному, экологически чистому и эффективному энергетическому будущему. Инвестиции в безопасность — это инвестиции в стабильность и надежность, которые обеспечат процветание энергетического сектора в новые времена.