Концептуализм в релейной защите

На портале Elec.ru в комментариях к моей рецензии появилась такая запись:

На эту реплику я ответил так:

Выполняя данное обещание предлагаю «отжатый» вариант рецензии.

Концептуализм в релейной защите 2.

         Журнал «Компоненты и технологии» опубликовал статью [1], в которой предложена «новая концепция» микропроцессорных устройств релейной защиты.

Изложение «новой концепции» автор начинает с фотографий корпусов устройств, выпускаемых зарубежными производителями (рис. 1).

 

 

Приведенные на рис. 1 устройства отличаются прежде всего не тем, что каждое из них «…имеет собственный корпус, существенно отличающийся от корпуса другого…» устройства, «…иногда даже того же самого производителя».

         На самом же деле, основное различие выбранных автором устройств заключается в способе получения и обработки информации, поступающей на аналоговые и дискретные входы устройств, использованных в них алгоритмах защиты и, конечно же, количеством обрабатываемых сигналов, прежде всего аналоговых.

        Именно объем обрабатываемых аналоговых сигналов определяет выбор типа процессора и аналого-цифрового преобразователя и, в конечном итоге, задаёт конструкцию и себестоимость устройства.

        Фактически здесь к цифровым устройствам автором предъявлено новое, ничем не обоснованное и неопределенное в статье требование «совместимости конструктивных исполнений устройств», не содержащееся ни в документе [2], ни в других нормативном документах.

        Все написанное автором статьи не убеждает в том, что простое соблюдение «совместимости конструктивных исполнений устройств» позволит заменить модуль в устройстве одного производителя модулем, взятым из устройства другого производителя.

        Такой подход приведёт к тому, что всем разработчикам придётся всегда использовать такое и только такое разделение устройства на модули, которое будет продиктовано требованием «совместимости конструктивных исполнений устройств». Даже тогда, когда совмещение в одном модуле разных функций позволит создать более компактное или лучшее по каким-то характеристикам устройство.

        В качестве образцового примера разделения устройства на модули автором предложены универсальные модули фирмы

«Nari-Relays» «…идеально удовлетворяющие уже сегодня сформулированные выше требования в части конструктивного исполнения».

        Вполне возможно, что именно эта фирма создала идеальные модули.

Но, выдвигая «новую концепцию», было бы нелишним привести конкретные доказательства, сформулировать конкретные требования, которым отвечают рекомендованные автором модули.

Читателю остается неизвестным, отвечают ли эти модули требованиям электромагнитной совместимости, предъявляемым руководящим документом [2], обеспечивается ли их работа с источниками оперативного питания, применяемым в отечественной электроэнергетике [3] и многое иное

        Ведь кроме того, что они отличаются «совместимостью конструктивного исполнения», в рецензируемой статье об этих модулях ничего не сказано.

        Если же обратиться к приведенным в статье фотографиям модулей

(рис. 2), можно увидеть, что в качестве образцовых предлагают модули, разработанные более 10 лет назад с использованием технологии объемного монтажа.

       

 

        Нельзя также не отметить, что в другой своей работе [4] автор про реле этой же фирмы написал следующее: «… пришлось встретить с довольно странным техническим решением, когда для повышения быстродействия были использованы два электромеханических реле…В беседе с разработчиками выяснилось, что они не приняли во внимание также и то обстоятельство, что процесс замыкания всегда сопровождается отскоками контактов…».

        Читая данную статью, нельзя не обратить внимания на ещё один аргумент – «…потребитель попадает в кабалу к этому производителю на период (так у автора!) в 10-15лет».

Однако повсеместное  внедрение «универсальных модулей» фирмы

«Nari-Relays» или любой другой фирмы приведет в «…экономическую кабалу » к ней не только потребителей, но и всех производителей цифровых устройств, решивших применить их в своих устройствах.

         Обратимся теперь к рассмотрению «экономического аргумента», приведенного в статье написано: «Стоимость одного запасного модуля может доходить чуть ли не до трети и даже половины цены всего весьма недешевого …» устройства.

К сожалению, в статье не приведено никаких доказательств этого утверждения, поэтому читатель не может узнать, сколько же на самом деле может стоить запасной модуль для того или иного цифрового устройства и какую долю в его цене он составляет.

         Оценить стоимость «абсолютно взаимозаменяемых модулей» фирмы «Nari-Relays» читатель также не может из-за отсутствия в статьи конкретных данных.

После рассмотрения указанного экономического аргумента  автор переходит к «…недостаточной аппаратной надежности…» существующих цифровых устройств, но к сожалению, и в этом случае он не приводит никаких доказательств выдвинутого им тезиса, а ограничивается только отсылкой

к ранее опубликованным им работам.

Для читателей, интересующихся статистическими данными о реальной надежности цифровых устройств, рекомендую несколько статей, рассказывающих о надежности цифровых устройствах производства «НТЦ «Механотроника»[5, 6].

Не имея возможности подробно анализировать взгляды автора «новой концепции» на надежность цифровых устройств, ограничусь ссылкой на работу [7], в которой они подробно проанализированы.

         Обратимся теперь к «полному отсутствию совместимости программного обеспечения», которое представляется автору проблемой, существенно затрудняющей эксплуатацию цифровых устройств.

        В качестве доказательства «несовместимости программного обеспечения» приведен пример проектного решения энергосистемы, в которой применены цифровые устройства различных производителей.

        К сожалению, такая аргументация не может быть признана доказательством существования каких-то других проблем, кроме неудачного проектного решения.

        Нельзя признать обоснованием «новой концепции» и цитату из статьи специалистов Леноргэнергогаза [8], в которой на самом деле речь идёт не только о том, что воспроизведено автором в цитате.

В этой статье основное внимание уделено плохому переводу технической документации, неудачной русификации сообщений, выводимых на дисплей устройств иностранного производства. Внимательный читатель найдет там также слова о преимуществах цифровых устройств производства НТЦ «Механотроника».

        Поэтому у автора [1] нет никаких оснований утверждать «Такую же оценку можно дать и большинству изделий других производителей».

        К сожалению, обоснование тех и ли иных позиций при изложении «новой концепции» даётся зачастую только в виде отсылок к многочисленным работам автора. 

При этом мнения других специалистов, имеющих иную точку зрения, не только не рассматриваются, но об их существовании даже не упоминается.

        В результате у читателя создаётся неверное представление о технических вопросах, которые надо будет решить при реализации «новой концепции».

        По мнению специалистов, концепция, по своей природе, не должна содержать ничего лишнего и должна быть тесно переплетена с технической реализацией.

        Посмотрим, что предлагает автор [1] положить в основу своей «новой концепции».

Первое предложение автора сформулировано так: «Функциональные блоки…должны быть физически четко разделены».

Для этого автор предлагает:

- заменить «хаотический принцип» размещения на «упорядоченное размещение»;

-  выполнять функциональные модули на отдельных печатных платах…снабженных универсальными разъемами.

Никаких требований к электромагнитной совместимости плат, к их функциональной законченности, к обмену информацией между ними, к помехоэмиссии установленного на них оборудования, и многому другому в статье не содержится.

Нельзя не учитывать, что состав элементов и их размещение на печатной плате во многом задается типом выбранного процессора и аналого-цифрового преобразователя. Именно это во многом определяет конструкцию модулей центрального процессора и аналого-цифрового преобразователя.

Следует также отметить, что разработчик печатных плат должен соблюдать требования международных стандартов, ведь в противном случае для их изготовления будет невозможно использовать современное оборудование.

Второе предложение автором сформулировано так: «Отдельные устройства релейной защиты энергетических объектов должны продаваться в виде отдельных печатных плат из которых потребитель может собрать (устройство)…требуемой конфигурации».

К сожалению, в статье нет ответов на такие вопросы:

- кто и как будет создавать схему соединения отдельных печатных плат в единое целое;

- кто и когда будет проводить испытания собранного из отдельных модулей устройства. Нельзя не учитывать, что модули могут выпускать разные изготовители, а их совместную работу с другими модулями никто и никогда не проверял;

- кто будет нести гарантии на собранное из «кубиков» изделие? Неужели тот, кто придумал схему их соединения в «требуемую конфигурацию» ?

При этом, достаточно сложный вопрос «конфигурирования релейной защиты» [8, 9] вообще не удостаивается никакого рассмотрения, как второстепенный и неважный. К чему приводит такое отношение к программной части цифровых устройств подробно сказано в [8].

Ведь в этом случае разработку программной части и испытания работы новой программы вместе с «установленными в размеченные направляющие корпуса» переносят с этапа производства на этап настройки и испытаний смонтированного энергообъекта.

        Далее автор «новой концепции» построение цифровых устройств релейной защиты предлагает: «Функции…должны быть ограничены только задачами релейной защиты и никакими другими».

        Если выполнить данное предложение, то придется:

- отказаться от связи цифровых устройств релейной защиты с системой АСУ;

- из ЦРЗА надо будет исключить осциллограф, журнал событий, определение ресурса выключателя, технический учёт электроэнергии, потребленной защищаемым объектом, и всё то, что и обусловило широкое распространение этих устройств в последнее время.

Поэтому необходимо признать, что выполнение этого требования «новой концепции» отбросит релейную защиту на много лет назад, в эпоху электромеханических и полупроводниковых реле.

Ещё один пункт «новой концепции» сформулирован так:

        «Программное обеспечение для компьютера, предназначенное для работы с устройством, должно состоять из стандартной базовой оболочки и набора различных прикладных программ и библиотек, совместимых с общей базовой оболочкой».

        Рассматривая требование, изложенное в четвертом пункте, нельзя не обратить внимания на то, что оно противоречит предложению, ограничивающему функции цифрового устройства только задачами релейной защиты.

        Кроме этого, в настоящее время  все производители цифровых устройств релейной защиты именно так и выпускают программное обеспечение

для работы с ПЭВМ и с АСУ.

        Предпоследний, пятый пункт «новой концепции», предлагает питание всех модулей в шкафу осуществлять от двух источников повышенной надежности (sic!), соединенных между собой как основной и резервный.

При этом автор не предлагает испытывать работу «установленных» модулей совместно с «платой источника питания», а ограничивается такой фразой: «В реальный комплект входит ещё и плата питания, который (sic!) не нужен в нашей концепции и потому не показан».

        Следует отметить, что в шкафах производства НТЦ «Механотроника» с устройствами БМРЗ, БМЦС, БММРЧ предусмотрено автоматическое включение резерва по оперативному питанию, поэтому вряд ли такое требование можно считать новым, неизвестным.

        Завершает изложение «новой концепции» шестой пункт, в котором записано: «…в новом стандарте «Принципы конструирования микропроцессорных устройств релейной защиты. Основные требования» должны быть изложены  «…все указанные принципы…».

        Из написанного в статье следует, что изложение в новом  стандарте всего пяти принципов «новой концепции» коренным образом изменит ситуацию на рынке цифровых устройств и все позволит решить все упомянутые в статье «проблемы».

        Потребителям обещают необычайную легкость и простоту реализации «новой концепции», ведь «…На сборку такой сложной защиты, как дистанционная, из 7 отдельных модулей, поставляемых в картонных коробках, и включение реле требуется не более 10-15 минут, после чего можно начинать ввод уставок».

Автору «Очевидно, что рядовой инженер-релейщик, не имеющий специальных знаний в области микропроцессорной техники, с лёгкостью справится со сборкой реле защиты из таких универсальных блоков на месте

его установки».

        Мне же, как читателю, хочется знать, что в настоящее мешает «рядовому инженеру-релейщику» с лёгкостью справляться с уже собранным и испытанным на заводе-изготовителе цифровым устройством? Зачем для «лёгкости» надо поставлять отдельные модули, а потом собирать их на месте установки?

Что же ещё приводит автор статьи в обоснование  преимуществ «новой концепции».

Самым первым преимуществом он посчитал «значительное снижение стоимости …(устройств)… при покупке».

При этом, каков размер этого «значительного снижения», какую выгоду он принесет потребителю в дальнейшем в статье [1] ничего не сказано.

Следующим преимуществом указана возможность компоновки устройств модулями различных производителей.

Почему именно такой подход обеспечит «оптимальный баланс» между качеством и стоимостью, в статье также не говорится ни слова.

Всем известно, к каким последствиям приводит использование «чужих» запасных частей для ремонта автомобильной или авиационной техники. Не зря же все автолюбители предпочитают приобретать оригинальные запчасти, а эксплуатанты самолетов обязаны поступать только так – покупать и устанавливать оригинальные запчасти.

Читатель не найдет в статье ответа на вопрос: кто будет нести ответственность за правильную работу собранных на месте установки «универсальных модулей», на чьи плечи лягут гарантийные обязательства?.

        Вызывает сомнение и предложение автора «…быстрой и свободной заменой на месте вышедших из строя дешевых модулей…» решить проблему «пониженной надежность» цифровых устройств. Ведь вместо повышения надежности изделий и их составных частей, автор предлагает использовать «дешевые» модули, которые будет нужно часто менять и выбрасывать.

        Преимуществом предлагаемой концепции автор считает также «значительный рост потребления отдельных модулей» за счет «быстрой и свободной замены …вышедших из строя дешевых модулей».

        Ещё одно преимущество концепции автор видит в «упрощение испытаний … и снижение влияния человеческого фактора». К сожалению, никаких аргументов, доказывающих это, в статье нет.

        Практика доказала, что испытания устройства, собираемого только на объекте, нельзя провести в том же объеме, которому подвергают испытания разработчики и изготовители цифровых устройств [10].

В статье не сказано, кто будет проводить испытания устройства, собранного на основе «новой концепции» для подтверждения возможности установки на объект выбранной проектантом набора модулей, кто будет разрабатывать программы испытаний, как и за счет чего происходит: «…снижение влияния «человеческого фактора»?

        Для обоснований «новой концепции» автор приводит диаграмму российского рынка цифровых устройств десятилетней давности, без ссылки на первоисточник и подправленную автором в нужном ему направлении, даже предлагает оригинальное применение сигнала «watchdоg» [11].

Но, к сожалению, и после знакомства с этих аргументами концепция не становится более убедительной.

        Чем же завершает свое сочинение автор «новой концепции», с чего предлагает начать её реализацию?

На этот вопрос читатель найдет ответ в статье и сам сможет сделать

выводы.

               

Литература

1. В.И. Гуревич. Новая концепция построения микропроцессорных устройств релейной защиты.//Компоненты и технологии, №6 2010, С. 93

2. РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем.//М.: ОРГРЭС, 1997.

3. Захаров О.Г. Требования к портам оперативного питания в технических условиях цифровых устройств релейной защиты. // Материал размещен на странице: http://www.rza.org.ua/article/a-93.html

4. Гуревич В.И. Микропроцессорные реле защиты. Устройство, проблемы, перспективы. М.: Инфра-Инженерия, 2011. 336 с.

5. Показатели надёжности блоков частотной автоматики БМАЧР в цифрах и фактах// Материал размещен по адресу: http://www.rza.org.ua/article/a-80.html

6. Гондуров С.А., Захаров О.Г. Определение наработки на отказ по результатам эксплуатации.//Вести в электроэнергетике, №1, 2010, С. 22.

7. Захаров О.Г. Взгляд на надежность цифровых устройств// Материал расположен на странице: http://www.rza.org.ua/article/a-91.html

8. Емельянцев А., С.Петров С. Логика ЦРЗА и цепей вторичной коммутации. Опасности непрофессиональных решений.// Новости электротехники, № 2 (68), 2011, с.

9. Захаров О.Г. Снижение требований к РЗА недопустимо// Новости электротехники, № 2 (68), 2011, с.

10. ДИВГ.648228.001 РЭ. Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ.

Руководство по эксплуатации

11. Сторожевой пес (WatchDog)//Материал расположен на странице: http://onix.opennet.ru/content/view/32/31/1/4/

12. Беляев А., Широков В., Емельянцев А. Цифровые терминалы РЗА. Опыт адаптации к российским условиям//Новости электротехники, 2007, №1