О тенденциях в разработках релейных защит по базе данных патентов на изобретения

Работа параметров аппаратуры релейной защиты и автоматики (РЗА) имеет большое значение для устойчивого функционирования электроэнергетических систем и систем электроснабжения. При разработке РЗА важную роль играют выбор параметров ее срабатывания и выбор элементной базы. Представляет интерес статистика разработок по таким признакам, как используемые защитные параметры и по виду элементной базы. В настоящее время в энергосистемах есть устройства старших поколений – электромеханическими и статическими реле [2]. Все большее распространение получают микропроцессорные устройства РЗА. В работе использована база данных ФИПС РФ, за два двухлетия, чтобы была видны тенденции изменения интересов разработчиков РЗА.

Рассмотрена статистика распределения числа патентов на изобретения РФ по подклассу H02H 3/08, [содержащий схемы защиты, осуществляющие автоматическое отключение и непосредственно реагирующие на недопустимое отклонение от нормальных электрических рабочих параметров с последующим восстановлением соединения или без такового, реагирующие на токовые перегрузки по видам защит и по видам элементной базы устройств защиты], в соответствии с МПК 2022. Всего за 4 года были рассмотрены 989 патентов на изобретения.

Начнем со статистики, включающей в себя элементную базу защит, которые за указанные промежутки времени описывающихся в патентах.

Рис. 1. Диаграмма распределения числа патентов по видам элементной базе за 2017-2019 гг.

На представленной выше диаграмме можно заметить преобладание защит, построенных на микропроцессорной базе, которые занимают наибольшую часть. Так же мы можем наблюдать преобладание защиты, реализованной на базе реле, в отличие от защит, реализуемых на дискретных составляющих.

2020-2022

■ Микропроцессор ■ Реле

Рис. 2. Диаграмма распределения числа патентов по видам элементной базы за 2020-2022 гг.

За указанный промежуток времени, можно наблюдать не высокий процент реализации защит на базе реле. Не сложно заметить, ежегодное увеличение популярности защит, построенных на микропроцессорной основе.

При анализе было замечено, что за два указанных временных промежутка было разработано несколько защит использующих релейную и микропроцессорную защиты, что обеспечивает большую надежность важных элементов электрооборудования.

Используемые параметры для выявления режимов работы защищаемых цепей является одной из основных характеристик любой защиты.

«От перегрузки» – защиты, отключающие электрическую цепь при возникновении в ней перегрузки.

«По максимальному току» - вид защит, действие которых связано с увеличением силы тока в защищаемой цепи.

«От КЗ» – защиты, направленные на определение и предотвращение КЗ.

«Обнаружение аварийного режима» – защиты, работающие по принципу сравнения действующего тока в цепи с установленными заранее значениями. Тем самым обнаруживая аварийный режим в цепи, в случае отклонения значений.

«Токовая отсечка» – защита, в которой при превышении установленного значения тока, цепь мгновенно разрывается.

Рис. 3. Диаграмма распределения числа патентов по видам защит за 2017-2019 гг.

Из представленных данных следует, примерно равное процентное соотношение защит, направленных на «обнаружение аварийного режима», а также «от перегрузки». В свою очередь не так далеко находятся защиты «по максимальному току», что обусловлено их широким применением на различных предприятиях и не только.

Рис. 4. Диаграмма распределения числа патентов по видам защит за 2020-2022 гг.

В заключении анализа, можно отметить очевидное развитие микропроцессорных защит, обеспечивающих «обнаружение аварийного режима». Число патентов с защищаемыми параметрами «максимального тока» и «перегрузки» занимают достаточно малую процентную долю. Увеличилось число защит со сложным алгоритмом, например, с автоматическим вос-

Уместным будет добавить высказывание, доктора наук, профессора Шнеерсо-на Э.М.: «Несмотря на существенно более высокое техническое совершенство цифровых реле защиты, их реальная эффективность, особенно на начальных этапах, оказывается ниже, чем у устройств защиты предыдущего поколения» [6].

становлением.