В институте из всей темы «Релейная защита» лучше всего преподают расчет уставок. Книги по РЗА также подробно освещают этот вопрос, обходя схемотехнику стороной. Но если вы думаете, что вам хоть что-то не придётся изучать, когда придете на работу, то спешу вас разочаровать — между академическим и реальным расчетом много отличий. Давайте о них и поговорим.

МИФ 1. Уставки всегда считаются “снизу-вверх”
В радиальных сетях токовые защиты действительно рассчитываются от нагрузки к источнику, но это относится только к уставкам по току. Со временем все наоборот.
Дело в том, что новые ТП и РТП, которые вы будете проектировать, обычно подключаются к старым ПС 35-110 кВ, где уставки уже выбраны много лет назад. Время срабатывания МТЗ отходящего фидера, питающего вашу РТП, также задано и меняться не может (иначе придется пересчитывать всю вышестоящую сеть, а это никто сделать не даст). Хорошо если это время лежит в пределах 1,5 — 2 с, но может быть и меньше.
Вам фактически нужно подстроиться под это «верхнее» время используя определенные ступени селективности. Если уровней распределения много, то задача из технической области переходит в творческую)

МИФ 2. Схема электроснабжения всегда построена правильно
Конечно нет. С первичными схемами сегодня беда — их лепят без учета действия релейной защиты и автоматики.
Например, делают кучу уровней распределения (последовательно включенных выключателей с защитами), а сверху имеют минимальное время срабатывания (см. п.1). Подробно об этом явлении и методах борьбы с его последствиями я писал здесь.

Применяют транзитные схемы для тупиковых подстанций. Например, схему мостика 35-5Н для отпаечных ПС любят применять нефтяники, хотя она была разработана совершенно не для этого. В итоге начинаются «танцы с бубном» при расчете защит секционника 35 кВ, и опять появляются лишние ступени МТЗ. Для схемы 35-5АН на СВ 35 вообще защит нет, он работает как разъединитель)

Забавные вещи творятся при ретрофите РЗА старых ПС, когда токи КЗ в сети с годами увеличились, а ТТ (и их коэффициенты трансформации) оставляют прежними. Иногда вторичные токи «вываливаются» за пределы измерения, поэтому применяйте терминалы РЗА с хорошим динамическим диапазоном

Сегодня на больших подстанция 110 кВ любят применять ТТ с номинальным вторичным током 1А. В принципе идея неплохая, так как цифровым защитам этого вполне хватает, но при этом, на той же ПС, ЗРУ 6-10 кВ оснащаются стандартными пятиамперными ТТ. В итоге, чтобы сделать диффзащиту силового трансформатора нужно сначала программно выровнять вторичные токи, что в таких пределах позволяют сделать не все устройства.
В общем факторов первичной схемы, влияющих на расчет уставок много и к тому, что будет на реальном объекте ни один ВУЗ вас не подготовит.

МИФ 3. Самое сложное — сделать расчет
Еще один миф. На самом деле самое сложное — это собрать исходные данные для расчета. Обычно в начале работы исходников не хватает, а на твой запрос присылают что угодно, но только не то, что нужно.
Почему так происходит? Потому, что в институте нас не учили правильно делать запросы, а это очень важно. Надо отправлять запрос так, чтобы человек на другом конце физически не смог бы ответить неправильно или неполно. При этом запрос нужно делать как можно быстрее, но при этом ничего не забыть.
Формулы всегда можно подсмотреть в книгах, а вот умение работать с заказчиком/сетями к вам придет только, когда начнете реальное проектирование. Это отличает просто умного новичка от специалиста.

МИФ 4. Буду считать в программе
С одной стороны, никто сегодня не считает уставки вручную — это очень трудозатратно, а при периодической «корректировке» исходных данных заказчиком, вообще смерть. С другой стороны, расчетные комплексы для сетей сегодня стоят очень дорого и не факт, что им можно доверять.

Посудите сами, вы можете приобрести какой-нибудь иностранный САПР за 25 000 USD, но кто вам гарантирует, что он считает в соответствии с российскими нормами? Даже российские программы для расчета сетей стоят от 100 000 руб. за рабочее место, что не каждая фирма может себе позволить.

Кстати это положение дел на рынке навело меня на создание программы Гридис-КС, для построения карт селективности. С одной стороны, стоит он недорого и позволяет упростить ту часть расчета уставок, которую неудобно делать в EXCEL. С другой стороны, мы с коллегами попытались заслужить доверие пользователя, публикую данные об оцифровки каталожных защитных кривых, вплоть до указания значений погрешности.

Ну, а если у вас нет программы для расчета, вам придётся ее создать самим. Лучше всего в EXCEL, но кто-то использует и MathCad, и даже MatLab.

Почему EXCEL? Потому, что схему распределения сети удобно отобразить в виде таблицы с «живыми» формулами. Это тебе и база данных, и расчетный модуль и элемент для оформления. Если вы при этом еще знаете VBA, то можно сделать очень крутую программу. При этом все данные представлены наглядно и обычно даже не приходиться ничего прокручивать.
Почему в ВУЗах обычно для расчета применяют тот же MathCad? Потому, что там обычно надо посчитать одну цепочку (система — подстанция — нагрузка), а в реальном проектировании вам придеться считать 30-50 цепочек сразу. Другие задачи — другие инструменты.

Мой вам совет, если хотите заниматься расчетами уставок профессионально, то изучайте EXCEL. Заодно поможете себе при оформлении проекта

МИФ 5. В расчетах главное результаты, а оформлением можно пренебречь
Оформление — еще одна часть проекта, про которую не упоминают в ВУЗах. А она иногда занимает больше всего времени. Особенно, если не уметь работать с MS Office.
Word конечно заумная программа, но она на сегодня является стандартом для оформления всех документов, включая проекты.
Изучите все, что связано с заголовками, автоматическим формированием содержания, вставками объектов и колонтитулами. Обязательно установите модуль MathType, если сам Word не позволяет строить «многоэтажные» формулы.
Если расчет вели в EXCEL, то можно его вставить в Приложение, приведя как пример расчет одной цепочки. Это очень помогает сэкономить время.

По оформлению проекта часто можно понять его качество. У компаний, которые на рынке давно все сделано аккуратно, в соответствии с ГОСТами. Есть свой логотип, свой стиль. Новички обычно уделяют мало времени оформлению и зря. Если заказчик увидит перед собой пачку разношерстных листов, то может захотеть задать дополнительные вопросы.
В общем научитесь делать профессиональное оформление, и вы повысите стоимость вашего проекта. Время кривых «писулек» ушло.

МИФ 6. Расчет всегда будет идеальным
Вот мы и подошли к самой жести. Бывает так, что ты сделал все что мог, но расчет все равно не сходится. Не выходит каменный цветок! Ступень селективности получается слишком маленькая. Или чувствительность в зоне дальнего резервирования не обеспечивается. Или что-то еще. Что делать в этом случае?

Во-первых, не впадать в ступор и не кричать заказчику, что все пропало. Расчет должен быть закончен в любом случае, а объект сдан. Проектировщику платят деньги не за поиск проблем и причин в стиле «почему это нельзя реализовать?», а за результат. Результатом всегда является согласованный проект.
Расчет должен быть закончен даже если проект первички полное гуано, а коммерсант заказчика выбрал на тендере неоптимальную релейную защиту. Такая уж работа.

Во-вторых, вы должны письменно предупредить заказчика о всех возможных последствиях, а также предложить (!) возможные варианты решения, включая замену ТТ и релейной защиты, а если это не поможет, то и первичного оборудования (например, кабелей) или даже изменение схемы. Однако, будьте готовы к тому, что менять никто ничего не будет. Часто уставки считают, когда основное оборудование уже заказано, а может даже установлено на объекте. В этом случае вам придется играть теми картами, что есть.
Письменно все должно быть оформлено, чтобы оставались следы. Это, я думаю, объяснять не нужно.

В-третьих, если глобально ничего изменить нельзя, то вам придётся самостоятельно решить, в каком именно месте “нарушать” нормы, исходя из принципа «меньшего зла». Например, чувствительность и селективность защит часто связаны и ухудшая одно, можно улучшать другое. Можно поиграть с расчетными коэффициентами. А можно попробовать обосновать, что, например, неселективное действие защит возможно только в маловероятных режимах.

Возникает резонный вопрос — какое из требований важнее других, а чем можно пожертвовать?
Четкого ответа вам никто не даст. Вам придется самим решить на чем делать упор. Сформировать, так сказать, свой стиль разработчика. При этом вам придется разделить часть ответственности с заказчиком, даже если вы сами не виноваты в сложившейся ситуации.

Нельзя просто сказать «я отказываюсь завершать расчет потому, что у меня не получается, как у Шабада». Такие работники никому не нужны. Надо искать компромисс и минимизировать риски. И быть готовым ответить за свое решение. Это также отличает специалиста от новичка.

Однако, все же следует определить для себя некие “красные” границы, которые переступать нельзя. Иногда лучше потерять перспективы заработать и даже саму работу, но сохранить репутацию грамотного специалиста. Мир энергетики очень тесен и ваши косяки могут еще долго “отсвечивать” в будущем. В общем тут дело тонкое…

Ну и в-четвертых, нужно смириться с тем, что проект не всегда получается идеальным и по всем нормам. Это сложно.
Меня, например, очень раздражает, когда что-то выбивается из красивой картины. Остается чувство незавершенности. Но это реальность, которая сильно отличается от книг.

Какие выводы можно сделать по всему этому словоблудию?)

Настоящий расчет уставок одновременно и проще, и сложнее, чем его преподносят в книгах. Он просто другой. И кто бы что не говорил, это очень интересный и творческий процесс, который еще долго нельзя будет полностью автоматизировать.
Это значит, что у каждого проектировщика будет свой стиль, сформированный под влиянием множества “нестандартных” сложностей.

Ваше право выбирать как их решать, но всегда помните, что именно вы в конце концов отвечаете за результат!