Аварии на подстанциях и электросетях фиксируют в России не столь уж редко. Одной из причин этого является то, что в российской энергетике используются традиционные преобразователи тока со стальным сердечником и медной обмоткой. Они живут ограниченное время и несут определенные риски из-за свойств металла. Альтернативой могут стать цифровые датчики на основе оптоволокна. Их, например, производит портфельная компания «Роснано». Зачем нужны эти устройства, как они могут помочь сэкономить на электричестве и почему предприятия не торопятся их внедрять, «Известиям» рассказал заместитель генерального директора «Профотек» Давид Кишиневский.
— В чем преимущества цифровых датчиков перед аналоговыми трансформаторами?
— Они связаны с совершенно иным принципом действия. Во-первых, в обычных устройствах всегда происходит преобразование тока, поэтому измеряется не первичная, а вторичная величина. Это влияет на точность измерений.
Во-вторых, имеют значение свойства металлов. У аналоговых трансформаторов стальной сердечник и медная обмотка. При переходных процессах, например, во время аварии, сердечник насыщается из-за остаточной намагниченности. Эти электромагнитные явления приводят к тому, что когда точные и быстрые измерения критично важны, традиционные устройства работают плохо, что периодически приводит к ЧП.
В-третьих, поскольку внутри трансформаторов течет большой ток, их надо тщательно изолировать, помещать в большие емкости, заполненные газом или маслом. Они большие, тяжелые, взрывоопасные, горючие и вредны для здоровья в случае аварий. В наших устройствах только оптический кабель: даже если в него попадет молния, и он взорвется, то просто рассыплется на куски, не повреждая ничего вокруг.
Кроме того, у традиционных устройств ток течет по аналоговой цепи. Если что-то пойдет не так, это риск для персонала и оборудования. В нашем случае аппарат пассивный, у него полная гальваническая развязка между высоковольтной и низковольтной частью, потому что по оптическому кабелю ток не проходит. При коротком замыкании люди и оборудование не пострадают.
Выходы с наших аппаратов полностью цифровые. С одной стороны, это повышает их качество, с другой — усложняет применение. Чтобы использовать решения на их базе, пользователю нужно перейти на новый технологический уклад. Недостаточно поменять одни трансформаторы на другие — надо поменять все устройства, которые к ним присоединены, всю систему управления. Эти процессы идут, но в целом отрасль консервативная и довольно емкая с точки зрения оборудования и объектов. Даже на простое поддержание в рабочем состоянии ежегодно тратится очень много денег. Переход идет медленно, долго и тяжело.
— Где сейчас применяются ваши инновационные решения?
— С точки зрения применения у нас есть два рынка. Первый — компании, где есть большие токи. Например, в производстве алюминия, хлора и титана они используются, там оптические устройства никого не удивляют. Без них нельзя — аналогичных приборов, которые могут измерять постоянный ток так же качественно, просто не существует.
Кроме того, мы сейчас ставимся на токамаки, в прошлом году поставили два пробных прибора в ITER, потому что в таких магнитных полях и радиоактивной среде нашим датчикам практически нет альтернативы.
Второй рынок — большой и традиционный. Это, конечно, электрические сети и генерация.
— ITER — международный проект. Возникают ли трудности с партнерами в связи с санкциями?
— Наши датчики признаны в мире, и мы участвовали во многих проектах. Оборудование стоит в США, Канаде, Финляндии, Швейцарии, Нидерландах, Франции и так далее. Где-то его устанавливают пробно, где-то постоянно. Что касается ITER — Россия внесла в этот проект большой вклад — с точки зрения не только финансов, но и компетенций. Участие РФ в нем не приостановлено, отечественные специалисты играют в проекте одну их ведущих ролей.
— Чем важна точность измерений?
— Дело не только в ней. Точность тоже важна, конечно, но в целом в энергетике решающее значение имеет не столько высокая точность, сколько стабильность, которая достигается в том числе с ее помощью. Если мы просто будем говорить о точности, то скорее всего большинство энергетиков скажет: нас и прежние цифры устраивают. Вопрос, насколько их получение будет постоянным и предсказуемым, удастся ли избежать дополнительных издержек на эксплуатацию оборудования и повысить безопасность.
— Потребители почувствуют эффект?
— Безусловно. Затраты сетевых компаний на эксплуатацию оборудования формируют размеры тарифов. Если они будут меньше тратить на поддержание сети, это так или иначе отразится на стоимости электроэнергии. Мы с вами, как обычные потребители, не особенно вдаемся в суть технологии, но все же платим по счетчикам и знаем цены.
— Можете ли рассказать о технической стороне вашей «оптики»? Чем она отличается от традиционных трансформаторов?
— В ее основе — эффект Фарадея. Изменение поляризации света пропорционально силе тока, протекающего внутри оптического кольца.
Проводник, проходит сквозь чувствительный элемент, внутри которого намотан световод (оптоволокно). Если в проводнике нет тока, световые волны распространяются с одинаковой скоростью, если есть, то плоскость поляризации света вращается. Угол вращения позволяет точно измерить ток. На базе этого принципа и работает наш трансформатор.
Свое устройство мы называем трансформатором для удобства идентификации его потребителями, но, по сути, он ничего не трансформирует. Аналоговые устройства преобразуют первичные большие токи, напряжения в более маленькие значения, которые можно измерить обычными приборами — счетчиками, терминалами и так далее. В нашем случае этого не происходит: мы измеряем отклонение оптической волны, что позволяет определить, какой ток течет в проводнике и дальше передаем это значение в цифровом формате.
— Какие сложности возникают при внедрении оптических трансформаторов?
— В основном, как я уже сказал, они связаны с необходимостью перехода на другие технологические решения. Например, нужно переучить персонал, изменить проектные решения, регламенты обслуживания. В целом это те же трудности, которые появляются при внедрении любых инноваций, но их можно преодолеть.
— Насколько технология зависит от импорта — компонентов, сырья, материалов и т.д.?
— Это полностью российская разработка, и 60-70% комплектующих производится в России, что подтверждено сертификатом СТ-1, который мы получили в Минпромторге. Но я покривлю душой, если скажу, что ничего не закупается за рубежом. Пока внутренний рынок не может от и до обеспечить наше производство всем необходимым.
— А государство помогает развивать это направление?
— Есть много программ, по которым государство поддерживает инновационные компании. К примеру, мы находимся в особой экономической зоне «Технополис» и пользуемся налоговыми и другими льготами, которые предоставляются участникам. Периодически получаем субсидии и гранты. Нас поддерживает основной акционер — «Роснано». С этой точки зрения всё в порядке.
Проблема не с наличием финансирования, а с рынком сбыта. Если государство говорит, что мы идем по пути цифровизации и внедрения инноваций, то хорошо бы еще регулировать объем их применения. Времена непростые, и компании из-за недостатка бюджета или просто нежелания искусственно замедляют продвижение технологий, даже если опробовали их.
На мой взгляд, было бы правильно регулировать такие вещи со стороны государства. Иными словами, оно должно не просто говорить «да, нам нужна эта технология», но и добавлять: «с такого-то года старую технологию больше не применяем — только новую». Помните, как было в свое время с лампами накаливания? С 2011 года их запретили устанавливать в госучреждениях и постепенно стали совсем убирать из оборота. Мне кажется, как регулятор, государство могло бы сделать что-то подобное и в нашей сфере.
— А почему компании неохотно внедряют технологии?
— Тяжело переламывать. Проведение изменений действительно большая и планомерная работа. «Профотек» — маленькое предприятие, и не может вести масштабную работу со всеми заказчиками, нам это просто не по карману. При этом всё, условно, делается за наши деньги, деньги наших учредителей.
— На каких знаковых объектах внедрена ваша инновация?
— Наше оборудование приобрела, к примеру, компания KEMA — один из мировых лидеров в области консалтинга, испытаний и сертификации для мировой энергетической отрасли. Она будет использовать датчики в своих лабораториях для проверок и аттестаций. Другой знаковый зарубежный проект — работа с канадской компанией Hydro-Québec. Канадцы обратили на нас внимание на конкурсе, хотя мы конкурировали с Siemens, General Electric, ABB и другими. В целом поставляем устройства в девять стран.
В России активно работаем с «Россетями». Первые датчики внедрили на подстанции «Тобол» с рабочим напряжением 500 кВ. Этот проект приобрел большой резонанс, потому что раньше таких трансформаторов не видели. В течение года федеральная компания наблюдала за объектом, фиксировала неисправности, давала рекомендации, проводила различные опыты, чтобы подтвердить, что оборудование работает так, как должно.
После «Тобола» работать в России стало гораздо легче. Пошли подстанции в Москве («Герцево» 220 кВ), Петербурге, на Урале, в Кузбассе и других регионах.
— Как вы думаете, что еще нужно сделать, чтобы ускорить внедрение инноваций?
— Объективно нас пока готов воспринимать только развитый рынок электроэнергетики. Это Россия, страны СНГ, Европа, Северная Америка, Индия и Китай. С учетом сложившихся санкционных ограничений для нас наиболее критичным направлением развития сегодня является Россия. Кроме того, мы — российская компания и, конечно, хотели бы чтобы именно в первую очередь в России внедрялись инновационные решения, производимые нашей компанией. Сейчас для нас важно, чтобы энергетика России активнее переходила на цифровые технологии. Мы искренне считаем, что это поможет ей стать эффективнее.
На самом деле у нас всех не так много времени. Изменяющиеся условия требуют решений уже сегодня, в противном случае мы можем откатиться на много лет назад. Невозможно сохранить инновационные компании без ускорения темпов развития. А уйдут с рынка они (это касается и «Профотека»), возродить утерянное будет гораздо дольше и тяжелее.