Разработано устройство для защиты трансформаторов от геомагнитных бурь
Ученые Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработали и запатентовали уникальный способ защиты силовых трансформаторов от пагубного воздействия геоиндуцированных токов при геомагнитных бурях. Его применение должно обеспечить стабильную работу электросети во время геомагнитных возмущений. На изобретение получен патент РФ.
Геоиндуцированные токи (ГИТ) — это токи низких частот, намного меньше номинальной частоты переменного тока 50 или 60 Гц, которые возникают в земле и в проводящих структурах (например, трубопроводах, линиях электропередач) из-за изменений в магнитном поле Земли. Эти токи могут представлять серьезную угрозу для технологических систем. Они вызывают насыщение магнитных систем силовых трансформаторов, что приводит к резкому росту потребления реактивной мощности, генерации высших гармоник во внешнюю сеть, а также к нагреву металлических конструктивных элементов силовых трансформаторов. Все это создает угрозу аварий и перебоев в системах электроснабжения.
«Отличительной особенностью разработанного нами устройства защиты является то, что одновременно с мониторингом геоиндуцированного тока ведется мониторинг состояния магнитной системы силового трансформатора. Делается это путем фиксации гармоник нулевой последовательности тока намагничивания, которые являются индикатором насыщенного состояния силового трансформатора. Наше устройство ограничивает именно те ГИТ, которые является опасными для силового трансформатора», — рассказал один из авторов изобретения, старший преподаватель кафедры «Электроснабжение и электротехника» ТГУ Олег Федяй.
В основе решения, предложенного тольяттинскими учеными, — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения устойчивости режима резистивного заземления нейтрали и инструментальной поддержки принятия обоснованных диспетчерских решений по корректировке режима работы силового трансформатора в условиях значительных вариаций интенсивности геомагнитных возмущений. В итоге изобретение работает как многоуровневая система защиты.
Отечественных установок для защиты силовых трансформаторов от воздействия ГИТ в России до сих пор не было, а зарубежные аналоги имеют сложную конструкцию, большие габариты, и высокую стоимость.
По сути, ученые ТГУ создали умного «сторожа» для силового трансформатора. Он следит за током в нейтрали, а при обнаружении ГИТ, автоматически меняет режим заземления силового трансформатора для его ограничения. Если появляется опасный ГИТ, «сторож» передает сигнал в диспетчерский пункт, чтобы диспетчер мог принять дополнительные меры по защите силового трансформатора. Причем передаются не только данные о режиме заземления, величине остаточного ГИТ, но и о мощности намагничивания, которую этот ГИТ создает в силовом трансформаторе. Это позволяет более эффективно защищать оборудование, чем просто пассивный мониторинг, помогает силовым трансформаторам выдерживать любые геомагнитные бури и обеспечивать стабильное электроснабжение во время них.
Помимо самого устройства, авторы разработали методику и алгоритм, в соответствии с которым выбирается место установки устройства, написали программу для ЭВМ и провели численное моделирование для подтверждения эффективности устройства защиты на примере его использования в магистральной электрической сети «Северный транзит».
Узнавайте первыми главные энергетические новости и актуальную информацию о важных событиях дня в России и мире.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал
"ГИС-Профи. Информационное сопровождение предприятий энергетической отрасли"