 |
В ТГУ разработан метод защиты силовых трансформаторов
Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) предложили систему мониторинга и защиты силовых трансформаторов для предотвращения аварий и повышения надёжности электрических сетей.
Одним из известных источников природных электромагнитных воздействий являются геомагнитные бури, которые вызывают изменения в магнитном поле Земли. При этом в длинных проводах воздушных линий электропередачи индуцируются дополнительные токи — геоиндуцированные. Эти токи могут перегружать и повреждать оборудование, особенно силовые трансформаторы, приводя к авариям и сбоям в работе электросетей.
Проблемами защиты электросетей от последствий электромагнитных явлений в Тольяттинском госуниверситете занимается научный коллектив кафедры «Электроснабжение и электротехника» института химии и энергетики. Руководит кафедрой доктор технических наук, профессор Вера Вахнина.
– По данным ПАО «ФСК ЕЭС», в 2010-2022 гг. в электрических сетях высокого напряжения (220 кВ и выше) происходило около 1,5–3,5 тысяч аварий в год, нанося ущерб на сумму от 340 до 760 млн рублей ежегодно. При этом среднее за год время ликвидации аварийного режима довольно существенно выросло, в частности, в 2011 году оно составляло 7 часов 35 минут, в 2020 году – уже 15 часов 40 минут. Вероятно, несмотря на ввод нового оборудования, увеличивается доля оборудования старого, отработавшего нормативный срок эксплуатации, и это одна из причин такой неприятной статистики, – поясняет Вера Вахнина.
Кроме того, последствия аварийных отключений в высоковольтных электрических сетях могут усиливаться из-за природных электромагнитных воздействий – повышенной геомагнитной активности, разрядов молний. Они вызывают на поверхности земли геоиндуцированные токи (ГИТ) низких частот, которые втекают в гальванически связанные с землёй протяжённые электрические сети.
– Их частота намного меньше номинальной частоты переменного тока 50 Гц, принятой в России, то есть ГИТ практически эквиваленты постоянным токам, защита от которых электросетевого оборудования в нашей стране не предусмотрена. Возникнув в проводах электросетей, такие токи способны вызвать перегрузку и повреждения силовых трансформаторов, что приводит к аварии, – говорит Вера Вахнина. – При этом масштабные отключения электричества могут происходить даже при геомагнитных возмущениях умеренной интенсивности.
В 1989 году в Канаде из-за геомагнитной бури более чем на 9 часов отключилась энергосистема Гидро-Квебек, и миллионы людей остались без электричества. После этого случая в Северной Америке начали активно следить за ГИТ и принимать защитные меры – устанавливать на силовых трансформаторах специальные устройства – блокираторы для предотвращения протекания ГИТ.
Исследования учёных Тольяттинского госуниверситета показали высокую вероятность развития системной аварии при повышенной геомагнитной активности не только для высокоширотных регионов, но и для электроэнергетической системы Центра России. Выяснилось, что применяемые в электрических сетях переменного тока современные микропроцессорные устройства релейной защиты от перегрузок и коротких замыканий при протекании геоиндуцированных токов не срабатывают. Специалисты ТГУ уверены: в России давно пора принять соответствующие стандарты и внедрить методы защиты трансформаторов от геомагнитных бурь.
В своём исследовании учёные выяснили, от каких факторов зависит величина ГИТ и как именно такие токи влияют на работу силовых трансформаторов, после чего разработали новые технические решения по их защите, основанные на современных достижениях силовой электроники и микропроцессорной техники.
– Для предотвращения аварий мы предлагаем, во-первых, создать по всей России сеть геофизического мониторинга, чтобы внимательно с отслеживать и регистрировать геомагнитную активность и связанные с ней токи. Во-вторых, на нейтралях трансформаторов в наиболее уязвимых местах электрической сети нужно установить специальные защитные устройства, – отмечает Вера Вахнина. – Как показала авария в Северной Америке, повреждение высоковольтных трансформаторов – это не только отключение электричества. В запасе таких трансформаторов нет, а время изготовления каждого – примерно 1,5 года, то есть, это очень серьёзная проблема. По нынешним ценам ущерб от аварии в Гидро-Квебеке составил бы несколько миллиардов долларов.
Работу таких трансформаторов также необходимо поставить на особый контроль, уверены специалисты, а выявление уязвимых мест в электросети они предлагают проводить с помощью компьютерного моделирования. Кроме того, необходима интеграция систем мониторинга и защиты с автоматизированными системами управления электросетями (АСУ ТП), чтобы быстро реагировать на опасные ситуации.
– Всё это позволит улучшить эффективность работы электросетей и значительно повысит надёжность их защиты, – уверена Вера Вахнина.
Результаты этой работы профессор ТГУ представила на Международной научно-практической конференции «Электротехника, электроника и управление в электротехнических системах: тренды, технологии, исследования» (ICEE-2025), организованной Консорциумом содействия развитию науки и технологий (AST Consortium) при участии международных партнёров. Представленные на конференции исследования будут включены в сборник материалов по её итогам и опубликованы в британском периодическом научном журнале «Journal of Physics: Conference Series» (индексируется в Scopus и Web of Science).
Также статья войдёт в книгу Recent Trends and Innovation in Electrical Engineering, Applied Electronics, and Control in Electrical Systems, которую планирует издать по материалам научно-практической конференции международное издательство Springer.
Контактное лицо: Ольга Колпашникова
Компания: ТГУ
Добавлен: 13:59, 10.06.2025
Количество просмотров: 266
Страна: Россия
| «Липецкэнерго» за безопасный и красивый город, Липецкэнерго, 21:20, 19.12.2025, Россия309 |
| Филиал ПАО «Россети Центр» – «Липецкэнерго» напоминает о недопустимости нанесения надписей и рисунков на трансформаторные подстанции. Такое несанкционированное «творчество» без разрешения собственника считается актом вандализма и хулиганства. |
| Филиал ПАО «Россети» заменил 2 тыс. изоляторов на энерготранзитах Хабаровского края, филиал ПАО "Россети"- МЭС Востока, 21:55, 18.12.2025, Россия231 |
| Специалисты филиала ПАО «Россети» – МЭС Востока обновили изоляцию на 15 воздушных линиях электропередачи 220 кВ в Хабаровском крае. Благодаря техническому переоснащению магистральных энергообъектов повысилась надежность выдачи мощности Хабаровской ТЭЦ-3 и электроснабжения региона с населением более 1,2 млн человек. |
| «Россети_Центр»_предупреждает_об_участившихся_случаях_мошенничества, Липецкэнерго, 17:53, 17.12.2025, Россия163 |
| В последнее время участились факты мошенничества со стороны лиц, представляющихся специалистами «Россети Центр» и «Россети Центр и Приволжье». В частности, злоумышленники по телефону предлагают произвести замену приборов учета электрической энергии. При этом мошенники требуют сообщить им личную информацию, персональные данные, пароли или оплатить данную услугу. |
|
|
