На изобретение получен патент Федеральной службы по интеллектуальной собственности. Университет уже выделил средства на создание опытного образца устройства, сейчас идет закупка необходимого оборудования для его создания. После сборки и испытаний устройство будет установлено на действующей подстанции для мониторинга геоиндуцированных токов.
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. ГИТ могут представлять серьезную угрозу для технологических систем, особенно для силовых трансформаторов в электросетях, протекая по их заземленным обмоткам. 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.
Стоит отметить, что в России проблемой защиты силовых трансформаторов от воздействия геоиндуцированных токов сейчас занимается только кафедра «Электроснабжение и электротехника» ТГУ, поэтому аналогов изобретению тольяттинцев в нашей стране нет. Установки для защиты силовых трансформаторов от воздействия ГИТ есть за рубежом, однако они имеют сложную конструкцию, большие габариты, и – стоимость более 300 000 $. Так что применение разработки учёных ТГУ предполагает тройной эффект: надежность, оптимизация, импортозамещение.
– Отличительной особенностью разработанного нами устройства защиты является то, что одновременно с мониторингом геоиндуцированного тока ведется мониторинг состояния магнитной системы силового трансформатора (ненасыщенное или насыщенное), – рассказывает один из авторов изобретения, старший преподаватель кафедры «Электроснабжение и электротехника» ТГУ Олег Федяй . – 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.
Технический результат – расширение функциональных возможностей за счет обеспечения устойчивости режима резистивного заземления нейтрали (режим ограничения ГИТ) 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.
– Запатентованное изобретение является плодом труда всей кафедры «Электроснабжение и электротехника» ТГУ, – говорит Олег Федяй . – Помимо устройства, разработаны методика и алгоритм, по которым выбирается место установки устройства, написана программа для ЭВМ по данной методике, проведено численное моделирование для подтверждения эффективности устройства защиты на примере его использования в магистральной электрической сети «Северный транзит», так как именно на данную сеть ГИТ оказывают очень серьезное влияние.
По сути, учёные ТГУ создали умного «сторожа» для силового трансформатора. Он следит за током в нейтрали силового трансформатора и автоматически меняет режим заземления силового трансформатора, когда появляется ГИТ, для его ограничения. Он передает сигнал в диспетчерский пункт, если появляется опасный ГИТ, 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.
Изобретение не просто измеряет ГИТ, а активно управляет режимом заземления и сразу же дает важную информацию диспетчеру, чтобы предотвратить повреждения силового трансформатора. Это позволяет более эффективно защищать оборудование, чем просто пассивный мониторинг, помогает силовым трансформаторам выдерживать любые геомагнитные бури и обеспечивать стабильное электроснабжение во время них.
