Новости

Монография ученых ТПУ о проблемах современной электроэнергетики вышла в издательстве Springer Nature

Сборник посвящен одной из основных проблем современной электроэнергетики — диагностике силовых трансформаторов.

В монографии «Transformers Condition Contol. Advanced and Traditional Technologies» представлены физические причины отказов силовых трансформаторов, технические и экономические последствия нарушения нормальной работы, стандартные технологии контроля состояния высоковольтных трансформаторов, а также рассматривается контроль состояния обмоток трансформатора импульсным методом.

«Метод зондирования наносекундными импульсами заключается в подаче на обмотку обследуемого трансформатора импульса прямоугольной формы, длительность которого составляет около 100 наносекунд.

В отличие от базового метода, предложенного в 1966 году, основанного на импульсах микросекундной длительности (микросекунда — миллионная доля секунды — ред.) и воплощаемого в энергосистемах России вплоть до конца XX века, мы используем импульс длиной в сотни наносекунд. Импульс подается от специального генератора на вход обмотки трансформатора, с соседних обмоток снимаются сигналы — отклики. Их анализ позволяет сделать вывод о наличии или отсутствии дефекта»,

— объясняет суть процесса контроля состояния импульсным методом соавтор статьи, один из авторов монографии, доцент отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Алексей Мытников.

Сократив длину зондирующего импульса и «проникнув» в наносекундный диапазон, ученым удалось повысить эффективность диагностики. Последующие исследования по переходу к одноступенчатому режиму, когда задействуется только зондирующий импульс, и коммутационные импульсы сети, по мнению ученых, выводят диагностику обмоток на новый уровень. Все упомянутые в монографии результаты и пути их реализации использованы впервые.

«На сегодняшний день в диагностике самым передовым признан метод анализа частотных характеристик. Он, безусловно, хорош, но не лишен существенных недостатков. Мы показали, что «наносекундный» подход не уступает, а кое-где превосходит упомянутый метод. Учитывая, что метод анализа частотных характеристик создан в странах Северной Америки, патенты на его приоритет не принадлежат отечественным энергосистемам, и возникают сложности при его внедрении в электроэнергетические системы РФ, траектория диагностики, выбранная нами, весьма актуальна и перспективна», — добавляет ученый.

В книге описаны этапы совершенствования метода на основе короткого зондирующего импульса наносекундного диапазона, результаты экспериментов по выявлению радиальных и осевых смещений обмотки, исследования влияния длительности и формы зондирующего импульса на чувствительность, последовательно представлены процедура диагностики, а также этапы разработки математической и физической модели силового трансформатора.

«Несмотря на актуальность и злободневность проблемы, подобных работ немного. На наш взгляд, в книге нам удалось четко проанализировано все многообразие методов и средств диагностики трансформаторов, выявить проблемы и предложить пути их решения. Причем простые и эффективные, что важно для современной энергетики.

Результаты анализа показывают, что пригодного метода контроля состояния активных частей трансформаторного оборудования по всем параметрам нет. Мы предложили и описали в монографии наш подход к решению проблемы — так называемый метод зондирования наносекундными импульсами», — поясняет Алексей Мытников.

Объем монографии, изданной в 2021 году Springer, — 150 страниц. Ее подготовка заняла год. Редактором и лидером научного коллектива авторов сборника стал заслуженный деятель науки и техники, профессор отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Василий Ушаков. Соавторы книги — доцент ТПУ Алексей Мытников, ведущий специалист по технике высоких напряжений Всероссийского научно-исследовательского института технической физики (Москва), профессор Валерий Лавринович и аспирант Томского научно-исследовательского института нефти и газа Алексей Лавринович.