Ученый НГТУ НЭТИ разрабатывает уникальное устройство по защите ветроэлектростанций от последствий скачков напряжения

Кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности труда Новосибирского государственного технического университета НЭТИ Валентин Ломан стал победителем конкурса 2023 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными. Ученый предложил разработку устройства для защиты ветроэлектростанций от высокочастотных перенапряжений. Оно поможет снизить риск аварийных ситуаций и продлить срок службы оборудования электростанций. Сейчас прямых аналогов данной разработки не существует.  


«Идея заключается в том, что с использованием неоднородных материалов — проводник и ферромагнетик, мы сможем менять сопротивление устройства в зависимости от частоты приходящих сигналов. Все устройства генерации и распределения электроэнергии оснащены комплексом сложного дорогостоящего оборудования, основным элементом которого является трансформатор. Как известно, в конструкции трансформатора проводник укладывается в форме витков. Когда по нему идет ток при напряжении, имеющем невысокую частоту, проблем с витками не возникает. Нас же интересует режим работы, когда по проводам с воздушной линии или, например, с какого-то соседнего оборудования при его срабатывании, пролетает резкий скачок напряжения. Длительность этого процесса очень маленькая, в то же время он обладает сравнительно большой амплитудой, тем самым получается импульс высокой крутизны. По этой причине ток не может сразу распределиться по всем виткам обмотки трансформатора. И тогда это напряжение остается на первых витках, что может приводить к пробою межвитковой изоляции и, как следствие, к снижению работоспособности трансформатора, а в дальнейшем и его разрушение, — рассказал разработчик Валентин Ломан. По его словам, устройство позволит сделать безопасными для трансформаторного оборудования прилетающее со стороны высокочастотные импульсы перенапряжения. В первую очередь, это происходит благодаря удлинению импульса и снижению его амплитуды. Данное явление можно сравнить с ударом боксера: чем быстрее будет удар, тем сильнее эффект. Соответственно, если замедлить и растянуть процесс, удар становится толчком и уже не вызывает столь разрушительных последствий. Сходный принцип положен в основу работы разрабатываемого устройства по устранению высокочастотных импульсов перенапряжения, приходящих в трансформатор.

«Сейчас моя работа заключается в исследовании проблемы высокочастотных напряжений конкретно в ветроэлектростанциях. Потому что они зачастую располагаются в удаленных местах и имеют малые возможности постоянного мониторинга, контроля и ремонтных работ. При этом ветроэлектростанции могут подвергаться серьезным воздействиям: режимы работы оборудования, удары молний, частые коммутационные переключения, работа инвертора. Поэтому идея заключается в том, чтобы исследовать данную проблему и адаптировать разработки, которые уже имеются, к защите ветрогенераторов», — дополнил Валентин Ломан.

В течение ближайших двух лет планируется разработка опытного образца устройства.