Как уберечь генераторы Жигулевской ГЭС от перенапряжения

Генераторы Жигулёвской ГЭС выдают напряжение 13,8 кВ. Но через трансформаторы на них «отражаются» мощные скачки с высоковольтной линии 500 кВ. Эти коммутационные перенапряжения иногда приводят к повреждению оборудования собственных нужд и отключению генераторов, присоединённых в параллель к ним. Сейчас на станции «гасят» эти перенапряжения специальными устройствами защиты, установленными прямо в схеме генераторного напряжения 13,8 кВ, но этого недостаточно.

Дмитрий Читаев, завершивший в этом году обучение в магистратуре института машиностроения, химии и энергетики ТГУ, предложил не бороться с последствиями, а устранять причину еще на стороне 500 кВ, используя метод управляемой коммутации. Иными словами, включать и отключать высоковольтные выключатели в строго определённый, самый благоприятный момент времени, чтобы предотвратить или сильно ограничить возникновение опасных перенапряжений ещё «в зародыше».

– Самым сложным в работе было создать компьютерную модель высоковольтного выключателя 500 кВ в трёхфазном исполнении. Нужно было учесть асинхронность срабатывания полюсов и имитировать все коммутационные процессы – срез тока, предварительные пробои, повторные зажигания дуги, – пояснил Дмитрий Читаев.

Исследование показало, что предложенный метод действительно эффективно снижает общий уровень перенапряжений в сети. Однако выяснился и важный нюанс: если использовать только управляемую коммутацию и убрать старые защитные устройства, часть оборудования может перегреваться и выходить из строя. Поэтому Дмитрий рекомендует не отказываться от существующей защиты, а дополнять её своим методом – вместе они работают эффективнее.

Председателем государственной экзаменационной комиссии был директор Жигулёвской ГЭС Вячеслав Шепелев, тоже выпускник Тольяттинского государственного университета, который положительно оценил эту работу.

– На выступление давалось всего десять минут, а для такой объёмной темы это катастрофически мало, поэтому вопросов от комиссии было много, – добавил Дмитрий. Свой проект он защитил на «отлично».

Научным руководителем Дмитрия стал кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение и электротехника» ТГУ Владимир Романов. Они не только вместе работали над диссертацией, но и постоянно взаимодействуют на площадке Жигулёвской ГЭС, сотрудниками которой являются. Такой тесный контакт с производством позволил максимально приблизить исследование к реальным условиям эксплуатации.

Полученные знания выпускник ТГУ намерен внедрять непосредственно на своём рабочем месте. Дмитрий Читаев также планирует расширить область исследований, чтобы его наработки можно было применять и на других энергообъектах страны.