От идеи к реализации
Евгений Конев – аспирант кафедры электрификации производства и быта АлтГТУ. Его научный руководитель – Борис Компанеец, кандидат технических наук и заведующий кафедрой. Молодой ученый выиграл грант в миллион рублей в конкурсе «Студенческий стартап».
Цель проекта – создать новый метод диагностики маслонаполненных трансформаторов.
«Борис Компанеец, заведующий кафедрой, предложил теорию. Мы провели эксперименты и поняли, что направление перспективное», – рассказывает Евгений.
Маслонаполненный трансформатор – это один из самых распространенных типов трансформаторов, который используют для преобразования электрического напряжения в энергетических сетях, на промышленных предприятиях и в городской инфраструктуре. Ключевая особенность в том, что его активная часть из стальных пластин погружена в бак, заполненный специальным трансформаторным маслом.
Система решит проблему с сетями напряжением 6-10 кВ. Именно им свойственны огромная разветвленность и большое количество трансформаторных подстанций.
Существующие методы
Сейчас диагностика требует частых обходов и плановых ремонтов. Однако этого недостаточно для надежного контроля масштабных парков оборудования. Как следствие, трансформаторы часто отправляют в ремонт только после поломки, что ведет к простоям и значительным затратам на ликвидацию последствий.
Разработанный Евгением метод отличается от традиционных подходов. Его система оценивает не один, а несколько ключевых параметров, формируя комплексный показатель состояния трансформатора. Это позволит выявлять проблемы на самой ранней стадии и предупреждать персонал до того, как ситуация перерастет в серьезную аварию.
Подход в диагностике
Технически система состоит из набора датчиков, трансформаторов тока и контроллера – «мозгового центра», который проводит сложные расчеты по алгоритмам.
Ключевое преимущество технологии – работа в режиме реального времени. Это не просто периодический замер показаний, а непрерывный мониторинг, позволяющий отслеживать динамику изменения параметров. Анализируя эту динамику, система может делать точные выводы о состоянии электроустановки, предсказывая развитие дефектов.
Технические и другие преимущества
«Сегодня наиболее распространен мониторинг, основанный на измерении температуры обмоток или корпуса трансформатора. Хотя это важные показатели, они не всегда дают полную картину», – объясняет аспирант.
Разработка Евгения Конева использует принципиально новый подход: совместная оценка температуры нагрева трансформатора и диэлектрической проницаемости трансформаторного масла.
Диэлектрическая проницаемость – это физическая величина, которая определяет, насколько эффективно изоляционная жидкость (такая как трансформаторное масло) сопротивляется пробою под воздействием электрического напряжения.
Со временем, под воздействием температуры, электрических нагрузок и старения, свойства масла ухудшаются, и его диэлектрическая проницаемость меняется. Совместный анализ этого параметра с температурными данными дает качественно новую, более точную информацию о состоянии как самого масла, так и изоляционных систем трансформатора в целом.
Также система обладает рядом других плюсов:
1. Возможность модернизации: систему можно устанавливать на уже действующие электроустановки без их кардинальной перестройки.
2. Дистанционный контроль: данные с контроллера можно передавать удаленно, что позволяет интегрировать систему диспетчерского управления.
3. Экономическая эффективность: ожидается, что стоимость реализации будет значительно ниже затрат на ликвидацию даже одной средней аварии.
Перспективы внедрения
Сейчас у Евгения и его научного руководителя уже есть серьезные теоретические и практические наработки. Основная задача текущего этапа – собрать первую рабочую систему и написать программное обеспечение с алгоритмами для контроллера. После успешных лабораторных испытаний систему можно будет внедрить в пилотном режиме на реальном объекте электроэнергетики.
