«Росатом» завершил первый этап испытаний генераторного выключателя

«Росатом» завершил первый этап испытаний экспериментального генераторного выключателя, предназначенного для крупных электростанций. Устройство разработали специалисты компании «Росатом Автоматизированные системы управления» совместно со Всероссийским электротехническим институтом.

Основная задача выключателя — быстро отключать генератор от остальной электрической цепи при аварии и коротком замыкании. Это должно предотвращать повреждение генератора, трансформатора и другого дорогостоящего оборудования станции.

Почему такие выключатели сложно создать

Генератор энергоблока атомной электростанции мощностью 1000–1200 МВт может работать с током около 30 тысяч ампер при напряжении примерно 24 тысячи вольт. Такой ток по силе сопоставим с разрядом молнии, однако оборудование электростанции должно выдерживать его непрерывное прохождение без перегрева и разрушения контактов.

Генераторный выключатель устанавливают между генератором и повышающим трансформатором. Трансформатор увеличивает напряжение для передачи электроэнергии по линиям электропередачи с меньшими потерями. При коротком замыкании ток резко возрастает, а при размыкании контактов между ними образуется электрическая дуга. Аппарат должен быстро погасить её и разорвать цепь, выдержав значительные тепловые и механические нагрузки.

Для этого контакты, приводной механизм и система гашения дуги должны сработать синхронно. Дополнительную сложность создают характеристики тока непосредственно от генератора, которые отличаются от параметров тока в обычной энергосистеме.

Замена зарубежного оборудования

Подобные устройства применялись в СССР. В частности, на мощных энергоблоках использовали комплексы КАГ-24, способные отключать обычную нагрузку. Однако они не предназначались для прерывания больших токов короткого замыкания.

Для аварийного отключения также применяли выключатели со стороны энергосистемы и автомат гашения поля генератора. Он снижал магнитное поле, необходимое для выработки электроэнергии, но это поле исчезает не мгновенно. Поэтому генератор ещё некоторое время мог подпитывать повреждённый участок цепи.

Современный генераторный выключатель позволяет быстрее изолировать повреждение. Ранее оборудование такого класса для российских мощных энергоблоков закупали за рубежом, в том числе у ABB и Siemens. Освоение собственного производства должно снизить зависимость от иностранных поставщиков и упростить строительство и модернизацию электростанций.

Такие аппараты востребованы не только на атомных, но и на крупных тепловых и гидроэлектростанциях. Для испытаний российской разработки специалисты Всероссийского электротехнического института и научно-технического центра «Россети» создали новые испытательные стенды.

Первый этап проверок завершился успешно. Пока речь идёт об экспериментальном образце: ему предстоит подтвердить способность выдерживать сверхтоки, а также безопасно включать и отключать токи короткого замыкания.