Integration of a local system for monitoring geoinduced currents with an emergency event recorder
УДК 621.314.21
Шифр специальности ВАК 2.4.2.
Авторы: А.А. Кувшинов, д. т. н., https://orcid.org/0000-0002-1557-4467, В.В. Вахнина, д. т. н., https://orcid.org/0000-0001-9113-2348, vvvahnina@yandex.ru, А.Н. Черненко, к. т. н., https://orcid.org/0000-0002-1557-4467, О.В. Федяй, аспирант, https://orcid.org/0009-0006-7158-4367, Тольяттинский государственный университет, А.Ю. Хренников, д. т. н., https://orcid.org/0009-0005-4085-227X, ak2390@inbox.ru, АО «Россети Научно-технический центр»
Ключевые слова: силовой трансформатор; геоиндуцированный ток; мониторинг; регистрация; насыщение магнитной системы; аномальный режим
Аннотация: В статье обоснована необходимость считать аномальным и обязательным для регистрации режим работы силового трансформатора в условиях насыщения магнитной системы под воздействием геоиндуцированных токов (ГИТ), поскольку велика опасность развития такого аномального режима во время геомагнитных бурь в аварийный режим. Сформулированы требования, которые необходимо выполнить для интеграции системы мониторинга ГИТ, вызывающих насыщение магнитной системы силового трансформатора, с регистратором аварийных событий. Определены условия начала и окончания регистрации ГИТ и аномального режима работы силового трансформатора. Разработана структурная схема и определены основные технические характеристики интегрированной системы мониторинга ГИТ. Определены критерии идентификации состояния насыщения магнитной системы силового трансформатора под воздействием ГИТ. Выбран тип фильтра нижних частот, позволяющий воспроизводить без искажений все частотные компоненты ГИТ и соответственно выделять из состава тока нейтрали силового трансформатора все временные вариации ГИТ с точным воспроизведением амплитуды отдельных выбросов. Обоснованы выбор частоты среза и порядок работы фильтра нижних частот, обеспечивающий полное подавление составляющих тока нейтрали основной частоты, а также выбор резонансной частоты, полосы пропускания и порядок полосового фильтра, позволяющего идентифицировать состояние насыщения магнитной системы силового трансформатора по превышению уровня гармоник тока намагничивания над «фоновым» уровнем. Разработан алгоритм формирования сигнала «Пуск» для регистратора аварийных событий.
Authors: A.A. Kuvshinov, Dr. Sci. (Technical), V.V. Vakhnina, Dr. Sci. (Technical), A.N. Chernenko, Cand. Sci. (Technical), O.V. Fedyay,Togliatti State University, A.Yu. Khrennikov, Dr. Sci. (Technical), professor, ak2390@inbox.ru, Rosseti R&D Center, JSC
Keywords: power transformer; geo-induced current; monitoring; registration; magnetic system saturation; abnormal mode.
Abstract: The necessity to consider the power transformer operating mode under conditions of magnetic system saturation under the influence of geo-induced currents (GIC) as abnormal and mandatory for registration is substantiated, since there is a high risk of such an abnormal mode developing into an emergency mode during geomagnetic storms. The requirements that must be met for integrating the GIC monitoring system causing saturation of the magnetic system of a power transformer with an emergency event recorder (EER) are formulated. The conditions for the start and end of GIC and abnormal operating mode registration of a power transformer are determined. A structural diagram has been developed and the main technical characteristics of the integrated GIC monitoring system have been determined. The criteria for identifying the saturation state of the magnetic system of the power transformer under the influence of the GIC have been determined. A low-pass filter type has been selected that allows for the reproduction of all frequency components of the GIC without distortion and, accordingly, for the extraction of all time variations of the GIC from the neutral current of the power transformer with the exact reproduction of the amplitude of individual surges. The choice of the cutoff frequency and the order of the low-pass filter that ensures complete suppression of the components of the neutral current of the fundamental frequency have been substantiated. The choice of the resonant frequency, bandwidth and order of the bandpass filter that allows for the identification of the saturation state of the magnetic system of the power transformer by the excess of the harmonic level of the magnetization current over the «background» level have been substantiated. An algorithm for generating the «Start» signal for the EER has been developed.
Для цитирования: Кувшинов А.А., Вахнина В.В., Черненко А.Н., Федяй О.В., Хренников А.Ю. Интеграция локальной системы мониторинга геоиндуцированных токов с регистратором аварийных событий // Энергия единой сети. 2025. № 1. С. 44–52.
