Unikátní systém umí včas varovat před požárem v elektrárnách

Unikátní systém na včasnou detekci částečných výbojů představili odborníci ve Výzkumném centru SIX při Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně. Projekt, který získal hlavní cenu na mezinárodním veletrhu Ampér 2015 a využívá ho i elektrárna v Dukovanech, se snaží přispět k větší spolehlivosti a bezpečnosti dodávek elektřiny.

Většina spotřebovávané elektrické energie je v současnosti produkována ve velkých elektrárnách, odkud je s využitím dálkových vedení a rozvoden dodávána do míst spotřeby. „Aby byl dálkový přenos energie účinný, provádí se v elektrárně transformace na velmi vysoké napětí pomocí několika výkonových transformátorů s hmotností přes dvě stě padesát tun,“ popsal Petr Drexler z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT.

Výroba a sestavení transformátoru je i kvůli jeho hmotnosti velmi náročná. Podle Drexlera se proto nemusí vždy podařit v dostatečné kvalitě transformátor zaizolovat. „Špatně izolované místo má pak sníženou elektrickou pevnost a postupem času v něm může dojít k jevu, který se označuje termínem částečný výboj. Ten je sám o sobě slabý, ale v dlouhodobém měřítku způsobuje postupné pomalé narušování izolace,“ vysvětlil Drexler. To může vést k celkovému selhání a vzniku silného výboje s následkem exploze a požáru transformátoru.

Právě proto tým vědců z Ústavu teoretické a experimentální elektrotechniky a z Výzkumného centra SIX pracuje nyní na vývoji moderní metody pro včasnou detekci výskytu částečných výbojů a jejich lokalizaci. „Tato metoda spočívá ve sledování vyzařovaného elektromagnetické vlnění od částečných výbojů. Výsledkem je diagnostický systém MOSAD PD UHF, který vznikl ve spolupráci s firmami TES a EGU HV Laboratory,“ uvedl Drexler.

Při nasazení systému MOSAD PD UHF jsou do transformátorové nádoby vloženy speciální antény připojené k vysokofrekvenčním elektronickým obvodům, které umožňují zesilování přijímaných signálů. „Prvotní detekované signály vznikajícího částečného výboje jsou velmi slabé a dosahují kmitočtů stovek megahertzů až jednotek gigahertzů. Navíc mohou být snadno zaměněny za signály vznikající od jiných typů silných výbojů, které do transformátoru pronikají z vnějšího prostředí. Důležité je proto použití nízkošumových elektronických obvodů a také vysoce účinného stínění, protože elektrárenské systémy jsou zdrojem velmi silného rušení,“ objasnil Drexler.

Následné zpracování detekovaných signálů je prováděno pomocí počítače. Zaznamenaná data je nutné v reálném čase zpracovat a vizualizovat. Unikátní vlastností celého systému je možnost prostorové lokalizace zdroje signálu. To je možné díky použití několika antén a výpočetních metod, jejichž princip je podobný metodám používaným ve známém lokačním systému GPS. Zdroj podezřelého signálu se tak zobrazí v prostorovém modelu diagnostikovaného transformátoru. „Software ovšem neustále vyvíjíme s ohledem na nově získané poznatky při vývoji detekčních metod,“ dodal Drexler.

(zep)

Témata