03.04.2023 12:30
Новости.
Просмотров всего: 6847; сегодня: 2.

В Тольятти нашли способ спасти от магнитных бурь энергосети Арктики

Систему, способную нейтрализовать влияние высокой солнечной активности на работу силовых трансформаторов, разрабатывают учёные Тольяттинского госуниверситета.

Магнитные бури влияют не только на самочувствие человека. Они могут стать причиной техногенной катастрофы и вывести из строя системы электроснабжения целого региона на длительное время*. Масштабные перебои в работе электросетей вызывают не сами геомагнитные бури, а генерируемые ими геоиндуцированные токи. Они нагревают металлические элементы конструкции силовых трансформаторов и могут привести к полному их повреждению. Ущерб – миллиарды рублей.

В Тольяттинском госуниверситете (ТГУ) эту тему изучают 15 лет и в настоящее время разрабатывают лабораторный образец устройства, которое будет отслеживать геомагнитные возмущения и блокировать их негативное действие на силовые трансформаторы электросетей. Авторы проекта – специалисты кафедры «Электроснабжение и электротехника» ТГУ под руководством заведующего кафедрой доктора технических наук Веры Вахниной и доцента, кандидата технических наук Алексея Черненко.

Устройство состоит из системы мониторинга на основе датчика Холла (измерительный преобразователь для измерения величины магнитного поля. – Прим. ред.) и системы управления режима нейтрали силового трансформатора. При геомагнитном возмущении геоиндуцированные токи будут втекать в нейтрали и обмотки трансформаторов. Система отследит этот момент и даст сигнал на отключение нейтрали – сработает защита, и трансформатор не почувствует воздействия геоиндуцированных токов из-за геомагнитной бури.

– Такие системы мониторинга и устройства защиты силовых трансформаторов особенно могут быть востребованы в российских энергосетях, расположенных в арктической зоне, – отмечает Вера Вахнина. – Геомагнитные бури развиваются на высоких широтах. Но мониторинг сбоев в работе энергосистем из-за воздействия негативных природных факторов ведут только на пяти электрических подстанциях Кольского полуострова. Это проблема. По данным Ростехнадзора, большое количество повреждений силовых трансформаторов в северных регионах происходит по невыявленным причинам. Хотя можно предположить, что деформация обмоток трансформатора, «пожар стали», любые серьёзные сбои в электросетях могли стать следствием геомагнитного возмущения.

Для России, треть территории которой расположена в арктической и северной зонах, это актуальный вопрос. И решать его нужно как можно быстрее, так как геофизики говорят об ещё одной усиливающейся тенденции – изменению положения магнитных полюсов Земли. Полвека назад по координатам Северный магнитный полюс располагался ближе к Канаде. В настоящее время учёные Института физики Земли РАН отмечают дрейф Северного магнитного полюса в сторону Сибири.

– Если этот дрейф сохранится, то уже ближе к 2050 году Северный магнитный полюс окажется на территории российской Арктики. Тогда наша энергосистема будет ещё сильнее подвержена воздействию повышенной магнитной активности. К этому уже сейчас нужно готовиться, чтобы понимать, как защищать наши энергетические сети, – подчёркивает Вера Вахнина. – К сожалению, пока изучением влияния природных явлений, в том числе геомагнитных бурь, на энергосистему в нашей стране мало кто занимается. В этом вопросе далеко продвинулись учёные Канады, США, скандинавских стран.

В России среди тех, кто имеет хороший опыт, – научный коллектив кафедры «Электроснабжение и электротехника» института химии и энергетики ТГУ, учёные Института физики Земли имени О. Ю. Шмидта Российской академии наук и Российского федерального ядерного центра (РФЯЦ-ВНИИЭФ – Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики). Исследования и разработку методов защиты энергетических объектов при воздействии различных природных и атмосферных явлений специалисты ведут совместно.

В 2022 году учёные кафедры «Электроснабжение и электротехника» ТГУ и РФЯЦ изучали воздействие природных факторов на энергосистему центральной части России. Расчётное моделирование показало: при сильной магнитной буре возможно развитие системной аварии на ряде объектов энергетической системы Центра России (снижение напряжения, массовое отключение линий электропередач, недопустимый нагрев элементов конструкции силовых трансформаторов).

В результате учёные пришли к выводу, что повышать надёжность электроснабжения необходимо не только в высокоширотных регионах. Смещение магнитных полюсов Земли делает уязвимой от геомагнитного возмущения и энергонасыщенную центральную часть России.

Специалисты ТГУ и РФЯЦ рассчитали оптимальные режимы работы Объединённой энергетической системы Центра России, которые позволили бы минимизировать негативное воздействие космической природы на линии электропередач, электрические станции и трансформаторные подстанции. Результаты были озвучены на совещании в министерстве энергетики РФ. Научная статья будет опубликована в журнале «Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки» весной 2023 года.

Сотрудничество ТГУ и РФЯЦ ведется в рамках реализации программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты»).

*В 1859 году магнитная буря привела к отказу телеграфных систем по всей Европе и Северной Америке. В 1989 году мощная геомагнитная буря стала причиной отключения электричества на девять часов на всей территории канадской провинции Квебек («Квебекский инцидент»). Электрическая инфраструктура вышла из строя буквально за пару минут. Тогда были повреждены силовые трансформаторы сверхвысокого напряжения. Наблюдались в том числе сбои в работе энергосетей США. Геомагнитное возмущение было такой силы, что северное сияние можно было наблюдать на Кубе.

 

Тольятти Самарской области является моногородом в соответствии с официальным перечнем моногородов, утвержденным Правительством Российской Федерации. Моногород - населенный пункт, экономическая деятельность которого тесно связана с единственным (градообразующем) предприятием или группой жестко интегрированных между собой предприятий. Развитие моногородов России предусматривает меры по диверсификации экономики, развитию социально-экономического положения и улучшению городской среды.

Тематические сайты: Изобретательство и рационализация, Наука
Сайты моногородов субъектов РФ: Самарская область - Тольятти
Сайты стран: Канада, Соединенные Штаты Америки
Сайты регионов мира: Америка Северная

Ньюсмейкер: Тольяттинский государственный университет — 320 публикаций
Сайт: www.tltsu.ru/about_the_university/news/detail.php?ID=363683

Интересно:

Киношкола 2026 «Преодоление»
16.07.2026 18:43 Новости
Киношкола 2026 «Преодоление»
Федеральный центр гуманитарных практик совместно с Международным кинофестивалем «Победили вместе» и журналом «Мир Музея» приглашает принять участие в образовательном проекте «Киношкола 2026». Проект направлен на повышение уровня и качества знаний и навыков творческой молодёжи, популяризацию профессионального понимания основ киноискусства, законов создания сценариев, съёмок и киномонтажа. Киношкола 2026 «Преодоление» — это интенсивный курс для студентов по созданию телевизионных репортажей, документальных и игровых короткометражных фильмов. Программа включает в себя обучение основам сценарного мастерства, режиссуры, операторской работы и монтажа. Участники погружаются в практическую работу, получают поддержку от опытных наставников. Киношкола проводится в несколько этапов (июль-сентябрь 2026-го года). Предполагается участие студентов различных вузов из разных стран и городов. Сбор заявок...
14.07.2026 22:25 Консультации
UDV Group: бесплатная лицензия open source-мониторинга – скрытые траты
Российский разработчик решений в области информационной безопасности UDV Group оценил скрытые затраты на внедрение и эксплуатацию open source-систем мониторинга. По оценке эксперта компании, проект, который на старте выглядит «бесплатным», уже на этапе технического запуска может потребовать 2-3 млн руб. внутренних затрат. Российский разработчик UDV Group представил экспертную оценку экономики open source-мониторинга для ИТ-инфраструктуры. В авторской статье для ITWeek Владислав Ганжа, директор лаборатории кибербезопасности UDV Group, разобрал, почему отсутствие лицензионного платежа не делает систему мониторинга бесплатной и какие расходы компании часто не учитывают при выборе open source-стека. Материал опубликован 25 июня 2026 года. По оценке UDV Group, главная ошибка при выборе open source-мониторинга заключается в том, что компании сравнивают только стоимость лицензии. На практике...
Трудная судьба первого российского автомобиля
14.07.2026 18:09 Аналитика
Трудная судьба первого российского автомобиля
Летом 1896 года на промышленной выставке в Нижнем Новгороде императору Николаю II показали первый российский автомобиль. Его создателями были Евгений Яковлев и Пётр Фрезе. По своим характеристикам автомобиль ничем не уступал аналогичным зарубежным изобретениям, стоил дешевле них и вполне подходил для путешествий по сложным дорогам. Коллекция достижений Год проведения нижегородской выставки был богат на технические достижения. К ее открытию в мае 1896 года в городе пустили первый электрический трамвай и пароходную скоростную линию, установили фуникулеры и выстроили несколько административных зданий. Осмотреть выставку полностью получилось бы как минимум за неделю. Она расположилась на левом берегу Оки, между главной железнодорожной линией из Москвы и Шуваловским лесом. Всего сооружений, возведенных для демонстрации новшеств в промышленности и художественном искусстве, насчитывалось около...
13.07.2026 19:48 Консультации
UDV Group: дешевые кибератаки становятся дорогой проблемой для бизнеса
Российский разработчик UDV Group рассказал, почему снижение порога входа в киберпреступность увеличивает риски для компаний и делает предотвращение атак экономически более выгодным, чем восстановление после инцидента. Кибератака больше не требует команды сильных разработчиков, месяцев подготовки и редкого набора технических навыков. В теневом сегменте уже есть готовые сервисы: доступы к корпоративным системам, фишинговые наборы, шифровальщики по подписке, инфраструктура для рассылок и переговоров о выкупе. То, что раньше было сложной операцией, все чаще собирается из готовых компонентов. Для бизнеса это меняет экономику риска. Защитникам нужно контролировать внешний периметр, учетные записи, облака, API, подрядчиков, резервные копии и рабочие станции. Злоумышленнику достаточно одного удачного входа. Если доступ к нему стоит дешевле, чем обычная лицензия на корпоративный сервис, атака...
Тайная миссия Ораса Верне
13.07.2026 09:06 Персоны
Тайная миссия Ораса Верне
«Рубенсом XIX века» называют известного художника-баталиста. Он был любим в России и по приглашению императора Николая I работал в нашей стране. В том, что художники — натуры тонкие и творческие, никто не сомневается. Но иногда они обладают и другими достоинствами. К примеру, выдающимися дипломатическими качествами. Так, Питер Пауль Рубенс прославился не только как гениальный живописец, но и как непревзойденный дипломат, выполнявший важные миссии в годы Тридцатилетней войны. "Рубенсом XIX века" называют известного художника-баталиста Ораса Верне. Он был любим в России и по приглашению императора Николая I работал в нашей стране. А король Луи-Филипп поручил художнику негласную дипломатическую миссию: попытаться нормализовать непростые франко-русские отношения. Дело в том, что император Николай Павлович крайне негативно относился к французской Июльской революции 1830 года, которая...