«Росатом» испытал новый выключатель для мощных АЭС

«Росатом» завершил первый этап испытаний экспериментального генераторного выключателя для крупных электростанций. Его разработали компания «Росатом Автоматизированные системы управления» и Всероссийский электротехнический институт. Главная задача устройства — быстро отсекать генератор от остальной электрической цепи при аварии, не допуская повреждения дорогостоящего оборудования.

Создать такой выключатель реально сложно. Генератор энергоблока АЭС мощностью 1000–1200 МВт может выдавать ток порядка 30 тысяч ампер при напряжении около 24 тысяч вольт. По силе такой ток сопоставим с разрядом молнии — только молния через мгновение исчезнет, а через выключатель электростанции огромный ток должен проходить непрерывно, без перегрева и разрушения контактов. Выключатель стоит между генератором и повышающим трансформатором, который увеличивает напряжение, чтобы передавать электроэнергию по линиям электропередачи с меньшими потерями.

При коротком замыкании ситуация ещё сложнее — ток резко возрастает, а если попытаться разомкнуть контакты, между ними возникает электрическая дуга. Выключатель должен погасить эту дугу и разорвать цепь, выдержав мощные тепловые и механические нагрузки. Контакты, механизм их размыкания и система гашения дуги должны сработать согласованно. Дополнительную сложность создают особенности тока, поступающего непосредственно от генератора.

Подобные устройства существовали и в СССР. Например, на мощных энергоблоках применяли комплексы КАГ-24, способные отключать обычную нагрузку. Однако они не были рассчитаны на прерывание больших токов короткого замыкания. Для аварийного отключения использовали также выключатели со стороны энергосистемы и автомат гашения поля генератора. Последний уменьшал магнитное поле, благодаря которому генератор вырабатывает электричество. Но поле исчезает не сразу, 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, прежде всего у ABB и Siemens. Его собственное производство снизит зависимость от иностранных поставщиков и упростит строительство и модернизацию станций. Такие аппараты нужны не только атомным, но и крупным тепловым и гидроэлектростанциям.

Для испытаний российской разработки специалистам Всероссийского электротехнического института и научно‑технического центра «Россети» пришлось создать новые стенды. Первый этап проверок завершился успешно. Но речь пока идёт об экспериментальном образце, который должен доказать, что выдерживает сверхтоки и способен безопасно включать и отключать токи короткого замыкания.