Ученые Пермского Политеха создали термометр, способный работать в экстремальных условиях атомной и металлургической промышленности

Ученые-энергетики Томского политехнического университета при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети» разработали новую модель трехфазного инверторного преобразователя – устройства, которое позволит возобновляемым источникам энергии участвовать в регулировании параметров сети. С помощью разработки инженеры смогут безопасно управлять такой сложной многосоставной электросетью, сократив почти в два раза величину отклонений режимных параметров при возмущениях.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и системы накопления электрической энергии генерируют постоянный ток. В сети, к которой они должны подключаться, протекает переменный ток. Для связи генерирующего оборудования с сетью применяют инверторные преобразователи. Большинство таких преобразователей, применяемых сегодня, имеют упрощенную систему автоматического управления. Она не позволяет возобновляемым источникам участвовать в регулировании режимных параметров, что увеличивает риск аварийных ситуаций.

Ученые лаборатории моделирования электроэнергетических систем Томского политеха разработали новую модель трехфазного инверторного преобразователя с современной системой управления. Он позволяет регулировать уровень напряжения в широком диапазоне за счет имитации работы традиционной синхронной машины.

Самый базовый инверторный преобразователь может регулировать амплитуду и частоту напряжения, и, следовательно, мощность и угол электропередачи. Однако корректной, уместной реакции на внешние возмущения можно добиться только если связать все эти параметры общими зависимостями. В противном случае изменение этих параметров приведет к увеличению ущерба. Усложненная система управления, предлагаемая в работе, как раз позволяет связать параметры и управлять ими для получения положительного, прогнозируемого влияния на переходные процессы в энергосистеме,

Говоря простым языком, в конструкцию термометра встроен «фонарик», который посылает луч света по тонкому стеклянному волокну. Вблизи конца волокна располагаются микроскопические пузырьки с газом, которые и представляют из себя чувствительный к температуре элемент. Свет, взаимодействуя с пузырьками, отражается, проходит через «усилитель» — специальную лупу для света, и попадает в измерительную систему. Когда такой чувствительный элемент начинает нагреваться во внешней среде, то изменяются свойства отраженного от пузырьков света. Компьютер анализирует эти изменения и преобразует их в температурные показания.

Следовательно, такой термометр не подвержен влиянию электромагнитных помех, устойчив к радиационному воздействию, обладает в 3-4 раза более широким диапазоном измеряемой температуры и не требует частой замены. К тому же его также можно использовать в металлургии для контроля расплавов, химической промышленности для агрессивных сред и энергетике для мониторинга оборудования.

Применение данной разработки позволит сократить расходы на обслуживание и повысить эффективность работы энергетических объектов за счет более точного контроля температурных режимов. Это решение открывает новые возможности для контроля нагрева в активных зонах ядерных реакторов, металлургических печах и химических производствах, где ранее невозможно было обеспечить надежные и точные измерения.