История кафедры

Специальность по электротехнике сильных токов зародилась на механическом факультете при открытии в Новочеркасске Донского политехнического института в 1907 году. В институте велась подготовка инженеров широкого профиля, и выпускником выполнялся дипломный проект электростанции с расчетами и конструированием генераторов, распределительного устройства и передачи электроэнергии. В других вузах страны выпускались электротехники слабых токов (связь, радио).

В связи с осуществлением плана Государственной электрификации России (ГОЭЛРО) в 1913 году была создана новая кафедра электрооборудования центральных электрических станций (ЭОЦЭС). Организовал и возглавил кафедру один из проектировщиков Шахтинской ГРЭС и электрификации Ростовской области профессор П.Г.Седов.

С 1932 года кафедра готовила инженеров-электриков по специальности "Производство, преобразование и распределение электроэнергии".

С 1937 года на протяжении более 40 лет кафедрой ЭОЦЭС, а после ее переименования в "Электрические станции, сети и ТВН", затем "Электрические станции, сети и системы", далее "Электрические станции" заведовал Александр Дмитриевич Дроздов (после 1958 года д.т.н., профессор - Заслуженный деятель науки и техники РСФСР).

С 1979 года по 1999 год кафедрой "Электрические станции" заведовал д.т.н., профессор Платонов В.В. - Заслуженный деятель науки и техники РСФСР; с 1999 года по 2009 год - д.т.н., профессор, Почетный работник высшей школы, академик МЭА Быкадоров В.Ф. В настоящее время заведующий кафедрой - д.т.н., профессор, Почетный работник высшей школы, академик МЭА, академик АЭН РФ Нагай В.И

РАЗРАБОТКИ ШКОЛЫ ПРОФЕССОРА А.Д. ДРОЗДОВА В ОБЛАСТИ ДИАГНОСТИКИ И РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ  ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Зарождение и становление научной школы «Релейная защита и диагностика электроэнергетических систем» в Новочеркасском политехническом институте (ныне Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) им. М.И. Платова ) относится кпервой половине XX-го века и связано с именем профессора Александра Дмитриевича Дроздова, 105-летию которого была посвящена XXXVI сессия Всероссийского семинара «Кибернетика энергетических систем», прошедшего в г. Новочеркасске 24-26 сентября 2014 г.

Начальный период формирования научной школы составил около 20 лет и начался с защиты в 1939 году в Московском энергетическим институте (МЭИ) Александром Дмитриевичем Дроздовым кандидатской диссертации на тему «Общая теория и основные принципы применения реле с двумя действующими токами», а всесоюзное признание научная школа А.Д. Дроздова получила в 1957 году после защиты им в МЭИ докторской диссертации «Магнитные трансформаторные реле переменного тока для защиты энергосистем». Становлению научной школы способствовали природный талант, широта кругозора А.Д. Дроздова и его поразительная интуиция в оценке технических идей и людей, способных реализовать эти идеи. Именно в период формирования научной школы на кафедре, возглавляемой А.Д. Дроздовым, начинали свою научную карьеру в Новочеркасске крупные ученые, создавшие впоследствии самостоятельные научные школы мирового уровня: В.М. Алехин, В.Ф. Бургсдорф, Л.И. Гутенмахер, З.Б. Голембо, В.Г. Пустынников, О.В. Тозони, Е.М. Цейров.

Авторитет А.Д. Дроздова был чрезвычайно высок не только в среде специалистов по релейной защите и автоматике энергосистем. Его хорошо знали специалисты по электромеханике, электрическим аппаратам и электроприводу. Важной особенностью работ Александра Дмитриевича Дроздова, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, было сочетание глубоких теоретических знаний с практической направленностью результатов исследований. Так, еще будучи студентом Новочеркасского политехнического института, А.Д. Дроздов одним из первых внедрил в Ростовских электрических сетях автоматику повторного включения (АПВ) линий, что кратно повысило надежность электроснабжения потребителей. Еще в 1934 г. Александр Дмитриевич опубликовал в журнале «Электрические станции» №3 короткую статью «Отыскание повреждений кабеля при соединении жилы с броней», тематика которой легла в основу научного направления «Диагностика повреждений силовых кабелей и токопроводов».

          В настоящее время руководителями научной школы «Релейная защита и диагностика электроэнергетических систем»являются ученики А.Д. Дроздова – профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР Василий Васильевич Платонов и профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки РФ Александр Сергеевич Засыпкин.

          В период освоения новой техники в области высоких и сверхвысоких напряжений именно ученые научной школы: В.А. Гармаш, Э.В. Подгорный, С.Д. Хлебников под руководством А.Д. Дроздова успешно решали проблемы установления причин и ликвидации аварийности каскадных трансформаторов тока на Братской, Красноярской, Куйбышевской и Волжской ГЭС.

          Достижения научной школы «Релейная защита и диагностика электроэнергетических систем» в науке и технике состоят в следующих основных результатах:

•     Выполнены актуальные исследования в области теории и создания воздушных выключателей для отключения коротких замыканий в цепях высокого напряжения (Е.М. Цейров, В.И. Богданов), которые на многие десятилетия стали одним из основных типов коммутационных аппаратов в электроэнергетике.

•     Созданы и освоены в серийном производстве уникальные по принципу действия и высокоэффективные магнитные трансформаторные реле для защиты силовых трансформаторов и автотрансформаторов различных классов напряжений (А.Д. Дроздов, В.В. Михайлов, В.В. Платонов). А.М. Дмитриенко была разработана высокочувствительная транзисторная дифференциальная защита мощных трансформаторов серии ДЗТ-20. Тысячи реле серии РНТ и ДЗТ в течение многих десятилетий надежно защищают основное электрооборудование в энергосистемах России, странах СНГ, Индии и Китая.

•     Усовершенствование токовых реле типа РТ-40 позволило снизить вибрацию их контактных систем при высоких кратностях тока (В. Ф. Зинченко, Ю. И. Иванков). Разработаны и внедрены на линиях напряжением 330 кВ Северного Кавказа реле тока, не реагирующие на апериодическую составляющую подводимого тока (С. Л. Кужеков, В. Ф. Зинченко, Ю. И. Иванков).

•     Разработана релейная защита электровозов переменного тока (А.Д. Дроздов, А.С. Засыпкин), патенты на которую получены в Италии, Франции и США.

•     Создана релейная защита установок для плавки гололеда и релейная защита преобразовательных подстанций линий постоянного тока (А.С. Засыпкин, Е.Т. Шаров, Б.Д. Тарамалы, А.А. Аллилуев), которая внедрена в энергосистемах России и стран СНГ и используется на вставке постоянного тока Россия-Финляндия.

•     В 70-80-годы прошлого столетия коллективом, возглавляемым учеником профессора А.Д. Дроздова – В.Г. Шуляком, в составе сотрудников кафедры: Рабочий А.А., Галкин А.И, Н.И. Цыгулев, В.И. Нагай, было развито научное направление по созданию сверхбыстродействующих токовых защит, получивших свое внедрение в области делительных защит подстанций и дифференциальных защит трансформаторов.

Созданы и развиваются новые направления исследований на кафедре, к которым относятся: методы и системы предотвращения гололёдных аварий в электрических сетях энергосистем, устройства защиты и диагностики электротехнического оборудования электростанций и подстанций, диагностика линий электропередачи, быстродействующие устройства и системы релейной защиты от повреждений, сопровождаемых электрической дугой, адаптивные резервные защиты распределительных электрических сетей.

Направление «Релейная защита электроэнергетических систем» является традиционным для кафедры ЭСиЭЭС и за последние 30 лет учениками профессора А.Д. Дроздова защищены следующие докторские диссертации:

Засыпкин А.С. Повышение технического совершенства релейной защиты мощных трансформаторов энергосистем, Москва - 1985 г.

Кужеков С.Л. Модели, методы синтеза и структуры многофункциональных устройств релейной защиты электроустановок, Киев - 1988 г.

Подгорный Э.В. Техническое приложение и развитие теории электромагнитных процессов для построения быстродействующих релейных защит, Новочеркасск - 1990 г.

Ульяницкий Е.М. Микропроцессорные системы релейной защиты, Новочеркасск - 1990 г.

Богдан А.В. Повышение технического совершенства устройств защиты с ферромагнитными элементами на основе вычислительного эксперимента, Новочеркасск - 1994 г.

Лямец Ю.Я. Адаптивные реле: теория и приложения к задачам релейной защиты и автоматики электрических систем, Москва - 1994 г.

Дмитренко А.М. Разработка, исследование и внедрение избирательных дифференциальных реле трансформаторов энергосистем, Новочеркасск - 1996 г.

Цыгулев Н.И. Теория и расчет электромагнитных процессов и разработка устройств защиты автономных систем электроснабжения, С.- Петербург - 1999 г.

Минаков В.Ф. Обобщение моделей и характеристик работы трехфазных электродвигателей в сетях 0,4 и 6 кВ и совершенствование средств их защиты, Новочеркасск - 1999 г.

Нагай В.И. Повышение технического совершенства релейной защиты распределительных сетей 6-110 кВ электроэнергетических систем, Новочеркасск - 2002 г.

Примерами разработок современных микропроцессорных релейных защиты, нашедших широкое применение в энергетике являются разработки быстродействующих релейных защит от дуговых коротких замыканий в электроустановках корпусной конструкции, режимов заземления нейтрали электроустановок напряжением 6-35 кВ и построение систем защиты от однофазных замыканий на землю, резервных защит ответвительных и промежуточных подстанций.

Начало исследованиям высоковольтной электрической дуги, горящей в условиях комплектных распределительных устройств, было положено в 80-е годы прошлого столетия (Нагай В.И., Сарры С.В., Цыгулев Н.И., Галкин А.И.). Под руководством доктора технических наук, профессора Нагая В.И. были выполнены теоретические и экспериментальные исследования, в том числе и натурные испытания в электрических сетях 6-10 кВ, что позволило развить теорию электрической дуги, разработать новые принципы построения релейной защиты электроустановок корпусной конструкции от междуфазных коротких замыканий, алгоритмы их функционирования, обеспечивающие селекцию рассматриваемых видов повреждения со временем не превышающем одного периода промышленной частоты, создать линейку локальных, централизованных и распределенных устройств и систем быстродействующих защит дуговых коротких замыканий серии РДЗ. При непосредственном участии кандидата технических наук, доцента Сарры С.В. организовано серийное производство сертифицированной продукции в НИИ энергетики ЮРГПУ(НПИ), возглавляемого также учеником профессора А.Д. Дроздова – профессором В.Г. Шуляком, и обеспечено широкое внедрение более 6000 микроэлектронных и микропроцессорных устройств дуговой защиты на станциях и подстанциях энергетических компаний.

Расширением области применения дуговых защит КРУ на печной трансформатор литейного цеха ОАО «Тагмет» явился проект с участием молодого исследователя Луконина А.В., защитившего в последующем кандидатскую диссертацию.

Построению систем защиты от замыканий на землю также на кафедре уделяется значительное внимание, что позволило создать серию устройств защиты для сетей 6-35 кВ для различных режимов заземления нейтрали. Начало данным исследования было положено в 60-е годы прошлого столетия к.т.н., доцентом Ивановым Е.М. и к.т.н., профессором Шуляком В.Г. Проект предполагал широкое внедрение полупроводниковых устройств защиты в электрической сети крупнейшего комбайнового завода «Ростсельмаш». С развитием элементной базы и углублением исследований режимов замыкания на землю на кафедре (Нагай В.И., Чмыхалов Г.Н., Сарры С.В., Нагай В.В., Украинцев А.В.) были разработаны новые и усовершенствованы существующие принципы построения защит от данных видов повреждения, созданы оригинальные алгоритмы функционирования, позволяющие выявлять допустимые и недопустимые режимы замыкания на землю, наличие электрической дуги, вызывающей расширение повреждения и его утяжеление. Это дало возможность сформулировать подходы в построении релейной защиты от развивающихся повреждений в электрических сетях 6-35 кВ, что позволяет уменьшить объем возможных повреждений, особенно в электроустановках корпусной конструкции и повысить безопасность проведения работ в них обслуживаемым персоналом. За проведением теоретических и экспериментальных исследований также последовала разработка и налаживание выпуска устройств защиты по заказам электроэнергетических предприятий на базе НИИ энергетики ЮРГПУ(НПИ) и ООО «НИИ энергетических технологий». Например, более 160 микропроцессорных устройств типа РЕНОМ-04Т внедрены с непосредственным участием молодого исследователя – А.В. Украинцева в ОАО «Донэнерго». 

Еще одним успешным направлением в настоящее время является направление построения резервных защит распределительных электрических сетей 6-110 кВ (Нагай В.И., Сарры С.В., Маруда И.Ф., Нагай В.В., Нагай И.В., Киреев П.С.), в рамках которого защищены 4 диссертации на соискание ученой степени кандидата технических науки и одна докторская диссертация (Нагай В.И). На прошедшей XXXVI сессии всероссийского семинара «Кибернетика энергетических систем» (24-26 сентября 2014 г., г. Новочеркасск) одобрена и рекомендована к защите кандидатская диссертация Киреева П.С., в которой рассматривается разработка адаптивных многопараметрических защит дальнего резервирования трансформаторов ответвительных и промежуточных подстанций.                                                 

На повышение надежности функционирования подстанций 110 кВ направлена разработка по созданию электромагнитной блокировки коммутационных аппаратов (разъединителей) на микропроцессорной основе. Ее отличительной особенностью является построение интеллектуального датчика состояния коммутационного аппарата. Успех данного проекта, внедренного на ряде подстанций филиала ОАО «МРСК Юга» - «Ростовэнерго», обусловлен сплавом опыта (Нагай В.И., Сарры С.В.) и энтузиазма и целеустремленности молодых исследователей (Киреев П.С., Калинина Н.О., Гончарова Н.В.) и студентов и магистрантов.

Сотрудники кафедры активно участвуют в международных и российских научно-технических конференциях, выставках, на которых широко представлены результаты исследований. Многие разработки и их авторы награждены медалями значимой выставки-конференции «Релейная защита и автоматики энергосистем», проводимой по четным годам на ВВЦ РФ (г. Москва).