Elektroenergetski sistem narašča in se zapleta v vseh sektorjih, kot so sistemi za proizvodnjo, prenos, distribucijo in obremenitev. Vrste napak, kot so pogoji kratkega stika v elektroenergetskem omrežju povzročijo velike gospodarske izgube in zmanjšajo zanesljivost električnega sistema. Električna napaka je neobičajno stanje, ki ga povzročijo okvare opreme, kot so transformatorji in vrtljivi stroji, človeške napake in okoljske razmere. Te napake povzročajo prekinitve električnih tokov, škodo na opremi in celo smrt ljudi, ptic in živali. Ta članek obravnava pregled različnih vrst napak in njihovih učinkov, ki so se pojavili v elektroenergetskih sistemih.
Kaj je električna napaka?
Električna napaka je odstopanje napetosti in tokov od nominalnih vrednosti ali stanj. V normalnih obratovalnih pogojih oprema ali vodi elektroenergetskega sistema prenašajo normalne napetosti in tokove, kar povzroči varnejše delovanje sistema.
Napake v elektroenergetskem sistemu
Toda, ko pride do napake, povzroči prekomerno visok tok, ki povzroči škodo na opremi in napravah. Odkrivanje in analiza napak sta potrebna za izbiro ali načrtovanje ustrezne stikalne opreme, elektromehanski releji , odklopniki in druge zaščitne naprave.
Vrste napak v elektroenergetskih sistemih
V elektroenergetskem sistemu so napake v glavnem dve vrsti, kot so napake v odprtem krogu in kratke stike. Poleg tega lahko te vrste napak razvrstimo na simetrične in nesimetrične. Podrobno razpravljajmo o teh vrstah napak. Te napake so razvrščene v dve vrsti.
- Simetrična napaka
- Nesimetrična napaka
Simetrične napake
Gre za zelo hude napake, ki se redko pojavljajo v elektroenergetskih sistemih. Te se imenujejo tudi uravnotežene napake in so dveh vrst, in sicer črta do črte (L-L-L-G) in črta do črte (L-L-L).
Simetrične napake
Le 2-5 odstotkov sistemskih napak je simetričnih napak. Če pride do teh napak, sistem ostane uravnotežen, vendar povzroči resne poškodbe opreme elektroenergetskega sistema.
Zgornja slika prikazuje dve vrsti trifaznih simetričnih napak. Analiza te napake je enostavna in se običajno izvaja postopoma. Trifazna analiza napak ali informacije so potrebne za izbiro nastavljenih faznih relejev, porušitvene zmogljivosti odklopnikov in nazivne vrednosti zaščitne stikalne naprave.
Simetrične napake so razvrščene v dve vrsti
- Line - Line - Line Fault
- Vrstica - črta - talna napaka
L - L - L Napaka
Te vrste napak so uravnotežene, kar pomeni, da sistem ostane uravnotežen tudi po pojavu napake. Tako se ta napaka zgodi le redko, čeprav je največji tok kriv zaradi ostre vrste napake. Torej se ta tok uporablja za določanje bonitetne ocene CB.
L - L - L - G Napaka
Trifazna napaka L - G v glavnem obsega vse trifazne sisteme. Ta napaka se pojavlja predvsem med 3-fazami in ozemljitvenim priključkom sistema. Torej obstaja 2 do 3% verjetnosti, da pride do napake.
Nesimetrične napake
To so zelo pogoste in manj resne kot simetrične napake. Obstajajo predvsem tri vrste, in sicer napake od črte do tal (L-G), črte do črte (L-L) in dvojne črte do zemlje (LL-G).
Nesimetrične napake
Napaka na tleh (L-G) je najpogostejša napaka in 65-70 odstotkov napak je te vrste.
Zaradi tega se vodnik dotakne zemlje ali tal. 15 do 20 odstotkov napak je dvojno na tleh in povzroči, da vodnika prideta v stik s tlemi. Napake med vrsticami se pojavijo, ko se dva vodnika med seboj stikata predvsem med nihanjem vodov zaradi vetrov in je 5- 10 odstotkov napak te vrste.
Te se imenujejo tudi neuravnotežene napake, saj njihov pojav povzroča neravnovesje v sistemu. Neuravnoteženost sistema pomeni, da so vrednosti impedance v vsaki fazi različne, zaradi česar tok neuravnoteženosti teče v fazah. Te je težje analizirati in se prenašajo po fazah, podobno kot trifazne uravnotežene napake.
Nesimetrične napake so razvrščene v dve vrsti
- Posamezna napaka L - G (od črte do zemlje)
- L - L (Line-to-Line) napaka
- Dvojna napaka L - G (črta-zemlja)
Posamezna napaka L - G
Ta posamezna napaka L - G se večinoma pojavi, ko en vodnik pade proti ozemljitveni sponki. Tako je približno 70 do 80% napak v elektroenergetskem sistemu ena sama napaka L - G.
L - L Napaka
Ta napaka L – L se pojavi predvsem, ko sta dva vodnika kratkostična in tudi zaradi močnega vetra. Tako se lahko vodniki vodnikov zaradi močnega vetra premikajo, med seboj se lahko dotikajo in povzročijo kratek stik. Torej se lahko zgodi približno 15 - 20% napak.
Dvojna napaka L - G
Pri tej vrsti napake se obe liniji med seboj stikata po tleh. Torej obstaja 10% verjetnost za napake.
Odprite napake vezja
Napake v odprtem krogu se večinoma pojavijo zaradi okvare enega ali več vodnikov, ki se uporabljajo v elektroenergetskem sistemu. Diagram napak v odprtem krogu je prikazan spodaj. To vezje je za enofazno, dvofazno in trifazno odprto stanje.
Te napake se pojavljajo predvsem zaradi pogostih težav, kot so okvare spojev v nadzemnih vodih, kabli, okvara v fazi odklopnika, taljenje vodnika ali varovalke v eni ali več fazah.
Te napake so znane tudi kot zaporedne napake, ki so neuravnoteženi tipi, sicer nesimetrični tipi, razen 3-fazne odprte napake.
Na primer, daljnovod deluje z uravnoteženo obremenitvijo, preden pride do odprtega tokokroga. Če se katera od faz raztopi v daljnovodu, se lahko dejanska obremenitev alternatorja zmanjša in poveča pospešek alternatorja, tako da deluje s hitrostjo, nekoliko višjo od sinhrone. V drugih prenosnih kablih lahko ta previsoka hitrost povzroči prenapetosti. Zato lahko enofazni in dvofazni odprti pogoji ustvarjajo tokove in napetosti elektroenergetskega sistema, ki povzročajo ogromno škodo na napravi.
Te napake so razdeljene na tri vrste, kot sledi.
- Odprta napaka vodnika
- Odprta napaka dveh vodnikov
- Napaka treh dirigentov.
Vzroki in učinki vrst napak
Te napake lahko nastanejo zaradi okvare vezja, pa tudi zaradi zlomljenega vodnika v 1-fazni ali več faz. Učinki napak v odprtem vezju vključujejo naslednje.
- Nepravilno delovanje elektroenergetskega sistema
- Te napake lahko ogrožajo živali in ljudi
- Zlasti del omrežja, ko napetost preseže normalno vrednost, povzroči okvare izolacije in razvije napake kratkega stika.
- Kljub temu lahko te vrste napak v vezju sprejemamo dlje časa v primerjavi z napakami na kratkem stiku, ker jih je treba odpraviti, da se zmanjša velika škoda.
Napake v kratkem stiku
Napake kratkega stika se pojavijo predvsem zaradi okvare izolacije med faznimi vodniki in zemljo. Izpad izolacije lahko povzroči nastanek poti kratkega stika, ki aktivira razmere kratkega stika znotraj vezja.
Definicija kratkega stika je nenormalna povezava izredno manjše impedance med dvema točkama različnega potenciala, ne glede na to, ali je naključno ali namerno zaključena. Te napake so najpogostejše vrste, ki povzročijo nenormalno visok pretok toka skozi daljnovode ali opremo.
Če se napake kratkega stika lahko nadaljujejo tudi kratek čas, potem to močno poškoduje aparat. Napake kratkega stika so znane tudi kot napake ranžirnih vodov, ker se te napake pojavljajo predvsem zaradi okvare izolacije med faznimi vodniki, sicer med faznimi vodniki in zemljo
Različni dosegljivi pogoji napak v kratkem stiku v glavnem obsegajo 3-fazne faze na zemljo, 3-fazno proč od zemlje, 1-fazno na zemljo, fazo na fazo, 2-fazo na zemljo, fazo na fazo in enofazno na zemljo.
Tako trifazna napaka brez zemlje kot tudi trifazna napaka proti zemlji je lahko simetrična ali uravnotežena, medtem ko so druge napake nesimetrične napake.
Vzroki in učinki napak v kratkem stiku
Napake kratkega stika se lahko pojavijo iz naslednjih razlogov.
- Te napake se lahko pojavijo zaradi notranjih, sicer zunanjih učinkov
- Notranji učinki so okvare daljnovodov, poškodbe opreme, staranje izolacije, korozija izolacije v generatorju, nepravilne namestitve električnih naprav, transformatorjev in njihova neustrezna zasnova.
- Te napake se lahko pojavijo zaradi zunanjih vplivov aparatov, okvare izolacije zaradi prenapetosti razsvetljave in mehanskih poškodb javnosti.
Učinki napak v kratkem stiku vključujejo naslednje.
- Obločne napake lahko povzročijo požar in eksplozijo v napravah, kot so transformatorji in odklopniki.
- Pretok moči je mogoče močno omejiti, sicer pa tudi popolnoma blokirati, če napaka kratkega stika še naprej obstaja.
- Delovne napetosti sistema lahko presegajo ali pod sprejemljivimi vrednostmi, da škodujejo storitvam, ki jih zagotavlja elektroenergetski sistem.
- Zaradi nenormalnih tokov se naprava segreje, tako da se lahko zmanjša življenjska doba njihove izolacije.
Vzroki za vrste napak
Glavni razlogi za povzročitev električnih napak vključujejo naslednje.
Vremenske razmere
Vključuje stavkovne razsvetljave, močne padavine, močne vetrove, odlaganje soli na nadzemnih vodih in vodnikih, nabiranje snega in ledu na daljnovodih itd. Te okoljske razmere prekinejo oskrbo z električno energijo in poškodujejo električne inštalacije.
Okvare opreme
Različna električna oprema, kot je generatorji , motorji, transformatorji, reaktorji, stikalne naprave itd. povzročajo napake v kratkem stiku zaradi nepravilnega delovanja, staranja, okvare izolacije kablov in navijanja. Te okvare povzročijo, da skozi naprave ali opremo teče visok tok, ki ga dodatno poškoduje.
Človeške napake
Električne napake nastanejo tudi zaradi človeških napak, kot so neustrezna ocena opreme ali naprav, pozabitev kovinskih ali električnih prevodnih delov po servisiranju ali vzdrževanju, preklapljanje tokokroga med servisiranjem itd.
Smoke of Fire
Ionizacija zraka zaradi dimnih delcev, ki obkrožajo nadzemne vodov, povzroči nastanek iskre med vodniki ali med vodniki do izolatorja. Ta bliskavica povzroči, da izolatorji izgubijo svojo izolacijsko sposobnost zaradi visokih napetosti .
Vrste napak in njihovi učinki
Učinki električnih napak se pojavijo predvsem iz naslednjih razlogov.
Prekomerni tok
Ko pride do napake, ustvari pot z nizko impedanco za trenutni tok. Posledica tega je, da se iz dovoda črpa zelo visok tok, ki povzroči sprožitev relejev, poškoduje izolacijo in sestavne dele opreme.
Nevarnost operativnega osebja
Pojav napak lahko povzroči tudi šoke za posameznike. Resnost šoka je odvisna od toka in napetosti na mestu okvare in lahko celo privede do smrti.
Izguba opreme
Močan tok zaradi napak v kratkem stiku povzroči, da so komponente v celoti zgorele, kar vodi v nepravilno delovanje opreme ali naprave. Včasih močan požar povzroči popolno izgorelost opreme.
Moti medsebojno povezana aktivna vezja
Napake ne vplivajo samo na lokacijo, na kateri se pojavijo, temveč motijo tudi aktivne medsebojno povezane tokokroge do napačne črte.
Električni požari
Kratek stik povzroči bliskavico in iskre zaradi ionizacije zraka med dvema prevodnima potoma, kar še vodi do požara, kot pogosto opažamo pri novicah, kot so požari v stavbah in nakupovalnih kompleksih.
Naprave za omejevanje napak
Vzroke, kot so človeške napake, je mogoče čim bolj zmanjšati, ne pa tudi okoljskih sprememb. Odpravljanje napak je ključna naloga omrežja elektroenergetskih sistemov. Če nam ob okvari uspe prekiniti ali prekiniti vezje, to zmanjša znatno škodo na opremi in tudi na lastnini. Nekatere od teh naprav za omejevanje napak vključujejo varovalke, odklopniki , releji so opisani spodaj.
Zaščita naprav
Varovalka
Je primarna zaščitna naprava. To je tanka žica, zaprta v ohišju ali steklu, ki povezuje dva kovinska dela. Ta žica se stopi, ko v tokokrogu teče prekomerni tok. Vrsta varovalke je odvisna od napetosti, pri kateri naj deluje. Po izpuhu je potrebna ročna zamenjava žice.
Varovalka
Vzpostavlja vezje tako normalno kot tudi prekinitve v nenormalnih pogojih. V primeru napake povzroči samodejni izklop vezja. Lahko so to elektromehanski odklopniki, kot so vakuumsko-oljni odklopniki itd., Ali ultrahitri elektronski odklopniki .
Rele
Je pogonsko stikalo, ki temelji na pogojih. Sestavljen je iz magnetne tuljave in normalno odprtih in zaprtih kontaktov. Pojav napak zviša tok, ki napaja tuljavo releja, kar povzroči, da kontakti delujejo, tako da vezje prekine tok toka. Zaščitni releji so različnih vrst, kot so impedančni releji, mho releji itd.
Naprave za zaščito moči osvetlitve
Sem spadajo odvodniki razsvetljave in ozemljitvene naprave za zaščito sistema pred strelo in prenapetostnimi napetostmi.
Aplikacijska trifazna analiza napak
Mi lahko analizirati trifazne napake z uporabo preprostega vezja, kot je prikazano spodaj. Pri tem začasne in trajne napake povzročajo stikala napak. Če enkrat pritisnemo gumb kot začasno napako, časovna postavitev izklopi breme in obnovi napajanje nazaj na breme. Če ta gumb pritisnemo za določen čas kot trajno napako, ta sistem popolnoma zaustavi obremenitev z razporeditvijo releja.
Trifazna analiza napak
Kako odkriti in odkriti napake?
Na daljnovodih je napako zelo enostavno prepoznati, saj je kriza na splošno opazna. Na primer, ko kakšno drevo pade čez daljnovod, se sicer lahko poškoduje električni drog, pa tudi vodniki ležijo na zemlji.
V kabelskem sistemu je mogoče odkriti napake, kadar vezje ne deluje, sicer ko vezje deluje. Obstajajo različne metode za lociranje napak, ki jih lahko razdelimo na terminalne tehnike, ki delujejo tako s tokovi kot z napetostmi, izmerjenimi na koncih kabla, in sledilnimi metodami, ki jih je treba pregledati skozi kabel. Običajno območje napak je mogoče najti na terminalih, da se pospeši sledenje po prenosnem kablu.
V sistemih ožičenja lahko lokacijo napake najdemo med preverjanjem žic. V težkih sistemih ožičenja, kjer koli so žice zakopane, se te napake dajo skozi časovni reflektometer, ki pošlje impulz navzdol po žici in nato pregleda odsevni signal, da prepozna napake v električni žici.
V znanem podvodnem telegrafskem kablu so bili uporabljeni odzivni galvanometri za izračun tokov napak s preskušanjem na koncih kablov. V kablih se za iskanje napak, kot sta zanka Varley in Murray, uporabljata dva načina.
V napajalnem kablu pri nizkih napetostih ne more priti do okvare izolacije. Torej se uporablja preizkus z udarcem z uporabo visokonapetostnega impulza z visoko energijo na kabel. Mesto napake je mogoče storiti s poslušanjem zvoka praznjenja ob napaki. Če ta test prispeva k poškodbi mesta kabla, je koristno, ker bi bilo treba mesto z napako v vsakem primeru ponovno izolirati.
V distribucijskem sistemu z ozemljitvijo z visoko odpornostjo lahko napajalnik napako razširi na zemljo, vendar sistem vzdržuje v postopku. Okvareni in napajani napajalnik je mogoče najti v tokovnem transformatorju obročastega tipa, ki zbira vse fazne žice za vezje, preprosto tokokrog vključuje napako na zemlji, ki ponazarja neto moten tok. Ozemljitveni upor se uporablja za lažje opazovanje toka zemeljske napake med dvema vrednostma za premagovanje toka napake.
Upam, da ste dobili osnovno idejo o trifaznih napakah. Hvala za dragoceno preživljanje časa s člankom. Poleg tega, če imate kakršna koli vprašanja v zvezi z električnimi in elektronskimi projekti, nam pišite v spodnji odsek za komentarje.
Foto krediti
Požari zaradi električnih napak s strani 3.bp.blogspot
Nesimetrične napake pdfonline
Zaščita naprav z inšpektopedija
