Elektros energijos sistemos dydis ir sudėtingumas auga visuose sektoriuose, tokiuose kaip gamybos, perdavimo, paskirstymo ir apkrovos sistemos. Tokių gedimų tipai kaip trumpojo jungimo sąlygos elektros energijos tinkle sukelia didelių ekonominių nuostolių ir sumažina elektros sistemos patikimumą. Elektros gedimas yra nenormali būklė, kurią sukelia įrangos gedimai, tokie kaip transformatoriai ir besisukančios mašinos, žmogaus klaidos ir aplinkos sąlygos. Dėl šių gedimų nutrūksta elektros srautai, sugadinama įranga ir net žūsta žmonės, paukščiai ir gyvūnai. Šiame straipsnyje aptariama įvairių tipų gedimų ir jų padarinių, įvykusių elektros energijos sistemose, apžvalga.
Kas yra elektros gedimas?
Elektros kaltė yra įtampų ir srovių nuokrypis nuo vardinių verčių ar būsenų. Įprastomis eksploatavimo sąlygomis elektros sistemos įrangai ar linijoms būdinga įprasta įtampa ir srovės, todėl sistema veikia saugiau.
Elektros energijos sistemos gedimai
Bet kai įvyksta gedimas, tai sukelia pernelyg dideles sroves, o tai sugadina įrangą ir prietaisus. Gedimų nustatymas ir analizė yra būtini norint pasirinkti ar suprojektuoti tinkamą skirstomąją įrangą, elektromechaninės relės , automatiniai jungikliai ir kiti apsaugos įtaisai.
Elektros energijos sistemų gedimų tipai
Elektros energijos sistemoje dažniausiai būna dviejų tipų gedimai, tokie kaip atviros grandinės ir trumpojo jungimo gedimai. Be to, šios rūšies gedimus galima suskirstyti į simetriškus ir nesimetriškus. Leiskite mums išsamiai aptarti šių tipų gedimus. Šie gedimai skirstomi į du tipus.
- Simetriškas gedimas
- Nesimetriškas gedimas
Simetriniai gedimai
Tai yra labai dideli gedimai ir energetikos sistemose pasitaiko retai. Tai taip pat vadinama subalansuotais gedimais ir yra dviejų tipų, būtent linija į žemę (L-L-L-G) ir linija į liniją (L-L-L).
Simetriniai gedimai
Tik 2–5 procentai sistemos gedimų yra simetriški. Jei atsiranda šių gedimų, sistema išlieka subalansuota, tačiau dėl to smarkiai pažeidžiama elektros energijos sistemos įranga.
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyti dviejų tipų trifaziai simetriški gedimai. Šio gedimo analizė yra lengva ir paprastai atliekama laipsniškai. Trijų fazių gedimų analizė arba informacija reikalinga pasirenkant nustatytos fazės reles, automatinių jungiklių plyšimo pajėgumą ir apsauginių skirstomųjų įrenginių reitingą.
Simetriniai gedimai skirstomi į du tipus
- Linija - Linija - Linijos gedimas
- Linija - linija - žemės gedimas
L - L - L gedimas
Šios rūšies gedimai yra subalansuoti, o tai reiškia, kad po gedimo sistema išlieka subalansuota. Taigi šis gedimas pasitaiko retai, nors didžiausią srovę palaiko būtent šiurkštus gedimas. Taigi ši srovė naudojama CB reitingui nustatyti.
L - L - L - G gedimas
Trifazis L - G gedimas daugiausia apima visą sistemos 3 fazę. Šis gedimas dažniausiai įvyksta tarp 3 fazių ir sistemos įžeminimo terminalo. Taigi yra 2–3% tikimybė įvykti gedimui.
Nesimetriški gedimai
Tai yra labai dažni ir ne tokie ryškūs nei simetriški gedimai. Yra daugiausia trys tipai: linija į žemę (L-G), linija į liniją (L-L) ir dviguba linija į žemę (LL-G).
Nesimetriški gedimai
Dažniausias gedimas yra linijos į žemę gedimas (L-G) ir 65–70 procentų gedimų yra tokio tipo.
Tai sukelia laidininko kontaktą su žeme ar žeme. Nuo 15 iki 20 procentų gedimų yra dviguba linija su žeme, todėl du laidininkai kontaktuoja su žeme. Linijos į liniją gedimai atsiranda, kai du laidininkai daugiausia liečiasi vienas su kitu, o linijos svyruoja dėl vėjo, o 5–10 procentų gedimų yra tokio tipo.
Tai taip pat vadinama nesubalansuotais gedimais, nes jų atsiradimas sukelia sistemos disbalansą. Sistemos disbalansas reiškia, kad tos impedanso vertės kiekvienoje fazėje yra skirtingos, todėl fazėse teka disbalanso srovė. Tai sunkiau išanalizuoti ir yra atliekami pagal fazes, panašiai kaip trifaziai subalansuoti gedimai.
Nesimetriniai gedimai skirstomi į du tipus
- Vienintelis L - G (linijos-žemės) gedimas
- L - L (Line-to-Line) gedimas
- Dvigubas L - G (linijos-žemės) gedimas
Pavienis L - G gedimas
Šis vienintelis L - G gedimas dažniausiai įvyksta, kai vienas laidininkas nukrenta įžeminimo gnybto link. Taigi maždaug nuo 70 iki 80% elektros sistemos gedimo yra vienas L - G gedimas.
L - L gedimas
Šis L– L gedimas dažniausiai įvyksta, kai trumpai sujungiami du laidininkai ir dėl stipraus vėjo. Taigi linijinius laidininkus galima perkelti dėl stipraus vėjo, jie gali liestis vienas su kitu ir sukelti trumpąjį jungimą. Taigi apytiksliai gali atsirasti 15 - 20% gedimų.
Dvigubas L - G gedimas
Dėl tokio pobūdžio kaltės abi dvi linijos susisiekia viena su kita per žemę. Taigi yra 10% gedimų tikimybė.
Atviros grandinės gedimai
Atviros grandinės gedimai dažniausiai atsiranda dėl vieno, kitaip, elektros sistemoje naudojamų laidininkų, veikimo sutrikimų. Atviros grandinės gedimų schema parodyta žemiau. Ši grandinė skirta 1 fazės, 2 fazės ir 3 fazių atidarymo būsenai.
Šie gedimai dažniausiai atsiranda dėl bendrų problemų, tokių kaip oro linijų jungčių, kabelių gedimas, grandinės pertraukiklio fazės gedimas, laidininko ar saugiklio tirpimas vienoje ar daugiau fazių.
Šie gedimai taip pat žinomi kaip serijiniai gedimai, kurie yra nesubalansuoti, kitaip nesimetriniai, išskyrus 3 fazių atvirą gedimą.
Pvz., Perdavimo linija veikia per subalansuotą apkrovą, kol įvyksta atvira gedimo grandinė. Perdavimo linijoje, jei kuri nors iš fazių ištirps, faktinė generatoriaus apkrova gali būti sumažinta ir padidėja generatoriaus pagreitis, taigi jis dirba šiek tiek didesniu nei sinchroninis greičiu. Kituose perdavimo kabeliuose šis greitis gali sukelti viršįtampį. Todėl vienos fazės ir 2 fazių atviros sąlygos gali sukurti elektros sistemos sroves ir įtampą, o tai daro didžiulę žalą aparatui.
Šie gedimai skirstomi į tris tipus, pavyzdžiui, į šiuos.
- Atidaryta laidininko gedimas
- Du laidininkai atidaryti gedimą
- Trys laidininkai atidaryti.
Gedimų tipų priežastys ir pasekmės
Šie gedimai gali atsirasti dėl netinkamo grandinės veikimo, taip pat dėl sugedusio laidininko 1 fazės ar daugiau fazių. Atviros grandinės gedimų pasekmės yra šios.
- Netinkamas elektros energijos sistemos veikimas
- Šie trūkumai gali kelti pavojų gyvūnams ir žmonėms
- Visų pirma, dalis tinklo, kai įtampa viršija normaliąsias vertes, sukelia izoliacijos gedimus ir trumpojo jungimo gedimus.
- Nors tokio tipo grandinės gedimai gali būti priimami ilgą laiką, palyginti su trumpojo jungimo tipo gedimais, nes šie gedimai turi būti atskirti, kad būtų sumažinta didelė žala.
Trumpojo jungimo gedimai
Trumpojo jungimo gedimai dažniausiai atsiranda dėl fazinių laidininkų ir įžeminimo izoliacijos gedimo. Izoliacijos gedimas gali sukelti trumpojo jungimo kelio susidarymą, kuris suaktyvina trumpojo jungimo sąlygas grandinėje.
Trumpojo jungimo apibrėžimas yra nenormalus labai mažos impedanso ryšys tarp dviejų skirtingo potencialo taškų, nesvarbu, ar užbaigtas atsitiktinai, ar specialiai. Šie gedimai yra labiausiai paplitę tipai, dėl kurių visose perdavimo linijose ar įrenginiuose atsiranda nenormalus didelis srovės srautas.
Jei trumpo jungimo triktims leidžiama tęstis net ir trumpam, tai daro didelę žalą aparatui. Trumpojo jungimo gedimai taip pat žinomi kaip šunto gedimai, nes šie gedimai dažniausiai atsiranda dėl fazinių laidininkų izoliacijos gedimo, kitaip tarp fazinių laidininkų ir žemės
Skirtingas pasiekiamas trumpojo jungimo gedimo sąlygas daugiausia sudaro 3 fazės - žemė, 3 - fazės be žemės, 1 - fazės - žemė, fazės - fazės, 2 - fazės - žemė, fazės - fazė ir vienfazės - žemė.
Tiek 3 fazių gedimas nuo žemės, tiek 3 fazių gedimas žemės atžvilgiu gali būti simetriškas arba subalansuotas, o kiti gedimai yra nesimetriniai.
Trumpojo jungimo gedimų priežastys ir pasekmės
Trumpojo jungimo gedimai gali atsirasti dėl šių priežasčių.
- Šie gedimai gali atsirasti dėl vidinio, kitaip išorinio poveikio
- Vidiniai efektai yra perdavimo linijų gedimas, įrangos sugadinimas, izoliacijos senėjimas, izoliacijos korozija generatoriuje, netinkamas elektros prietaisų, transformatorių įrengimas ir netinkamas jų dizainas.
- Šie gedimai gali atsirasti dėl išorinio aparato poveikio, izoliacijos gedimo dėl apšvietimo šuolių ir mechaninių visuomenės pažeidimų.
Trumpojo jungimo gedimų pasekmės yra šios.
- Lankiniai gedimai gali sukelti gaisrą ir sprogimą tokiuose aparatuose kaip transformatoriai ir grandinės pertraukikliai.
- Maitinimo srautas gali būti stipriai apribotas, kitaip net visiškai užblokuotas, jei išlieka trumpojo jungimo klaida.
- Sistemos darbinės įtampos gali būti didesnės arba mažesnės už jų priimtinas vertes, kad padarytų žalingą poveikį per energijos sistemą teikiamai paslaugai.
- Dėl nenormalių srovių aparatas pašildomas, kad būtų galima sumažinti jų izoliacijos tarnavimo laiką.
Gedimų tipų priežastys
Pagrindinės priežastys, dėl kurių kyla elektros gedimai, yra šios.
Oro sąlygos
Tai apima apšvietimo streikus, smarkias liūtis, stiprų vėją, druskos nusėdimą ant oro linijų ir laidininkų, sniego ir ledo kaupimąsi perdavimo linijose ir kt. Šios aplinkos sąlygos nutraukia elektros tiekimą ir pažeidžia elektros instaliacijas.
Įrangos gedimai
Įvairi elektros įranga, pavyzdžiui generatoriai , varikliai, transformatoriai, reaktoriai, perjungimo įtaisai ir kt. sukelia trumpojo jungimo gedimus dėl netinkamo veikimo, senėjimo, kabelių izoliacijos gedimo ir apvijos. Dėl šių gedimų per prietaisus ar įrangą teka didelė srovė, kuri dar labiau ją pažeidžia.
Žmogaus klaidos
Elektros gedimai taip pat atsiranda dėl žmogiškų klaidų, tokių kaip netinkamo įrangos ar prietaisų įvertinimo parinkimas, metalinių ar elektrines laidžių dalių pamiršimas po aptarnavimo ar priežiūros, grandinės perjungimas, kol ji yra aptarnaujama ir kt.
Ugnies dūmai
Oro jonizavimas dėl dūmų dalelių, apsupantis oro linijas, sukelia kibirkštį tarp linijų arba tarp laidininkų į izoliatorių. Dėl šio blyksnio izoliatoriai praranda izoliacinius pajėgumus dėl aukštos įtampos .
Gedimų tipai ir jų padariniai
Elektros gedimai dažniausiai atsiranda dėl šių priežasčių.
Virš dabartinio srauto
Įvykus gedimui, jis sukuria labai mažą srovės srauto impedanso kelią. Tai lemia tai, kad iš maitinimo šaltinio paimama labai didelė srovė, sukeldama relių veikimą, sugadinant įrangos izoliaciją ir komponentus.
Pavojus eksploatuojančiam personalui
Gedimas taip pat gali sukelti šokus asmenims. Šoko stiprumas priklauso nuo srovės ir įtampos gedimo vietoje ir netgi gali sukelti mirtį.
Įrangos praradimas
Didelė srovė dėl trumpojo jungimo gedimų lemia komponentų pilną sudegimą, dėl ko netinkamai veikia įranga ar prietaisas. Kartais stipri gaisras sukelia visišką įrangos perdegimą.
Trikdo tarpusavyje sujungtas aktyvias grandines
Gedimai daro įtaką ne tik jų atsiradimo vietai, bet ir sutrikdo aktyvias sujungtas grandines su sugedusia linija.
Elektros gaisrai
Trumpas jungimas sukelia blykstes ir kibirkštis dėl oro jonizacijos tarp dviejų laidžių takų, o tai toliau sukelia gaisrą, kaip dažnai pastebime naujienose, pavyzdžiui, pastatų ir prekybos kompleksų gaisruose.
Gedimus ribojantys prietaisai
Galima sumažinti priežastis, tokias kaip žmogaus klaidos, bet ne aplinkos pokyčius. Gedimų šalinimas yra labai svarbi užduotis elektros energijos tinkle. Jei sugedus sugadinti ar nutraukti grandinę, tai sumažina didelę žalą įrangai ir turtui. Kai kuriuose iš šių gedimus ribojančių įtaisų yra saugikliai, automatiniai jungikliai , relės aptariamos toliau.
Įrenginių apsauga
Lydusis saugiklis
Tai yra pagrindinis apsaugos įtaisas. Tai yra plona viela, uždaryta korpuse arba stiklinėje, jungianti dvi metalines dalis. Ši viela ištirpsta, kai grandinėje teka per didelė srovė. Saugiklio tipas priklauso nuo įtampos, kuria jis turi veikti. Laidą reikia pakeisti rankiniu būdu, kai jis išsipučia.
Grandinės pertraukiklis
Tai sukuria grandinę įprastu režimu, taip pat nutrūksta esant neįprastoms sąlygoms. Tai sukelia automatinį grandinės suveikimą įvykus gedimui. Tai gali būti elektromechaniniai automatiniai jungikliai, pvz., Vakuuminiai / alyvos automatiniai jungikliai ir tt, arba ypač greiti elektroniniai automatiniai jungikliai .
Estafetė
Tai yra sąlyginis valdymo jungiklis. Jis susideda iš magnetinės ritės ir paprastai atvirų ir uždarų kontaktų. Gedimas padidina srovę, kuri įjungia relės ritę, todėl kontaktai veikia, todėl grandinė nutrūksta nuo srovės tekėjimo. Apsauginės relės yra skirtingų tipų, tokių kaip impedansinės relės, mho relės ir kt.
Apšvietimo galios apsaugos įtaisai
Tai apima apšvietimo stabdžius ir įžeminimo įtaisus, apsaugančius sistemą nuo žaibo ir viršįtampių įtampos.
Taikomoji trijų fazių gedimų analizė
Mes galime analizuoti trifazius gedimus naudojant paprastą grandinę, kaip parodyta žemiau. Šiuo atveju laikini ir nuolatiniai gedimai atsiranda dėl gedimų jungiklių. Jei vieną kartą paspausime mygtuką kaip laikiną gedimą, laikmačio išdėstymas atjungia apkrovą ir taip pat atstato maitinimą atgal į apkrovą. Jei tam tikrą laiką paspaudžiame ON mygtuką kaip nuolatinį gedimą, ši sistema visiškai išjungia apkrovą pagal relės išdėstymą.
Trijų fazių gedimų analizė
Kaip aptikti ir surasti gedimus?
Perdavimo linijose gedimą nustatyti labai lengva, nes krizė paprastai pastebima. Pavyzdžiui, kai koks medis nukrito per perdavimo liniją, kitaip gali būti pažeistas elektros stulpas, o laidininkai guli ant žemės.
Kabelių sistemoje gedimus galima nustatyti, kai grandinė neveikia kitaip, kai grandinė veikia. Yra skirtingi gedimo vietos nustatymo metodai, kuriuos galima suskirstyti į gnybtų metodus, kurie veikia su srovėmis, taip pat įtampa, matuojama kabelio galuose, ir atsekamųjų metodų metodus, kuriuos reikia patikrinti per kabelį. Įprastinė gedimų sritis gali būti įrengta terminalo technikoje, kad būtų galima greičiau atsekti perdavimo laidą.
Laidų sistemose gedimo vietą galima rasti atliekant laidų patikrinimą. Sudėtingose laidų sistemose, kur laidai gali būti palaidoti, šie gedimai dedami per laiko srities reflektorių, kuris siunčia impulsą laidu ir po to ištiria atspindėtą signalą, kad atpažintų elektros laido gedimus.
Garsiame povandeniniame telegrafo kabelyje reaguojantys galvanometrai buvo naudojami gedimo srovėms apskaičiuoti bandant gedimo kabelio galuose. Kabeliuose gedimams nustatyti naudojami du metodai, tokie kaip Varley kilpa, taip pat Murray kilpa.
Maitinimo kabelyje izoliacijos gedimas negali atsirasti esant žemai įtampai. Taigi, naudojant kabelį aukštos įtampos impulsą ir didelę energiją, naudojamas smūgio bandymas. Gedimo vietą galima padaryti klausant iškrovos garso klaidos metu. Kai šis bandymas duoda žalos kabelio vietoje, jis yra naudingas, nes bet kuriuo atveju sugedusią vietą tektų pakartotinai izoliuoti.
Skirstymo sistemoje, kurioje įžemintas didelis atsparumas, tiektuvas gali išplėsti paklaidą į žemę, tačiau sistema palaiko procesą. Sutrikusį ir įjungtą tiektuvą galima rasti žiedinio tipo srovės transformatoriuje, kuris surenka visus grandinės fazinius laidus, paprasčiausiai grandinėje yra gedimas į žemę, iliustruoja netrikdytą srovę. Įžeminimo rezistorius naudojamas tam, kad būtų lengviau pastebėti įžeminimo srovę tarp dviejų verčių, kad įveiktų gedimo srovę.
Tikiuosi, kad turite pagrindinę idėją apie trifazius gedimus. Dėkojame už brangiai praleistą laiką su straipsniu. Be to, apie bet kokius klausimus, susijusius su elektriniais ir elektroniniais projektais, parašykite savo atsiliepimus toliau pateiktame komentarų skyriuje.
Nuotraukų kreditai
Gaisrai dėl elektros gedimų 3.bp.blogspot
Nesimetriški gedimai pdfonline
Apsaugos prietaisai inspectapedia
