Tipuri de defecțiuni și efecte în sistemele de alimentare electrică

Sistemul de energie electrică crește în dimensiune și complexitate în toate sectoarele, cum ar fi sistemele de generare, transmisie, distribuție și sarcină. Tipuri de defecte cum ar fi condiții de scurtcircuit în rețeaua sistemului de energie electrică duc la pierderi economice severe și reduc fiabilitatea sistemului electric. O defecțiune electrică este o stare anormală, cauzată de defecțiunile echipamentelor, cum ar fi transformatoarele și mașinile rotative, erorile umane și condițiile de mediu. Aceste defecte cauzează întreruperea fluxurilor electrice, daune echipamentelor și chiar provoacă moartea oamenilor, păsărilor și animalelor. Acest articol discută o prezentare generală a diferitelor tipuri de defecțiuni și a efectelor acestora care au apărut în sistemele de energie electrică.

Ce este o defecțiune electrică?

Un electric vina este abaterea tensiunilor și curenților de la valorile nominale sau stări. În condiții normale de funcționare, echipamentele sau liniile sistemului de alimentare transportă tensiuni și curenți normali, ceea ce duce la o funcționare mai sigură a sistemului.

Defecțiuni la sistemul de alimentare electrică

Dar atunci când apare o defecțiune, aceasta determină curgerea unor curenți excesiv de mari, ceea ce provoacă daune echipamentelor și dispozitivelor. Detectarea și analiza defecțiunilor sunt necesare pentru a selecta sau proiecta echipamente de distribuție adecvate, relee electromecanice , întrerupătoare de circuit și alte dispozitive de protecție.

Tipuri de defecțiuni în sistemele de alimentare electrică

În sistemul de alimentare electrică, defecțiunile sunt în principal două tipuri, cum ar fi defecțiunile în circuit deschis și defectele de scurtcircuit. Și, în plus, aceste tipuri de defecte pot fi clasificate în simetric și nesimetric. Să discutăm în detaliu aceste tipuri de defecte. Aceste defecte sunt clasificate în două tipuri.

• Defecțiune simetrică
• Defecțiune nesimetrică

Defecte simetrice

Acestea sunt defecte foarte grave și apar rar în sistemele de alimentare. Acestea sunt, de asemenea, numite defecte echilibrate și sunt de două tipuri și anume linie la linie la sol (L-L-L-G) și linie la linie (L-L-L).

Defecțiuni simetrice

Doar 2-5 la sută din defecțiunile sistemului sunt defecte simetrice. Dacă apar aceste defecțiuni, sistemul rămâne echilibrat, dar are ca rezultat deteriorarea gravă a echipamentului sistemului de alimentare electrică.

Figura de mai sus prezintă două tipuri de defecte simetrice trifazate. Analiza acestei defecțiuni este ușoară și se desfășoară, de obicei, pe etape. Pentru selectarea releelor ​​de fază setată, capacitatea de rupere a întreruptoarelor și evaluarea aparatului de protecție este necesară o analiză trifazată a defecțiunilor sau informații.

Defectele simetrice sunt clasificate în două tipuri

• Linie - Linie - Defecțiune de linie
• Linie - Linie - Defecțiune la sol

L - L - L Defecțiune

Aceste tipuri de defecțiuni sunt echilibrate, ceea ce înseamnă că sistemul rămâne echilibrat după apariția defecțiunii. Deci, această defecțiune apare rar, deși tipul de defecțiune dur este cel care deține cel mai mare curent. Deci, acest curent este utilizat pentru a determina ratingul CB.

L - L - L - G Defect

Defecțiunea L - G cu 3 faze cuprinde în principal toate cele 3 faze ale sistemului. Această defecțiune apare în principal în cele 3 faze, precum și în terminalul de masă al sistemului. Deci, există o probabilitate de 2 până la 3% să apară defecțiunea.

Defecte nesimetrice

Acestea sunt foarte frecvente și mai puțin severe decât defectele simetrice. Există în principal trei tipuri și anume defecte linie la sol (L-G), linie la linie (L-L) și duble linie la sol (LL-G).

Defecte nesimetrice

Defecțiunea linie la sol (L-G) este cea mai frecventă defecțiune și 65-70 la sută din defecțiunile sunt de acest tip.

Acesta determină contactul conductorului cu pământul sau solul. 15-20 la sută din defecțiuni sunt duble de linie la masă și determină contactul celor doi conductori cu solul. Defecțiunile de la linie la linie apar atunci când doi conductori intră în contact unul cu celălalt, în principal în timp ce se leagănă de linii din cauza vânturilor și 5-10 la sută din defectele sunt de acest tip.

Acestea sunt, de asemenea, numite defecte dezechilibrate, deoarece apariția lor provoacă dezechilibru în sistem. Dezechilibrul sistemului înseamnă că valorile impedanței sunt diferite în fiecare fază, determinând curentul de dezechilibru să curgă în faze. Acestea sunt mai dificil de analizat și sunt efectuate pe bază de fază, similar cu defecțiunile echilibrate trifazate.

Defectele nesimetrice sunt clasificate în două tipuri

• Un singur defect L - G (linie-la-sol)
• Eroare L - L (linie-la-linie)
• Eroare dublă L - G (linie-la-sol)

Un singur defect L - G

Această singură defecțiune L - G apare în principal odată ce un singur conductor cade spre terminalul de masă. Deci, în jur de 70 până la 80% din defecțiunea sistemului electric este singura defecțiune L - G.

L - L Defect

Această defecțiune L - L apare în principal după ce doi conductori sunt scurtcircuitați și, de asemenea, din cauza vântului puternic. Deci conductorii de linie pot fi deplasați din cauza vântului puternic, se pot atinge între ei și provoacă scurtcircuit. Deci, 15 - 20% din defecțiuni pot apărea aproximativ.

Eroare dublă L - G

În acest fel de defecțiune, ambele două linii intră în contact una cu cealaltă prin sol. Deci, există o probabilitate de 10% pentru defecte.

Defecțiuni la circuit deschis

Defecțiunile la circuit deschis apar în principal din cauza funcționării defectuoase a unuia dintre conductorii folosiți în sistemul de alimentare. Diagrama defecțiunilor în circuit deschis este prezentată mai jos. Acest circuit este pentru condiții deschise monofazate, 2 faze și 3 faze.

Aceste defecte apar în principal din cauza problemelor obișnuite, cum ar fi defectarea articulațiilor în liniile aeriene, cabluri, defectarea fazei unui întrerupător, topirea conductorului sau a siguranței într-o fază sau mai multe faze.
Aceste defecte sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de defecte de serie, care sunt tipuri dezechilibrate altfel tipuri nesimetrice, în afară de defectul trifazat deschis.

De exemplu, o linie de transmisie funcționează printr-o sarcină echilibrată înainte de apariția unui circuit de avarie deschis. În linia de transmisie, dacă oricare dintre faze se dizolvă, încărcarea efectivă a alternatorului poate fi redusă și crește accelerația alternatorului, deci funcționează la o viteză ceva mai mare decât viteza sincronă. În alte cabluri de transmisie, această supratensiune poate provoca supratensiuni. Prin urmare, condițiile deschise monofazate și bifazate pot genera curenți și tensiuni ale sistemului de alimentare care cauzează daune imense aparatului.

Aceste defecte sunt clasificate în trei tipuri, cum ar fi următoarele.

• Deschideți eroarea conductorului
• Doi conductori Open Fault
• Trei conductoare deschise defect.

Cauzele și efectele tipurilor de defecte

Aceste defecțiuni pot fi cauzate din cauza defecțiunii circuitului, precum și a conductorului întrerupt în faze monofazate sau mai multe. Efectele defecțiunilor în circuit deschis includ următoarele.

• Funcționare neregulată a sistemului de alimentare electrică
• Aceste defecte pot periclita atât animalele, cât și ființele umane
• În special, o porțiune a rețelei, atunci când tensiunea este depășită dincolo de valorile normale, atunci provoacă defecțiuni de izolație și dezvoltă defecte de scurtcircuit.
• Chiar dacă aceste tipuri de defecte de circuit pot fi acceptate pentru o lungă perioadă de timp în comparație cu defecțiunile de tip scurtcircuit, deoarece aceste defecte trebuie să fie detașate pentru a reduce daunele mari.

Defecțiuni la scurtcircuit

Defecțiunile la scurtcircuit apar în principal din cauza defecțiunilor din izolație între conductoarele de fază și pământ. O defecțiune a izolației poate provoca o formare a traseului de scurtcircuit care activează condițiile de scurtcircuit în circuit.

Definiția unui scurtcircuit este o conexiune anormală cu o impedanță extrem de redusă între două puncte de potențial diferit, indiferent dacă este completată întâmplător sau intenționat. Aceste defecțiuni sunt cele mai frecvente tipuri care duc la un flux anormal de curent ridicat pe toate liniile de transmisie sau echipamente.

Dacă defecțiunile la scurtcircuit sunt permise să continue chiar și pentru o perioadă mică de timp, atunci acest lucru duce la deteriorarea aparatului. Defecțiunile la scurtcircuit sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de defecte de șunt, deoarece aceste defecte apar în principal din cauza defecțiunii izolației dintre conductorii de fază, altfel între conductorii de fază și pământ.

Diferitele condiții de defecțiune la scurtcircuit realizabile cuprind în principal 3 faze la pământ, 3 faze la pământ, 1 fază la pământ, fază la fază, 2 faze la pământ, fază la fază și monofazate la pământ.

Atât defectul trifazic liber de pământ, cât și defectul trifazat spre pământ, pot fi simetrice sau echilibrate, în timp ce alte defecte sunt defecte nesimetrice.

Cauzele și efectele defecțiunilor la scurtcircuit

Defecțiunile la scurtcircuit pot apărea din următoarele motive.

• Aceste defecte pot apărea din cauza efectelor interne, altfel externe
• Efectele interne sunt defectarea liniilor de transmisie, deteriorarea echipamentelor, îmbătrânirea izolației, coroziunea izolației din generator, instalațiile necorespunzătoare ale dispozitivelor electrice, transformatoarele și designul inadecvat al acestora.
• Aceste defecte pot apărea din cauza efectelor exterioare ale aparatului, a defecțiunii izolației din cauza supratensiunilor de iluminare și a deteriorării mecanice de către public.

Efectele defecțiunilor la scurtcircuit includ următoarele.

• Defecțiunile de arcare pot provoca incendii și explozii în aparate precum transformatoarele, precum și întrerupătoarele.
• Fluxul de energie poate fi restricționat sever altfel chiar blocat în totalitate dacă persistă eroarea de scurtcircuit.
• Tensiunile de funcționare ale sistemului pot merge peste sau sub valorile lor de acceptare pentru a produce un efect dăunător asupra serviciului furnizat prin intermediul sistemului de alimentare.
• Din cauza curenților anormali, aparatul se încălzește astfel încât durata de viață a izolației lor să poată fi redusă.

Cauzele tipurilor de defecte

Principalele motive pentru a provoca defecțiuni electrice includ următoarele.

Conditiile meteo

Include lovituri de iluminat, ploi abundente, vânturi puternice, depunerea de sare pe liniile aeriene și conductori, acumularea de zăpadă și gheață pe liniile de transmisie etc. Aceste condiții de mediu întrerup alimentarea cu energie și, de asemenea, deteriorează instalațiile electrice.

Defecțiuni ale echipamentului

Diverse echipamente electrice cum ar fi generatoare , motoarele, transformatoarele, reactoarele, dispozitivele de comutare etc. cauzează defecte la scurtcircuit din cauza funcționării defectuoase, a îmbătrânirii, a defectării izolației cablurilor și a înfășurării. Aceste defecțiuni duc la curgerea unui curent mare prin dispozitive sau echipamente care îl deteriorează în continuare.

Erori umane

Defecțiunile electrice sunt cauzate, de asemenea, din cauza erorilor umane, cum ar fi selectarea unei calificări necorespunzătoare a echipamentelor sau dispozitivelor, uitarea pieselor conductoare metalice sau electrice după întreținere sau întreținere, comutarea circuitului în timp ce acesta este în service, etc.

Fumul incendiilor

Ionizarea aerului, datorită particulelor de fum, care înconjoară liniile aeriene duce la scânteie între liniile sau între conductori către izolator. Această trecere rapidă face ca izolatorii să își piardă capacitatea de izolare din cauza tensiunilor mari .

Tipuri de defecte și efectele lor

Efectele defecțiunilor electrice apar în principal din următoarele motive.

Peste debitul curent

Când apare defecțiunea, acesta creează o cale de impedanță foarte mică pentru fluxul curent. Acest lucru duce la obținerea unui curent foarte mare din sursă, provocând declanșarea releelor, deteriorând izolația și componentele echipamentului.

Pericol pentru personalul care operează

Apariția defectelor poate provoca, de asemenea, șocuri indivizilor. Severitatea șocului depinde de curent și tensiune la locul defectului și poate duce chiar la moarte.

Pierderea echipamentului

Curentul puternic datorat defecțiunilor la scurtcircuit are ca rezultat arderea completă a componentelor, ceea ce duce la funcționarea necorespunzătoare a echipamentului sau a dispozitivului. Uneori, un incendiu puternic determină arderea completă a echipamentului.

Deranjează circuitele active interconectate

Defecțiunile nu afectează numai locația în care apar, ci și perturbă circuitele interconectate active la linia defectată.

Incendii electrice

Scurtcircuitul provoacă fulgerări și scântei datorită ionizării aerului între două căi conductoare, ceea ce duce în continuare la incendiu, așa cum observăm adesea în știri precum construirea și cumpărarea incendiilor complexe.

Dispozitive de limitare a erorilor

Este posibil să se reducă la minimum cauze precum erorile umane, dar nu și modificările de mediu. Eliminarea defecțiunilor este o sarcină crucială în rețeaua sistemului de alimentare. Dacă reușim să întrerupem sau să întrerupem circuitul atunci când apare o defecțiune, aceasta reduce daunele considerabile aduse echipamentului și, de asemenea, bunurilor. Unele dintre aceste dispozitive de limitare a defecțiunilor includ siguranțe, întrerupătoare de circuit , releele sunt discutate mai jos.

Dispozitive de protecție

Siguranță

Este dispozitivul principal de protecție. Este un fir subțire închis într-o carcasă sau sticlă care leagă două părți metalice. Acest fir se topește atunci când curentul excesiv circulă în circuit. Tipul siguranței depinde de tensiunea la care trebuie să funcționeze. Înlocuirea manuală a sârmei este necesară odată ce a trecut prin explozie.

Întrerupător de circuit

Face circuitul la normal, precum și pauze în condiții anormale. Provoacă declanșarea automată a circuitului atunci când apare o defecțiune. Poate fi întrerupătoare electromecanice cum ar fi întrerupătoare de vid / ulei etc. sau întreruptoare electronice ultrarapide .

Releu

Este un comutator de funcționare bazat pe condiții. Se compune dintr-o bobină magnetică și contacte normal deschise și închise. Apariția unei defecțiuni mărește curentul care alimentează bobina releului, rezultând contactele să funcționeze, astfel încât circuitul să fie întrerupt din curgerea curentului. Relee de protecție sunt de diferite tipuri, cum ar fi releele de impedanță, releele mho etc.

Dispozitive de protecție a puterii de iluminat

Acestea includ opritoare de iluminat și dispozitive de împământare pentru a proteja sistemul împotriva trăsnetelor și a tensiunilor de supratensiune.

Analiza defecțiunilor în trei faze bazată pe aplicație

Noi putem analizați defecțiunile trifazate utilizând un circuit simplu așa cum se arată mai jos. În acest caz, defecțiunile temporare și permanente sunt create de comutatoare de defect. Dacă apăsăm butonul o dată ca o eroare temporară, aranjamentul temporizatorului declanșează sarcina și, de asemenea, restabilește sursa de alimentare la sarcină. Dacă apăsăm ON acest buton pentru o anumită perioadă de timp ca defecțiune permanentă, acest sistem oprește complet sarcina prin aranjamentul releului.

Analiza defecțiunilor în trei faze

Cum să detectăm și să localizăm defectele?

În liniile de transport, defecțiunea este foarte ușor de identificat, deoarece criza este în general vizibilă. De exemplu, odată ce un copac a căzut peste linia de transmisie, în caz contrar, un stâlp electric poate fi deteriorat, iar conductorii se află pe pământ.

Într-un sistem de cablu, localizarea defecțiunilor se poate face atunci când circuitul nu funcționează altfel când circuitul funcționează. Există diferite metode de localizare a defectelor care pot fi împărțite în tehnici terminale, care funcționează cu curenți, precum și cu tensiuni măsurate la capetele cablului și metode de urmărire care necesită inspecție prin cablu. Zona normală a defecțiunilor poate fi localizată la tehnicile terminale pentru a accelera urmărirea pe un cablu de transmisie.

În sistemele de cablare, locația defectului poate fi găsită pe tot parcursul verificării firelor. În sistemele de cablare dificile, oriunde ar putea fi îngropate firele, aceste defecte sunt plasate printr-un reflectometru cu domeniu de timp care trimite un impuls pe fir și apoi examinează semnalul reflectat pentru a recunoaște defecțiunile din firul electric.

Într-un celebru cablu telegrafic subacvatic, galvanometrele receptive au fost utilizate pentru a calcula curenții de defecțiune prin testarea la capetele cablului de defecțiune. În cabluri, sunt utilizate două metode pentru localizarea defectelor, cum ar fi bucla Varley, precum și bucla Murray.

Într-un cablu de alimentare, o defecțiune de izolație nu poate apărea la tensiuni scăzute. Deci, un test de umflare este utilizat prin aplicarea unui impuls de înaltă tensiune, energie ridicată cablului. Localizarea defectului se poate face ascultând sunetul de descărcare la eroare. Atunci când acest test se dăruiește la locul cablului, este util, deoarece locația defectă ar trebui să fie izolată odată ce a fost configurată, în orice caz.

Într-un sistem de distribuție cu rezistență ridicată la pământ, un alimentator poate extinde o eroare la pământ, cu toate acestea sistemul se menține în proces. Alimentatorul defect și energizat poate fi găsit într-un transformator de curent de tip inel care reunește toate firele de fază pentru circuit, pur și simplu circuitul include o defecțiune la pământ, ilustrând un curent net perturbat. Rezistorul de împământare este utilizat pentru a face curentul defectului la pământ mai ușor de observat între două valori pentru a bate curentul de defect.

Sper că ai o idee de bază despre defecțiunile trifazate. Vă mulțumim pentru timpul valoros petrecut cu articolul. În plus, orice întrebări referitoare la proiecte electrice și electronice, vă rugăm să scrieți feedback-ul dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.

Credite foto

Incendii din cauza defecțiunilor electrice de 3.bp.blogspot
Defecte nesimetrice de pdfonline
Protejarea dispozitivelor prin inspectapedia