Typer feil og effekter i elektriske kraftsystemer

Det elektriske kraftsystemet vokser i størrelse og kompleksitet i alle sektorer som genererings-, overførings-, distribusjons- og lastesystemer. Typer feil som kortslutningsforhold i kraftsystemnettverket resulterer i alvorlige økonomiske tap og reduserer påliteligheten til det elektriske systemet. En elektrisk feil er en unormal tilstand, forårsaket av utstyrssvikt som transformatorer og roterende maskiner, menneskelige feil og miljøforhold. Disse feilene forårsaker avbrudd i elektriske strømninger, skader på utstyr og til og med forårsaker død av mennesker, fugler og dyr. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over forskjellige typer feil og deres effekter som oppstod i elkraftsystemer.

Hva er en elektrisk feil?

En elektrisk feil er avviket mellom spenninger og strømmer fra nominelle verdier eller tilstander. Under normale driftsforhold bærer kraftsystemutstyr eller ledninger normale spenninger og strømmer, noe som resulterer i sikrere drift av systemet.

Feil i elektrisk kraftsystem

Men når en feil oppstår, fører det til at det strømmer for høye strømmer som forårsaker skade på utstyr og enheter. Feilsøking og analyse er nødvendig for å velge eller designe passende koblingsutstyr, elektromekaniske reléer , strømbrytere og andre beskyttelsesenheter.

Typer feil i elektriske kraftsystemer

I det elektriske systemet er feilene hovedsakelig to typer som åpen kretsfeil og kortslutningsfeil. Og videre kan disse typer feil klassifiseres i symmetriske og usymmetriske. La oss diskutere disse typer feil i detalj. Disse feilene er klassifisert i to typer.

• Symmetrisk feil
• Usymmetrisk feil

Symmetriske feil

Dette er svært alvorlige feil og forekommer sjelden i kraftsystemene. Disse kalles også balanserte feil og er av to typer, nemlig linje til linje til bakken (L-L-L-G) og linje til linje (L-L-L).

Symmetriske feil

Bare 2-5 prosent av systemfeilene er symmetriske feil. Hvis disse feilene oppstår, forblir systemet balansert, men resulterer i alvorlig skade på utstyret til det elektriske systemet.

Ovennevnte figur viser to typer trefasede symmetriske feil. Analyse av denne feilen er enkel og gjennomføres vanligvis på trinnvis basis. Tre-fase feilanalyse eller informasjon er nødvendig for valg av settfasereléer, spenningskapasiteten til effektbryterne og vurdering av beskyttelsesutstyret.

De symmetriske feilene er klassifisert i to typer

• Linje - Linje - Linjefeil
• Linje - Linje - Jordfeil

L - L - L Feil

Denne typen feil er balansert, noe som betyr at systemet forblir balansert etter at feilen oppstår. Så denne feilen oppstår sjelden, selv om det er den harde typen feil som har den største strømmen. Så denne strømmen brukes til å bestemme vurderingen til sentralbanken.

L - L - L - G Feil

3-fase L - G-feilen består hovedsakelig av hele systemets 3-fase. Denne feilen oppstår hovedsakelig i 3-fasene så vel som i jordterminalen til systemet. Så det er 2 til 3% av sannsynligheten for å oppstå feilen.

Usymmetriske feil

Disse er veldig vanlige og mindre alvorlige enn symmetriske feil. Det er hovedsakelig tre typer, nemlig feil på linje til bakke (L-G), linje til linje (L-L) og dobbel linje til bakke (LL-G).

Usymmetriske feil

Linjen til jordfeil (L-G) er den vanligste feilen, og 65-70 prosent av feilene er av denne typen.

Det får lederen til å komme i kontakt med jorden eller bakken. 15 til 20 prosent av feilene er dobbel linje mot bakken og får de to lederne til å komme i kontakt med bakken. Linje til linjefeil oppstår når to ledere kommer i kontakt med hverandre hovedsakelig mens de svinger av linjer på grunn av vind, og 5-10 prosent av feilene er av denne typen.

Disse kalles også ubalanserte feil siden forekomsten forårsaker ubalanse i systemet. Ubalansen i systemet betyr at impedansverdiene er forskjellige i hver fase og forårsaker at ubalansestrøm flyter i fasene. Disse er vanskeligere å analysere og bæres av per fase-basis som ligner på tre-fase balanserte feil.

De usymmetriske feilene er klassifisert i to typer

• Enkelt L - G (Line-to-Ground) feil
• L - L (linje-til-linje) feil
• Dobbel L - G (linje til bakke) feil

Enkelt L - G Feil

Denne enkle L - G feilen oppstår hovedsakelig når en enkelt leder faller mot jordterminalen. Så rundt 70 til 80% av feilen i kraftsystemet er den eneste L - G feilen.

L - L Feil

Denne L– L-feilen oppstår hovedsakelig når to ledere er kortsluttet og også på grunn av tung vind. Så ledningene kan beveges på grunn av tung vind, de kan berøre hverandre og forårsake kortslutning. Så, 15-20% av feilene kan oppstå omtrent.

Dobbel L - G feil

I denne typen feil kommer begge de to linjene i kontakt med hverandre gjennom bakken. Så det er 10% sannsynlighet for feil.

Åpne kretsfeil

Feil i åpen krets oppstår hovedsakelig på grunn av feilfunksjonen til en ellers flere ledere som brukes i kraftsystemet. Diagrammet for feil i åpen krets er vist nedenfor. Denne kretsen er for 1-fase, 2-faser og 3-faser åpen tilstand.

Disse feilene oppstår hovedsakelig på grunn av vanlige problemer som svikt i skjøter i luftledninger, kabler, svikt i fasen til en strømbryter, smelting av leder eller sikring i en fase eller flere faser.
Disse feilene er også kjent som seriefeil som er ubalanserte typer, ellers usymmetriske typer bortsett fra 3-fase åpen feil.

For eksempel fungerer en overføringsledning gjennom en balansert belastning før en åpen feilkrets oppstår. Hvis en av fasene blir oppløst i overføringslinjen, kan en dynamos faktiske belastning reduseres og øker akselerasjonen til dynamoen, så den fungerer med en hastighet noe høyere enn den synkrone hastigheten. I andre overføringskabler kan denne overhastigheten forårsake overspenning. Derfor kan 1-fase og 2-fase åpne forhold generere strøm og spenning i kraftsystemet som forårsaker enorm skade på apparatet.

Disse feilene er kategorisert i tre typer som følgende.

• Åpen lederfeil
• To ledere Åpen feil
• Tre ledere åpner feil.

Årsaker og virkninger av typer feil

Disse feilene kan være forårsaket på grunn av feil på kretsen, samt ødelagt leder i 1-fase eller flere faser. Effektene av feil i åpen krets inkluderer følgende.

• Elektrisk kraftsystem uregelmessig drift
• Disse feilene kan fare for dyr så vel som mennesker
• Spesielt en del av nettverket, når spenningen overskrides utover normale verdier, forårsaker det isolasjonsfeil og utvikler kortslutningsfeil.
• Selv om disse typer kretsfeil kan aksepteres i lang tid sammenlignet med kortslutningstypefeil, fordi disse feilene må løsnes for å redusere den høye skaden.

Kortslutningsfeil

Kortslutningsfeil oppstår hovedsakelig på grunn av svikt i isolasjon mellom faseledere og jord. En isolasjonsfeil kan forårsake kortslutningsbanedannelse som aktiverer kortslutningsforhold i kretsen.

Definisjonen av kortslutning er, en unormal forbindelse med ekstremt mindre impedans mellom to punkter med ulikt potensial, enten fullført ved en tilfeldighet eller med vilje. Disse feilene er de vanligste typene som resulterer i den unormale høye strømmen gjennom transmisjonslinjene eller utstyret.

Hvis kortslutningsfeil får fortsette selv i en liten stund, fører det til stor skade på apparatet. Kortslutningsfeil er også kjent som shuntfeil fordi disse feilene hovedsakelig oppstår på grunn av svikt i isolasjon blant faseledere ellers blant faseledere og jord

De forskjellige oppnåelige kortslutningsfeilforholdene består hovedsakelig av 3-faser til jorden, 3-fases jord, 1-fase til jord, fase til fase, 2-fase til jord, fase til fase og enfase til jord.

Både 3-fasefeilen som er fri fra jorden, så vel som 3-fasefeilen mot jord, kan være symmetrisk eller balansert mens andre feil er usymmetriske feil.

Årsaker og effekter av kortslutningsfeil

Kortslutningsfeilene kan oppstå av følgende årsaker.

• Disse feilene kan oppstå på grunn av interne, ellers eksterne effekter
• Interne effekter er sammenbrudd i transmisjonslinjer, skade på utstyr, aldring av isolasjon, korrosjon av isolasjon i generatoren, feil installasjoner av elektriske enheter, transformatorer og deres utilstrekkelige design.
• Disse feilene kan oppstå på grunn av ytre effekter av apparatet, isolasjonsfeil på grunn av lysstrømmer og mekaniske skader fra publikum.

Effekten av kortslutningsfeil inkluderer følgende.

• Feil i buen kan forårsake brann og eksplosjon i apparater som transformatorer og strømbrytere.
• Strømmen av kraft kan begrenses sterkt ellers til og med helt blokkert hvis kortslutningsfeilen vedvarer.
• Systemets driftsspenninger kan gå over eller under akseptansverdiene for å gi en skadelig effekt på tjenesten som tilbys gjennom kraftsystemet.
• På grunn av unormale strømmer blir apparatet oppvarmet slik at levetiden til isolasjonen deres kan reduseres.

Årsaker til typer feil

De viktigste årsakene til å forårsake elektriske feil inkluderer følgende.

Værforhold

Det inkluderer lysstreik, kraftig regn, kraftig vind, saltavsetning på luftledninger og ledere, snø- og isakkumulering på overføringslinjer, etc. Disse miljøforholdene avbryter strømforsyningen og ødelegger også elektriske installasjoner.

Utstyrssvikt

Ulike elektrisk utstyr som generatorer , motorer, transformatorer, reaktorer, koblingsenheter osv. forårsaker kortslutningsfeil på grunn av funksjonsfeil, aldring, isolasjonsfeil på kabler og vikling. Disse feilene resulterer i høy strøm til å strømme gjennom enhetene eller utstyret som ytterligere skader det.

Menneskelige feil

Elektriske feil er også forårsaket av menneskelige feil som å velge feil vurdering av utstyr eller enheter, glemme metalliske eller elektriske ledende deler etter service eller vedlikehold, slå av kretsen mens den er under service, etc.

Smoke of Fires

Ionisering av luft, på grunn av røykpartikler, som omgir luftledningene resulterer i gnist mellom linjene eller mellom ledere til isolatoren. Denne overgangen fører til at isolatorer mister sin isolasjonskapasitet på grunn av høye spenninger .

Typer feil og deres effekter

Effektene av elektriske feil oppstår hovedsakelig av følgende årsaker.

Over strøm

Når feilen oppstår, skaper den en veldig lav impedansbane for strømmen. Dette resulterer i at en veldig høy strøm blir trukket fra forsyningen, noe som forårsaker utløsning av reléer, ødeleggende isolasjon og utstyrskomponenter.

Fare for driftspersonell

Feil kan også forårsake sjokk for enkeltpersoner. Alvorlighetsgraden av sjokket avhenger av strømmen og spenningen på feilstedet, og kan til og med føre til død.

Tap av utstyr

Kraftig strøm på grunn av kortslutningsfeil resulterer i at komponentene brennes fullstendig, noe som fører til feil bruk av utstyr eller enhet. Noen ganger forårsaker tung brann fullstendig utbrenthet av utstyret.

Forstyrrer sammenkoblede aktive kretser

Feil påvirker ikke bare plasseringen der de oppstår, men forstyrrer også de aktive sammenkoblede kretsene til den defekte linjen.

Elektriske branner

Kortslutning forårsaker overslag og gnister på grunn av ionisering av luft mellom to ledende stier som ytterligere fører til brann som vi ofte observerer i nyheter som å bygge og handle komplekse branner.

Feilbegrensende enheter

Det er mulig å minimere årsaker som menneskelige feil, men ikke miljøendringer. Feilsøking er en avgjørende oppgave i kraftsystemnettverket. Hvis vi klarer å forstyrre eller bryte kretsen når en feil oppstår, reduserer det betydelig skade på utstyret og også eiendom. Noen av disse feilbegrensende enhetene inkluderer sikringer, strømbrytere , stafetter er diskutert nedenfor.

Beskyttende enheter

Lunte

Det er den primære beskyttelsesenheten. Det er en tynn ledning innkapslet i et hus eller glass som forbinder to metalldeler. Denne ledningen smelter når det strømmer for mye strøm i kretsen. Sikringstypen avhenger av spenningen den skal brukes på. Manuell utskifting av ledningen er nødvendig når den er utblåst.

Strømbryter

Det gjør kretsen både normal og pauser ved unormale forhold. Det forårsaker automatisk utløsning av kretsen når en feil oppstår. Det kan være elektromekaniske strømbrytere som vakuum / oljevernbrytere osv., Eller ultrasnelle elektroniske strømbrytere .

Stafett

Det er en tilstandsbasert driftsbryter. Den består av en magnetisk spole og normalt åpne og lukkede kontakter. Feilforekomsten øker strømmen som aktiverer reléspolen, noe som resulterer i at kontaktene skal fungere, slik at kretsen blir avbrutt fra strømmen. Beskyttelsesreléer er av forskjellige typer som impedansreléer, mho-releer, etc.

Belysningsstrømbeskyttelsesenheter

Disse inkluderer lysdempere og jordingsenheter for å beskytte systemet mot lyn og overspenning.

Applikasjonsbasert tre-fase feilanalyse

Vi kan analysere trefasefeil ved å bruke en enkel krets som vist nedenfor. I dette er midlertidige og permanente feil opprettet av feilbrytere. Hvis vi trykker på knappen en gang som en midlertidig feil, utløser timeren arrangementet og gjenoppretter også strømforsyningen til lasten. Hvis vi trykker PÅ denne knappen i en bestemt tid som en permanent feil, stenger dette systemet lasten fullstendig av reléarrangement.

Tre-fase feilanalyse

Hvordan oppdage og finne feilene?

I overføringslinjer er feilen veldig lett å identifisere da krisen generelt er merkbar. For eksempel, når et tre har falt over overføringslinjen, ellers kan en elektrisk stolpe bli skadet, så vel som lederne ligger på jorden.

I et kabelsystem kan feilsøking gjøres når kretsen ikke fungerer ellers når kretsen fungerer. Det er forskjellige metoder for feilplassering som kan deles inn i terminalteknikker, som fungerer med strøm samt spenninger målt ved kabelendene og sporemetoder som trenger inspeksjon gjennom kabelen. Det normale området for feilene kan være lokalisert ved terminalteknikkene for å øke sporing over en overføringskabel.

I ledningssystemer kan feilens plassering bli funnet gjennom verifiseringen av ledningene. I vanskelige ledningsnett, hvor ledningene kan begraves, plasseres disse feilene gjennom et Time-domain reflektometer som sender en puls nedover ledningen og etter det undersøker det reflekterte signalet for å gjenkjenne feil i den elektriske ledningen.

I en kjent telegrafkabel under vann ble responsive galvanometre brukt til å beregne feilstrømmer gjennom testing ved feilkabelender. I kabler brukes to metoder for å lokalisere feil som Varley-sløyfen samt Murray-sløyfen.

I en strømkabel kan det ikke oppstå en isolasjonsfeil ved lave spenninger. Så, en tommeltest brukes ved å bruke en høyspenningspuls, høy energi til kabelen. Feilplasseringen kan gjøres ved å lytte til utladningslyden ved feilen. Når denne testen donerer til skade på stedet for kabelen, er den nyttig, fordi feilplasseringen uansett må settes på igjen.

I et distribusjonssystem med jordforbindelse med høy motstand kan en mater utvide en feil til jorden, men systemet vedlikeholdes i prosess. Den feilete så vel som strømførte materen kan bli funnet i en strømtransformator av ringtypen som samler alle faseledningene til kretsen, ganske enkelt inneholder kretsen en feil til jorden som illustrerer en netto forstyrret strøm. Jordingsmotstanden brukes til å gjøre jordfeilens strøm lettere å legge merke til blant to verdier for å slå feilstrømmen.

Jeg håper du har en grunnleggende ide om trefasefeil. Takk for at du har brukt tid på artikkelen. Videre eventuelle spørsmål angående elektriske og elektroniske prosjekter, vennligst skriv din tilbakemelding i kommentarfeltet nedenfor.

Fotokreditter

Brann på grunn av elektriske feil ved 3.bp.blogspot
Usymmetriske feil av pdfonline
Beskytte enheter ved inspectapedia