Elektrický systém rastie a stáva sa zložitejším vo všetkých odvetviach, ako sú systémy výroby, prenosu, distribúcie a záťaže. Typy porúch ako skratové podmienky v sieti energetickej sústavy spôsobiť vážne ekonomické straty a znížiť spoľahlivosť elektrického systému. Elektrická porucha je abnormálny stav spôsobený poruchami zariadenia, ako sú transformátory a rotujúce stroje, ľudské chyby a podmienky prostredia. Tieto poruchy spôsobujú prerušenie elektrických tokov, poškodenie zariadenia a dokonca spôsobujú smrť ľudí, vtákov a zvierat. Tento článok pojednáva o prehľade rôznych druhov porúch a ich účinkoch, ktoré sa vyskytli v systémoch elektrickej energie.
Čo je elektrická porucha?
Elektrický chyba je odchýlka napätia a prúdov od nominálnych hodnôt alebo stavov. Za normálnych prevádzkových podmienok vedie zariadenie alebo vedenie energetického systému normálne napätie a prúdy, čo vedie k bezpečnejšej prevádzke systému.
Poruchy v systéme elektrického napájania
Ak sa ale vyskytne porucha, spôsobí to pretečenie nadmerne vysokých prúdov, čo spôsobí poškodenie zariadení a prístrojov. Detekcia a analýza porúch sú potrebné na výber alebo návrh vhodného rozvádzacieho zariadenia, elektromechanické relé , ističe a ďalšie ochranné zariadenia.
Typy porúch v elektrických systémoch
V systéme elektrickej energie sú poruchy hlavne dvoch typov, ako sú poruchy otvoreného obvodu a poruchy skratu. Ďalej možno tieto typy porúch rozdeliť na symetrické a nesymetrické. Poďme si tieto typy porúch podrobne rozobrať. Tieto poruchy sú rozdelené do dvoch typov.
- Symetrická chyba
- Nesymetrická chyba
Symetrické chyby
Ide o veľmi závažné poruchy, ktoré sa v energetických systémoch vyskytujú zriedka. Tiež sa nazývajú vyvážené poruchy a sú dvojakého typu, a to z jednej linky na druhú (L-L-L-G) a z jednej linky na druhú (L-L-L).
Symetrické chyby
Iba 2 - 5 percent systémových porúch sú symetrické poruchy. Ak sa vyskytnú tieto poruchy, systém zostáva vyvážený, ale má za následok vážne poškodenie zariadenia elektrickej siete.
Vyššie uvedený obrázok zobrazuje dva typy trojfázových symetrických porúch. Analýza tejto poruchy je jednoduchá a zvyčajne sa uskutočňuje postupne. Na výber relé fázovej fázy, prerušovaciu kapacitu ističov a výkon ochranného spínacieho prístroja je potrebná trojfázová analýza poruchy alebo informácie.
Symetrické chyby sú rozdelené do dvoch typov
- Line - Line - Line Fault
- Line - Line - Ground Fault
Porucha L - L - L
Tieto druhy porúch sú vyvážené, čo znamená, že systém zostáva v rovnováhe aj po výskyte poruchy. Takže táto porucha sa vyskytuje zriedka, aj keď je to najsilnejšia chyba, ktorá drží najväčší prúd. Tento prúd sa teda používa na stanovenie ratingu CB.
Porucha L - L - L - G
Trojfázová porucha L - G zahŕňa hlavne celú trojfázovú sústavu. Táto chyba sa vyskytuje hlavne medzi 3-fázami a uzemňovacou svorkou systému. Je tu teda 2 až 3% pravdepodobnosť výskytu poruchy.
Nesymetrické chyby
Sú to veľmi časté a menej závažné než symetrické chyby. Existujú hlavne tri typy, a to poruchy line-to-earth (L-G), line-to-line (L-L) a double line to earth (LL-G).
Nesymetrické chyby
Porucha linky na zem (L-G) je najbežnejšou poruchou a 65-70 percent porúch je tohto typu.
Spôsobuje kontakt vodiča so zemou alebo zemou. 15 až 20 percent porúch je dvojitých vodičov proti zemi a spôsobuje kontakt dvoch vodičov so zemou. Poruchy medzi linkami sa vyskytujú vtedy, keď sa dva vodiče navzájom dotýkajú hlavne pri kmitaní vedení v dôsledku vetra a 5-10 percent porúch je tohto typu.
Tiež sa nazývajú nevyvážené poruchy, pretože ich výskyt spôsobuje nevyváženosť systému. Nevyváženosť systému znamená, že hodnoty impedancie sú v každej fáze odlišné, čo spôsobuje, že prúd nevyváženosti prúdi vo fázach. Tieto sa analyzujú ťažšie a prenášajú sa podľa jednotlivých fáz podobne ako trojfázové vyvážené poruchy.
Nesymetrické poruchy sa delia na dva typy
- Jedna porucha L - G (Line-to-Ground)
- Porucha L - L (Line-to-Line)
- Dvojitá porucha L - G (Line-to-Ground)
Jedna porucha L - G
Táto jediná porucha L - G sa vyskytuje hlavne vtedy, keď jeden vodič padne k uzemňovacej svorke. Takže asi 70 až 80% poruchy v energetickom systéme predstavuje jedna porucha L - G.
Porucha L - L
Táto porucha L– L sa vyskytuje hlavne vtedy, keď dôjde k skratu dvoch vodičov a tiež v dôsledku silného vetra. Vodičmi vedenia sa teda dá pohybovať kvôli silnému vetru, môžu sa navzájom dotýkať a spôsobiť skrat. Môže sa teda vyskytnúť približne 15 - 20% porúch.
Dvojitá chyba L - G
Pri takomto druhu poruchy sa obe línie dostanú do kontaktu cez zem. Existuje teda 10% pravdepodobnosť porúch.
Poruchy otvoreného obvodu
Poruchy naprázdno sa vyskytujú hlavne z dôvodu poruchy jedného alebo viacerých vodičov použitých v energetickom systéme. Schéma porúch prerušeného obvodu je uvedená nižšie. Tento obvod je pre 1-fázový, 2-fázový a 3-fázový otvorený stav.
Tieto poruchy sa vyskytujú hlavne z dôvodu bežných problémov, ako sú poruchy spojov v nadzemnom vedení, káblov, porucha vo fáze ističa, tavenie vodiča alebo poistky v jednej alebo viacerých fázach.
Tieto poruchy sú tiež známe ako sériové poruchy, ktoré sú nevyváženými typmi, inak nesymetrickými typmi okrem trojfázovej poruchy otvorenia.
Napríklad prenosové vedenie pracuje cez vyvážené zaťaženie skôr, ako dôjde k prerušeniu obvodu poruchy. Ak sa v prenosovej linke niektorá z fáz rozpustí, môže sa skutočné zaťaženie alternátora znížiť a zvýšiť sa zrýchlenie alternátora, takže pracuje pri rýchlosti o niečo vyššej ako synchrónna rýchlosť. V ostatných prenosových kábloch môže táto nadmerná rýchlosť spôsobiť prepätie. Preto môžu 1-fázové a 2-fázové otvorené podmienky generovať prúdy a napätia napájacieho systému, ktoré spôsobujú veľké poškodenie prístroja.
Tieto poruchy sú rozdelené do troch typov, ako napríklad nasledujúce.
- Otvorená chyba vodiča
- Porucha dvoch vodičov
- Porucha troch vodičov.
Príčiny a následky typov porúch
Tieto poruchy môžu byť spôsobené nesprávnou funkciou obvodu a prerušeným vodičom v 1 alebo viac fázach. Medzi dôsledky porúch prerušeného obvodu patria nasledujúce.
- Nepravidelná prevádzka elektrického systému
- Tieto poruchy môžu byť nebezpečné pre zvieratá aj pre ľudí
- Najmä časť siete, keď dôjde k prekročeniu napätia nad normálne hodnoty, potom spôsobí zlyhanie izolácie a vzniknú chyby skratu.
- Aj keď je možné tieto typy porúch obvodu akceptovať po dlhšiu dobu v porovnaní s poruchami typu skratu, pretože tieto poruchy musia byť odstránené, aby sa znížilo veľké poškodenie.
Poruchy skratu
K skratovým poruchám dochádza hlavne z dôvodu poruchy izolácie medzi fázovými vodičmi a zemou. Porucha izolácie môže spôsobiť vznik skratovej cesty, ktorá aktivuje skratové podmienky v obvode.
Definícia skratu je abnormálne spojenie s extrémne menšou impedanciou medzi dvoma bodmi nepodobného potenciálu, či už náhodne alebo zámerne. Tieto poruchy sú najbežnejšie typy, ktoré vedú k abnormálnemu vysokému prúdeniu v prenosových vedeniach alebo zariadeniach.
Ak je možné, aby poruchy skratu pretrvávali čo i len malý čas, mohlo by to viesť k rozsiahlemu poškodeniu prístroja. Skratové poruchy sú tiež známe ako skratové chyby, pretože tieto poruchy sa vyskytujú hlavne z dôvodu poruchy izolácie medzi fázovými vodičmi, inak medzi fázovými vodičmi a zemou.
Rôzne dosiahnuteľné podmienky skratových porúch pozostávajú hlavne z 3-fázových k zemi, 3-fázových bez uzemnenia, 1- fázových k zemi, fázových k fázam, 2- fázových k zemi, fázových k fázovým a jednofázových k zemi.
Ako trojfázová porucha bez uzemnenia, tak aj trojfázová porucha voči zemi, môžu byť symetrické alebo vyvážené, zatiaľ čo iné poruchy sú nesymetrické.
Príčiny a následky porúch skratu
Poruchy skratu sa môžu vyskytnúť z nasledujúcich dôvodov.
- Tieto poruchy sa môžu vyskytnúť z dôvodu vnútorných, inak vonkajších účinkov
- Vnútornými účinkami sú porucha prenosových vedení, poškodenie zariadenia, starnutie izolácie, korózia izolácie v generátore, nesprávna inštalácia elektrických zariadení, transformátorov a ich nevhodná konštrukcia.
- Tieto poruchy sa môžu vyskytnúť z dôvodu vonkajších účinkov prístroja, poruchy izolácie z dôvodu prepätia osvetlenia a mechanického poškodenia verejnosťou.
Medzi účinky porúch skratu patria nasledujúce.
- Poruchy oblúka môžu spôsobiť požiar a výbuch v prístrojoch, ako sú transformátory a ističe.
- Ak pretrváva chyba skratu, môže byť tok energie výrazne obmedzený, inak dokonca úplne zablokovaný.
- Prevádzkové napätia systému môžu ísť nad alebo pod ich akceptovateľné hodnoty, aby mali škodlivý vplyv na službu poskytovanú prostredníctvom napájacieho systému.
- Z dôvodu abnormálnych prúdov sa prístroj zahrieva, aby sa mohla skrátiť životnosť jeho izolácie.
Príčiny typov porúch
Medzi hlavné dôvody spôsobenia elektrických porúch patria nasledujúce.
Poveternostné podmienky
Zahŕňa to štrajky, silné dažde, silný vietor, ukladanie solí na trolejové vedenie a vodiče, hromadenie snehu a ľadu na vedení atď. Tieto podmienky prostredia prerušujú napájanie a poškodzujú aj elektrické inštalácie.
Poruchy vybavenia
Rôzne elektrické zariadenia ako generátory , motory, transformátory, tlmivky, spínacie zariadenia atď. spôsobujú poruchy skratu v dôsledku nesprávnej činnosti, starnutia, poruchy izolácie káblov a vinutia. Výsledkom týchto porúch je vysoký prúd, ktorý preteká zariadeniami alebo zariadeniami, čo ho ďalej poškodzuje.
Ľudské chyby
Elektrické poruchy sú tiež spôsobené ľudskými chybami, ako je výber nesprávneho hodnotenia prístrojov alebo zariadení, zabudnutie kovových alebo elektrických vodivých častí po vykonaní servisu alebo údržby, prepnutie obvodu, keď je pri údržbe, atď.
Dym z ohňa
Ionizácia vzduchu, ktorý je obklopený nadzemným vedením v dôsledku častíc dymu, vedie k iskreniu medzi vedeniami alebo medzi vodičmi k izolátoru. Tento preskok spôsobuje, že izolátory stratia izolačnú schopnosť kvôli vysokému napätiu .
Druhy porúch a ich účinky
Účinky elektrických porúch sa vyskytujú hlavne z nasledujúcich dôvodov.
Nadprúdový tok
Ak dôjde k poruche, vytvorí sa pre tok prúdu cesta s veľmi nízkou impedanciou. To má za následok veľmi vysoký prúd odoberaný z napájacieho zdroja, ktorý spôsobuje vypínanie relé, poškodenie izolácie a komponentov zariadenia.
Nebezpečenstvo pre obsluhujúci personál
Výskyt poruchy môže tiež spôsobiť otrasy jednotlivcom. Závažnosť výboja závisí od prúdu a napätia v mieste poruchy a môže dokonca viesť k smrti.
Strata vybavenia
Silný prúd v dôsledku skratových porúch vedie k úplnému spáleniu komponentov, čo vedie k nesprávnej činnosti zariadenia alebo prístroja. Silný požiar niekedy spôsobuje úplné vyhorenie zariadenia.
Naruší vzájomne prepojené aktívne obvody
Poruchy ovplyvňujú nielen miesto, kde sa vyskytujú, ale narúšajú aj aktívne vzájomne prepojené obvody s poruchovým vedením.
Elektrické požiare
Skrat spôsobuje preskoky a iskry v dôsledku ionizácie vzduchu medzi dvoma vodivými cestami, čo ďalej vedie k požiaru, ako to často pozorujeme v správach, ako sú požiare komplexov budov a obchodov.
Zariadenia obmedzujúce poruchy
Je možné minimalizovať príčiny, ako sú ľudské chyby, ale nie zmeny životného prostredia. Odstraňovanie porúch je zásadnou úlohou v sieti elektrizačnej sústavy. Ak sa nám pri poruche podarí narušiť alebo prerušiť okruh, znižuje sa to značné poškodenie zariadenia a tiež majetku. Niektoré z týchto zariadení na obmedzenie porúch zahŕňajú poistky, istič , relé sú diskutované nižšie.
Ochranné zariadenia
Poistka
Je to zariadenie primárnej ochrany. Jedná sa o tenký drôt uzavretý v plášti alebo skle, ktorý spája dve kovové časti. Tento drôt sa topí, keď v obvode preteká nadmerný prúd. Typ poistky závisí od napätia, pri ktorom má pracovať. Akonáhle dôjde k výpadku, je nutná manuálna výmena drôtu.
Istič
Prináša obvod za normálnych okolností, rovnako ako prerušenie za abnormálnych podmienok. Ak dôjde k poruche, dôjde k automatickému vypnutiu obvodu. Môžu to byť elektromechanické ističe, ako sú vákuové / olejové ističe atď., Alebo ultrarýchle elektronické ističe .
Relé
Je to prevádzkový spínač založený na stave. Skladá sa z magnetickej cievky a normálne otvorených a zatvorených kontaktov. Výskyt poruchy zvýši prúd, ktorý napája cievku relé, čo vedie k činnosti kontaktov, takže obvod je prerušený z toku prúdu. Ochranné relé sú rôznych typov, ako sú impedančné relé, mho relé atď.
Zariadenia na ochranu osvetlenia
Patria sem zvodiče osvetlenia a uzemňovacie zariadenia na ochranu systému pred bleskom a prepätím.
Trojfázová analýza chýb založená na aplikácii
Môžeme analyzovať trojfázové poruchy pomocou jednoduchého obvodu, ako je znázornené nižšie. V tomto prípade sú dočasné a trvalé poruchy vytvárané poruchovými spínačmi. Ak stlačíme tlačidlo ako dočasnú chybu, usporiadanie časovača vypne záťaž a tiež obnoví napájanie späť do záťaže. Ak stlačíme toto tlačidlo na určitý čas ako trvalú poruchu, tento systém úplne vypne záťaž usporiadaním relé.
Trojfázová analýza chýb
Ako zistiť a lokalizovať chyby?
Na prenosových vedeniach je porucha veľmi ľahko identifikovateľná, pretože je všeobecne viditeľná kríza. Napríklad, ak akýkoľvek strom spadne cez prenosové vedenie, môže dôjsť k poškodeniu elektrického stĺpa a tiež k položeniu vodičov na zem.
V káblovom systéme je možné lokalizovať poruchy, keď obvod nefunguje, inak keď obvod funguje. Existujú rôzne metódy na lokalizáciu porúch, ktoré možno rozdeliť na koncové techniky, ktoré pracujú s prúdmi aj s napätím nameraným na koncoch kábla a so sledovacími metódami, ktoré si vyžadujú kontrolu cez kábel. Normálna oblasť porúch sa môže nachádzať pri koncových technikách, aby sa urýchlilo sledovanie po prenosovom kábli.
V elektroinštalačných systémoch možno nájsť miesto poruchy počas overovania vodičov. V zložitých elektroinštalačných systémoch, kdekoľvek môžu byť vodiče zakopané, sú tieto chyby umiestnené cez reflektometer v časovej oblasti, ktorý vysiela impulz po vodiči a potom skúma odrazený signál, aby rozpoznal chyby v elektrickom vodiči.
V slávnom podvodnom telegrafnom kábli sa na výpočet poruchových prúdov pomocou testovania na koncoch poruchových káblov používali citlivé galvanometre. V kábloch sa na lokalizáciu porúch používajú dve metódy, ako napríklad Varleyova slučka a Murrayho slučka.
V napájacom kábli nemôže dôjsť k poruche izolácie pri nízkom napätí. Test impulzov sa teda používa aplikáciou vysokonapäťového impulzu a vysokej energie na kábel. Lokalizáciu poruchy je možné dosiahnuť počúvaním zvuku vybitia pri chybe. Ak tento test prispeje k poškodeniu v mieste kábla, je užitočné, pretože chybné miesto by bolo v každom prípade potrebné znovu izolovať.
V distribučnom systéme s uzemnením s vysokým odporom môže napájací zdroj rozšíriť chybu na zem, avšak systém ho udržiava v procese. Poruchový aj napájaný napájač sa nachádza v prúdovom transformátore kruhového typu, ktorý zhromažďuje všetky fázové vodiče pre obvod, jednoducho obvod obsahuje poruchu na zemi, čo ilustruje sieťový narušený prúd. Uzemňovací odpor sa používa na uľahčenie spozorovania prúdu zemného spojenia medzi dvoma hodnotami na prekonanie poruchového prúdu.
Dúfam, že ste dostali základnú predstavu o trojfázových poruchách. Ďakujeme za váš drahocenný čas, ktorý ste venovali článku. V prípade akýchkoľvek otázok týkajúcich sa elektrických a elektronických projektov napíšte svoje pripomienky v sekcii komentárov nižšie.
Fotoúvery
Požiare v dôsledku elektrických porúch o 3.bp.blogspot
Nesymetrické chyby podľa pdfonline
Ochrana zariadení pomocou inspectapedia
