Typer af fejl og effekter i elektriske kraftsystemer

Typer af fejl og effekter i elektriske kraftsystemer

Det elektriske elsystem vokser i størrelse og kompleksitet i alle sektorer som produktions-, transmission-, distributions- og belastningssystemer. Typer af fejl som kortslutningsforhold i elsystemets netværk resulterer i alvorlige økonomiske tab og reducerer det elektriske systems pålidelighed. En elektrisk fejl er en unormal tilstand forårsaget af udstyrsfejl såsom transformere og roterende maskiner, menneskelige fejl og miljømæssige forhold. Disse fejl forårsager afbrydelse af elektriske strømme, udstyrsskader og endda medfører død for mennesker, fugle og dyr. Denne artikel diskuterer en oversigt over forskellige typer fejl og deres virkninger, der opstod i elkraftsystemer.



Hvad er en elektrisk fejl?

En elektrisk fejl er afvigelsen mellem spændinger og strømme fra nominelle værdier eller tilstande. Under normale driftsforhold bærer elsystemudstyr eller -ledninger normale spændinger og strømme, hvilket resulterer i en mere sikker drift af systemet.


Fejl i det elektriske elsystem

Fejl i det elektriske elsystem



Men når en fejl opstår, forårsager den for høje strømme, der forårsager beskadigelse af udstyr og enheder. Fejldetektion og -analyse er nødvendig for at vælge eller designe passende koblingsudstyr, elektromekaniske relæer afbrydere og andre beskyttelsesanordninger.

Typer af fejl i elektriske kraftsystemer

I det elektriske system er fejlene hovedsagelig to typer som åbne kredsløbsfejl og kortslutningsfejl. Og yderligere kan disse typer fejl klassificeres i symmetriske og usymmetriske. Lad os diskutere disse typer fejl i detaljer. Disse fejl er klassificeret i to typer.



  • Symmetrisk fejl
  • Usymmetrisk fejl

Symmetriske fejl

Disse er meget alvorlige fejl og forekommer sjældent i elsystemerne. Disse kaldes også afbalancerede fejl og er af to typer, nemlig linje til linje til jord (L-L-L-G) og linje til linje (L-L-L).

Symmetriske fejl

Symmetriske fejl

Kun 2-5 procent af systemfejlene er symmetriske fejl. Hvis disse fejl opstår, forbliver systemet afbalanceret, men resulterer i alvorlig skade på udstyret til det elektriske elsystem.


Ovenstående figur viser to typer trefasede symmetriske fejl. Analyse af denne fejl er let og udføres normalt trinvis. Tre-faset fejlanalyse eller information er påkrævet til valg af indstillingsrelæer, afbrydernes kapacitet og vurdering af beskyttelsesudstyret.

De symmetriske fejl er opdelt i to typer

  • Linie - Linie - Linjefejl
  • Linje - Linje - Jordfejl

L - L - L Fejl

Denne slags fejl er afbalanceret, hvilket betyder, at systemet forbliver afbalanceret, efter at fejlen opstår. Så denne fejl opstår sjældent, selvom det er den barske slags fejl, der holder den største strøm. Så denne strøm bruges til at bestemme CB-klassificeringen.

L - L - L - G Fejl

3-faset L - G-fejlen består hovedsageligt af hele systemets 3-fase. Denne fejl opstår hovedsageligt blandt 3-faser såvel som systemets jordterminal. Så der er 2 til 3% sandsynlighed for at opstå fejlen.

Usymmetriske fejl

Disse er meget almindelige og mindre alvorlige end symmetriske fejl. Der er hovedsageligt tre typer, nemlig linje til jord (L-G), linje til linje (L-L) og dobbelt linje til jord (LL-G) fejl.

Usymmetriske fejl

Usymmetriske fejl

Linje til jordfejl (L-G) er den mest almindelige fejl, og 65-70 procent af fejl er af denne type.

Det får lederen til at komme i kontakt med jorden eller jorden. 15 til 20 procent af fejlene er dobbelt linie til jord og får de to ledere til at komme i kontakt med jorden. Linje til linjefejl opstår, når to ledere kommer i kontakt med hinanden, hovedsageligt mens de svinger af linjer på grund af vind, og 5-10 procent af fejlene er af denne type.

Disse kaldes også ubalancerede fejl, da deres forekomst forårsager ubalance i systemet. Ubalancen i systemet betyder, at impedansværdierne er forskellige i hver fase, hvilket får strømmen til ubalance i faserne. Disse er sværere at analysere og bæres pr. Fase-basis svarende til trefasede afbalancerede fejl.

De usymmetriske fejl er opdelt i to typer

  • Enkelt L - G (Line-to-Ground) fejl
  • L - L (Line-to-Line) fejl
  • Dobbelt L - G (linje-til-jord) fejl

Enkelt L - G fejl

Denne enkelt L - G-fejl opstår hovedsageligt, når en enkelt leder falder mod jordterminalen. Så omkring 70 til 80% af fejlen i elsystemet er den eneste L - G fejl.

L - L Fejl

Denne L– L-fejl opstår hovedsageligt, når to ledere er kortsluttet og også på grund af kraftig vind. Så ledningsledere kan bevæges på grund af kraftig vind, de kan berøre hinanden og forårsage kortslutning. Så 15-20% af fejlene kan forekomme ca.

Dobbelt L - G fejl

I denne form for fejl kommer begge de to linjer i kontakt med hinanden gennem jorden. Så der er 10% sandsynlighed for fejl.

Fejl i åbent kredsløb

Fejlene i det åbne kredsløb opstår hovedsageligt på grund af funktionsfejl hos en ellers flere ledere, der bruges i elsystemet. Diagrammet med fejl i åbent kredsløb er vist nedenfor. Dette kredsløb er til 1-fase, 2-faser og 3-faser åben tilstand.

Disse fejl opstår hovedsageligt på grund af almindelige problemer som svigt i samlinger i luftledninger, kabler, svigt i fasen af ​​en afbryder, smeltning af leder eller sikring inden for en fase eller flere faser.
Disse fejl er også kendt som seriefejl, der er ubalancerede typer, ellers usymmetriske typer bortset fra 3-faset åben fejl.

For eksempel fungerer en transmissionslinje gennem en afbalanceret belastning, før der opstår et åbent fejlkredsløb. I en transmissionslinie, hvis en af ​​faserne bliver opløst, kan en dynamors faktiske belastning mindskes og øger generatorens acceleration, så den fungerer ved en hastighed, der er noget højere end den synkrone hastighed. I andre transmissionskabler kan denne overhastighed forårsage overspændinger. Derfor kan 1-fase og 2-fase åbne forhold generere strømme og spændinger i elsystemet, der forårsager enorm skade på apparatet.

Disse fejl er kategoriseret i tre typer som følgende.

  • Åben lederfejl
  • To ledere åbner fejl
  • Tre ledere åbner fejl.

Årsager og virkninger af typer af fejl

Disse fejl kan forårsages på grund af funktionsfejl i kredsløbet såvel som brudt leder i 1-fase eller flere faser. Virkningerne af fejl i åbent kredsløb inkluderer følgende.

  • Elektrisk elsystem uregelmæssig drift
  • Disse fejl kan være fare for både dyr og mennesker
  • Især en del af netværket, når spændingen overskrides ud over normale værdier, forårsager det isoleringsfejl og udvikler kortslutningsfejl.
  • Selvom disse typer kredsløbsfejl kan accepteres i lang tid sammenlignet med kortslutningstypefejl, fordi disse fejl skal løsnes for at mindske den høje skade.

Kortslutningsfejl

Kortslutningsfejl opstår hovedsageligt på grund af svigt inden for isolering mellem faseledere og jord. En isolationsfejl kan forårsage dannelse af kortslutningsvej, der aktiverer kortslutningsforhold i kredsløbet.

Definitionen af ​​en kortslutning er en unormal forbindelse med ekstremt mindre impedans mellem to punkter med forskellig potentiale, hvad enten det er tilfældet eller bevidst. Disse fejl er de mest almindelige typer, som resulterer i den unormale høje strømgennemstrømning gennem transmissionsledningerne eller udstyret.

Hvis kortslutningsfejl får lov til at fortsætte selv i en kort periode, fører det til stor skade på apparatet. Kortslutningsfejl kaldes også shuntfejl, fordi disse fejl hovedsageligt opstår på grund af svigt i isolering blandt faseledere ellers blandt faseledere og jord

De forskellige opnåelige kortslutningsfejlbetingelser omfatter hovedsageligt 3-faser til jorden, 3-faser fri for jorden, 1-fase til jord, fase til fase, 2-fase til jord, fase til fase og enfase til jord.

Både den 3-fasede fejl, der er fri fra jorden, såvel som den 3-fasede fejl mod jorden, kan være symmetrisk eller afbalanceret, mens andre fejl er usymmetriske fejl.

Årsager og virkninger af kortslutningsfejl

Kortslutningsfejl kan opstå af følgende årsager.

  • Disse fejl kan forekomme på grund af de interne ellers eksterne effekter
  • Interne virkninger er transmissionslinjernes sammenbrud, udstyrsskader, isolering ældes, korrosion af isolering i generatoren, forkert installation af elektriske apparater, transformere og deres utilstrækkelige design.
  • Disse fejl kan opstå på grund af apparatets udvendige virkninger, isoleringsfejl på grund af lysstød og mekaniske skader fra offentligheden.

Virkningerne af kortslutningsfejl inkluderer følgende.

  • Buefejl kan forårsage brand og eksplosion i apparater som transformere såvel som afbrydere.
  • Strømmen af ​​strøm kan begrænses alvorligt ellers endda helt blokeret, hvis kortslutningsfejlen vedvarer.
  • Systemets driftsspændinger kan gå over eller under deres acceptværdier for at have en skadelig indvirkning på den service, der leveres gennem elsystemet.
  • På grund af unormale strømme opvarmes apparatet, så deres isolations levetid kan reduceres.

Årsager til typer af fejl

De vigtigste årsager til at forårsage elektriske fejl inkluderer følgende.

Vejrforhold

Det inkluderer belysningsangreb, kraftige regnvejr, kraftige vinde, saltaflejring på luftledninger og ledere, opsamling af sne og is på transmissionsledninger osv. Disse miljøforhold afbryder strømforsyningen og beskadiger også elektriske installationer.

Udstyrsfejl

Forskellige elektriske apparater som generatorer , motorer, transformere, reaktorer, koblingsenheder osv. forårsager kortslutningsfejl på grund af funktionsfejl, ældning, isolationsfejl i kabler og vikling. Disse fejl resulterer i høj strøm til at strømme gennem enhederne eller udstyret, hvilket yderligere beskadiger det.

Menneskelige fejl

Elektriske fejl skyldes også menneskelige fejl såsom valg af forkert vurdering af udstyr eller apparater, glemning af metal- eller elektrisk ledende dele efter service eller vedligeholdelse, skift af kredsløb, mens det er under service osv.

Røg fra brande

Ionisering af luft på grund af røgpartikler, der omgiver luftledningerne, resulterer i gnist mellem ledningerne eller mellem ledere til isolatoren. Denne flashover får isolatorer til at miste deres isoleringskapacitet på grund af høje spændinger .

Typer af fejl og deres virkninger

Virkningerne af elektriske fejl opstår hovedsageligt af følgende årsager.

Over nuværende flow

Når fejlen opstår, skaber den en meget lav impedansvej for strømmen. Dette resulterer i, at der trækkes en meget høj strøm fra forsyningen, hvilket forårsager udløsning af relæer, beskadiger isolering og udstyrskomponenter.

Fare for driftspersonale

Fejlforekomst kan også forårsage stød på enkeltpersoner. Stødets sværhedsgrad afhænger af strømmen og spændingen på fejlplaceringen og kan endda føre til døden.

Tab af udstyr

Tung strøm på grund af kortslutningsfejl resulterer i, at komponenterne forbrændes fuldstændigt, hvilket fører til forkert brug af udstyr eller enhed. Nogle gange forårsager kraftig brand fuldstændig udbrænding af udstyret.

Forstyrrer sammenkoblede aktive kredsløb

Fejl påvirker ikke kun det sted, hvor de opstår, men forstyrrer også de aktive sammenkoblede kredsløb til den defekte linje.

Elektriske brande

Kortslutning forårsager flashovers og gnister på grund af ionisering af luft mellem to ledende stier, som yderligere fører til brand, som vi ofte observerer i nyheder som bygning og shopping komplekse brande.

Fejlbegrænsende enheder

Det er muligt at minimere årsager som menneskelige fejl, men ikke miljømæssige ændringer. Fejlfinding er en afgørende opgave i elsystemnetværket. Hvis det lykkes os at afbryde eller bryde kredsløbet, når der opstår en fejl, reducerer det den betydelige skade på udstyret og også ejendom. Nogle af disse fejlbegrænsende enheder inkluderer sikringer, afbrydere , relæer diskuteres nedenfor.

Beskyttelsesenheder

Beskyttelsesenheder

Sikring

Det er den primære beskyttelsesanordning. Det er en tynd ledning, der er lukket i et hus eller et glas, der forbinder to metaldele. Denne ledning smelter, når der strømmer for stor strøm i kredsløbet. Sikringstypen afhænger af spændingen, som den skal betjenes med. Manuel udskiftning af ledning er nødvendig, når det først er udblæst.

Afbryder

Det gør kredsløbet både normalt og går i stykker under unormale forhold. Det forårsager automatisk udløsning af kredsløbet, når der opstår en fejl. Det kan være elektromekaniske afbrydere som vakuum / olieafbrydere osv., Eller ultrahurtige elektroniske afbrydere .

Relæ

Det er en tilstandsbaseret betjeningsafbryder. Den består af en magnetisk spole og normalt åbne og lukkede kontakter. Fejlforekomst hæver strømmen, som aktiverer relæspolen, hvilket resulterer i kontakterne til at fungere, så kredsløbet afbrydes fra strømmen af ​​strøm. Beskyttelsesrelæer er af forskellige typer som impedansrelæer, mho-relæer osv.

Belysningseffektbeskyttelsesenheder

Disse inkluderer belysningsspærre og jordforbindelse for at beskytte systemet mod lyn og overspænding.

Applikationsbaseret tre-faset fejlanalyse

Vi kan analyser trefasefejl ved hjælp af et simpelt kredsløb som vist nedenfor. I denne midlertidige og permanente fejl oprettes ved fejlafbrydere. Hvis vi trykker en gang på knappen som en midlertidig fejl, udløser timeren arrangement belastningen og gendanner også strømforsyningen til belastningen. Hvis vi trykker TIL denne knap i en bestemt periode som en permanent fejl, lukker dette system helt ned for belastningen ved hjælp af relæarrangement.

Tre-fase fejlanalyse

Tre-fase fejlanalyse

Hvordan finder og lokaliserer jeg fejlene?

I transmissionslinjer er fejlen meget let at identificere, da krisen generelt er mærkbar. For eksempel, når et hvilket som helst træ er faldet over transmissionsledningen, ellers kan en elektrisk pol beskadiges såvel som lederne ligger på jorden.

I et kabelsystem kan fejlfinding foretages, når kredsløbet ikke fungerer ellers, når kredsløbet fungerer. Der er forskellige metoder til fejlplacering, som kan opdeles i terminalteknikker, som fungerer med strømme såvel som spændinger målt ved kabelender og sporemetoder, der skal inspiceres gennem kablet. Fejlets normale område kan lokaliseres ved terminalteknikkerne for at fremskynde sporing over et transmissionskabel.

I ledningssystemer kan fejlens placering findes under hele verifikationen af ​​ledningerne. I vanskelige ledningsføringssystemer, hvor ledningerne kan begraves, placeres disse fejl gennem et Time-domain reflektometer, der sender en puls ned ad ledningen og derefter undersøger det reflekterede signal for at genkende fejl i den elektriske ledning.

I et berømt undersøisk telegrafkabel blev responsive galvanometre anvendt til at beregne fejlstrømme gennem test ved fejlkabelender. I kabler bruges to metoder til at lokalisere fejl som Varley-sløjfen såvel som Murray-sløjfen.

I et strømkabel kan der ikke opstå en isolationsfejl ved lave spændinger. Så en tommeltest bruges ved at anvende en højspændingsimpuls, høj energi til kablet. Fejlplaceringen kan gøres ved at lytte til afladningslyden ved fejlen. Når denne test donerer til skade på kablet, er den nyttig, da den fejlbehæftede placering under alle omstændigheder skal genisoleres, når den er oprettet.

I et distributionssystem med jordforbindelse med høj modstand kan en feeder udvide en fejl til jorden, men systemet opretholder i gang. Den fejlbehæftede såvel som strømforsynede føder kan findes i en strømtransformator af ringtypen, som samler alle faseledningerne til kredsløbet, simpelthen kredsløbet inkluderer en fejl til jorden vil illustrere en nettoforstyrret strøm. Jordingsmodstanden bruges til at gøre jordfejlens strøm lettere at bemærke blandt to værdier for at slå fejlstrømmen.

Jeg håber, at du har en grundlæggende idé om trefasefejl. Tak for dit værdifulde tidsforbrug med artiklen. Yderligere spørgsmål vedrørende elektriske og elektroniske projekter, bedes du skrive din feedback i kommentarfeltet nedenfor.

Fotokreditter

Brande på grund af elektriske fejl fra 3.bp.blogspot
Usymmetriske fejl ved pdfonline
Beskyttelse af enheder ved inspektapedia