Soorten fouten en effecten in elektrische voedingssystemen

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Het elektrische energiesysteem wordt steeds groter en complexer in alle sectoren, zoals opwekking, transmissie, distributie en laadsystemen. Soorten fouten zoals kortsluiting voorwaarden in het elektriciteitssysteemnetwerk resulteren in ernstige economische verliezen en verminderen de betrouwbaarheid van het elektrische systeem. Een elektrische storing is een abnormale toestand die wordt veroorzaakt door defecten aan apparatuur zoals transformatoren en draaiende machines, menselijke fouten en omgevingsfactoren. Deze fouten veroorzaken onderbreking van elektrische stromen, schade aan apparatuur en veroorzaken zelfs de dood van mensen, vogels en dieren. Dit artikel bespreekt een overzicht van verschillende soorten fouten en hun effecten die optraden in elektrische energiesystemen.

Wat is een elektrische storing?

Een elektrische fout is de afwijking van spanningen en stromen van nominale waarden of toestanden. Onder normale bedrijfsomstandigheden voeren de apparatuur of lijnen van het voedingssysteem normale spanningen en stromen, wat resulteert in een veiligere werking van het systeem.




Fouten in elektrisch voedingssysteem

Fouten in elektrisch voedingssysteem

Maar als er een fout optreedt, veroorzaakt dit te hoge stromen die schade aan apparatuur en apparaten veroorzaken. Foutdetectie en analyse zijn nodig om geschikte schakelapparatuur te selecteren of te ontwerpen, elektromechanische relais , stroomonderbrekers en andere beveiligingen.



Soorten fouten in elektrische voedingssystemen

In het elektrische voedingssysteem zijn de fouten hoofdzakelijk twee soorten, zoals open circuitfouten en kortsluitingsfouten. En verder kunnen dit soort fouten worden ingedeeld in symmetrisch en asymmetrisch. Laten we dit soort fouten in detail bespreken. Deze fouten zijn onderverdeeld in twee typen.

  • Symmetrische fout
  • Asymmetrische fout

Symmetrische fouten

Dit zijn zeer ernstige fouten en komen niet vaak voor in de voedingssystemen. Dit worden ook gebalanceerde fouten genoemd en zijn van twee soorten, namelijk lijn naar lijn naar aarde (L-L-L-G) en lijn naar lijn (L-L-L).

Symmetrische fouten

Symmetrische fouten

Slechts 2-5 procent van de systeemfouten zijn symmetrische fouten. Als deze fouten optreden, blijft het systeem in balans maar leidt dit tot ernstige schade aan de apparatuur van het elektrische systeem.


De bovenstaande afbeelding toont twee soorten driefasige symmetrische fouten. Analyse van deze fout is eenvoudig en wordt meestal gefaseerd uitgevoerd. Driefasige foutanalyse of informatie is vereist voor het selecteren van instelfase-relais, het breekvermogen van de stroomonderbrekers en de classificatie van de beschermende schakelapparatuur.

De symmetrische fouten worden ingedeeld in twee typen

  • Lijn - Lijn - Lijnfout
  • Lijn - Lijn - Aardingsfout

L - L - L Fout

Dit soort fouten zijn gebalanceerd, wat betekent dat het systeem in balans blijft nadat de fout is opgetreden. Deze fout treedt dus zelden op, hoewel het de harde soort fout is die de grootste stroom bevat. Dus deze stroom wordt gebruikt om de rating van de CB te bepalen.

L - L - L - G Fout

De 3-fasen L - G-fout omvat hoofdzakelijk de volledige 3-fasen van het systeem. Deze fout treedt voornamelijk op tussen de 3 fasen en de aardklem van het systeem. Er is dus een kans van 2 tot 3% dat de fout optreedt.

Asymmetrische fouten

Deze komen veel voor en zijn minder ernstig dan symmetrische fouten. Er zijn hoofdzakelijk drie typen, namelijk lijn-naar-aarde (L-G), lijn-naar-lijn (L-L) en dubbele lijn-naar-aarde (LL-G) -fouten.

Asymmetrische fouten

Asymmetrische fouten

De lijn-naar-aardfout (L-G) is de meest voorkomende fout en 65-70 procent van de fouten is van dit type.

Het zorgt ervoor dat de geleider contact maakt met de aarde of aarde. 15 tot 20 procent van de fouten is een dubbele lijn naar aarde en zorgt ervoor dat de twee geleiders contact maken met de aarde. De lijn-naar-lijn-fouten treden op wanneer twee geleiders met elkaar in contact komen, voornamelijk tijdens het slingeren van lijnen als gevolg van wind en 5-10 procent van de fouten zijn van dit type.

Dit worden ook wel ongebalanceerde fouten genoemd, omdat het optreden ervan onbalans in het systeem veroorzaakt. De onbalans van het systeem betekent dat die impedantiewaarden in elke fase verschillend zijn, waardoor onbalansstroom in de fasen vloeit. Deze zijn moeilijker te analyseren en worden gedragen door per fasebasis vergelijkbaar met driefasige gebalanceerde fouten.

De asymmetrische fouten worden ingedeeld in twee typen

  • Enkele L - G-fout (lijn-naar-aarde)
  • L - L (Line-to-Line) fout
  • Dubbele L - G-fout (lijn-naar-aarde)

Enkele L - G-fout

Deze enkele L - G-fout treedt voornamelijk op als een enkele geleider naar de aardklem valt. Dus ongeveer 70 tot 80% van de fout in het voedingssysteem is de enkele L-G-fout.

L - L Fout

Deze L– L-fout treedt voornamelijk op als twee geleiders worden kortgesloten en ook als gevolg van harde wind. De lijngeleiders kunnen dus worden verplaatst door hevige wind, ze kunnen elkaar raken en kortsluiting veroorzaken. Dus ongeveer 15 - 20% van de fouten kunnen optreden.

Dubbele L - G-fout

Bij dit soort fouten komen beide lijnen via de grond met elkaar in contact. Er is dus een kans van 10% op fouten.

Open circuit fouten

De open circuit-fouten treden voornamelijk op vanwege de storing van een anders meer geleiders die in het voedingssysteem worden gebruikt. Het open circuit-foutdiagram wordt hieronder weergegeven. Dit circuit is voor 1-fase, 2-fasen en 3-fasen open toestand.

Deze fouten treden voornamelijk op vanwege veelvoorkomende problemen zoals het uitvallen van verbindingen in bovenleidingen, kabels, falen in de fase van een stroomonderbreker, het smelten van de geleider of zekering binnen een fase of meer fasen.
Deze fouten zijn ook bekend als seriefouten, dit zijn ongebalanceerde typen, anders asymmetrische typen, afgezien van de driefasige open fout.

Een transmissielijn werkt bijvoorbeeld door een gebalanceerde belasting voordat er een open foutcircuit optreedt. Als in de transmissielijn een van de fasen wordt opgelost, kan de werkelijke belasting van een dynamo worden verminderd en kan de versnelling van de dynamo toenemen, zodat deze met een snelheid werkt die iets hoger is dan de synchrone snelheid. Bij andere transmissiekabels kan deze te hoge snelheid overspanningen veroorzaken. Daarom kunnen 1-fase en 2-fasen open condities stromen en spanningen van het voedingssysteem genereren die enorme schade aan het apparaat veroorzaken.

Deze fouten zijn onderverdeeld in drie typen, zoals de volgende.

  • Open geleiderfout
  • Twee geleiders Open Fout
  • Fout bij openen van drie geleiders.

Oorzaken en gevolgen van soorten fouten

Deze fouten kunnen worden veroorzaakt door een storing in het circuit en door een gebroken geleider in 1- fase of meer fasen. De effecten van open circuitfouten zijn onder meer de volgende.

  • Onregelmatige werking van elektrisch voedingssysteem
  • Deze fouten kunnen gevaar opleveren voor zowel dieren als mensen
  • In het bijzonder een deel van het netwerk, wanneer de spanning wordt overschreden boven de normale waarden, veroorzaakt dit isolatiefouten en ontwikkelt het kortsluitingsfouten.
  • Ook al kunnen dit soort circuitfouten lange tijd worden geaccepteerd in vergelijking met fouten van het kortsluittype, omdat deze fouten moeten worden losgemaakt om de hoge schade te verminderen.

Kortsluitingsfouten

Kortsluitingsfouten treden voornamelijk op vanwege een storing in de isolatie tussen fasegeleiders en aarde. Een isolatiefout kan een kortsluitpadvorming veroorzaken die kortsluitingsomstandigheden in het circuit activeert.

De definitie van een kortsluiting is een abnormale verbinding met extreem lage impedantie tussen twee punten met een ongelijk potentieel, hetzij per toeval of met opzet voltooid. Deze fouten zijn de meest voorkomende typen die resulteren in de abnormale hoge stroomsterkte door de transmissielijnen of apparatuur.

Als kortsluitingsfouten zelfs voor een korte tijd mogen voortduren, leidt dit tot grote schade aan het apparaat. Kortsluitingsfouten zijn ook bekend als shuntfouten, omdat deze fouten voornamelijk optreden vanwege het falen van de isolatie tussen fasegeleiders, anders tussen fasegeleiders en aarde

De verschillende mogelijke kortsluitingsfoutcondities omvatten voornamelijk 3-fasen naar aarde, 3-fasen vrij van de aarde, 1-fase naar aarde, fase naar fase, 2-fase naar aarde, fase naar fase en enkelfasig naar aarde.

Zowel de driefasige fout vrij van de aarde, als de driefasige fout richting aarde, kunnen symmetrisch of gebalanceerd zijn, terwijl andere fouten asymmetrische fouten zijn.

Oorzaken en gevolgen van kortsluitstoringen

De kortsluitstoringen kunnen optreden vanwege de volgende redenen.

  • Deze fouten kunnen optreden vanwege de interne anders externe effecten
  • Interne effecten zijn defecte transmissielijnen, schade aan apparatuur, veroudering van isolatie, corrosie van isolatie in de generator, onjuiste installaties van elektrische apparaten, transformatoren en hun inadequaat ontwerp.
  • Deze fouten kunnen optreden als gevolg van externe effecten van apparatuur, isolatiedefecten vanwege lichtpieken en mechanische schade door het publiek.

De effecten van kortsluitstoringen zijn onder meer de volgende.

  • Boogfouten kunnen brand en ontploffing veroorzaken in apparaten zoals transformatoren en stroomonderbrekers.
  • De stroomtoevoer kan ernstig worden beperkt, anders zelfs volledig geblokkeerd als de kortsluitingsfout aanhoudt.
  • De bedrijfsspanningen van het systeem kunnen boven of onder hun acceptatiewaarden komen om een ​​schadelijk effect te hebben op de service die via het voedingssysteem wordt geleverd.
  • Door abnormale stromen wordt het apparaat verwarmd zodat de levensduur van hun isolatie kan worden verkort.

Oorzaken van soorten fouten

De belangrijkste redenen om elektrische storingen te veroorzaken, zijn onder meer de volgende.

Weersomstandigheden

Het omvat blikseminslagen, zware regenval, harde wind, zoutafzetting op bovengrondse leidingen en geleiders, sneeuw- en ijsophoping op transmissielijnen, enz. Deze omgevingsfactoren onderbreken de stroomtoevoer en beschadigen ook elektrische installaties.

Apparatuurstoringen

Diverse elektrische apparatuur zoals generatoren , motoren, transformatoren, reactoren, schakelinrichtingen, enz. veroorzaken kortsluitingsfouten als gevolg van defecten, veroudering, isolatiefouten van kabels en wikkelingen. Deze storingen resulteren in een hoge stroom die door de apparaten of apparatuur vloeit, waardoor deze verder wordt beschadigd.

Menselijke fouten

Elektrische storingen worden ook veroorzaakt door menselijke fouten, zoals het selecteren van een onjuiste classificatie van apparatuur of apparaten, het vergeten van metalen of elektrisch geleidende onderdelen na service of onderhoud, het schakelen van het circuit terwijl het wordt onderhouden, enz.

Rook van branden

Ionisatie van lucht, als gevolg van rookdeeltjes, rond de bovenleidingen resulteert in vonk tussen de leidingen of tussen geleiders naar de isolator. Door deze flashover verliezen isolatoren hun isolerend vermogen vanwege hoge spanningen

Soorten fouten en hun gevolgen

De effecten van elektrische storingen treden voornamelijk op vanwege de volgende redenen.

Over huidige stroom

Wanneer de fout optreedt, wordt een pad met een zeer lage impedantie gecreëerd voor de stroom. Dit resulteert in een zeer hoge stroom die uit de voeding wordt gehaald, waardoor relais worden uitgeschakeld en de isolatie en componenten van de apparatuur worden beschadigd.

Gevaar voor bedienend personeel

Het optreden van fouten kan ook schokken bij personen veroorzaken. De ernst van de schok is afhankelijk van de stroom en de spanning op de foutlocatie en kan zelfs tot de dood leiden.

Verlies van apparatuur

Sterke stroom als gevolg van kortsluitstoringen heeft tot gevolg dat de componenten volledig worden verbrand, wat leidt tot een onjuiste werking van apparatuur of apparaat. Soms veroorzaakt zware brand een volledige doorbranding van de apparatuur.

Stoort onderling verbonden actieve circuits

Storingen hebben niet alleen invloed op de locatie waar ze optreden, maar verstoren ook de actieve onderling verbonden circuits naar de defecte lijn.

Elektrische branden

Kortsluiting veroorzaakt door de ionisatie van lucht tussen twee geleidende banen vonkoverslag en vonken wat verder leidt tot brand zoals we vaak zien in nieuws, zoals branden in gebouwen en winkelcomplexen.

Foutbeperkende apparaten

Het is mogelijk om oorzaken zoals menselijke fouten te minimaliseren, maar geen veranderingen in het milieu. Het verhelpen van storingen is een cruciale taak in het elektriciteitssysteem. Als het ons lukt om bij een storing de stroomkring te verstoren of te verbreken, vermindert dat de aanzienlijke schade aan de apparatuur en ook aan eigendommen. Sommige van deze foutbeperkende apparaten bevatten zekeringen, stroomonderbrekers worden relais hieronder besproken.

Apparaten beschermen

Apparaten beschermen

Lont

Het is het primaire beveiligingsapparaat. Het is een dunne draad ingesloten in een omhulsel of glas dat twee metalen delen met elkaar verbindt. Deze draad smelt wanneer er overmatige stroom in het circuit vloeit. Het type zekering is afhankelijk van de spanning waarop deze moet werken. Handmatige vervanging van de draad is nodig zodra deze een klapband heeft.

Zekering

Het maakt het circuit normaal en breekt onder abnormale omstandigheden. Het veroorzaakt automatische uitschakeling van het circuit wanneer er een fout optreedt. Het kunnen elektromechanische stroomonderbrekers zijn zoals vacuüm- / olie-stroomonderbrekers enz., Of ultrasnelle elektronische stroomonderbrekers

Relais

Het is een conditie-gebaseerde bedieningsschakelaar. Het bestaat uit een magneetspoel en normaal open en gesloten contacten. Het optreden van een fout verhoogt de stroom die de relaisspoel bekrachtigt, waardoor de contacten werken, zodat het circuit wordt onderbroken voor het vloeien van stroom. Beschermende relais zijn van verschillende typen, zoals impedantierelais, mho-relais, enz.

Verlichting Power Protection Devices

Deze omvatten verlichtingsafleiders en aardingsinrichtingen om het systeem te beschermen tegen blikseminslag en overspanningen.

Applicatiegebaseerde driefasige foutanalyse

We kunnen analyseer driefasige fouten door een eenvoudig circuit te gebruiken zoals hieronder weergegeven. Hierbij worden tijdelijke en permanente fouten gemaakt door foutschakelaars. Als we als tijdelijke fout eenmaal op de knop drukken, schakelt de regeling van de timer de belasting uit en herstelt ook de stroomtoevoer naar de belasting. Als we deze knop een bepaalde tijd ingedrukt houden als een permanente fout, schakelt dit systeem de belasting volledig uit door middel van een relaisopstelling.

Storingsanalyse in drie fasen

Storingsanalyse in drie fasen

Hoe de fouten te detecteren en te lokaliseren?

In transmissielijnen is de fout heel gemakkelijk te identificeren, aangezien de crisis over het algemeen merkbaar is. Als een boom bijvoorbeeld eenmaal over de transmissielijn is gevallen, kan anders een elektrische paal worden beschadigd en liggen de geleiders op de aarde.

In een kabelsysteem kan foutopsporing worden gedaan wanneer het circuit niet werkt, anders wanneer het circuit werkt. Er zijn verschillende methoden voor het opsporen van fouten die kunnen worden onderverdeeld in terminaltechnieken, die werken met zowel stromen als spanningen gemeten aan de kabeleinden, en traceermethoden die via de kabel moeten worden geïnspecteerd. Het normale gebied van de fouten kan worden gelokaliseerd bij de terminaltechnieken om het traceren via een transmissiekabel te versnellen.

In bedradingssystemen kan de locatie van de fout worden gevonden tijdens de verificatie van de draden. In moeilijke bedradingssystemen, waar de draden ook begraven kunnen zijn, worden deze fouten door een tijddomeinreflectometer geplaatst die een puls langs de draad stuurt en daarna het gereflecteerde signaal onderzoekt om fouten in de elektrische draad te herkennen.

In een beroemde onderwatertelegraafkabel werden responsieve galvanometers gebruikt om foutstromen te berekenen door middel van testen aan kabeluiteinden. In kabels worden twee methoden gebruikt om fouten te lokaliseren, zoals de Varley-lus en de Murray-lus.

In een voedingskabel kan bij lage spanningen geen isolatiefout optreden. Dus een thumpertest wordt gebruikt door een hoogspanningspuls, hoge energie aan de kabel toe te passen. De foutlocatie kan worden gedaan door te luisteren naar het ontladingsgeluid bij de fout. Wanneer deze test bijdraagt ​​aan schade op de locatie van de kabel, is het nuttig omdat de defecte locatie in elk geval opnieuw moet worden geïsoleerd nadat deze is opgezet.

In een distributiesysteem met geaarde hoge weerstand kan een feeder een fout naar de aarde uitbreiden, maar het systeem blijft in uitvoering. Zowel de defecte als de bekrachtigde feeder zijn te vinden in een ringvormige stroomtransformator die alle fasedraden voor het circuit verzamelt, eenvoudigweg het circuit bevat een fout naar de aarde en illustreert een netto gestoorde stroom. De aardingsweerstand wordt gebruikt om de stroom van de aardfout gemakkelijker op te merken tussen twee waarden om de foutstroom te verslaan.

Ik hoop dat je een basisidee hebt gekregen over driefasige storingen. Bedankt voor uw kostbare tijd die u aan het artikel besteedt. Als u vragen heeft met betrekking tot elektrische en elektronische projecten, kunt u uw feedback geven in het commentaargedeelte hieronder.

Fotocredits

Branden door elektrische storingen door 3.bp.blogspot
Asymmetrische fouten door pdfonline
Apparaten beveiligen door inspectapedia