Hệ thống điện ngày càng phát triển về quy mô và mức độ phức tạp trong tất cả các lĩnh vực như hệ thống phát điện, truyền tải, phân phối và phụ tải. Các loại lỗi như điều kiện ngắn mạch trong mạng lưới hệ thống điện dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế và giảm độ tin cậy của hệ thống điện. Sự cố điện là một tình trạng bất thường, gây ra bởi sự cố của thiết bị như máy biến áp và máy điện quay, lỗi của con người và điều kiện môi trường. Những lỗi này gây ra gián đoạn dòng điện, hư hỏng thiết bị, thậm chí gây chết người, chim và động vật. Bài viết này trình bày tổng quan về các dạng sự cố khác nhau và ảnh hưởng của chúng xảy ra trong hệ thống điện.
Lỗi điện là gì?
An điện lỗi là độ lệch của điện áp và dòng điện so với giá trị hoặc trạng thái danh định. Trong điều kiện hoạt động bình thường, thiết bị hoặc đường dây của hệ thống điện mang điện áp và dòng điện bình thường, dẫn đến hệ thống hoạt động an toàn hơn.
Các lỗi trong hệ thống điện
Nhưng khi xảy ra sự cố sẽ làm cho dòng điện chạy qua quá cao gây hư hỏng thiết bị máy móc. Phát hiện và phân tích lỗi là cần thiết để lựa chọn hoặc thiết kế thiết bị đóng cắt phù hợp, rơ le điện cơ , bộ ngắt mạch và các thiết bị bảo vệ khác.
Các loại lỗi trong hệ thống điện
Trong hệ thống điện, sự cố chủ yếu có hai loại như sự cố hở mạch và sự cố ngắn mạch. Và xa hơn, các loại đứt gãy này có thể được phân loại thành đối xứng và không đối xứng. Hãy để chúng tôi thảo luận chi tiết về các loại lỗi này. Các đứt gãy này được phân thành hai loại.
- Lỗi đối xứng
- Lỗi không đối xứng
Lỗi đối xứng
Đây là những lỗi rất nghiêm trọng và không thường xuyên xảy ra trong hệ thống điện. Đây còn được gọi là các lỗi cân bằng và có hai loại là đường dây nối đất (L-L-L-G) và đường dây nối (L-L-L).
Các lỗi đối xứng
Chỉ có 2-5 phần trăm lỗi hệ thống là lỗi đối xứng. Nếu các lỗi này xảy ra, hệ thống vẫn cân bằng nhưng dẫn đến các thiết bị hệ thống điện bị hư hỏng nặng.
Hình trên cho thấy hai loại lỗi đối xứng ba pha. Việc phân tích lỗi này rất dễ dàng và thường được thực hiện theo từng giai đoạn. Thông tin hoặc phân tích sự cố ba pha là cần thiết để lựa chọn rơle pha đặt, khả năng đánh thủng của bộ ngắt mạch và thông số của thiết bị đóng cắt bảo vệ.
Các đứt gãy đối xứng được phân thành hai loại
- Dòng - Dòng - Lỗi dòng
- Đường dây - Đường dây - Lỗi nối đất
Lỗi L - L - L
Các loại lỗi này được cân bằng có nghĩa là hệ thống vẫn cân bằng sau khi lỗi xảy ra. Vì vậy, lỗi này hiếm khi xảy ra, mặc dù nó là loại lỗi khắc nghiệt giữ dòng điện lớn nhất. Vì vậy dòng điện này được sử dụng để xác định định mức của CB.
Lỗi L - L - L - G
Sự cố 3 pha L - G chủ yếu bao gồm tất cả 3 pha của hệ thống. Lỗi này chủ yếu xảy ra giữa 3 pha cũng như đầu nối đất của hệ thống. Vì vậy, có 2 đến 3% xác suất xảy ra lỗi.
Lỗi không đối xứng
Đây là những lỗi rất phổ biến và ít nghiêm trọng hơn lỗi đối xứng. Có ba loại chủ yếu là lỗi đường dây nối đất (L-G), đường dây nối dây (L-L) và đường dây kép nối đất (LL-G).
Lỗi không đối xứng
Lỗi đường dây nối đất (L-G) là lỗi phổ biến nhất và 65-70% lỗi thuộc loại này.
Nó làm cho vật dẫn tiếp xúc với đất hoặc mặt đất. 15 đến 20 phần trăm lỗi là đường đôi nối đất và khiến hai dây dẫn tiếp xúc với đất. Sự cố đường dây xảy ra khi hai dây dẫn tiếp xúc với nhau chủ yếu trong khi đường dây chuyển động do gió và 5-10 phần trăm lỗi thuộc loại này.
Đây cũng được gọi là các lỗi không cân bằng vì sự xuất hiện của chúng gây ra sự mất cân bằng trong hệ thống. Sự mất cân bằng của hệ thống có nghĩa là các giá trị trở kháng khác nhau trong mỗi pha gây ra dòng điện không cân bằng chạy trong các pha. Những lỗi này khó phân tích hơn và được thực hiện theo từng pha tương tự như lỗi cân bằng ba pha.
Các đứt gãy không đối xứng được phân thành hai loại
- Lỗi đơn L - G (Line-to-Ground)
- Lỗi L - L (Line-to-Line)
- Lỗi Double L - G (Line-to-Ground)
Đơn L - G lỗi
Sự cố L-G đơn này chủ yếu xảy ra khi một dây dẫn đơn rơi về phía đầu nối đất. Vì vậy, khoảng 70 đến 80% lỗi trong hệ thống điện là lỗi L-G đơn lẻ.
Lỗi L - L
Lỗi L– L này chủ yếu xảy ra khi hai dây dẫn bị đoản mạch và cũng do gió lớn. Vì vậy các dây dẫn đường dây có thể bị xê dịch do gió lớn, chúng có thể chạm vào nhau và gây ra hiện tượng đoản mạch. Vì vậy, khoảng 15 - 20% lỗi có thể xảy ra.
Double L - G Fault
Trong loại lỗi này, cả hai dòng tiếp xúc với nhau qua mặt đất. Vì vậy, có 10% xác suất xảy ra lỗi.
Mở các lỗi mạch
Các lỗi hở mạch chủ yếu xảy ra do sự cố của một dây dẫn khác được sử dụng trong hệ thống điện. Sơ đồ lỗi mạch hở được hiển thị bên dưới. Mạch này dành cho điều kiện mở 1 pha, 2 pha và 3 pha.
Các lỗi này chủ yếu xảy ra do các sự cố thông thường như hỏng các mối nối trong đường dây trên không, cáp, hỏng trong bộ ngắt mạch, nóng chảy dây dẫn hoặc cầu chì trong một pha hoặc nhiều pha.
Các sự cố này còn được gọi là sự cố nối tiếp là các loại không cân bằng, nếu không các loại không đối xứng ngoài sự cố hở 3 pha.
Ví dụ, một đường dây truyền tải hoạt động thông qua một tải cân bằng trước khi xảy ra sự cố hở mạch. Trong đường truyền, nếu bất kỳ pha nào bị hòa tan thì tải thực tế của máy phát điện có thể giảm và tăng gia tốc của máy phát điện, do đó, nó hoạt động ở tốc độ cao hơn một chút so với tốc độ đồng bộ. Trong các loại cáp truyền dẫn khác, tốc độ quá cao này có thể gây ra quá áp. Do đó, điều kiện mở 1 pha & 2 pha có thể tạo ra dòng điện và điện áp của hệ thống điện gây hư hỏng bộ máy rất lớn.
Các lỗi này được phân loại thành ba loại như sau.
- Mở lỗi dây dẫn
- Hai dây dẫn bị hở lỗi
- Lỗi hở ba dây dẫn.
Nguyên nhân và ảnh hưởng của các loại lỗi
Những lỗi này có thể được gây ra do sự cố mạch điện cũng như dây dẫn bị đứt ở 1 pha hoặc nhiều pha. Ảnh hưởng của sự cố hở mạch bao gồm những điều sau đây.
- Hệ thống điện hoạt động không đều
- Những lỗi này có thể gây nguy hiểm cho động vật cũng như con người
- Đặc biệt, một phần của mạng, khi điện áp vượt quá giá trị bình thường thì nó gây ra sự cố cách điện và phát sinh lỗi ngắn mạch.
- Mặc dù vậy, các loại lỗi mạch này có thể được chấp nhận trong một thời gian dài so với các lỗi loại ngắn mạch, vì các lỗi này phải được tách ra để giảm thiệt hại cao.
Lỗi ngắn mạch
Sự cố ngắn mạch chủ yếu xảy ra do sự cố trong cách điện giữa các dây dẫn pha và đất. Sự cố cách điện có thể gây ra hình thành đường ngắn mạch kích hoạt tình trạng ngắn mạch trong mạch.
Định nghĩa của ngắn mạch là, một kết nối bất thường của trở kháng cực kỳ nhỏ hơn giữa hai điểm có điện thế khác nhau, dù được hoàn thành một cách tình cờ hay cố ý. Các lỗi này là loại phổ biến nhất dẫn đến dòng điện cao bất thường xuyên suốt đường dây hoặc thiết bị.
Nếu sự cố ngắn mạch tiếp tục xảy ra ngay cả trong một thời gian nhỏ, thì nó sẽ dẫn đến tác hại rộng rãi cho thiết bị. Các lỗi ngắn mạch còn được gọi là lỗi shunt vì những lỗi này chủ yếu xảy ra do sự cố cách điện giữa các dây dẫn pha, nếu không giữa các dây dẫn pha và đất
Các điều kiện sự cố ngắn mạch có thể đạt được khác nhau chủ yếu bao gồm 3 pha với đất, 3 pha không tiếp đất, 1 pha với đất, pha với pha, 2 pha với đất, pha với pha và một pha với đất.
Cả sự cố 3 pha đối với đất, cũng như sự cố 3 pha về phía đất, có thể đối xứng hoặc cân bằng trong khi các lỗi khác là lỗi không đối xứng.
Nguyên nhân và ảnh hưởng của lỗi ngắn mạch
Các lỗi ngắn mạch có thể xảy ra do những nguyên nhân sau.
- Những lỗi này có thể xảy ra do các tác động bên trong hoặc bên ngoài
- Ảnh hưởng bên trong là sự cố đường dây tải điện, hư hỏng thiết bị, lão hóa cách điện, ăn mòn lớp cách điện bên trong máy phát điện, lắp đặt thiết bị điện, máy biến áp không đúng cách và thiết kế không phù hợp của chúng.
- Các lỗi này có thể xảy ra do các tác động bên ngoài của thiết bị, hỏng cách điện do tia sáng và hư hỏng cơ học của công cộng.
Ảnh hưởng của sự cố ngắn mạch bao gồm những điều sau đây.
- Các lỗi phóng điện có thể gây cháy và nổ trong các thiết bị như máy biến áp cũng như bộ ngắt mạch.
- Dòng điện có thể bị hạn chế nghiêm trọng, thậm chí bị chặn hoàn toàn nếu lỗi ngắn mạch vẫn còn.
- Điện áp vận hành của hệ thống có thể cao hơn hoặc thấp hơn giá trị chấp nhận của chúng để gây ra tác hại đối với dịch vụ được cung cấp qua hệ thống điện.
- Do dòng điện bất thường, thiết bị bị nóng lên do đó tuổi thọ của lớp cách điện của chúng có thể bị giảm.
Nguyên nhân của các loại lỗi
Những lý do chính gây ra lỗi điện bao gồm những lý do sau.
Điều kiện thời tiết
Nó bao gồm ánh sáng đình công, mưa lớn, gió lớn, lắng đọng muối trên đường dây và dây dẫn trên không, tích tụ băng tuyết trên đường dây tải điện, v.v. Những điều kiện môi trường này làm gián đoạn việc cung cấp điện và cũng làm hỏng hệ thống điện.
Lỗi thiết bị
Các thiết bị điện khác nhau như máy phát điện , động cơ, máy biến áp, cuộn kháng, thiết bị đóng cắt, v.v ... gây ra các lỗi ngắn mạch do cáp và cuộn dây bị trục trặc, lão hóa, hỏng cách điện. Những hư hỏng này dẫn đến dòng điện cao chạy qua các thiết bị hoặc thiết bị và làm hỏng thiết bị thêm.
Lỗi con người
Các lỗi về điện cũng do lỗi của con người như chọn định mức của thiết bị hoặc thiết bị không phù hợp, quên các bộ phận dẫn điện hoặc kim loại sau khi bảo dưỡng hoặc bảo trì, chuyển mạch khi nó đang được bảo dưỡng, v.v.
Khói lửa
Sự ion hóa không khí, do các hạt khói, bao quanh các đường dây trên không dẫn đến tia lửa điện giữa các đường dây hoặc giữa các vật dẫn điện với chất cách điện. Phóng điện bề mặt này làm cho chất cách điện mất khả năng cách điện do điện áp cao .
Các loại lỗi và ảnh hưởng của chúng
Ảnh hưởng của sự cố điện chủ yếu xảy ra do các nguyên nhân sau.
Dòng chảy quá dòng
Khi lỗi xảy ra, nó tạo ra một đường dẫn trở kháng rất thấp cho dòng hiện tại. Điều này dẫn đến một dòng điện rất cao được rút ra từ nguồn cung cấp, gây ra sự cố rơ le, làm hỏng cách điện và các bộ phận của thiết bị.
Nguy hiểm đối với nhân viên điều hành
Sự cố xảy ra cũng có thể gây ra những cú sốc cho cá nhân. Mức độ nghiêm trọng của cú sốc phụ thuộc vào dòng điện và điện áp tại vị trí sự cố và thậm chí có thể dẫn đến tử vong.
Mất thiết bị
Dòng điện nặng do lỗi ngắn mạch dẫn đến các linh kiện bị cháy hoàn toàn dẫn đến thiết bị, thiết bị hoạt động không tốt. Đôi khi hỏa hoạn lớn gây cháy hoàn toàn thiết bị.
Làm rối loạn các mạch hoạt động được kết nối với nhau
Các lỗi không chỉ ảnh hưởng đến vị trí mà chúng xảy ra mà còn làm rối loạn các mạch liên kết đang hoạt động với đường dây bị lỗi.
Cháy điện
Ngắn mạch gây ra phóng điện và tia lửa điện do sự ion hóa không khí giữa hai đường dẫn, dẫn đến cháy hơn nữa như chúng ta thường thấy trong các tin tức như các đám cháy phức hợp xây dựng và mua sắm.
Thiết bị giới hạn lỗi
Có thể giảm thiểu các nguyên nhân như lỗi của con người, nhưng không phải do thay đổi môi trường. Khắc phục sự cố là một công việc quan trọng trong mạng lưới hệ thống điện. Nếu chúng ta quản lý để ngắt hoặc ngắt mạch khi phát sinh lỗi, điều đó sẽ làm giảm thiệt hại đáng kể cho thiết bị và tài sản. Một số thiết bị hạn chế lỗi này bao gồm cầu chì, bộ ngắt mạch , rơle được thảo luận dưới đây.
Bảo vệ thiết bị
Cầu chì
Nó là thiết bị bảo vệ chính. Nó là một sợi dây mỏng được bao bọc trong một vỏ bọc hoặc thủy tinh nối hai phần kim loại. Dây này nóng chảy khi có dòng điện quá mức chạy trong mạch. Loại cầu chì phụ thuộc vào điện áp mà nó hoạt động. Thay dây thủ công là cần thiết khi nó bị xì.
Ngắt mạch
Nó làm cho mạch ở trạng thái bình thường cũng như bị đứt ở điều kiện bất thường. Nó gây ra hiện tượng tự động ngắt mạch khi xảy ra lỗi. Nó có thể là bộ ngắt mạch điện cơ như bộ ngắt mạch chân không / dầu, v.v. hoặc bộ ngắt mạch điện tử cực nhanh .
Chuyển tiếp
Nó là một công tắc hoạt động dựa trên điều kiện. Nó bao gồm một cuộn dây từ tính và các tiếp điểm thường đóng mở. Sự cố xảy ra làm tăng dòng điện cung cấp năng lượng cho cuộn dây rơ le, dẫn đến các tiếp điểm hoạt động nên mạch bị ngắt dòng điện. Rơ le bảo vệ có nhiều loại khác nhau như rơle trở kháng, rơle mho, v.v.
Thiết bị bảo vệ nguồn điện chiếu sáng
Chúng bao gồm bộ chống sét và thiết bị nối đất để bảo vệ hệ thống chống lại sét và điện áp tăng.
Phân tích lỗi ba pha dựa trên ứng dụng
Chúng ta có thể phân tích lỗi ba pha bằng cách sử dụng một mạch đơn giản như hình dưới đây. Trong trường hợp này, lỗi tạm thời và vĩnh viễn được tạo ra bởi các công tắc lỗi. Nếu chúng tôi nhấn nút một lần là lỗi tạm thời, sự sắp xếp của bộ hẹn giờ sẽ chuyển tải và cũng khôi phục nguồn điện trở lại tải. Nếu chúng ta nhấn BẬT nút này trong một thời gian cụ thể là lỗi vĩnh viễn, hệ thống này sẽ tắt hoàn toàn tải bằng cách bố trí rơ le.
Phân tích lỗi ba pha
Làm thế nào để phát hiện và xác định vị trí lỗi?
Trong các đường dây truyền tải, lỗi rất dễ nhận biết vì cuộc khủng hoảng thường dễ nhận thấy. Ví dụ, một khi bất kỳ cây nào bị đổ đè lên đường dây tải điện, nếu không, một cột điện có thể bị hư hỏng cũng như các dây dẫn nằm trên mặt đất.
Trong hệ thống cáp, việc định vị lỗi có thể được thực hiện khi mạch không hoạt động, ngược lại khi mạch hoạt động. Có các phương pháp khác nhau để xác định vị trí lỗi có thể được chia thành các phương pháp đầu cuối, phương pháp này hoạt động với dòng điện cũng như điện áp được đo ở các đầu cáp và phương pháp lần vết cần kiểm tra qua cáp. Khu vực bình thường của các lỗi có thể được định vị tại các kỹ thuật đầu cuối để tăng tốc độ truy tìm trên cáp truyền.
Trong hệ thống dây dẫn, vị trí của lỗi có thể được tìm thấy trong suốt quá trình xác minh dây dẫn. Trong các hệ thống đi dây khó khăn, bất cứ nơi nào có thể chôn dây, các lỗi này được đặt qua máy đo phản xạ miền thời gian gửi một xung xuống dây và sau đó kiểm tra tín hiệu phản xạ để nhận ra các lỗi trong dây điện.
Trong một loại cáp điện báo dưới nước nổi tiếng, các điện kế phản ứng đã được sử dụng để tính dòng điện lỗi thông qua thử nghiệm ở các đầu cáp lỗi. Trong cáp, hai phương pháp được sử dụng để xác định vị trí lỗi như vòng lặp Varley cũng như vòng lặp Murray.
Trong cáp nguồn, lỗi cách điện không thể xảy ra ở điện áp thấp. Vì vậy, một thử nghiệm đập mạnh được sử dụng bằng cách đặt một xung điện áp cao, năng lượng cao vào cáp. Vị trí lỗi có thể được thực hiện bằng cách nghe âm thanh phóng điện tại lỗi. Khi thử nghiệm này gây hại cho vị trí của cáp, nó rất hữu ích vì vị trí bị lỗi sẽ phải được cách nhiệt lại sau khi thiết lập trong mọi trường hợp.
Trong hệ thống phân phối có điện trở nối đất cao, bộ trung chuyển có thể mở rộng lỗi sang đất tuy nhiên hệ thống vẫn duy trì trong quá trình xử lý. Bộ cấp điện bị lỗi cũng như được cấp điện có thể được tìm thấy trong một máy biến dòng kiểu vòng, tập hợp tất cả các dây pha cho mạch chỉ đơn giản là mạch có sự cố nối đất sẽ minh họa dòng điện nhiễu thuần. Điện trở nối đất được sử dụng để làm cho dòng điện sự cố chạm đất dễ nhận thấy hơn trong số hai giá trị để đánh bại dòng điện sự cố.
Tôi hy vọng rằng bạn có một ý tưởng cơ bản về lỗi ba pha. Cảm ơn bạn đã dành thời gian quý báu cho bài viết. Hơn nữa, mọi thắc mắc liên quan đến các dự án điện và điện tử, vui lòng viết phản hồi của bạn trong phần bình luận bên dưới.
Tín ảnh
Cháy do lỗi điện 3.bp.blogspot
Lỗi không đối xứng bởi pdfonline
Bảo vệ thiết bị bằng thanh tra
