为什么变压器故障和停电之间会有延迟?


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一位朋友目睹了第14街变电站的爆炸。我相信这些变压器(大约1个城市街区)向曼哈顿下半部的大部分地区供电。我猜洪水阻碍了冷却,并且它们过热并爆炸了。

(爆炸发生在隔壁有一个四层天然气发电站,所以-也许-爆炸不是变压器,但大多数报道都说变压器)

我的朋友说:“力量忽隐忽现,然后又恢复了”。未知的时间过后,电源消失了。

因此,问题是,由这些变压器供电的电网中的电力在爆炸后会持续一段时间吗?


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推测:有一个以上的变电站为电网的那个区域供电,而闪烁是系统故障转移到另一个变电站。
pjc50

@ pjc50,这似乎是最合理的答案,延迟是另一个网格意识到无法处理负载所需的时间。唯一的问题是,为什么所有LM都保持黑暗?他们会不会尽量切入其他网格?
Bobbi Bennett

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电子需要花费一些时间来阅读和理解刚刚发生的原理图修改。:)
Kaz 2012年

有一会儿,我在考虑电网中存储了多少能量。所有这些变压器的磁化电流,如果有电容器则更大。但是,来吧,最多只能持续一秒钟,对吗?
Bobbi Bennett

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除了壮观的故障照片之外,这里还有一些有关动力传输系统各个部分的故障模式的有趣讨论:205.243.100.155/frames/longarc.htm
UnconditionallyReinstateMonica

Answers:


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没有比您的问题更详细的信息,这是我认为发生的事情:(这可能是违反直觉的,因此为了避免混淆:断路器闭合时,电流可以通过。断路器断开时,电流不能通过另外,当继电器跳闸时,它最终将断开一个或几个断路器(从而切断电源)。

闪烁

由于某些(未知)原因,变电站发生爆炸。这可能导致了许多不同的故障,可能使附近的继电器跳闸。我的猜测是三相故障,因为此类故障通常会导致最大电流(取决于接地)。通常,您只希望最近的继电器跳闸,从而保持其余的电网完好无损。但是,这一次继电器可能没什么用,因为变电站被炸成碎片。因此,附近的其他继电器将使断路器跳闸,以隔离故障。

继电器通常将尝试再次合上断路器,以在几毫秒内恢复电源。(请注意,即使继电器可能立即跳闸,断路器实际断开电流仍需花费约100毫秒的时间。)

这很可能是造成初始闪烁的原因。

  1. 爆炸
  2. 变电站周围的继电器跳闸并断开断路器,从而切断该区域的电源
  3. 断路器再次合闸(那些必须仍断开以隔离故障区域的断路器除外)。
  4. 重新上电

那么,是什么原因导致功率在之后的某个未知时间消失呢?

实际上,所有电源系统都遵循N-1标准(或在某些情况下为N-2,Nk)运行。“ N-1标准表示传输系统失去链接而不会在其他地方引起过载故障的能力。” [1] 然而,传输系统运营商(TSO)不可能始终遵守N-1标准。

变压器,电线,电缆等的处理能力超出其额定值。变压器通常可以在50%的过载下运行长达一小时而不会受到任何损坏。传输线实际上可以根据需要加载。但是,由于您不想冒险损坏设备,因此继电器设计用于在过电流持续时间过长或过高时切断电源。

在此处输入图片说明

上图以对数-对数刻度显示了典型的继电器跳闸特性。如果知道电流,则可以找到断路器的跳闸时间。您可以通过查找x轴的电流来做到这一点,然后向上看绿色曲线在y轴上对应的值。在最右边,电流非常高,为10-1000 x In,其中In是设备的标称电流。最右边的水平线通常约为0-100毫秒。

左侧的虚线显示了继电器的最低启动值。该线通常为1.2 x In。由于跳闸曲线在此处是垂直的,因此任何小于1.2 x In的电流都不会引起跳闸。

在1.2至10倍In之间,跳闸时间根据两条虚线之间显示的曲线而变化。逆曲线的最右侧部分通常为300毫秒,而曲线的最左侧部分可能长达数分钟(请注意标度是对数的)。

假设:

变电站的故障导致向曼哈顿供电的其余变电站(至少一个)过载。在这种情况下,一个组件的电流可能略高于1.2 x In,从而导致跳闸,但延时较大。当第一个继电器跳闸时,另一个连接将更加过载,从而导致另一个跳闸,另一个和另一个,最终切断城市的所有电力。

  1. 一个(或多个)组件的轻微过载
  2. 继电器跳闸(断路器断开)具有较大的时间延迟
  3. 由于2中发生的情况,新组件过载。
  4. 多一趟,另一趟...
  5. 曼哈顿晚安!

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我同意这个假设。好回答。
Li-aung Yip 2014年

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这取决于您与变压器的接近程度,以及您是在下游还是在上游,如果变压器发生故障并引起干扰并断开,则该上游设备将保持上游线路工作或因过电流而停机。

因此时间可以在0到无穷大之间。但是,如果故障确实在很远的地方发生,并且您受连锁反应的影响,则可能需要几秒钟的时间才能关机,然后重新启动,并且如果认为故障情况仍然有效,请立即再次关机。第4种现象很常见,因为稳定电源跳闸和启动时跳闸的阈值相差很大,因为启动电涌是正常现象,白炽灯泡的电流是电流的10倍,大型电动机的额定值通常也比断路器的额定值高,但是在短时间内时间。

启动跳闸电流的算法相当复杂,并且取决于许多因素,但是安全性至关重要。您不希望因短路而导致电力变压器过载,因此跳闸时间必须足够短,以保护上游变压器。


感谢您解决这个问题。我认为您可能已经错过了情况,那是一个很大的变压器。YouTube上有爆炸的片段。无论如何,我现在想知道电网中是否没有很多“旋转”的能量,因为所有电动机和设备都不会在电源突然断开时停转,而是旋转下来。只是一个想法。
Bobbi Bennett

尽管如果许多人向下骑电梯,像自动扶梯这样的电动机有可能向电网输送一些动力,但我认为旋转的电动机不会向电网输送太多功率。我认为一个更大的问题是,许多基础架构的设计都使其在短时间内可以承载比连续承载更多的功率。例如,长时间以其额定功率的75%运行的特定变压器可能会在其过热至足以需要停机之前,以其额定功率的150%运行长达五秒钟。
2012年

如果网格的一部分由两个这样的设备供电,并且使用了两个设备一起可以连续处理的75%的功率,则如果一个设备发生故障,另一台设备将能够在五秒钟内供电该部分网格在必须将其关闭之前。
2012年
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