Warum die Verzögerung zwischen Transformatorausfall und Stromausfall?

Ein Freund war Zeuge der Explosion des Umspannwerks in der 14. Straße. Ich glaube, diese Transformatoren, die ungefähr einen Stadtblock groß sind, haben den größten Teil von Lower Manhattan mit Strom versorgt. Ich vermute, das Hochwasser hat die Kühlung behindert, und sie haben sich überhitzt und sind spektakulär explodiert.

(Es gibt ein 4-Stapel-Erdgaskraftwerk neben dem Ort, an dem die Explosion stattgefunden hat. Vielleicht war die Explosion nicht der Transformator, aber die meisten Berichte sagen Transformator)

Mein Freund berichtete: "Die Stromversorgung flackerte und ging dann wieder an." Einige unbekannte Zeit später ging der Strom aus.

Die Frage ist also, ob und wie lange der Strom in dem von diesen Transformatoren gespeisten Netz nach der Explosion noch eine Weile eingeschaltet bleiben kann.

Ohne weitere Details als das, was in Ihrer Frage steht, ist meines Erachtens Folgendes passiert: (Es könnte nicht intuitiv sein, um Verwirrung zu vermeiden: Wenn ein Leistungsschalter geschlossen ist, kann Strom durch ihn fließen. Wenn ein Leistungsschalter geöffnet ist, kann kein Strom durchfließen Wenn ein Relais auslöst, öffnet es schließlich einen oder mehrere Unterbrecher (wodurch die Stromversorgung unterbrochen wird).

Das Flackern :

Aus irgendeinem (unbekannten) Grund explodierte das Umspannwerk des Transformators. Dies könnte eine Reihe verschiedener Fehler verursacht haben, die in der Nähe befindliche Relais auslösen können. Meine Vermutung wäre ein dreiphasiger Fehler, da solche Fehler häufig zu den höchsten Strömen führen (abhängig von der Erdung). Normalerweise möchten Sie nur, dass das nächstgelegene Relais auslöst, wodurch der Rest des Gitters intakt bleibt. Diesmal ist das Relais jedoch wahrscheinlich von geringem Nutzen, da das Umspannwerk in Stücke gerissen wird. Andere Relais in der Nähe lösen also Leistungsschalter aus, um den Fehler zu isolieren.

Die Relais versuchen normalerweise, die Leistungsschalter wieder zu schließen, um die Stromversorgung innerhalb von (Milli-) Sekunden wieder herzustellen. (Beachten Sie, dass ein Relais zwar sofort auslöst, es jedoch ungefähr 100 ms dauert, bis der Leistungsschalter den Strom tatsächlich unterbricht.)

Dies ist höchstwahrscheinlich der Grund für das anfängliche Flackern.

1. Explosion
2. Relais um das Umspannwerk lösen aus und öffnen die Leistungsschalter und unterbrechen dadurch die Stromzufuhr zum Bereich
3. Die Leistungsschalter schließen wieder (mit Ausnahme derjenigen, die noch geöffnet sein müssen, um den Fehlerbereich zu isolieren).
4. Die Stromversorgung ist wieder eingeschaltet

Also, was bewirkt, dass die Energie einige unbekannte Zeit später ausfällt?

Praktisch alle Stromversorgungssysteme werden nach dem N-1-Kriterium (oder in einigen Fällen nach N-2, Nk) betrieben. "Das N-1-Kriterium drückt die Fähigkeit des Übertragungssystems aus, eine Verbindung zu verlieren, ohne an anderer Stelle einen Überlastungsfehler zu verursachen." [1] Es ist den Übertragungsnetzbetreibern (TSO) jedoch nicht möglich, das N-1-Kriterium jederzeit einzuhalten.

Transformatoren, Leitungen, Kabel usw. können mehr als das verarbeiten, wofür sie ausgelegt sind. Transformatoren können oft bis zu einer Stunde bei 50% Überlast betrieben werden, ohne Schaden zu nehmen. Übertragungsleitungen können tatsächlich so viel geladen werden, wie Sie möchten. Da Sie jedoch keine Schäden an der Ausrüstung riskieren möchten, sind Relais so ausgelegt, dass sie die Stromversorgung unterbrechen, wenn der Überstrom zu lange anhält oder zu hoch wird.

Die obige Abbildung zeigt eine typische Relaisauslösekennlinie auf einer Log-Log-Skala . Sie können die Auslösezeit des Leistungsschalters ermitteln, wenn Sie den Strom kennen. Sie tun dies, indem Sie den Strom der x-Achse ermitteln, nach oben gehen und sehen, welchem ​​Wert die grüne Kurve auf der y-Achse entspricht. Ganz rechts ist der Strom sehr hoch, 10-1000 x In, wobei In der Nennstrom des Geräts ist. Die horizontale Linie ganz rechts liegt typischerweise bei ca. 0-100 ms.

Die gestrichelte Linie links zeigt den niedrigsten Ansprechwert für das Relais. Diese Linie liegt normalerweise bei 1,2 x In. Da die Auslösekurve hier vertikal ist, verursacht ein Strom von weniger als 1,2 x In niemals eine Auslösung.

Zwischen dem 1,2- und 10-fachen In variiert die Auslösezeit gemäß der zwischen den beiden gestrichelten Linien gezeigten Kurve. Der am weitesten rechts liegende Teil der inversen Kurve liegt normalerweise bei 300 ms, während der am weitesten links liegende Teil der Kurve bis zu Minuten betragen kann (denken Sie daran, dass die Skala logarithmisch ist).

Hypothese:

Der Ausfall des Umspannwerks führt zu einer Überlastung (mindestens eines) der verbleibenden Umspannwerke, die Manhattan mit Strom versorgen. In diesem Fall lag der Strom für eine Komponente wahrscheinlich leicht über 1,2 x In, was zu einer Auslösung führte, jedoch mit einer großen Zeitverzögerung. Wenn das erste Relais auslöst, wird eine andere Verbindung noch stärker überlastet, wodurch eine weitere Auslösung und eine weitere und eine weitere Auslösung verursacht werden, wodurch schließlich die gesamte Stromversorgung der Stadt unterbrochen wird.

1. Leichte Überlastung einer (oder mehrerer) Komponente (n)
2. Relaisauslösungen (und Unterbrecher öffnen) mit großer Zeitverzögerung
3. Neue Komponente (n) überlastet aufgrund der Ereignisse in 2.
4. Noch eine Reise und noch eine ...
5. Gute Nacht Manhattan!

Es hängt davon ab, wie nahe Sie dem Transformator sind und ob Sie sich stromabwärts oder stromaufwärts befinden. Wenn er ausfällt und eine Störung verursacht und öffnet, funktioniert die stromaufwärtige Leitung weiter oder wenn sie wegen Überstrom abgeschaltet wird.

Die Zeit kann also zwischen 0 und unendlich liegen. Wenn es jedoch weit entfernt ausfällt und Sie sich im Netz befinden, das von einer Kettenreaktion betroffen ist, kann es einige Sekunden dauern, bis das System heruntergefahren und anschließend neu gestartet wird. Wenn der Fehlerzustand weiterhin besteht, wird das System sofort wieder heruntergefahren. Das 4-Phänomen ist häufig, weil die Schwellenwerte für die Auslösung bei konstanter Leistung und die Auslösung beim Start sehr unterschiedlich sind, da der Startstoß normal ist und Glühlampen das 10-fache des Stroms und große Motoren häufig mehr als die Leistungsschalterleistung benötigen, jedoch für einen kurzen Zeitraum von Zeit.

Der Algorithmus des Startauslösestroms ist ziemlich komplex und hängt von vielen Faktoren ab, aber die Sicherheit ist von größter Bedeutung. Sie möchten keinen Kurzschluss, der eine Kaskade von Überlastung des Leistungstransformators verursacht. Daher muss die Auslösezeit kurz genug sein, um die vorgeschalteten Transformatoren zu schützen.