Por que o atraso entre a falha do transformador e a falta de energia?

Um amigo testemunhou a explosão da subestação da 14ª rua. Acredito que esses transformadores, com cerca de um quarteirão de cidade, entregaram energia à maior parte da parte baixa de Manhattan. Acho que a água da enchente obstruiu o resfriamento e eles superaqueceram e explodiram espetacularmente.

(há uma estação de geração de gás natural de 4 pilhas ao lado de onde a explosão aconteceu, talvez a explosão não tenha sido o transformador, mas a maioria dos relatórios diz que o transformador)

Meu amigo relatou: 'O poder tremeu, depois voltou'. Algum tempo desconhecido depois, a energia acabou.

Portanto, a questão é: a energia na rede alimentada por esses transformadores permanecerá ligada por um tempo após a explosão e por quanto tempo?

Sem mais detalhes do que está em sua pergunta, eis o que eu acredito que aconteceu: (Pode ser contra-intuitivo, para evitar confusão: quando um disjuntor é fechado, a corrente pode passar por ele. Quando um disjuntor está aberto, a corrente não pode passar Além disso, quando um relé dispara, eventualmente abre um ou vários disjuntores (cortando assim a energia)).

A cintilação :

Por alguma razão (desconhecida), a subestação do transformador explodiu. Isso pode ter causado várias falhas diferentes que podem disparar relés próximos. Meu palpite seria uma falha trifásica, pois essas falhas geralmente resultam nas correntes mais altas (dependendo do aterramento). Normalmente você deseja apenas o relé mais próximo para disparar, mantendo assim o restante da grade intacta. No entanto, desta vez o relé provavelmente é de pouca utilidade, pois a subestação é explodida em pedaços. Portanto, outros relés próximos acionam os disjuntores para isolar a falha.

Os relés normalmente tentam fechar os disjuntores novamente para recuperar a energia em questão de (mili) segundos. (Observe que, mesmo que um relé possa disparar imediatamente, levará cerca de 100 ms para o disjuntor realmente quebrar a corrente.)

Provavelmente, isso causou a cintilação inicial.

1. Explosão
2. Os relés ao redor da subestação disparam e abrem os disjuntores e, assim, cortam a energia da área
3. Os disjuntores se fecham novamente (exceto aqueles que ainda devem estar abertos para isolar a área de falha).
4. A energia está de volta

Então, o que faz com que o poder passe algum tempo desconhecido depois?

Praticamente todos os sistemas de energia são operados de acordo com o critério N-1 (ou, em alguns casos, N-2, Nk). "O critério N-1 expressa a capacidade do sistema de transmissão de perder uma ligação sem causar uma falha de sobrecarga em outro lugar". [1] No entanto, é impossível para os operadores de redes de transporte (TSO) cumprir sempre o critério N-1.

Transformadores, linhas, cabos etc. podem suportar mais do que o que eles são classificados. Os transformadores costumam operar com 50% de sobrecarga por até uma hora sem sofrer danos. As linhas de transmissão podem realmente ser carregadas o quanto você desejar. No entanto, como você não deseja arriscar danos ao equipamento, os relés são projetados para cortar a energia se a sobrecorrente durar muito tempo ou ficar muito alta.

A figura acima mostra uma característica típica de disparo de relé em uma escala log-log . Você pode encontrar o tempo de viagem do disjuntor se souber a corrente. Você faz isso encontrando a corrente do eixo x, suba e veja a qual valor a curva verde corresponde no eixo y. Na extrema direita, a corrente é muito alta, 10-1000 x In, onde In é a corrente nominal do equipamento. A linha horizontal da extrema direita é tipicamente de aproximadamente 0 a 100 ms.

A linha tracejada à esquerda mostra o menor valor de pick-up para o relé. Essa linha, se tipicamente em 1,2 x In. Como a curva de trip é vertical aqui, qualquer corrente menor que 1,2 x In nunca causará um trip.

Entre 1,2 e 10 vezes, o tempo de viagem varia de acordo com a curva mostrada entre as duas linhas tracejadas. A parte mais à direita da curva inversa é tipicamente de 300 ms, enquanto a parte mais à esquerda da curva pode ser de até minutos (lembre-se de que a escala é logarítmica).

Hipótese:

A falha da subestação causa uma sobrecarga (pelo menos uma) das subestações restantes, alimentando Manhattan com energia. Nesse caso, a corrente provavelmente foi um pouco acima de 1,2 x In para um componente, causando uma falha, mas com um grande atraso de tempo. Quando o primeiro relé dispara, outra conexão fica ainda mais sobrecarregada, causando outra, e outra e outra, eventualmente cortando toda a energia da cidade.

1. Ligeira sobrecarga de um (ou mais) componente (s)
2. Desarme de relé (e o disjuntor abre) com um grande atraso
3. Novos componentes sobrecarregados devido ao que aconteceu em 2.
4. Mais uma viagem e outra ...
5. Boa noite Manhattan!

Depende de quão perto você está do transformador e se você está a jusante ou a montante, onde, se ele falhar e causar um distúrbio e abrir, mantém a linha a montante funcionando ou se a máquina está parada por excesso de corrente.

Portanto, o tempo pode variar de 0 a infinito. Mas se ele falhar muito longe, e você na rede que é afetada por uma reação em cadeia, pode demorar alguns segundos com o desligamento e seguido de uma reinicialização e se a condição de falha ainda estiver em vigor, desligue imediatamente novamente. O fenômeno 4 é comum porque os limiares para acionamento em potência constante e acionamento na inicialização são bastante diferentes, pois o aumento da inicialização é normal com lâmpadas incandescentes que usam 10x os motores atuais e grandes, além de consumir muitas vezes mais do que a classificação do disjuntor, mas por um curto período de tempo. Tempo.

O algoritmo da corrente de disparo de inicialização é bastante complexo e depende de muitos fatores, mas a segurança é fundamental. Você não deseja um curto-circuito causando uma cascata de sobrecarga no transformador de potência, portanto, o tempo de disparo deve ser curto o suficiente para proteger os transformadores a montante.