¿Por qué la demora entre la falla del transformador y el corte de energía?

Un amigo presenció la explosión de la subestación de la calle 14. Creo que estos transformadores, de aproximadamente 1 cuadra de la ciudad, entregaron energía a la mayor parte del bajo Manhattan. Supongo que el agua de la inundación obstruyó el enfriamiento, y se sobrecalentaron y explotaron espectacularmente.

(Hay una estación generadora de gas natural de 4 chimeneas al lado de donde ocurrió la explosión, así que -tal vez- la explosión no fue el transformador, pero la mayoría de los informes dicen transformador)

Mi amigo informó: 'El poder parpadeó, luego volvió'. Algún tiempo desconocido más tarde se fue la luz.

Entonces, la pregunta es, ¿podría la energía en la red alimentada por estos transformadores permanecer encendida por un tiempo después de la explosión y por cuánto tiempo?

Especulación: hay más de una subestación alimentando esa área de la red, y el parpadeo fue que el sistema falló en una subestación diferente.
@ pjc50, esa parece la respuesta más razonable, siendo el retraso el tiempo que tarda la otra red en darse cuenta de que no puede manejar la carga. La única pregunta entonces es, ¿por qué todo LM permanece oscuro? ¿No cortarían tanto de esa otra cuadrícula como pudieran?
A los electrones les toma tiempo leer y comprender las modificaciones al esquema que acaban de ocurrir. :)
Por un momento, estuve considerando cuánta energía se almacena en la red; la corriente de aumento de todos esos transformadores, y más si hay condensadores. Pero vamos, eso solo duraría un segundo como máximo, ¿verdad?
@BobbiBennett, es posible que le interese una pregunta anterior sobre energía residual: electronics.stackexchange.com/questions/41585/…
Además de las fotos de fallas espectaculares, aquí hay una discusión interesante sobre los modos de falla en varias partes del sistema de transmisión de energía: 205.243.100.155/frames/longarc.htm
Aquí hay otra vista de la explosión. Alrededor de 3/4 de entrada. vimeo.com/53653749
Se me acaba de ocurrir otra teoría, todo este tiempo después. Quizás la explosión no destruyó el transformador inmediatamente. Tal vez era un depósito de aceite refrigerante, y el transformador se agitó alegremente junto al infierno hasta que se derritió unos segundos después.

Respuestas (2)

Sin más detalles que los que hay en su pregunta, esto es lo que creo que sucedió: (Puede ser contrario a la intuición, para evitar confusiones: cuando un interruptor está cerrado, la corriente puede atravesarlo. Cuando un interruptor está abierto, la corriente no puede pasar Además, cuando un relé se dispara, eventualmente abrirá uno o varios interruptores (cortando así la energía)).

El parpadeo :

Por alguna razón (desconocida), la subestación transformadora explotó. Esto podría haber causado un montón de fallas diferentes que pueden disparar los relés cercanos. Supongo que sería una falla trifásica, ya que tales fallas a menudo resultan en las corrientes más altas (dependiendo de la conexión a tierra). Normalmente, solo querría que se disparara el relé más cercano, manteniendo intacto el resto de la red. Sin embargo, esta vez el relé probablemente sea de poca utilidad, ya que la subestación vuela en pedazos. Entonces, otros relés cercanos dispararán los interruptores para aislar la falla.

Los relés normalmente intentarán cerrar los interruptores nuevamente para recuperar la energía en cuestión de (mili) segundos. (Tenga en cuenta que, aunque un relé puede dispararse inmediatamente, el interruptor tardará unos 100 ms en cortar la corriente).

Esto es probablemente lo que causó el parpadeo inicial.

  1. Explosión
  2. Los relés alrededor de la subestación se disparan y abren los interruptores y, por lo tanto, cortan la energía del área.
  3. Los interruptores se cierran de nuevo (excepto aquellos que aún deben estar abiertos para aislar el área de falla).
  4. El poder está de vuelta

Entonces, ¿qué hace que el poder se vaya un tiempo desconocido después?

Prácticamente todos los sistemas eléctricos son operados según el criterio N-1 (o en algunos casos N-2, Nk). "El criterio N-1 expresa la capacidad del sistema de transmisión de perder un enlace sin causar una falla por sobrecarga en otro lugar". [1] Sin embargo, es imposible que los gestores de redes de transporte (TSO) cumplan el criterio N-1 en todo momento.

Los transformadores, líneas, cables, etc. pueden manejar más de lo que están clasificados. Los transformadores a menudo pueden funcionar con una sobrecarga del 50 % durante una hora sin sufrir ningún daño. Las líneas de transmisión pueden cargarse tanto como desee. Sin embargo, como no desea arriesgarse a dañar el equipo, los relés están diseñados para cortar la alimentación si la sobrecorriente dura demasiado o es demasiado alta.

ingrese la descripción de la imagen aquí

La figura anterior muestra una característica típica de disparo de relé en una escala logarítmica . Puede encontrar el tiempo de disparo del interruptor si conoce la corriente. Lo hace encontrando la corriente del eje x, sube y ve a qué valor corresponde la curva verde en el eje y. En el extremo derecho la corriente es muy alta, 10-1000 x In, donde In es la corriente nominal del equipo. La línea horizontal del extremo derecho suele estar entre 0 y 100 ms aproximadamente.

La línea discontinua a la izquierda muestra el valor de activación más bajo para el relé. Esta línea es típicamente de 1.2 x In. Dado que la curva de disparo es vertical aquí, cualquier corriente inferior a 1,2 x In nunca provocará un disparo.

Entre 1,2 y 10 veces In, el tiempo de actuación varía según la curva que se muestra entre las dos líneas discontinuas. La parte más a la derecha de la curva inversa suele ser de 300 ms, mientras que la parte más a la izquierda de la curva puede ser tanto como minutos (recuerde que la escala es logarítmica).

Hipótesis:

La falla de la subestación provoca una sobrecarga de (al menos una de) las subestaciones restantes que alimentan a Manhattan con energía. En este caso, la corriente probablemente ha estado ligeramente por encima de 1,2 x In para un componente, provocando así un disparo, pero con un gran retraso de tiempo. Cuando se dispare el primer relé, otra conexión estará aún más sobrecargada, lo que provocará otro disparo, y otro, y otro, y eventualmente cortará toda la energía a la ciudad.

  1. Ligera sobrecarga de uno (o más) componente(s)
  2. El relé se dispara (y el interruptor se abre) con un gran retraso de tiempo
  3. Nuevo(s) componente(s) sobrecargado(s) debido a lo que sucedió en 2.
  4. Un viaje más, y otro...
  5. ¡Buenas noches Manhattan!
Estoy de acuerdo con esta hipótesis. Bien respondido.

Depende de qué tan cerca esté del transformador y si está aguas abajo o aguas arriba, si falla y causa una perturbación y se abre, mantiene la línea aguas arriba en funcionamiento o si se apaga por sobrecorriente.

Así que el tiempo puede estar en cualquier lugar desde 0 hasta el infinito. Pero si falla lejos, y usted está en la red que se ve afectada por una reacción en cadena, pueden pasar varios segundos con el apagado seguido de un reinicio y si se percibe que la condición de falla aún está vigente, se apaga inmediatamente nuevamente. El fenómeno 4 es común porque los umbrales para el disparo en potencia constante y el disparo en el arranque son bastante diferentes, ya que la sobretensión en el arranque es normal con bombillas de luz incandescente que consumen 10 veces la corriente y los motores grandes también consumen a menudo más que la clasificación del interruptor, pero por un corto período de tiempo. hora.

El algoritmo de corriente de disparo de arranque es bastante complejo y depende de muchos factores, pero la seguridad es primordial. No desea que un cortocircuito provoque una cascada de sobrecarga del transformador de potencia, por lo que el tiempo de disparo debe ser lo suficientemente corto para proteger los transformadores aguas arriba.

Gracias por abordar la pregunta. Creo que es posible que te hayas perdido la situación, fue un transformador bastante grande el que se fue. Hay clips de la explosión en youtube. De todos modos, ahora me pregunto si no hay mucha energía 'giratoria' en la red, de todos los motores y equipos que no solo se detienen cuando se corta la energía, sino que giran. Solo un pensamiento.
Aunque sería posible que el motor en algo así como una escalera mecánica alimente algo de energía a la red si muchas personas lo bajan, no creo que los motores giratorios alimenten mucho a la red. Creo que un problema mayor es que gran parte de la infraestructura está diseñada para que pueda, durante períodos breves, transportar más energía de la que puede transportar continuamente. Por ejemplo, un transformador en particular que ha estado operando al 75 % de su potencia nominal durante mucho tiempo podría operar al 150 % de su potencia nominal durante hasta cinco segundos antes de que se sobrecaliente lo suficiente como para requerir un apagado.
Si una porción de la red fuera alimentada por dos dispositivos de este tipo y usara el 75% de la energía que ambos dispositivos juntos podrían manejar continuamente, entonces si un dispositivo fallara, el otro dispositivo podría alimentar esa porción de la red durante cinco segundos. antes de que tuviera que ser cerrado.