なぜ変圧器の故障と停電の間の遅延ですか？

友人が14番街の変電所の爆発を目撃しました。これらの変圧器は、約1都市ブロックで、ローワーマンハッタンのほとんどに電力を供給したと思います。洪水の影響で冷却が妨げられ、過熱して壮大に爆発したと思います。

（爆発が発生した場所の隣には4スタックの天然ガス発生ステーションがあるため、爆発は変圧器ではなかった可能性がありますが、ほとんどのレポートでは変圧器と言われています）

私の友人は「力がちらついて、それから戻ってきた」と報告しました。しばらくしてから電源が切れました。

したがって、問題は、これらの変圧器によって給電されるグリッドの電力が爆発後しばらくの間、どのくらいの期間、オンのままでいられるのでしょうか。

あなたの質問の内容以上の詳細がなければ、ここに私が起こったと思います：（それは直観に反するかもしれないので、混乱を避けるために：ブレーカーが閉じているとき、電流はそれを通過できます。ブレーカーが開いているとき、電流は通過できませんまた、リレーが作動すると、最終的に1つまたは複数のブレーカーが開きます（したがって、電力が遮断されます）。

ちらつき：

何らかの（不明な）理由により、変電所が爆発しました。これは、近くのリレーをトリップする可能性のあるさまざまな障害の束を引き起こした可能性があります。私の推測では、このような障害は（接地に応じて）最大電流になることが多いため、三相障害でしょう。通常、最も近いリレーのみがトリップするようにして、グリッドの残りの部分をそのまま維持します。ただし、今回は、変電所が粉々に吹き飛ばされるため、リレーはおそらくほとんど役に立ちません。したがって、近くにある他のリレーがブレーカーをトリップして、障害を特定します。

リレーは通常、ブレーカーを再び閉じて、（ミリ）秒以内に電力を回復しようとします。（リレーがすぐにトリップする場合でも、ブレーカーが実際に電流を遮断するのに約100 msかかります。）

これが最初のちらつきの原因である可能性が最も高いです。

1. 爆発
2. 変電所周辺のリレーがトリップしてブレーカーを開き、それによりエリアへの電力を遮断します
3. ブレーカーは再び閉じます（障害領域を分離するためにまだ開いている必要があるものを除く）。
4. 電源が再投入されました

では、何が原因で、電源が未知の時間に移動するのでしょうか。

実際には、すべての電力システムはN-1基準（または場合によってはN-2、Nk）の後に作動します。「N-1基準は、トランスミッションシステムが他の場所で過負荷障害を引き起こすことなくリンケージを失う能力を表しています。」[1] ただし、伝送システムオペレーター（TSO）が常にN-1基準に準拠することは不可能です。

変圧器、ライン、ケーブルなどは、定格以上のものを処理できます。多くの場合、トランスフォーマーは50％の過負荷で1時間も動作し、損傷を受けることはありません。伝送ラインは実際には好きなだけロードすることができます。ただし、機器の損傷の危険を冒したくないため、リレーは、過電流が長すぎるか高すぎる場合に電力を遮断するように設計されています。

上の図は、ログ-ログスケールでの典型的なリレートリップ特性を示しています。電流が分かれば、ブレーカーのトリップ時間を知ることができます。そのためには、x軸の電流を見つけて上に行き、緑の曲線がy軸でどの値に対応するかを確認します。右端の電流は非常に高く、10〜1000 x Inです。ここで、Inは機器の公称電流です。右端の水平線は通常、約0〜100 msです。

左側の破線は、リレーの最小ピックアップ値を示しています。この線は通常1.2 x Inの場合。トリップ曲線はここでは垂直であるため、1.2 x In未満の電流はトリップを引き起こしません。

1.2〜10回のInでは、トリップ時間は2つの破線の間に示される曲線に従って変化します。逆曲線の右端の部分は通常300ミリ秒ですが、曲線の左端の部分は数分かかる場合があります（スケールは対数であることを忘れないでください）。

仮説：

変電所の故障により、マンハッタンに電力を供給する残りの変電所（少なくとも1つ）に過負荷が発生します。この場合、1つのコンポーネントの電流はおそらく1.2 x Inをわずかに超えているため、トリップが発生しますが、時間遅延が大きくなります。最初のリレーがトリップすると、別の接続がさらに過負荷になり、別のトリップが発生し、最終的に都市へのすべての電力が遮断されます。

1. 1つ（または複数）のコンポーネントのわずかな過負荷
2. 大きな遅延時間のあるリレートリップ（およびブレーカーが開く）
3. 2で起こったことにより、新しいコンポーネントが過負荷になりました。
4. もう一つの旅、そしてもう一つの旅...
5. おやすみマンハッタン！

それはあなたが変圧器にどれだけ近いか、そしてあなたがダウンストリームまたはアップストリームであるかどうかに依存します。

そのため、時間は0から無限大のいずれかになります。ただし、遠くで障害が発生し、グリッド上で連鎖反応の影響を受けている場合は、シャットダウンして数秒かかる可能性があり、その後に再起動します。障害状態がまだ有効であると認識される場合は、すぐに再びシャットダウンします。安定した電源でのトリップと起動時のトリップのしきい値は非常に異なるため、4つの現象が一般的です。白熱電球は電流の10倍、大型のモーターはブレーカー定格よりも多くの場合、短時間であることが多いためです。時間。

始動トリップ電流のアルゴリズムはかなり複雑で、多くの要因に依存しますが、安全性が最も重要です。電源トランスの過負荷のカスケードを引き起こす短絡を望まないので、トリップ時間は、上流のトランスを保護するために十分に短くなければなりません。