Lỗi Đối Xứng & Không Đối Xứng

Trong điều kiện hoạt động bình thường, hệ thống điện hoạt động trong trạng thái cân bằng, với các tham số điện như điện áp và dòng điện được phân phối đồng đều trên tất cả các pha. Tuy nhiên, khi cách điện bị hỏng ở bất kỳ điểm nào trong hệ thống hoặc dây dẫn điện tiếp xúc không mong muốn, sự cân bằng của hệ thống bị phá vỡ, dẫn đến ngắn mạch hoặc sự cố trên đường dây. Sự cố trong hệ thống điện có thể được kích hoạt bởi nhiều yếu tố. Hiện tượng tự nhiên như sét đánh, gió mạnh tốc độ cao và động đất có thể gây hư hại cơ sở hạ tầng điện và làm hỏng cách điện. Ngoài ra, các sự kiện bên ngoài như cây đổ lên đường dây điện, chim tạo ra sự ngắn mạch bằng cách nối các dây dẫn, hoặc sự劣化或随时间推移绝缘材料的退化也可能引发故障。

传输线路中发生的故障通常分为两大类：

对称故障

对称故障涉及多相电力系统内所有相同时发生短路，通常还与地相连。这些故障的特点是其平衡性；即使在故障发生后，系统仍保持其对称性。例如，在三相设置中，各相之间的电气关系保持一致，线路有效位移角度为120°。尽管相对罕见，但对称故障是电力系统中最严重的电气故障类型之一，因为它们会产生非常大的故障电流。如果管理不当，这些大电流可能会对设备造成重大损害并中断电力供应。由于其严重性和带来的挑战，工程师们专门进行平衡短路计算，以准确确定这些大电流的大小。这些信息对于设计保护装置（如断路器）至关重要，这些装置可以在对称故障期间安全地中断电流流动，并保护电力系统的完整性。

不对称故障

不对称故障的特点是仅涉及电力系统中的一个或两个相，导致三相线路之间不平衡。这些故障通常表现为线路与地（线-地）或两线路之间（线-线）的连接。当相间或相与地之间存在异常连接时，会发生不对称串联故障，而当线路阻抗不平衡时，则识别出不对称并联故障。

在三相电力系统中，并联故障可以进一步分类如下：

• 单线接地故障（LG）：当一根导体接触到地面或中性导体时发生这种故障。

• 线-线故障（LL）：这里，两根导体被短路，破坏了正常的电流流动。

• 双线接地故障（LLG）：在这种情况下，两根导体同时接触到地面或中性导体。

• 三相短路故障（LLL）：所有三个相相互短路。

• 三相接地故障（LLLG）：所有三个相都短路到地面。

需要注意的是，LG、LL和LLG故障是对称的，而LLL和LLLG故障属于对称故障类别。鉴于对称故障产生的显著电流，工程师们执行平衡短路计算以准确确定这些高幅值电流，这对于设计有效的保护措施至关重要。

故障对输电线路的影响

故障可以通过多种方式对电力系统产生不利影响。当发生故障时，它通常会导致系统特定点处电压和电流显著增加。这些升高的电气值会损坏设备的绝缘，从而缩短其使用寿命，甚至可能导致昂贵的维修或更换。此外，故障还会削弱电力系统的稳定性，导致三相设备运行效率低下或甚至故障。为了防止损害扩散并确保整个系统的不间断运行，一旦检测到故障，必须立即隔离故障部分。通过断开受影响区域，可以维持电力系统其余部分的正常运行，尽量减少对电力供应的影响，并降低进一步故障的风险。

Trong điều kiện hoạt động bình thường, hệ thống điện hoạt động trong trạng thái cân bằng, với các tham số điện như điện áp và dòng điện được phân phối đồng đều trên tất cả các pha. Tuy nhiên, khi cách điện bị hỏng ở bất kỳ điểm nào trong hệ thống hoặc dây dẫn điện tiếp xúc không mong muốn, sự cân bằng của hệ thống bị phá vỡ, dẫn đến ngắn mạch hoặc sự cố trên đường dây. Sự cố trong hệ thống điện có thể được kích hoạt bởi nhiều yếu tố. Hiện tượng tự nhiên như sét đánh, gió mạnh tốc độ cao và động đất có thể gây hư hại cơ sở hạ tầng điện và làm hỏng cách điện. Ngoài ra, các sự kiện bên ngoài như cây đổ lên đường dây điện, chim tạo ra sự ngắn mạch bằng cách nối các dây dẫn, hoặc sự suy giảm chất lượng cách điện theo thời gian cũng có thể khởi phát sự cố.

Sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải thường được phân loại thành hai loại chính:

Sự cố Đối xứng

Sự cố đối xứng liên quan đến việc ngắn mạch đồng thời tất cả các pha trong hệ thống điện đa pha, thường kết hợp với một kết nối tới đất. Điều đặc trưng của những sự cố này là tính cân đối của chúng; ngay cả sau khi xảy ra sự cố, hệ thống vẫn duy trì được sự cân đối. Ví dụ, trong cấu hình ba pha, mối quan hệ điện giữa các pha vẫn giữ nguyên, với các dây dẫn được dịch chuyển một góc 120°. Mặc dù tương đối hiếm, nhưng sự cố đối xứng là loại sự cố điện nghiêm trọng nhất trong hệ thống điện, vì chúng tạo ra dòng điện lỗi cực lớn. Những dòng điện lớn này có thể gây thiệt hại đáng kể cho thiết bị và gián đoạn cung cấp điện nếu không được quản lý đúng cách. Do mức độ nghiêm trọng và thách thức mà chúng đặt ra, kỹ sư thực hiện các phép tính ngắn mạch cân đối đặc biệt nhằm xác định chính xác cường độ của những dòng điện lớn này. Thông tin này rất quan trọng để thiết kế các thiết bị bảo vệ, như cầu chì, có thể an toàn ngắt dòng điện trong trường hợp sự cố đối xứng và bảo vệ tính toàn vẹn của hệ thống điện.

Sự cố Không đối xứng

Sự cố không đối xứng được đặc trưng bởi sự liên quan chỉ đến một hoặc hai pha trong hệ thống điện, dẫn đến mất cân đối giữa các dây dẫn ba pha. Những sự cố này thường biểu hiện dưới dạng kết nối giữa một dây dẫn và đất (dây dẫn - đất) hoặc giữa hai dây dẫn (dây dẫn - dây dẫn). Sự cố không đối xứng chuỗi xảy ra khi có kết nối bất thường giữa các pha hoặc giữa một pha và đất, trong khi sự cố không đối xứng song song được nhận biết qua sự mất cân đối về trở kháng của dây dẫn.

Trong hệ thống điện ba pha, sự cố song song có thể được phân loại cụ thể như sau:

• Sự cố Dây dẫn - Đất đơn (LG): Sự cố này xảy ra khi một dây dẫn tiếp xúc với đất hoặc dây dẫn trung hòa.

• Sự cố Dây dẫn - Dây dẫn (LL): Trong trường hợp này, hai dây dẫn bị ngắn mạch, làm gián đoạn dòng điện bình thường.

• Sự cố Dây dẫn - Đất kép (LLG): Trong tình huống này, hai dây dẫn cùng tiếp xúc với đất hoặc dây dẫn trung hòa.

• Sự cố Ngắn mạch Ba pha (LLL): Tất cả ba pha đều ngắn mạch với nhau.

• Sự cố Ba pha - Đất (LLLG): Tất cả ba pha đều ngắn mạch với đất.

Cần lưu ý rằng, sự cố LG, LL và LLG là không đối xứng, trong khi sự cố LLL và LLLG thuộc loại sự cố đối xứng. Do dòng điện lớn được tạo ra trong quá trình xảy ra sự cố đối xứng, kỹ sư thực hiện các phép tính ngắn mạch cân đối để xác định chính xác các dòng điện lớn, điều này rất quan trọng để thiết kế các biện pháp bảo vệ hiệu quả.

Tác động của Sự cố lên Đường dây Truyền tải

Sự cố có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống điện theo nhiều cách. Khi xảy ra sự cố, nó thường gây ra sự tăng đáng kể về điện áp và dòng điện tại các điểm cụ thể trong hệ thống. Các giá trị điện cao hơn này có thể làm hỏng cách điện của thiết bị, từ đó giảm tuổi thọ và có thể dẫn đến chi phí sửa chữa hoặc thay thế đắt đỏ. Hơn nữa, sự cố có thể làm suy yếu sự ổn định của hệ thống điện, khiến thiết bị ba pha hoạt động kém hiệu quả hoặc thậm chí bị hỏng. Để ngăn chặn sự lan rộng của thiệt hại và đảm bảo vận hành không gián đoạn của hệ thống tổng thể, rất quan trọng phải nhanh chóng cách ly phần bị lỗi ngay khi phát hiện sự cố. Bằng cách ngắt kết nối khu vực bị ảnh hưởng, có thể duy trì vận hành bình thường của các phần còn lại của hệ thống điện, giảm thiểu tác động đến cung cấp điện và giảm rủi ro của sự cố tiếp theo.