全线停电故障分析

应用技术　－－口＿■Ｉ　全线停电故障分析　白冰苏晓燕孙韶伟　０１００ｌＯ）　（内蒙古电力工程技术研究院　内蒙古［摘　要］电力系统振荡故障引起的全系统周波、电压的剧烈变化，系统全线停电事故时有发生。无论对系统、电气设备还是用户都会造成极大危害。　本文结合某公司电网２００７年事故进行全线停电故障分析，提出防范措施，以减少此类事故的发生。　［关键词］停电事故故障分析　中图分类号：Ｇ２５４．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９　９１４Ｘ（２０１０）１８　０３１５一Ｏ１　１引言　安全是电力系统永恒的主题，重点是系统的稳定性和可靠性。２００７年某　公司电网发生一起由振荡引起的全线停电事故，后果严重，教训深刻。因此，　全面分析全线停电故障，查找原因，制订有效的防范措施，是防止事故的关键。　２事故前运行方式　事故前情况：电厂６台机组运行，总有功功率３２５ＭＷ，经２２０ｋＶ淄烯线与系　统联网，系统进电４５ＭＷ。１　ｌＯｋＶ系统负荷约２００ＭＷ，３５ｋＶ系统负荷近１５０ＭＷ，　３、４号主变向１１０ｋＶ系统送６４ＭＷ。　３事故过程　２００７年某天的下午１６：１５，６号汽轮发电机组停机消除缺陷。汽机值班员　调有功功率，由４０ＭＷ减至１２ＭＷ，又至一Ｏ．６１ｄＷ，主汽门关闭（发电机变电动机运　行）。１６：３０，再降至一８．３５ＭＷ，电网进电８６ＭＷ，运行人员断开６号机开关。　１６：３１，５号机有功功率在０至６５　、无功功率在ＩＯＭＶＡ至８Ｏ州Ａ之间剧　烈摆动（振荡解列装置动作）。　１６：３４，３５ｋＶ热碱三线跳闸。３、４号机组发出过负荷信号（低周减载装　置动作）。　１６：３５，３、４号主变１　１ＯｋＶ开关跳闸，电厂瓦解分网（主变保护动作）。　４事故原因分析　为充分揭示事故，将其过程分为５号机组摆动、孤网振荡、大面积停电　三阶段进行分析。　（１）事故起因。本次事故的关键问题是５号机组的摆动。首先来看操作　方法，发电机功率的调整是由控制汽轮机组调速装置实现的。调速系统本质　上是一个比例调节器，因而是有差调节系统，有很大的惯性，迟缓率较大，因此　每次调整速度不宜过快、时间不能过长　汽机运行规程有相应规定，从操作　过程看执行运行规程不力。正常负荷调整由主控室电气人员监视功率表示，　用调速开关操作调速器调节汽轮机的进汽量，改变汽轮发电机组负荷。事故　时，６号机调速器需缺陷处理，只能由汽机人员手动执行停机任务。　其次电气人员操作时利用自控装置，监测手段多，熟悉系统，容易监控。　而汽机人员对电力系统和发电机性能缺乏足够的了解，重视程度不够，受环境　条件所限相互配合不好，出现异常情况处理不及时。　第三，汽机监测装置及仪表在值班室内控制盘上，汽轮机调速器在室外，值　班员调整机组负荷靠手摇调节手柄操作，就地无法监测调整量，需室内人员打　手语配合进行调整，受噪音干扰，正常操作及意外情况处理均困难。　第四，机组负荷的调整是通过自动调速器调整转速实现，调速器带动的不　是阀门，而是一个断流式滑阀，通过改变调速器油动机活塞面积和供油压力的　大小，产生足够的力带动阀门运动实现。５号机的调速系统不稳定，机组发生　摆动，后经检查为油系统含有杂质所致。　第五，尽管本次事故不是系统故障造成，但至关重要的一点是系统的联网　方式不合理。电力系统中任何一座电厂或较重要的变电所，至少要有两个以　上与系统联网的联络点以防止脱网。因各种客观原因，电厂投产以来与电网　仅有一个联网点，稳定性十分脆弱。　（２）事故的扩大。发电机状态的机组由原动机汽轮机输入机械能，经发电　机转变为电能输送到电网，而电动机状态的机组却吸收电网电能，转变为机械　能而拖累电网。电动机状态的６号机耗电８．３５ＭＷ及５号机的摆动，对此时不　堪重负的公司电网更是雪上加霜。电力系统在淄烯线安装了振荡解列自动装　置，由于该装置动作跳开联网线路，致使公司电网孤网供电、用电量严重失　衡，大量的缺电与振荡，使周波降至４８ＨＺ以下。因此，低剧减载装置动作跳热　碱二线，反而形成更大隐患，导致３、４号主变保护跳闸。　（３）事故的进一步扩大。公司电网孤网后失去系统的８６ＭＷ进电，低周减　载切除约７０ＭＷ负荷，６号停机减８．３５ＭＷ，发供电负荷基本趋于平衡本应稳定运　行，但脱网后加剧了５号机组的摆动而失去同步产生环流，又因潮流分布不合　理，１ｌＯｋＶ系统电流均由４台机组通过３、４号主变供给，在振荡和负荷的双重　作用下，两台主变的复合电压过流保护动作跳开１ｌＯｋＶ侧开关，导致电厂瓦解　分ｆ回成两个独立系统，并分别步入两个极端：一网是振荡的单机容量６５Ｍｗ与近　２００ＭＷ用电负荷相互间的矛盾，有功、无功功率严重失衡，周波、电压大幅　下降，低电压等自动保护装置动作，４座ｌｌＯｋＶ变电所均受影响，造成大面积停　电。另一网则是４台机组２２０ＭＷ发电量与不足８０ｈ＇Ｗ的用电负荷，电能过剩使　机组转速不断加快，周波高达５１．６ＨＺ以上。幸而各机组及时自动调整至正常　范围，否则极易造成汽轮发电机组失步，甚至飞车等重大事故。因此，必须高　度重视，严防此类情况发生。　５防范措施　（１）消除设备隐患，保证设备完好。发电机稳定运行的关键设备是汽轮机　组自动凋速器，要保证其足够的灵敏性、快速性、可靠性和稳定性，加强电　网自动安全装置的启动、重合闸、发电机自动励磁调节器、低周减载及备　用电源自投等装置的维护和管理。　（２）改善电网系统结构，提高系统稳定性。合理的电网结构和联网方式是　电网安全稳定的最基本保证，也是电网建设一个重要成功经验。电磁联网方　式不仅对事故情况不利，而且对正常运行所要求的可靠性、灵活性、经济　性、安全性都有所影响。因此，消除单电源联网方式，加强与主系统的联系，　建立结构合理、运行灵活可靠的网络是安全稳定的基础，更是当务之急。　（３）贯彻“安全第一，预防为主”的方针，加强电网稳定性的分析研究，　开展系统潮流平衡分析，最大限度的满足电网安全可靠的要求。　（４）快速正确的切除故障是保证系统稳定的重要措施之一。十多年来，公　司电厂扩建，系统增容，线路改造，网络结构大变，然而许多设备保护定值还是　最初投运时的定值。应尽快进行一次全面的继电保护定值核算整定工作，加　强管理，确保装置的可靠性、速动性、选择性、灵敏性。　（５）２００８年７月电厂二、三期扩建竣工后容量增大，有利于系统稳定运　行。为确保安全更要关注不利因素，这就是设备增加后故障机率随之增大。　同时，１～４号机改为四机集控方式，５、６号机组仍为单机控制方式，而７、８　号机又为机、炉、电集中控制方式。这种彼此相隔数百米的３个控制室，　３种自成体系的控制模式，难以形成统一有效的指挥和控制系统，对此要有充　分的认识和准备。　（６）加强员工培训，提高队伍素质。各种事故分析和经验表明：高素质的　员工队伍是安全生产的重要保证。要结合生产中的具体情况，有组织、有重　点、有针对性的开展事故预想和事故演习，提高员工技术水平和正确处理事　故的应变能力。　结语　通过上述分析可知，系统振荡乃至失步是电力系统波及而最广、后果最　为严重的故障之一，因此要总结经验教训，采取积极有效的预防措施，保证设备　完好。安全是基础，人员是保征，设备是重点，管理是关键，应制定科学合理的　电网运行方式，综合提高系统可靠、稳定水平，确保电网安全经济运行。　参考文献　［１］王维俭，电气主设备继电保护原理与应用［砌．北京：中国电力出版社，　２００４．　［２］薛伊琴．一起线路故障造成电厂全厂停电的动作分析［Ｊ］．江苏电机　工程，２００７，（３），７３—７４．　科技博览ｌ　３１５