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湖南电网220kV全站失压事故分析
2007-09-17 19:04:45 收藏

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(湖南省电力调度通信中心,湖南 长沙 410007)

  〔摘 要〕 对1992年以来湖南电网中220kV变电站(电厂)失压事故的情况进行初步的统计与分析, 并提出了减少220kV变电站(电厂)失压事故及控制事故进一步发展的措施和意见。

  〔关键词〕 电网;全站失压;电网稳定;安全

  220 kV全站失压事故是电力系统中后果最为严重的事故种类之一。它的危害主要有:①影响对用户的正常供电。220 kV变电站失压将直接造成由其供电的低电压等级变电站以及该站馈供的220 kV变电站全停,继而电网的频率、局部电网电压都将受到影响,使电能质量受影响。②影响电网的安全稳定运行。1个或多个220 kV变电站同时失压,破坏了电网结构,继电保护可能失配;可能引起电厂解列或切机,电网失去大电源;电网中1条或数条线路可能超稳定极限运行,有可能引发系统稳定破坏的大事故;由于误操作引起的变电站失压,往往由短路造成,局部电压急剧降低可能引发局部的电压稳定问题,影响电力市场的正常运营。因此, 为保证湖南电网安全稳定运行,应加强对220 kV全站失压事故的研究,以便找出原因,采取相应的防范措施,避免类似事故的发生。

1 1992年以来湖南电网220kV全站失压典型事故

  表1列出1992年以来湖南电网220 kV全站失压典型事故案例。

2 1992年以来湖南电网220kV全站失压事故原因分析

  1992年以来,湖南电网中220 kV变电站失压原因分类统计如表2所示。

2.1 继电保护的误动、拒动

  在湖南电网最近10年发生的25次220 kV全站失压事故中,由于保护的误动、拒动造成的占44%,其中1998年的3次全站失压事故都是由保护原因造成。1998-02-11,德山变606开关B相爆炸,母差保护拒动,线路对侧开关跳闸,造成德山变全站失压。2000-06-01,巴陵变电站事故中,220 kVⅡ母线B相接地,因接地电阻偏大,过电压经地网串入控制室,直流总保险及多个分保险熔断(快分开关跳开),直流电源消失,保护及控制回路均失去作用,只有靠对侧保护跳闸;而其对侧华岳电厂岳巴Ⅰ线604CKF-1型方向高频保护因故障时信号插件TA一三极管损坏,保护误动出口跳闸,但604开关未跳开,由失灵保护跳Ⅰ母所有设备造成母线失压。

2.2 设备故障

  (1) 一次设备故障如TA、TV爆炸或支持瓷瓶断裂等能直接引起母线接地等故障,导致事故的发生。如1999-09-25酃湖变失压事故,就是在母线倒闸过程中,母线支持瓷瓶爆炸,造成母线接地;1997-09-02,新市变在母线倒闸过程中,一母线侧悬式瓷瓶炸裂,引线掉在地上,造成母线故障。

  (2) 直流电源故障,造成保护的误动或拒动,使原本的单一元件故障扩大为全站失压事故。如1996-07-28,柘溪电站5G失磁,从系统中吸收大量无功,定子线圈温度升高导致绝缘损坏、短路,因直流电源消失,保护不能动作,无法切除故障,持续的大电流使低压线圈击穿,形成短路,最终由线路对侧开关保护动作跳闸,柘溪电站220 kV失压。

2.3 人为误操作

  (1) 人员素质低,违章违纪,直接造成220 kV变电站(发电厂)全站失压事故。如2000-01-13,检修人员在白马垄变电站对220 kV旁母TV进行预试工作时,工作人员多处违规:一是现场围栏装设不满足安全措施要求,工作负责人没有履行职责到现场检查安全措施,也没有按规定进行“三交”;二是未正确使用梯子;三是检修人员午餐喝酒,精神状态不佳,最终误将梯子搭入带电间隔造成事故。

  (2) 安全管理不到位,间接引发220 kV变电站(发电厂)全站失压事故。1997-06-04,朗梨变电站事故发生前,直流电源消失超过1 h,期间虽有检修人员提醒,却没有引起值班人员的重视,由于保护无法正确动作,导致了事故升级。虽然事故直接原因是直流电源故障,但安全管理不力也是事故发生的重要原因。2000-03-10,朗梨变电站操作任务繁重,220,110 kV及调相机都有工作,而当值值长却被安排学习,由正值第一次代理值长。操作时值班人员为加快速度,本来2人的操作,仅1人进行,失去了操作监护,从而导致事故。朗梨变连续发生全站失压事故的根本原因是安全管理方面存在漏洞。

  (3) 习惯性违章带来的误操作直接引发220 kV变电站(发电厂)全站失压事故。2000-06-01,巴陵变电站事故就是因为事故责任人违反了《安规》关于倒闸的一系列规定:既未持2号主变停电的操作票,又未模拟操作,也未按调度指令操作,仅凭经验,主观认为220 kVⅡ母已经“停电”,想当然挂接地线,同值其他人员不但没有制止,而且参与操作,最后造成带电挂接地线的恶性误操作事故。

3 防范措施

3.1 加强电网的“三道防线”建设

  加强继电保护和安全自动装置的管理,提高其动作正确率,能够显著提高电网抵御事故的能力。随着电网不断扩大,联系不断加强,故障的影响范围将越来越大,继电保护可靠而快速地切除故障对电网稳定有举足轻重的影响。并且,母差保护及高频保护等快速保护的可靠动作对电网稳定起着尤为重要的作用。因此应努力提高母差保护及高频保护的可靠性:重要的变电站应不允许母差拒动或无母差保护运行,为避免母差保护检修时无母差保护运行的情况,可以考虑为其配置双重母差保护;重要的线路应不允许高频保护的拒动和无高频保护运行,在电网结构较强,个别线路停电对电网稳定运行无大的影响情况下,当线路双高频保护同时退出时可以考虑将该线路停用,或将Ⅱ段保护时限调小,以提高故障切除的速度。

3.2 提高设备的健康水平

  (1) 在建设新变电站时采用简洁的主接线方式,采用优良、先进的产品如GIS设备等,并加强对新建项目的验收把关,杜绝问题设备进入系统。

  (2) 提高检修水平,合理安排检修,发现问题,及时进行检修。同时充分利用现有的如红外测温、设备状态检修等新技术和管理方法,提高检修水平。

3.3 加强培训,提高人员的素质

  (1) 要强化人员的安全意识

  人为误操作造成的事故是多人多次违章的结果。在“3·10”朗梨变电站事故和“6·1”巴陵变电站事故中,就连《安全生产工作规定》中电气设备接地前必须验电的基本安全措施都没有实施。2000-01-13,白马垅变电站事故,工作前检修人员还饮酒,也未检查现场安措。这些事故说明在湖南电网中,仍有部分工作人员安全意识淡薄,某些地方安全管理不严不细不实。因此,应加大宣传和培训力度,让所有的人都牢固树立安全生产的思想,认真执行各项安全规程、规定。

  (2) 提高运行人员的基本技能

目前,随着电力系统减人增效和三改工作的推进,并且大量的变电站正在进行无人值班的改造,运行值班人员进一步减少,一般的运行操作尚能保证。但事故情况下,当出现母线失压尤其是全站失压事故时,还有可能失去站用电,现场情况十分混乱,在进行事故处理时,现场人员要检查设备情况并汇报电网值班调度,同时要恢复站用电,还要进行操作,这一切都要在很短的时间内进行,因此,必须提高运行人员基本技能,让每一名运行人员都具有独挡一面的能力,同时应灵活安排、合理搭配人手,提高值班人员工作效率。

3.4 加强电网建设,提高负荷中心的电压稳定水平

  湘中地区电压稳定水平低是湖南电网稳定运行的一个重大威胁, 目前湖南电网中长、潭、株负荷中心占全网负荷的40%以上,是一个典型的受端系统,虽然湘中地区有湘潭新厂、株洲电厂、沙坪变电站、云田变电站等电源点,但随着系统负荷水平的不断提高,上述任一厂站附近发生三相永久性故障的大干扰后,电压连续低落,需要采用大量切除负荷的手段才能保障系统的稳定。为避免湘中地区电压崩溃事故发生,除了保证现有的稳定装置的正常投入外,最根本的办法是加强受端电源建设,提高电压稳定水平, 以提高电网抵御事故的能力。