試論電力調(diào)度運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)及防范策略

賈少英　麻亮　趙冀峰

摘要：隨著國(guó)家對(duì)電力行業(yè)發(fā)展的日益重視，人們對(duì)供電質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。而要想保證電網(wǎng)安全、高效、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，就必須做好電力系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度工作。文章分析了電力調(diào)度運(yùn)行中危險(xiǎn)的識(shí)別以及風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)指出了一些電力調(diào)度運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)與防范策略。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；安全風(fēng)險(xiǎn)；防范策略；電力系統(tǒng)；供電質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM73 文章編號(hào)：1009-2374（2016）15-0136-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.064

1 故障經(jīng)過(guò)

7月3日16∶08，2015年雷雨天氣，35kV橫梁變#1主變過(guò)流Ⅰ、Ⅲ段保護(hù)動(dòng)作，10kV分段110開(kāi)關(guān)、#1變兩側(cè)301、101開(kāi)關(guān)先后跳閘，造成10kVⅠ、Ⅱ段母線失電。遠(yuǎn)動(dòng)信息顯示故障為A、B相短路接地。當(dāng)時(shí)橫梁變運(yùn)行方式為#1變帶10kVⅠ、Ⅱ段母線，故障時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)信息顯示10kV系統(tǒng)各出線開(kāi)關(guān)及保護(hù)測(cè)量裝置無(wú)異常變化。經(jīng)運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)檢查#1變保護(hù)范圍及10kV出線保護(hù)裝置無(wú)異常。隨即調(diào)度下令對(duì)#1變及10kV出線依次進(jìn)行試送電，一次全部成功。同時(shí)顯示10kVⅠ段母線PT C相電壓異常，經(jīng)查為C相高壓熔絲爆，更換后異常消失。當(dāng)時(shí)定性為因雷擊造成不明故障地點(diǎn)的保護(hù)裝置正確動(dòng)作一次。

2 故障分析

2.1 保護(hù)配置

橫梁變電站所配置的保護(hù)裝置為南瑞農(nóng)電的CAS2000綜合型變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)是集變電站微機(jī)保護(hù)、測(cè)控裝置、小電流接地選線裝置、微機(jī)五防裝置、智能操作屏、智能直流電源屏、所用電源屏和機(jī)電一體化電度表屏于一體的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。對(duì)于66kV及以下各電壓等級(jí)的線路、饋線、分段及電容器采用保護(hù)測(cè)控合一的設(shè)計(jì)；變壓器保護(hù)、測(cè)控裝置獨(dú)立設(shè)計(jì)；備用電源自投裝置采用自適應(yīng)原理自動(dòng)判斷、準(zhǔn)備備用方式，保護(hù)原理可靠、算法先進(jìn)；操作回路能適應(yīng)交、直流電源。

保護(hù)配置表如表1所示。

橫梁變電站所配置線路保護(hù)型號(hào)為CAS-231型，主變主保護(hù)為CAS226A、后備為CAS227B型，保護(hù)裝置為常規(guī)配置。

2.2 運(yùn)行方式

當(dāng)時(shí)運(yùn)行方式如圖1所示：

2.3 保護(hù)整定值

保護(hù)定值按說(shuō)明書(shū)要求常規(guī)整定計(jì)算。

2.4 故障分析

當(dāng)時(shí)橫梁地區(qū)正處于雷雨區(qū)中心，初步懷疑是雷擊原因造成主變后備保護(hù)范圍內(nèi)A、B相短路接地引起故障發(fā)生，但開(kāi)關(guān)動(dòng)作邏輯順序有疑問(wèn)：（1）10kV母線及#1變本體受雷擊引起故障可能性較低（10kV母線全部在室內(nèi)，主變及引線在雷電防護(hù)區(qū)內(nèi)），且后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真檢查也未發(fā)現(xiàn)明顯的電擊異常痕跡；（2）如雷擊到10kV線路上引起故障，10kV出線開(kāi)關(guān)按邏輯順序應(yīng)先動(dòng)作。比較出線和主變的保護(hù)定值：10kV出線速斷值為800～1000A/0S，過(guò)流值為250～350A/0.5S，#1變高后備保護(hù)Ⅰ段定值為120A/0.6S/跳110開(kāi)關(guān)、Ⅲ段定值為120A/0.9S/跳301、101開(kāi)關(guān)（主變速動(dòng)保護(hù)為比率差動(dòng)保護(hù)），且還包含著主變本身的阻抗電壓值。

假設(shè)：（1）故障電流遠(yuǎn)大于1000A以上，則應(yīng)為線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)關(guān)，高壓側(cè)保護(hù)也同時(shí)啟動(dòng)，因時(shí)間級(jí)差不會(huì)動(dòng)作；（2）故障電流如小于800A，也是10kV故障線路的過(guò)流保護(hù)先動(dòng)作跳開(kāi)關(guān)，達(dá)不到主變后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間值；（3）如不考慮主變固有的阻抗值，設(shè)故障發(fā)生在10kVⅠ段出線近區(qū)短路，故障時(shí)主變后備保護(hù)也同時(shí)啟動(dòng)，即使10kV分段110開(kāi)關(guān)與發(fā)生故障的10kV出線開(kāi)關(guān)同時(shí)跳閘，也不應(yīng)該造成301、101開(kāi)關(guān)在0.9s后跳閘。通過(guò)上述分析，可以預(yù)見(jiàn)整套保護(hù)之間動(dòng)作邏輯存在問(wèn)題。

究竟是什么原因引起主變后備保護(hù)動(dòng)作呢？再做下一步分析：在認(rèn)真排除10kV母線（主變后備保護(hù)范圍）未發(fā)生故障后，我們將目光轉(zhuǎn)移至10kV線路：（1）如為Ⅱ段母線上的10kV出線發(fā)生故障，假設(shè)發(fā)生保護(hù)或開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，則由當(dāng)時(shí)供電的#1變壓器后備保護(hù)啟動(dòng)，先跳開(kāi)110開(kāi)關(guān)，故障切除，但不應(yīng)跳主變開(kāi)關(guān)，邏輯順序依然不正確；（2）如為Ⅰ段母線上的某一條線路發(fā)生故障，該線路保護(hù)（或開(kāi)關(guān)）發(fā)生拒動(dòng)，則#1變后備保護(hù)啟動(dòng)，先行跳開(kāi)110開(kāi)關(guān)，這時(shí)故障線路依然在運(yùn)行，故障未消除，直到#1變后備保護(hù)跳開(kāi)301、101開(kāi)關(guān)后故障切除。此種設(shè)想與實(shí)際的保護(hù)動(dòng)作邏輯產(chǎn)生了一致，是一種可以成立的推想。

但還存在三個(gè)方面疑問(wèn)：（1）經(jīng)過(guò)前期分析，可以基本判斷為開(kāi)關(guān)或保護(hù)拒動(dòng)，但具體拒動(dòng)性質(zhì)還無(wú)法從現(xiàn)有的保護(hù)動(dòng)作信息來(lái)準(zhǔn)確判斷；（2）Ⅰ段母線上是哪條線路發(fā)生拒動(dòng)，單純?cè)谶h(yuǎn)動(dòng)信息上還無(wú)法區(qū)分；（3）某線路開(kāi)關(guān)或保護(hù)拒動(dòng)，為何無(wú)任何告警信息？問(wèn)題的解答只有待專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查后才能有一個(gè)正確的答復(fù)。

7月4日上午，專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查。首先對(duì)Ⅰ段出線所有開(kāi)關(guān)外觀及控制回路進(jìn)行檢查，并結(jié)合調(diào)度人員在故障處理時(shí)對(duì)I段出線開(kāi)關(guān)操作步驟，先行排除了10kV出線開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的可能性；下一步對(duì)10kV所有出現(xiàn)保護(hù)裝置外觀信號(hào)檢查后發(fā)現(xiàn)裝置顯示全部正常；后專門(mén)對(duì)Ⅰ段出線所有保護(hù)裝置的內(nèi)部故障動(dòng)作事故追憶表一一查看，發(fā)現(xiàn)10kV橫東線裝置外部數(shù)據(jù)采集回路運(yùn)行正常，但其子目錄保護(hù)定值輸入及邏輯判斷區(qū)域發(fā)生異常，全部保護(hù)定值數(shù)據(jù)已自行消除，故障追憶無(wú)。實(shí)際該線路已處于無(wú)保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)，而遠(yuǎn)動(dòng)信息和保護(hù)裝置本身也無(wú)法通過(guò)自檢而發(fā)出裝置故障告警。后經(jīng)調(diào)度人員調(diào)整運(yùn)行方式，保護(hù)人員采取橫東線保護(hù)直接搭跳方式再次排除線路開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的可能，其余Ⅰ段出線保護(hù)檢查正常。到目前為止可以明確故障順序?yàn)?0kV橫東線線路上發(fā)生故障，而本身保護(hù)裝置邏輯判斷回路故障拒動(dòng)，從而造成#1變后備保護(hù)正確動(dòng)作，先跳開(kāi)110開(kāi)關(guān)，故障未消除，而最終將#1變兩側(cè)開(kāi)關(guān)全部跳開(kāi)的整個(gè)動(dòng)作過(guò)程。在隨后的對(duì)10kV橫東線線路進(jìn)行特巡后，發(fā)現(xiàn)10kV橫東線南王支線#8桿斷連桿A、B相引線明顯雷電閃烙燒焦痕跡，就進(jìn)一步驗(yàn)證了分析判斷的正確性。故障同時(shí)伴隨著PT邊相熔絲熔斷只是線路短路接地時(shí)電壓異常升高造成的，不是主變后備保護(hù)動(dòng)作的原因。

3 防范措施

橫梁變所用的南瑞農(nóng)電的CAS2000綜合型變電站自動(dòng)化設(shè)備系該公司早期產(chǎn)品，目前運(yùn)行年限已8年以上。在日常運(yùn)行中已發(fā)生過(guò)如電源模塊燒毀、液晶顯示屏無(wú)法正常顯示等缺陷，但邏輯動(dòng)作回路還較為可靠，以前未發(fā)生過(guò)上述情況。通過(guò)這次的缺陷分析、判斷、處理，在積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，要求采取相應(yīng)措施對(duì)類似情況進(jìn)行杜絕。

（1）要求對(duì)橫梁變所有10kV出線保護(hù)裝置作保護(hù)整組試驗(yàn)，以檢驗(yàn)保護(hù)裝置的可靠性；（2）對(duì)主變保護(hù)及線路保護(hù)裝置保護(hù)時(shí)間級(jí)差準(zhǔn)確性進(jìn)行一次校核，滿足微機(jī)保護(hù)時(shí)間級(jí)差的可靠性要求；（3）要求廠家技術(shù)人員對(duì)該型保護(hù)裝置的軟件版本進(jìn)行一次升級(jí)，對(duì)10kV出線保護(hù)裝置CPU處理芯片進(jìn)行全部更換，對(duì)采用同類型裝置的廠站全面進(jìn)行升級(jí)改造；（4）針對(duì)主變比例差動(dòng)保護(hù)在變壓器空充電時(shí)躲避勵(lì)磁永流特性不佳的情況，保護(hù)整定人員采取降低二次諧波制動(dòng)系數(shù)或適當(dāng)抬高比率差流的動(dòng)作門(mén)檻值的方法進(jìn)行規(guī)避，并告知廠家修改裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū)相關(guān)內(nèi)容；（5）建議生產(chǎn)廠家對(duì)保護(hù)裝置的自檢功能進(jìn)行完善，類似問(wèn)題能夠通過(guò)自檢及時(shí)發(fā)出告警信息并上傳；（6）運(yùn)行人員在日常巡視中，除對(duì)保護(hù)裝置外觀簡(jiǎn)單檢查外，要求結(jié)合年度或季度保護(hù)定值專項(xiàng)巡檢機(jī)會(huì)，對(duì)所有保護(hù)定值目錄進(jìn)行詳細(xì)檢查核對(duì)。

4 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)上述保護(hù)動(dòng)作邏輯的認(rèn)真分析中，運(yùn)用到保護(hù)整定計(jì)算、保護(hù)裝置、調(diào)度、變電運(yùn)行管理、斷路器等相關(guān)知識(shí)，最終正確判斷出一個(gè)保護(hù)裝置的全部動(dòng)作過(guò)程，是一線調(diào)度人員運(yùn)用相關(guān)理論知識(shí)在日常工作中的有效實(shí)踐，有效提高了調(diào)度人員的分析、判斷故障的能力。在今后的工作中，作為調(diào)度人員應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備故障分析判斷能力培訓(xùn)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)指導(dǎo)工作實(shí)踐，對(duì)提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，正確指揮檢修人員處理事故，縮短故障處理時(shí)間，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行都是大有益處的。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：耿銓（1973-），男，江蘇南京人，南京供電公司電力調(diào)度中心工程師，研究方向：調(diào)度運(yùn)行管理、保護(hù)整定管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）