摘要:電網(wǎng)事故預(yù)案是綜合電網(wǎng)整體和局部的運行方式、輸變電設(shè)備運行情況、輸變電設(shè)備的負載能力、地方電廠的機組出力、繼電保護定值的配合等多方面的因素,針對電網(wǎng)局部設(shè)備發(fā)生突發(fā)性事故而提前做好的事故處理方案,它是在電網(wǎng)事故發(fā)生時防止擴大事故影響的有效手段。文章結(jié)合筆者工作實際,探討地級調(diào)度110kV電網(wǎng)故預(yù)案的制訂及相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞:地級調(diào)度;事故處理;負荷控制界面

中圖分類號:TM711 文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)27-0148-02

電網(wǎng)大面積停電造成的危害和損失都將是無法估量的,而且在事故發(fā)生后如果采取的措施不當,有可能引發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)性崩潰和瓦解。因此,事先制定有效、可行的電網(wǎng)大面積停電事故應(yīng)急預(yù)案,對正確、有效和快速地處理大面積停電事件,最大程度地減少大面積停電造成的影響和損失十分重要。在設(shè)計地方電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時,一般注重經(jīng)濟性,所以地方電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比省一級電網(wǎng)要薄弱。因此對地方電網(wǎng)事故預(yù)案特別是重特大事故預(yù)案的制訂及相關(guān)問題有必要進行探討。

一、惠州電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)分析

(一)惠州電網(wǎng)控制界面制定原則

按功率因數(shù)0.95計算,主變不超過額定負荷的1.3倍(220kV變壓器如投入主變聯(lián)切負荷裝置,則按1.6倍考慮),兩臺150MWA的主變界面按185MW控制(投入主變聯(lián)切負荷裝置,則按222MW考慮),兩臺180MWA的主變界面按222MW控制(投入主變聯(lián)切負荷裝置,則按270MW考慮);線路不超過線路額定負荷的1.5倍、阻波器額定負荷的1.1倍及CT變比的1.2倍。

(二)220kV主變負載問題

在2008年高峰負荷期,由于經(jīng)濟影響,負荷未按預(yù)期的增長速度增長,但部分220kV變電站主變負荷仍較重,其中220kV湖濱、鎮(zhèn)隆、仲愷、三棟、義和、九潭、秋長、風田站控制界面負載率均超過60%;仰天站單臺主變最大負載率為82.4%,該片區(qū)同比去年最高負荷日片區(qū)負荷,增長率22.5%;風田片負荷增長率達20.96%;其余變電站也有相應(yīng)的增長;不滿足N-1的有義和、九潭、鎮(zhèn)隆、仰天、三棟、湖濱、秋長、仲愷、風田站。

2008年電網(wǎng)重載主變情況統(tǒng)計見表1-1。

二、事故處理的一般性原則

1.迅速限制事故的發(fā)展,消除事故根源,解除對人身、電網(wǎng)和設(shè)備的威脅;

2.盡一切可能保持正常設(shè)備的運行,以保證對重要用戶及廠用電的正常供電;

3.盡快將解網(wǎng)部分恢復并列運行;

4.盡快對已停電的地區(qū)或用戶恢復供電,重要用戶應(yīng)優(yōu)先恢復;

5.盡快調(diào)整系統(tǒng)運行方式,使其恢復正常。

三、惠州電網(wǎng)事故預(yù)案的制訂

(一)初始負荷和電網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)定

在制訂電網(wǎng)特重大事故預(yù)案時應(yīng)以次年(2009年)預(yù)測的最大負荷為參考,把負荷設(shè)在最大的情況下考慮,當實際發(fā)生事故時的負荷狀況比預(yù)設(shè)的小時,處理起來就會游刃有余。電網(wǎng)架構(gòu)以現(xiàn)有電網(wǎng)的正常運行方式下來考慮,沒有投產(chǎn)的變電站或間隔不要放入預(yù)案中,基建投產(chǎn)有太多的不確定性。

(二)恢復電源和路徑的選擇

1.電網(wǎng)備用電源和穩(wěn)定的大電源。發(fā)生220 kV變電站主變?nèi)Ｊ鹿蕰r,為盡快恢復停電區(qū)域的供電,正確選擇恢復電源和路徑是關(guān)鍵。為此,要分析該停電區(qū)域可能得到的電源和停電區(qū)域的負荷大小及性質(zhì);要了解該區(qū)域內(nèi)保護、自動裝置動作情況和開關(guān)跳閘,通過這些信息初步判斷造成停電的原因。在有備用110kV線路的110kV變電站失去主供電源后,選擇恢復電源的原則是:優(yōu)先選擇110kV電網(wǎng)備用電源和穩(wěn)定的大電源。在用備用110kV線路供電時,必須考慮充分110 kV備用電源線路由于本身線路安全電流及受電網(wǎng)控制界面的限制,其所能帶負荷的能力。在確認不導致其他設(shè)備過載的情況下,可先恢復有備用電源的110kV變電站的供電。若備用110kV線路供電時會使線路過載,可先對部分非重要用戶的負荷進行限電。如圖1.1所示事故前220kV三棟站通過110kV三馬線128供馬安、龍津、橫沙三個110kV變電站,當三棟站主變?nèi)：?馬安、龍津、橫沙三個站失壓,由圖可以看出,可以通過合上橫沙站的平橫線147開關(guān)恢復對馬安、龍津、橫沙站的供電,在帶負荷前必須斷開馬安站的三馬線128開關(guān),考慮到秋永線148的線路安全電流和秋長站主變的控制界面,決定平橫線147線路能帶負荷,在無法供馬安、龍津、橫沙的負荷前,須對馬安、龍津、橫沙三個站的非重要負荷進行限電或直接斷開主變變低開關(guān),視秋永線148的線路和秋長站主變的控制界面負荷情況,慢慢恢復馬安、龍津、橫沙三個站的重要負荷。切莫直接合上平橫線147開關(guān),造成秋永線148過載燒斷線路,將會擴大事故范圍,這是在事故處理時必須特別注意的問題。若秋永線148供永湖、平潭、馬安、龍津、橫沙五個站的重要負荷時,線路不過載而是220kV秋長站的主變超控制界面,這時我們可以將秋長片區(qū)的部分負荷轉(zhuǎn)移至有富余供電能力的相鄰220kV站片區(qū)供電,在保證電網(wǎng)安全的情況下最大程度保證用戶的供電。

2.恢復失壓電廠并網(wǎng)發(fā)電。在用110kV電網(wǎng)備用電源恢復失壓的負荷后,其次恢復失壓的發(fā)電廠并網(wǎng)發(fā)電,如圖1.1所示,在判斷三棟站主變?nèi)Ｊ鹿使收宵c不在110kV母線上后,可以斷開三棟站110kV母線上除電源線路、電廠上網(wǎng)線路的所有出線開關(guān),合上永湖站三永線125開關(guān)經(jīng)三棟站110kV母線——三豐甲線1310、三豐乙線1311充電至發(fā)電電廠,向省調(diào)申請恢復發(fā)電電廠并網(wǎng)發(fā)電,根據(jù)電廠帶負荷情況逐步恢復三棟站110kV母線出線的負荷,復電后注意相關(guān)線路的負載和控制界面,防止因發(fā)電電廠跳機,導致再次停電。

3.合理調(diào)整運行方式。在通過備用電源線路和恢復發(fā)電廠并網(wǎng)發(fā)電來恢復電網(wǎng)負荷后,若仍有失壓或限電的負荷無法恢復時,這時必須充分挖掘電網(wǎng)的潛力,合理調(diào)整運行方式,通過多級倒供負荷,將負荷倒向主變負載較輕的220kV變電站片區(qū)供電,例如惠州電網(wǎng)分金源片、昆山片、東彭片的負荷相對較輕,可通過聯(lián)絡(luò)線盡可能轉(zhuǎn)供負荷。在保證220kV主變不過控制界面和110kV線路不過載的情況下,充分利用的220kV主變?nèi)萘窟M行供電。

在采取上述方法后,還可以通過將110kV母線分列運行擴大主變的界面,使電網(wǎng)多帶負荷,兩臺150MWA主變并列運行的控制界面是185MW,分列后可各臺可帶150MW,這將會提升電網(wǎng)的供電能力,但這樣做是以大大地犧牲供電可靠性為代價的。在極端的條件下,只能將220kV變電站的110kV母線分列運行,恢復用戶的供電。此時必須特別注意該站的110kV是否有雙線運行供同一110kV變電站的甲、乙線(或I、II線),在220kV站110kV分掛不同母線,而在110kV變電站掛同一母線的情況。同時應(yīng)注意母聯(lián)開關(guān)轉(zhuǎn)熱備用前需確保操作后兩臺主變負荷均不會過載且負荷分配合理,確保每段110kV母線均有主變變中中性點接地,以滿足保護正確配合。

另外110kV電網(wǎng)事故處理及特殊運行方式中,經(jīng)常使用旁路母線。合理地使用好旁路母線,可以大大豐富調(diào)度員事故處理的手段,解決異常及事故處理中某些棘手的問題,解決某些線路過載問題,使負荷合理分配。對于這種110kV線路經(jīng)中間一變電站旁路母線及另一條110kV線路供電的操作,一定要確定電源側(cè)開關(guān)保護定值與運行方式可以配合,否則需執(zhí)行臨時保護定值;另外操作時注意先對旁路母線充電以確保旁母上無故障。操作時有條件的先將兩條線路均轉(zhuǎn)為熱備用,再由中間變電站操作合上兩把旁路側(cè)刀閘;若特殊情況負荷無法轉(zhuǎn)移,操作合上中間站兩把旁路側(cè)刀閘時需采取等電位操作:合上中間變電站兩線路開關(guān),取下兩開關(guān)控制電源,再操作合兩把旁路側(cè)刀閘,然后裝上操作電源,斷開兩開關(guān),此時應(yīng)注意盡量縮短操作時間。

(三)事故預(yù)案制訂小結(jié)

在選擇選擇恢復電源和路徑時,若有多方案可選,在制訂事故預(yù)案時要全部列出,按照優(yōu)劣排序列出。在實際的電網(wǎng)事故處理過程中可能出現(xiàn)無法預(yù)測的其他設(shè)備故障,例如開關(guān)合不上、無法遙控,或者線路帶80%負荷時就發(fā)熱嚴重等;因此在制定事故預(yù)案時必須盡可能準備多個方案,以備最優(yōu)方案無法實施時,可選擇別的方案恢復電網(wǎng)。在制定事故預(yù)案的過程中,由于實際情況、具體廠站的不同,同一設(shè)備發(fā)生同類故障的處理方法也可能不同。因此要求調(diào)度人員不但能夠制定事故處理預(yù)案,還要能從多角度對同一假想事故提出多種處理方案并加以討論和評議。

在恢復電網(wǎng)的操作過程中,先考慮可遙控的開關(guān)或刀閘的操作,再考慮需要通過倒母線、旁路刀閘的操作。轉(zhuǎn)移負荷時確保設(shè)備不過載,不擴大事故范圍,必要時果斷地控制負荷或拉閘限電。對于220kV變電站主變?nèi)５氖鹿?將導致大面積停電,要對非重要負荷進行限電是在所難免的。事先必須對低壓負荷的重要程度進行分類排序,在限電時根據(jù)制訂好的限電序位表執(zhí)行,才能在事故時做到忙而不亂。

地級調(diào)度在電網(wǎng)事故處理時,比較容易忽略的是電壓無功問題,應(yīng)注意調(diào)節(jié)無功補償裝置、有功功率和無功功率的分配等,使無功功率合理分配,電壓滿足用戶的要求。

四、培訓和演習問題

調(diào)度員和變電站值班員一般都很少有親臨特重大事故的經(jīng)歷,要求他們在發(fā)生特重大事故后的有限的時間里處理事故難免有巨大的精神壓力,尤其是在許多資源都得不到,操作人員對這種異常而又不熟悉的狀況,就更加劇了這種壓力。因此對調(diào)度員和變電站值班員進行相應(yīng)的培訓和反事故演習十分重要。而事故應(yīng)急預(yù)案總結(jié)了過去事故經(jīng)驗,是對未來事故的處理的指導性文件。各電力企業(yè)和重要電力用戶應(yīng)認真組織員工對應(yīng)急預(yù)案進行學習和演練,熟悉事故應(yīng)急預(yù)案,并通過與專業(yè)人員的技術(shù)交流和研討,提高事故處理能力。

五、結(jié)語

本文主要針本人對地級調(diào)度110kV電網(wǎng)事故預(yù)案制訂及相關(guān)問題進行探討,特別是針對220 kV變電站主變?nèi)Ｊ鹿识归_,雖然220kV變電站主變?nèi)Ｏ喈斢贜-2或N-3的情況下發(fā)生的小概率事故;但是如果在電網(wǎng)發(fā)生N-2的情況下都能把事故處理好,對于電網(wǎng)發(fā)生概率較大的N-1事故就更加游刃有余;只有把困難準備得更充分一點,才能在電網(wǎng)事故真正來臨時使調(diào)度員具有過硬的心理素質(zhì)和專業(yè)素質(zhì)、選擇適當?shù)姆椒?穩(wěn)、準、快地處理事故。由于電網(wǎng)實際運行時并不一定全在正常方式下運行,這要求地調(diào)調(diào)度員在處理220kV變電站主變?nèi)５奶刂卮笫鹿蕰r,應(yīng)積極與上一級電網(wǎng)調(diào)度溝通,參考事先做好事故預(yù)想、事故應(yīng)急預(yù)案,具體問題具體分析,在上一級電網(wǎng)及主變恢復供電前迅速作出反應(yīng),用110kV電網(wǎng)恢復供電。

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作者簡介:陳曉健(1982- ),男,廣東電網(wǎng)公司惠州供電局電網(wǎng)調(diào)度員,研究方向:電網(wǎng)調(diào)度。