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华中电网事故的经验和启示小


□ 蒙定中

  摘要:华中电网由於进口保护误动作,使河南双回500kV线路跳闸,又违反电力系统安全稳定导则而存在不安全的500/220kV电磁环网结构,造成全网失稳振荡。此次振荡不能波及西北、华南和华东是固按导则分区原则实现了直流联网,短时波及了华北,但由其单回联络线解列而终止。这次事故末造成全网大停电,因为导则的第三道防线一失稳时系统不崩溃瓦解在输电网上得到贯彻,失稳后6分5秒恢复同步正常运行。但部分发电厂未贯彻好,仍有16台机组跳闸、共26台机组停运,结果频率降到49.1Hz,负荷损失258万kW(4.3%)。这次事故也突出了当前交流特高压全国联网问题的严重性。
  关键词:电磁环网;失稳振荡;直流联网;继电保护;特高压
  
  1 前言
  
  2006年7月1日20;48河南500kV嵩郑双回线先后因继电保护误动作跳闸,原线路178万kW的负荷完全转移到和它电磁环网的220kV系统,先过负荷跳闸继而稳定破坏,系统振荡不仅波及西到四川的华中全网,而且波及北到华北电网。发电机组共26台停运跳闸、出力损失634万kW。华中和华北的弱联系单回500kV联络线手动解列。华中电网频率下降到49.1Hz,负荷损失258万kW(4.3%)。
  上世纪七十年代我国电网事故特别严重、共发生210次。八十年代以来。由于全国贯彻。电力系统安全稳定导则”、包括“电力系统技术导则”上述两个导则曾合并为一个导则,保持“电力系统安全稳定导则”原名(下面简称导则),内容基本相同,由国家经贸委在2001年发布;同时执行继电保护四统一,全国电网事故大幅度下降,特别是从此防止了整个大区电网全停电。华中电网自从1982年8月7日丹汉线故障引起稳定破坏事故以来,24年来一直保持安全稳定。这次华中电网事故虽未造成全网大停电,仍是20年来全国罕见的电网事故。
  这次事故在历史上波及电网的范围最广;跳闸的机组最多;在实际上再次证明符合客观规律的导则规定的重要性:当前我国分层分区的结构完全可以避免任一个分区的事故波及到其他分区:违反导则的电磁环嗣是造成稳定破坏的主因:贯彻导则第三道防线在失稳时保持系统完整性、不瓦解、防止了大停电;贪图采用不符合四统一原则的昂贵国外保护总给电网运行造成不可靠的问题。
  从这次事故中,再次证实导则的重要作用,突出当前交流特高压全国联网问题的严重性。
  
  2 分析
  
  2.1 引起事故的原因
  华中电网事故的经验和启示小图片1
  2006年7月1日20:48河南500kV嵩郑双回线先后跳闸,原因是采用了不可靠的国外ABB保护-光纤通道的分相电流差动。按我国保护四统一原则发展的分相电流差动,为了加强可靠性。必须判别线路出现故障、即有电流突变使两侧起动元件都要起动时,才允许短时比较线路两侧电流差别、判别为线路内部故障时才允许跳闸,这是保证可靠性的重要环节。但这个ABB保护却没有这一环节,长时的在比较两侧的电流差别,一旦通道或任一二次回路、元件异常,都可能误动作。嵩郑II线因此先跳闸,负荷即转至嵩郑I线,该线保护本应动作发出过负荷信号,但却错误地发出跳闸命令,10s后将这一回线路也跳掉了。
  
  2.2 事故扩大的原因
  事故扩大的主要关键是电磁环网,按现行导则规定:“应避免和消除严重影响电网安全稳定的不同电压等级的电磁环网”。华中是全国最早建设500kV电网,经历20年,河南跳闸的双回500kV线却仍和复杂的220kV网构成电磁环网。如果华中电网按导则规定220kV级分区运行,不构成电磁环网,即使输送178万kW的500kV嵩郑双回线跳闸,由於华中电网容量大,频率不致大幅度波动,负荷基本不受损失,特别是不会发生失稳振荡,就不会波及华北和华中全区,26台发电机组也不会跳闸。但因华中电网违反导则规定,仍然保持电磁环网,500kV嵩郑双回线跳闸后,全部负荷转移到220kV网,结果造成北到华北、西到四川的华中全网失稳振荡,严重扩大了损失。
  
  2.3 怎样发展为失稳振荡
  华中电网事故的经验和启示小图片2
  由图1、2可见,由于河南保持500/220kV电磁环网,也没有执行当500kV回路断开时即自动控制将220kV侧的解环措施。所以在500kV嵩郑双回线跳闸后,华中500kV电网被分割成南北两部分,而中间由复杂结构中6回220kV线路相联。原嵩郑双回的178万kW潮流全部转移到220kV线上,首先引起一回过负荷跳闸,继而负荷转移,相继引起第二和第三回220kV过负荷跳闸,结果是重负荷叠加在联系阻抗突增的回路上,从第一回线过负荷跳闸到发展为华中500/220/500kV串联弱电网失稳振荡经历了5分44秒。
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