全线停电故障分析

摘要： 由于电力系统发生振荡故障，会导致整个系统经常发生全线停电事故。这给整个系统、电气设备以及广大用户都带来了极大的危害。本文即针对某电厂电网的2009年事故，进行全线停电故障分析，提出如何防范全线停电故障的措施。

Abstract: As the oscillation of electric power system, it will frequently cause the whole line power out of the entire system, which brings great harm to the whole system, electrical equipment, and the majority of users. For the accidents of the electric fence of a electric power plant in 2009, the article carried out fault analysis of the whole line power out, and put forward the measures to prevent the whole line power out.

关键词： 全线；停电；故障；分析

Key words: the whole line；power out；fault；analysis

中图分类号：TM7 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）22-0051-01

0引言

在2009年，某电厂电网因为其电力系统的振荡故障，从而引发全线停电事故，带来了严重的后果，其中的经验教训值得深入总结。因此，为了防止全线停电故障事故的发生，必须认真分析全线停电故障事故的发生原因，制订有效的防范全线停电故障的措施。

1事故过程

在该事故发生前，该电厂同时运行着6台机组，总有功功率为350MW，通过220kV的ZX线与整个系统联网，系统进电为50MW。110kV的系统负荷约200MW，35kV系统负荷约150MW，3、4号主变向110kV系统输送64MW。

2009年某天下午15:07，1号汽轮发电机组为了消除缺陷，进行停机。值班人员调整有功功率，由40MW减至l0MW，然后又降至―0.5MW，关闭主汽门，发电机改为电动机运行。15:21，继续降低有功功率至―8.5MW，此时电网进电85MW，运行人员断开1号机开关。

15:22，6号机组有功功率在0至70MW、无功功率在15MVA至75MVA之间发生剧烈摆动，即振荡解列装置动作。

15:24，35kV的RJ线跳闸。4、5号机组发出过负荷信号，此时低周减载装置动作。

15:25，4、5号主变110kV开关发生跳闸，电厂瓦解分网，即主变保护动作。

2事故原因分析

为了揭示发生事故的原因，笔者将其过程分为6号机组摆动、孤网振荡以及大面积停电三个阶段进行综合分析。

2.1 事故起因这次全线停电故障事故的关键在于6号机组的摆动。以操作方法的角度而言，实现对发电机功率的调整是通过控制汽轮机组调速装置。究其本质，调速系统为一个比例调节器，所以，其具有相对大的惯性以及迟缓率。因此，每次调整发电机功率的速度不能过快，时间也不能过长。从操作过程来看，汽轮发电机并没有严格执行相应的运行规程，调整正常负荷由主控室的工作人员监视功率表示，通过调速开关对调速器的操作，对汽轮机的进汽量进行调节，从而改变汽轮发电机组的负荷。第二，汽轮发电机工作人员并没有充分了解整个电力系统和发电机的性能，也没有引起足够的重视，而且由于环境条件的限制，不能很好的配合，因此没有及时处理出现的异常情况。第三，汽轮发电机监测装置以及仪表均在值班室内的控制盘上，而汽轮发电机的调速器则在室外。工作人员必须依靠手摇调节手柄对机组负荷进行调节，根本无法对调整量实行就地监测，这就加大了处理正常操作以及意外情况的困难。第四，调整机组负荷是通过调整自动调速器的转速实现的。调速器带动的是一个断流式滑阀，它通过对调速器油动机活塞面积和供油压力的改变，带动实现阀门运动。通过事后的检查发现，由于油系统含有杂质，导致6号机组的调速系统出现不稳定状态，发生机组摆动现象。

2.2 事故的扩大电动机状态的1号机耗电8.5MW及6号机的摆动，加重了当时已不堪重负的公司电网负担。电力系统在ZX线安装了自动振荡解列装置，由于自动振荡解列装置动作，跳开了联网线路，从而导致公司电网孤网供电，用电量严重失衡。在大量缺电和振荡的影响下，周波降低到48HZ以下。因此，低剧减载装置动作跳RJ线，形成了更大的隐患，由此导致4、5号主变保护跳闸。

2.3 事故的进一步扩大在公司电网孤网后，系统的85MW进电失去，低周减载切除约70MW负荷，1号停机减8.5MW，整个发电、供电负荷基本趋于平衡，本该稳定运行，但脱网后6号机组的摆动加剧，从而同步产生环流失去。另外，因为潮流分布不科学，5台机组通过4、5号主变提供110kV系统电流，在负荷与振荡的双重作用下，2台主变的复合电压过流保护动作跳开110kV侧开关，电厂分网变成两个单独的系统，同时分别进入两个极端，即一网为振荡的单机容量65MW同近200MW用电负荷之间的矛盾，无功与有功功率在很大程度上不均衡，电压及周波大大降低，4座110kV变电所以及低电压等自动保护装置动作都受到了一定的影响，因此，造成大面积的停电；而另一网为4台机组220MW发电量同小于80MW的用电负荷，充裕的电能持续加快机组的转速，周波可以超过51.2Hz。因为每个机组及时地自行调整至常规范围，否则不难出现例如汽轮发电机组失步等重大事故。

3防范措施

3.1 消除设备隐患，保证设备的完好性对发电机稳定运行起到关键作用的设备就是汽轮机组的自动凋速器，必须保证其足够的灵敏性、稳定性和可靠性，必须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等装置的维护和管理。

3.2 改善电网系统结构，提高系统稳定性电网安全稳定运行的基本保证就是合理的电网结构和联网方式。电磁联网方式不仅不利于对事故情况的处理，而且也会影响到正常运行要求的安全性、灵活性和可靠性。因此，必须加强与主系统的联系，消除单电源联网方式，建立合理的电网结构以及安全、灵活、可靠的联网方式。

3.3 快速正确的切除故障自电厂建厂以来，电厂的扩建、系统增容以及对线路的改造使得其网络结构发生了很大的变化。然而该电厂的许多设备保护定值还是最初投运时的定值。因此应当重新核定电厂的继电保护定值，确保各个装置的安全性、灵活性、可靠性和稳定性。

3.4 加强员工培训，提高队伍素质由此次全线停电故障事故以及其他事故的经验教训可以看出，高素质的员工队伍对于电厂的安全生产起着至关重要的作用。因此，该电厂应结合电厂生产的具体情况，有组织、有重点的开展针对性强的事故演习，以此提高员工的技术水平和合理处理事故的应变能力。

参考文献：

[1]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用[M].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.