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电力运营商用50年的努力不断完善电网保护,换来了一个想和用户一起喝咖啡的机会,却发现用户都变得越来越敏感了。电小二宝宝真得感到很委屈,付出这么多努力,战胜了那么多次凶险,避免了多次大面积停电事故,此处没有表扬,反而迎来了更多用户投诉。还能不能让人好好工作了?
可靠性管理依然是电力运营商的重点工作内容。特别是国际上连续出现了美加大停电、巴西大停电、印度大停电事故后,防止大面积停电成为电力运营商工作任务的重中之重。在这个过程中,中国在上世纪80年代逐步完善《电力系统安全稳定导则》,并规定我国电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准分为三级:
第一级标准:保持稳定运行和电网的正常供电[单一故障(出现概率较高的故障)];第二级标准:保持稳定运行,但允许损失部分负荷[单一严重故障(出现概率较低的故障)];第三级标准:当系统不能保持稳定运行时,必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失[多重严重故障(出现概率很低的故障)]。为实现这个安稳标准,电力运营商设置了三道防线来确保电力系统在遇到各种事故时的安全稳定运行:
第一道防线:快速可靠的继电保护、有效的预防性控制措施,确保电网在发生常见的单一故障时保持电网稳定运行和电网的正常供电;第二道防线:采用稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制措施,确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持稳定运行;第三道防线:设置失步解列、频率及电压紧急控制装置,当电网遇到概率很低的多重严重事故而稳定破坏时,依靠这些装置防止事故扩大,防止大面积停电。
三道防线的概念清晰、明确,易于操作实施。近年来我中国电网没有出现全网性事故和大范围停电,应该说得益于三道防线的建设。2006年,国臣研制的世界上第一套火电厂辅机变频器低电压穿越系统在中石化扬子石化热电厂投运,同年又在华电淄博热电厂投运。
2008年之后,有专家提出应对大面积停电,光有电网的几道防线是不够的,必须建立网源协调机制,共同应对。特别是在大电网高压线路有故障时,电压暂降和短时中断将会有较大范围的影响,附近的电源辅机应具有低电压穿越能力、机组能优化控制、强励输出、确保机组旋转惯性,配合大电网提高抗扰能力。
2011年1月2日,东北电网500千伏伊换1号线发生单相故障时,伊敏发电厂、呼伦贝尔发电厂机组给煤机停止运行,锅炉灭火,导致发电机组跳闸。由于火电厂辅机不具备低电压穿越能力,给电网安全稳定运行带来严重影响。
2011年7月25日,内蒙吉兰太区域中盐变母线发生故障,乌斯太、华电乌达、君正电厂五台机组大幅降出力或锅炉灭火,全网负荷不平衡。
2012年11月12日,包铝整流三所#4整流变高压侧发生单向转三相故障,东华、包三电厂共三台机组锅炉跳闸或灭火,对全网带来严重影响。
如今随之网源协调工作和火电厂一类辅机变频器高低电压穿越工作的贯彻执行,多数电厂关键电压敏感辅机都采用交直流电源冗余供电。
2013年,有HVDC换流站重要辅机因为高低电压穿越问题造成换流阀冷却水泵停机、直流闭锁,该重要电压敏感辅机也采用直流电源供电。
多年来,变电站二次设备都采用直流电源供电,既可以满足中断对二次设备的影响,又可以避免电压暂降造成二次设备停机,其重要性不言而喻。但仍有吃瓜群众在电源检修后不恢复电池开关,将电网的“哨兵”悄悄蒙住了双眼,当故障入侵时一级级穿越,将事故扩大。哎,这是搞啥样?吃瓜文艺男哼上了《我悄悄地蒙上你的眼睛》?
《电力系统继电保护典型故障分析》一书中可以看到,在小于0.1%保护不正确动作率中,有50%左右的事件与变电站直流蓄电池失效、直流回路接地、直流环网、交直流串线、直流开关越级跳闸等问题相关。
1996年5月28日11时59分,京津塘地区某厂高压试验班人员在进行断路器试验时,错将220V交流电源接入站内直流系统,造成3条500KV线路跳闸,220KV系统振荡,多个电厂全厂停电。
1999年7月20日8时54分,山西太原某变电站变压器10kV侧短路,,全站停电,主控室着火,烧毁一号主变,全站直流消失,站内保护拒动,事故扩大,1条110KV、6条220KV、8台发电机组跳闸,殃及山西电网并波及华北主网。
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