試論電力調度運行的安全風險及防范策略

賈少英　麻亮　趙冀峰

摘要：隨著國家對電力行業發展的日益重視，人們對供電質量的要求也越來越高。而要想保證電網安全、高效、優質運行，就必須做好電力系統的電網調度工作。文章分析了電力調度運行中危險的識別以及風險的評估，并結合實際工作經驗指出了一些電力調度運行的安全風險與防范策略。

關鍵詞：電力調度；安全風險；防范策略；電力系統；供電質量 文獻標識碼：A

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

1 故障經過

7月3日16∶08，2015年雷雨天氣，35kV橫梁變#1主變過流Ⅰ、Ⅲ段保護動作，10kV分段110開關、#1變兩側301、101開關先后跳閘，造成10kVⅠ、Ⅱ段母線失電。遠動信息顯示故障為A、B相短路接地。當時橫梁變運行方式為#1變帶10kVⅠ、Ⅱ段母線，故障時遠動信息顯示10kV系統各出線開關及保護測量裝置無異常變化。經運行人員現場檢查#1變保護范圍及10kV出線保護裝置無異常。隨即調度下令對#1變及10kV出線依次進行試送電，一次全部成功。同時顯示10kVⅠ段母線PT C相電壓異常，經查為C相高壓熔絲爆，更換后異常消失。當時定性為因雷擊造成不明故障地點的保護裝置正確動作一次。

2 故障分析

2.1 保護配置

橫梁變電站所配置的保護裝置為南瑞農電的CAS2000綜合型變電站自動化系統，該系統是集變電站微機保護、測控裝置、小電流接地選線裝置、微機五防裝置、智能操作屏、智能直流電源屏、所用電源屏和機電一體化電度表屏于一體的變電站自動化系統。對于66kV及以下各電壓等級的線路、饋線、分段及電容器采用保護測控合一的設計；變壓器保護、測控裝置獨立設計；備用電源自投裝置采用自適應原理自動判斷、準備備用方式，保護原理可靠、算法先進；操作回路能適應交、直流電源。

保護配置表如表1所示。

橫梁變電站所配置線路保護型號為CAS-231型，主變主保護為CAS226A、后備為CAS227B型，保護裝置為常規配置。

2.2 運行方式

當時運行方式如圖1所示：

2.3 保護整定值

保護定值按說明書要求常規整定計算。

2.4 故障分析

當時橫梁地區正處于雷雨區中心，初步懷疑是雷擊原因造成主變后備保護范圍內A、B相短路接地引起故障發生，但開關動作邏輯順序有疑問：（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，主變及引線在雷電防護區內），且后經現場認真檢查也未發現明顯的電擊異常痕跡；（2）如雷擊到10kV線路上引起故障，10kV出線開關按邏輯順序應先動作。比較出線和主變的保護定值：10kV出線速斷值為800～1000A/0S，過流值為250～350A/0.5S，#1變高后備保護Ⅰ段定值為120A/0.6S/跳110開關、Ⅲ段定值為120A/0.9S/跳301、101開關（主變速動保護為比率差動保護），且還包含著主變本身的阻抗電壓值。

假設：（1）故障電流遠大于1000A以上，則應為線路的瞬時電流速斷保護動作跳開關，高壓側保護也同時啟動，因時間級差不會動作；（2）故障電流如小于800A，也是10kV故障線路的過流保護先動作跳開關，達不到主變后備保護的動作時間值；（3）如不考慮主變固有的阻抗值，設故障發生在10kVⅠ段出線近區短路，故障時主變后備保護也同時啟動，即使10kV分段110開關與發生故障的10kV出線開關同時跳閘，也不應該造成301、101開關在0.9s后跳閘。通過上述分析，可以預見整套保護之間動作邏輯存在問題。

究竟是什么原因引起主變后備保護動作呢？再做下一步分析：在認真排除10kV母線（主變后備保護范圍）未發生故障后，我們將目光轉移至10kV線路：（1）如為Ⅱ段母線上的10kV出線發生故障，假設發生保護或開關拒動，則由當時供電的#1變壓器后備保護啟動，先跳開110開關，故障切除，但不應跳主變開關，邏輯順序依然不正確；（2）如為Ⅰ段母線上的某一條線路發生故障，該線路保護（或開關）發生拒動，則#1變后備保護啟動，先行跳開110開關，這時故障線路依然在運行，故障未消除，直到#1變后備保護跳開301、101開關后故障切除。此種設想與實際的保護動作邏輯產生了一致，是一種可以成立的推想。

但還存在三個方面疑問：（1）經過前期分析，可以基本判斷為開關或保護拒動，但具體拒動性質還無法從現有的保護動作信息來準確判斷；（2）Ⅰ段母線上是哪條線路發生拒動，單純在遠動信息上還無法區分；（3）某線路開關或保護拒動，為何無任何告警信息？問題的解答只有待專業人員到現場檢查后才能有一個正確的答復。

7月4日上午，專業人員到現場檢查。首先對Ⅰ段出線所有開關外觀及控制回路進行檢查，并結合調度人員在故障處理時對I段出線開關操作步驟，先行排除了10kV出線開關拒動的可能性；下一步對10kV所有出現保護裝置外觀信號檢查后發現裝置顯示全部正常；后專門對Ⅰ段出線所有保護裝置的內部故障動作事故追憶表一一查看，發現10kV橫東線裝置外部數據采集回路運行正常，但其子目錄保護定值輸入及邏輯判斷區域發生異常，全部保護定值數據已自行消除，故障追憶無。實際該線路已處于無保護運行狀態，而遠動信息和保護裝置本身也無法通過自檢而發出裝置故障告警。后經調度人員調整運行方式，保護人員采取橫東線保護直接搭跳方式再次排除線路開關拒動的可能，其余Ⅰ段出線保護檢查正常。到目前為止可以明確故障順序為10kV橫東線線路上發生故障，而本身保護裝置邏輯判斷回路故障拒動，從而造成#1變后備保護正確動作，先跳開110開關，故障未消除，而最終將#1變兩側開關全部跳開的整個動作過程。在隨后的對10kV橫東線線路進行特巡后，發現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，就進一步驗證了分析判斷的正確性。故障同時伴隨著PT邊相熔絲熔斷只是線路短路接地時電壓異常升高造成的，不是主變后備保護動作的原因。

3 防范措施

橫梁變所用的南瑞農電的CAS2000綜合型變電站自動化設備系該公司早期產品，目前運行年限已8年以上。在日常運行中已發生過如電源模塊燒毀、液晶顯示屏無法正常顯示等缺陷，但邏輯動作回路還較為可靠，以前未發生過上述情況。通過這次的缺陷分析、判斷、處理，在積累運行經驗的同時，要求采取相應措施對類似情況進行杜絕。

（1）要求對橫梁變所有10kV出線保護裝置作保護整組試驗，以檢驗保護裝置的可靠性；（2）對主變保護及線路保護裝置保護時間級差準確性進行一次校核，滿足微機保護時間級差的可靠性要求；（3）要求廠家技術人員對該型保護裝置的軟件版本進行一次升級，對10kV出線保護裝置CPU處理芯片進行全部更換，對采用同類型裝置的廠站全面進行升級改造；（4）針對主變比例差動保護在變壓器空充電時躲避勵磁永流特性不佳的情況，保護整定人員采取降低二次諧波制動系數或適當抬高比率差流的動作門檻值的方法進行規避，并告知廠家修改裝置技術說明書相關內容；（5）建議生產廠家對保護裝置的自檢功能進行完善，類似問題能夠通過自檢及時發出告警信息并上傳；（6）運行人員在日常巡視中，除對保護裝置外觀簡單檢查外，要求結合年度或季度保護定值專項巡檢機會，對所有保護定值目錄進行詳細檢查核對。

4 結語

在對上述保護動作邏輯的認真分析中，運用到保護整定計算、保護裝置、調度、變電運行管理、斷路器等相關知識，最終正確判斷出一個保護裝置的全部動作過程，是一線調度人員運用相關理論知識在日常工作中的有效實踐，有效提高了調度人員的分析、判斷故障的能力。在今后的工作中，作為調度人員應加強設備故障分析判斷能力培訓，運用所學知識指導工作實踐，對提高自身業務素質，正確指揮檢修人員處理事故，縮短故障處理時間，確保電網安全運行都是大有益處的。

參考文獻

[1] CAS2000整合型變電站自動化系統技術說明書[S].

[2] CAS2000V整合型變電站自動化系統技術說明書[S].

[3] 電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算[S].

[4] 南京供電公司電力調度規程[S].

作者簡介：耿銓（1973-），男，江蘇南京人，南京供電公司電力調度中心工程師，研究方向：調度運行管理、保護整定管理。

（責任編輯：秦遜玉）