鄭州金科變壓器有限公司
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研究表明，多數(shù)大停電事故是由連鎖故障引起的。這些停電事故往往是從系統(tǒng)中某一元件的故障開始，由于控制措施不當(dāng)或不及時、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理、繼電保護(hù)裝置誤動或拒動，或上述多種原因的綜合作用，引發(fā)一系列的元件故障，這種連鎖性的故障的迅速傳播最終導(dǎo)致了電網(wǎng)的大面積停電。

南方電網(wǎng)作為交直流混合運(yùn)行大電網(wǎng)，運(yùn)行特性復(fù)雜，主通道線路走廊相對集中，沿途地理環(huán)境惡劣，氣候條件復(fù)雜，容易誘發(fā)連鎖故障。對南方電網(wǎng)中存在的連鎖故障風(fēng)險進(jìn)行分析，有針對性地制定應(yīng)急措施，對于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義。

1電網(wǎng)連鎖故障機(jī)理的研究現(xiàn)狀

針對連鎖故障的發(fā)展機(jī)理，國內(nèi)外從不同角度開展了研究。

文獻(xiàn)3研究了極端天氣對電網(wǎng)故障自組織臨界性的影響。由于電網(wǎng)跨越遼闊區(qū)域，其安全穩(wěn)定運(yùn)行易受氣候條件影響，具有自組織臨界性的降水以及降水相關(guān)事件是電網(wǎng)故障的主導(dǎo)因素，電網(wǎng)故障時序符合冪率分布。即電網(wǎng)故障大量集中于惡劣氣候(暴雨、冰雪)及氣候相關(guān)事件(火山、雷暴)下出現(xiàn)。文獻(xiàn)4在對南方電網(wǎng)停電數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，采用自組織理論研究了南方電網(wǎng)發(fā)生事故的宏觀規(guī)律，初步證明南方電網(wǎng)具有自組織臨界性的特征。

繼電保護(hù)隱式故障是指保護(hù)裝置中存在的一種永久性缺陷，這種缺陷只有在系統(tǒng)發(fā)生故障等不正常運(yùn)行狀態(tài)時才會表現(xiàn)出來，其直接后果是導(dǎo)致保護(hù)誤動或拒動。文獻(xiàn)5認(rèn)為保護(hù)裝置的隱式故障是電力系統(tǒng)連鎖故障發(fā)生的重要原因。

文獻(xiàn)6認(rèn)為電力網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對連鎖故障的發(fā)展過程等有著關(guān)鍵的影響，必須加強(qiáng)對那些與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密切關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)的保護(hù)和防范。文獻(xiàn)7認(rèn)為分析復(fù)雜電力系統(tǒng)連鎖反應(yīng)事故必須將研究的層次深入到變電站結(jié)構(gòu)的層次上，不僅要考慮系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，而且要計及變電站的電氣主接線。

研究發(fā)現(xiàn)，南方電網(wǎng)歷史上發(fā)生的連鎖事故的演變過程基本可歸結(jié)于以上三種機(jī)理，但表現(xiàn)形式各不相同，或某種因素起主導(dǎo)作用，或多因素綜合作用。研究連鎖故障在南方電網(wǎng)中的演變過程及其表現(xiàn)形式，對有針對性地制定應(yīng)急措施有重要價值。

2南方電網(wǎng)中連鎖故障風(fēng)險分析

2.1極端天氣導(dǎo)致多重故障風(fēng)險分析

文獻(xiàn)3指出電網(wǎng)故障具有自組織臨界性，且大氣系統(tǒng)中降水現(xiàn)象的自組織臨界性是其主導(dǎo)因素，其具體表現(xiàn)為：電網(wǎng)故障集中于少數(shù)時段，且故障原因均為惡劣天氣(暴雨、冰雪)及其相關(guān)事件(火山、雷暴)對近年來南方電網(wǎng)線路故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果的研究進(jìn)一步印證了上述觀點(diǎn)。

由表1可知，全年500kv線路跳閘的2/3集中發(fā)生于表中所列的4個月，并集中于極端天氣時段發(fā)生。例如，2008年1月25日因覆冰單日跳閘達(dá)18次，為全年平均值的二十幾倍;2007年4月23日瘦雷暴雨影響，17時40分至18時26分，貴州青巖地區(qū)500kv線路跳閘4次，500kv母線跳閘1次。對于此類多重故障，如果控制措施不當(dāng)或不及時，極易導(dǎo)致事故擴(kuò)大乃至引發(fā)穩(wěn)定破壞事故。

2.2繼電保護(hù)隱式故障風(fēng)險分析

繼電保護(hù)裝置隱式故障是電網(wǎng)事故擴(kuò)大的重要原因之一，南方電網(wǎng)多次出現(xiàn)因繼電保護(hù)隱式故障導(dǎo)致事故范圍擴(kuò)大的連鎖事故，其典型表現(xiàn)形式為：

1)線路跳閘后，系統(tǒng)潮流重新分布過程中引發(fā)其他線路保護(hù)誤動跳閘。如2001年3月8日500kv天平一線天二側(cè)高抗非電氣量保護(hù)誤動跳閘，天平二線天二側(cè)線路后備保護(hù)誤動跳閘，事故導(dǎo)致魯布革220kv魯馬線過載安穩(wěn)動作解列云南網(wǎng)，貴州、天生橋地區(qū)電網(wǎng)與廣東、廣西網(wǎng)通過天廣直流聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。

2)保護(hù)死區(qū)故障，依靠元件遠(yuǎn)后備切除。如2006年6月23日羅平變電站5122號斷路器U相開關(guān)本體底部擊穿，由于5122斷路器的電流互感器結(jié)線錯誤，造成了羅平變對側(cè)后備保護(hù)相繼動作，切除故障。事故造成云南網(wǎng)解列，羅平變500kv雙母停電，天廣直流雙極跳閘。

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