电网典型事故分析

电网典型事故分析,一. 事故类型,电力系统事故是指由于电力系统设备故障或人员工作失误而影响电能供应数量或质量并超过规定范围的事件。,动态系统的振荡是指系统在遭受扰动时，有关物理量所表现出来的一种动态行为。,二、电网振荡系统振荡的定义,在系统受到小扰动时，它表现为这些物理量在其稳态运行值附近的周期性变化。,在系统受到大干扰时，它表现为这些物理量由受扰动前的稳态值向扰动后的稳态值（如果存在的话）过渡过程中的周期性变化。,电力系统振荡是电力系统在遭受扰动时，有关电气量（电流、电压、功率）所表现出来的一种周期性变化行为。 在系统受到小扰动时，它表现为这些电气量在其稳态运行值附近的周期性变化。 在系统受到大干扰时，它表现为这些电气量由受扰动前的稳态值向扰动后的稳态值（如果存在的话）周期性变化。,电网振荡的定义,三、系统电压频率降低的异常处理,四、输电线路故障跳闸,五、其它故障的处理,六、典型案例,1、华中电网82年“8.7”稳定破坏事故,2223万,丹江,河南,胡集,马口,青山,黄石,2.5万,黄龙,荆门,葛洲坝,潜江,武钢,凤凰山,关山,双河,随县,岱家山,孝感,锅顶山,姚孟,15.5+16万,24万,湖北、河南联网，f = 49.7 Hz。丹汉4回线76。5万（极限74万）,六、典型案例,1、华中电网82年“8.7”稳定破坏事故,2223万,丹江,河南,胡集,马口,青山,黄石,2.5万,黄龙,荆门,葛洲坝,潜江,武钢,凤凰山,关山,双河,随县,岱家山,孝感,锅顶山,姚孟,15.5+16万,24万,过程：13:16，荆胡线对树放电，单相故障跳闸，系统稳定破坏发生振荡；丹江出力从85减到27万，葛洲坝黄龙减出力11万，荆门3机组解列。系统频率降到46.1Hz，低频减载23.8万,六、典型案例,1、华中电网82年“8.7”稳定破坏事故,2223万,丹江,河南,胡集,马口,青山,黄石,2.5万,黄龙,荆门,葛洲坝,潜江,武钢,凤凰山,关山,双河,随县,岱家山,孝感,锅顶山,姚孟,15.5+16万,24万,损失：湖北失去电源90万（占55）。湖北大面积停电，武钢、冶钢等重要用户受到损害，部分设备损坏。损失负荷35（ 58万）。,六、典型案例,1、华中电网82年“8.7”稳定破坏事故,2223万,丹江,河南,胡集,马口,青山,黄石,2.5万,黄龙,荆门,葛洲坝,潜江,武钢,凤凰山,关山,双河,随县,岱家山,孝感,锅顶山,姚孟,15.5+16万,24万,原因：切负荷数量不够 运行方式分析不全面。 湖北、河南联网后缺乏相应调度运行规定 葛洲坝、紧密缺乏事故处理经验 荆胡线为联系500kV与220kV唯一通道。,2. 华中电网2005年春节前后冰闪事故,三万线63地线支架变形,斗樊线绝缘子破损情况,复沙一回线22#小号侧中相因不均匀覆冰使导线扭转,3. 华中电网“10.29”低频振荡,二滩,石板箐,普提,洪沟,龙凤坝,长寿,万县,龙王,左一,左二,龙泉,斗笠,隔河岩,大江,南桥,双河,樊城,白河,牡丹,姚孟,邵陵,孝感,玉贤,兴隆,五强溪,岗市,复兴,民丰,云田,沙坪,凤凰山,磁湖,南昌,梦山,罗坊,祥符,郑州,嵩山,获嘉,沁北,仓颉,鹅城,政平,宋家坝,石门二期,江油,石屏,东坡,德阳,华阳,南充,紫坪铺,故录和PMU厂站启动范围,江陵,二江,襄樊,鄂西北电网,左二,旗峰坝,恩施电网,龙虎沟,江陵,万县,29日22时21分，三峡发电功率明显偏离发电计划，三峡电厂、龙泉、斗笠、江陵站500kV母线电压也有明显波动。华中网调、湖北、江西省调值班调度员也发现500kV线路和部分机组出现功率摆动,二滩,石板箐,普提,洪沟,龙凤坝,长寿,万县,龙王,左一,左二,龙泉,斗笠,隔河岩,大江,南桥,双河,樊城,白河,牡丹,姚孟,邵陵,孝感,玉贤,兴隆,五强溪,岗市,复兴,民丰,云田,沙坪,凤凰山,磁湖,南昌,梦山,罗坊,祥符,郑州,嵩山,获嘉,沁北,仓颉,鹅城,政平,宋家坝,石门二期,江油,石屏,东坡,德阳,华阳,南充,紫坪铺,故录和PMU厂站启动范围,江陵,二江,襄樊,鄂西北电网,左二,旗峰坝,恩施电网,龙虎沟,江陵,万县,22时23分，三峡电厂开始增加机组无功出力、鄂西北黄龙滩电厂开始减出力，振荡逐步衰减。 22时26分,振荡平息。 振荡频率为0.77Hz，振荡持续5分钟,（1）振荡幅度电网大部分500kV线路出现功率摆动，三峡外送系统振荡幅度较大，其中斗双线振荡最大，振幅为73万千瓦。鄂湘联络线单回线振幅为49万千瓦，鄂赣联络线单回线振幅为24万千瓦。,3. 华中电网“10.29”低频振荡,机组中，三峡电厂机组振荡最大，左二单机振幅（峰峰值）达到27万千瓦。500kV中枢点中，左二500kV母线电压振荡最大，振幅为40千伏。,3. 华中电网“10.29”低频振荡,（2）振荡对设备运行的影响22时25分35秒，江陵换流站一台交流滤波器因电压高自动切除。 振荡中，鄂西北竹山地区有5个小水电厂总计4万千瓦机组被迫解列。,3. 华中电网“10.29”低频振荡,五岗线CSL101A误动事故,时间：2004年2月15日,五民线保护动作,民丰侧：PLS、TLS、WXH-802三套保护距离一段动作，50ms三相跳闸切除故障。五强溪侧：PLS负序距离二段动作，1220ms三相跳闸（二段时间定值为1.2秒）。,五岗线保护动作,岗市侧： CSL-101A高频负序方向误动出口，约130ms时 三相跳闸。 五民线跳开后，五厂带五岗线空充运行，岗市侧 出现过电压（达82V），过电压保护CGQ-3动作， 发远跳信号。五强溪： 1450ms时,CSI-125A远跳保护收信,三跳。,二、保护动作情况,三、五民线保护分析,五民线高频通道为B、C相间耦合，当发生BC相故障时，造成高频通道全阻塞，五民线三套允许式高频保护均不能动作。民丰侧由相间距离一段动作。五强溪侧由PLS负序距离二段动作。,TLS保护BC相间超范围元件动作情况：故障后20ms动作、350ms返回故障后516ms再次动作，51ms又返回故障后1151ms再次动作。因此TLS保护在PLS负序距离二段动作出口时，其距离二段动作慢于PLS，来不及出口；,WXH802超范围距离元件动作情况：在故障后7、14、176、235ms多次发信，也有返回情况发生。因此WXH-802保护距离二段也因动作时间稍慢于PLS而来不及动作。PLS保护中负序距离元件没有返回情况发生是因其原理决定抗过渡电阻能力比较强。,四、五岗线保护动分析,原因一：复用载波机收信展宽时间过长（投产调试整定为100ms）。复用载波机收、发信展宽时间过长很容易造成在区外故障功率倒向时保护误动。为防止保护误动，必须对复用载波机收、发信展宽时间进行调整，一般将复用保护的快速命令展宽时间整定为10ms、复用保护的慢速命令展宽时间整定为30ms比较合适。,原因二：弱馈发信功能逻辑设计不合理。弱馈回信逻辑必须收到对侧发来的允许跳闸信号才能回授允许跳闸信号，因此应取消弱电发信功能。但保护装置必须解决线路充电状态下发生故障快速切除故障的问题。为此决定采用断路器跳闸位置接点自动实现弱馈发信功能，取消保护内部弱馈功能。跳闸位置接点应按下图接入CSL101A保护：,CSL101A保护跳闸位置和通道接线示意图,五民线因高频通道耦合相发生相间故障，造成通道阻塞，五侧三套高频允许式保护拒动，故障只能靠后备保护切除，这样延长了故障切除时间，对系统稳定运行构成严重威胁。本次事故暴露了在一条线路上高频保护全部采用复用载波方式没有真正实现通道双重化。在对电网进行规划设计时，应严格按“二十五项反措” 实施细则（国电调2002138号文件）要求，对500kV保护通道实现双重化。同时应结合500kV光纤环网建设，完善500kV线路复用保护的第二通道。,樊白一回线L90误动分析报告,时间： 2005年1月24日,一、事故概述,5时24分，樊白一回线B相接地。距樊城31KM，距白河109公里。 樊城侧L90、ALPS、LFP901A保护动作，40ms开关B相跳闸，约110ms时三相跳闸，白河侧L90、LFP-901A保护动作，50ms开关B相跳闸，约920ms重合成功，由白河侧对樊城充电运行。5时28分, 樊白一回线在充电状态下又发生B相接地故障，距白河为106 KM。白河侧 L90、LFP901A保护动作，60ms开关B相跳闸，950ms重合于故障后，L90、ALPS、LFP-901A保护动作，故障持续60ms后三相跳闸。,白河,樊城,L90ALPSLFP901,L90、ALPSLFP901,二、白河变保护动作,三、樊城变保护,四、保护分析,白河变：两次故障中保护及重合闸装置全部正确动作。樊城变：LFP901A保护正确动作，ALPS后备保护的距离一段正确动作，单相故障跳单相。但光纤差动保护L90先单跳，单跳后约75ms时又三跳，动作行为不正确。,樊城L90波形分析,樊城变波形2,樊城侧 故障持续时间为041ms；L90保护21ms发跳令；B相36ms时变位；保护发跳令到断路器B相位置变位为15ms；open pole op（非全相）元件96ms时动作；L90保护B相差动元件返回时刻为100ms，其与open pole op（非全相）重叠时间为4ms。白河侧 故障持续时间为065ms。保护23ms时发跳令。,L90保护原理 在非全相过程中，再发生任意相故障就三相跳闸。樊城侧L90保护中open pole op（非全相）元件与B相差动元件（87L DIFF OP B）在96ms时发生重叠并持续4ms，在这种情况，L90保护误判为非全相再故障，从而导致三相跳闸 。,五、L90误动分析,原因一：樊城侧开关位置接点变位太快，跳闸时开关位置辅助接点快于主触头15ms转换，这不符合保护的要求。注：保护装置对开关辅助接点的一般要求是：在开关分闸时，开关辅助接点要求晚于主触头动作；在开关合闸时，开关辅助接点要求快于主触头动作。,原因二：L90保护差动元件返回时间太长。当樊城侧故障切除后，白河侧故障仍在持续，这时樊城侧B相差动元件不能返回。樊城侧L90B相差动元件返回时刻为100ms，而这时白河侧故障已经消失35ms。微机保护动作返回时间原理上不会超过20ms，考虑工艺、干扰等因素也不会到30ms。L90装置返回时间经厂家多次测试都在32ms以上 。,原因三： L90保护非全相再故障动作原理不完善。没 有考虑以上1）、2）二个因素综合作用会导 致保护误动的可能性。,L90非全相逻辑分析,1、非全相时，若有任何一相差动保护动作，将出口三跳。在某一相跳开后，若保护返回慢，而断开相开关辅助接点转换快时，就会三跳。2、对于线路差动保护，当两侧开关跳闸有时间差时，跳得快的一侧要等到对侧跳开后差流才消失，保护才能返回。而目前500KV进口开关的辅助接点转换很快，在主触头断开前就能转换到位，按照以上逻辑就使得单相故障单跳后又三跳的机会大大增加。3、L90逻辑设计是错误的，这次保护误动也是由于厂家设计错误造成。正确的逻辑应为非全相过程中只有健全相再故障时才能三相跳闸。,87L trip op A,87L trip op B,87L trip op C,更改后的非全相逻辑,1、以