大停电事故及其教训.ppt

1、,主讲人：王大亮（国网长春供电公司）,大停电事故及其教训,美加8.14大面积停电事件 ：,美国东部时间（EDT）2003年8月14日下午16点11分，以北美五大湖为中心的地区发生大面积停电事故，包括美国东部的纽约、密歇根、俄亥俄、马萨诸塞、康涅狄格、新泽西州北部和新英格兰部分地区以及加拿大的安大略等地区。这是北美有史以来最大规模的停电事故。停电涉及美国整个东部电网，事故中至少有21 座电厂停运，停电持续时间为29h，损失负荷61800MW。约5000万人受到影响，地域约24000平方千米，其中纽约州80%供电中断。,第一能源公司(FE) 的3 条输电线路由于离树枝太近，短路跳闸，这是大停电的最

2、初原因; 当时FE公司控制室的报警系统未正常工作，而控制室内的运行人员也未注意到这一点，即他们没有发现输电线路跳闸; 由于FE公司的监控设备没有报警，控制人员就未采取相应的措施，如减负荷等，致使故障扩大化，最终失去控制; 正是由于FE公司根本未意识到出现问题，也就没有通告相邻的电力公司和可靠性协调机构，否则也可协助解决问题;,简要经过和原因分析 ：,此时，MISO作为该地区(包括FE)的输电协调机构，也出现问题; MISO的系统分析工具在8月14日下午未能有效地工作，导致MISO 没有及早注意到FE公司的问题并采取措施; MISO用过时的数据支持系统的实时监测，结果未能检测出FE公司的事态发展

3、，也未采取缓解措施; MISO缺乏有效的工具确定是哪条输电线路断路器动作及其严重性，否则MISO的运行人员可以根据这些信息更早地意识到事故的严重性;,简要经过和原因分析 ：,MISO和PJM互联机构(控制宾夕法尼亚、马里兰和新泽西等地)在其交界处对突发事件各自采取的对策缺乏联合协调措施; 总体而言，这次大停电是诸多因素所致，包括通信设施差、人为错误、机械故障、运行人员培训不够及软件误差等。从复杂的计算机模拟系统到简单的输电走廊树枝修剪，都未予以足够的重视。,简要经过和原因分析 ：,简要经过和原因分析 ：,2003年8月28日下午英国伦敦经历了16年来第1次大停电。英国国家电网公司所属的伦敦南部

4、电力传输系统出现故障，导致该系统从18:20至18:57电力供应中断。停电影响了EDF能源公司的410000个用户，事故主要发生在伦敦南部地区，停电共损失负荷724MW，约为当时整个伦敦负荷的20%。 英国国家电网公司在事故后进行了调查，故障出现的原因是在2001年更换老设备时安装了一个不正确的保护继电器，致使自动保护设备误启动，而切除Hurst变电所的变压器不是造成本次事件的直接原因，它使伦敦电力供应量瞬间减少了五分之一。由于电力缺额过大造成了这次大停电。,伦敦大停电事件 ：,2003 年9月23 日北欧电网中的瑞典中部和南部电网及丹麦的东部电网发生大面积停电，停电区包括瑞典首都斯德哥尔摩，

5、重要城市马尔及丹麦首都哥本哈根。瑞典东部奥斯卡斯汉姆核电厂3号机(1135MW)及西部林哈尔斯核电厂3号机(920MW)及4号机(885MW)停运。 瑞典方面报道，停电的主要原因是被暴风雪压倒刮断的树木破坏了供电线路，随之进一步引起跳闸停电事件的发生。,北欧大停电事件 ：,2003年9月28日凌晨330意大利发生全国大停电，受停电影响的居民达5400万人(约占全国人口的93%)。停电数小时后北部城市米兰等首先恢复供电，继之首都罗马在当天中午开始有电。南部地区到29日才恢复供电。 这次事故的直接原因是从法国通往意大利的两条400kv高压电线因暴雨中断。但是在短暂的电力中断之后，意大利方面未能及时

6、连通法、意之间的电力电缆，引起这2条400kV线路相继跳闸，导致意大利有功出力不足，引起一连串的停电事件。,意大利全国大停电事件 ：,2005年5月23日晚19：57起，俄罗斯莫斯科地区电网发生一系列故障，到5月25日11：00左右，莫斯科市大部分地区及附近25个城市发生大面积停电事故，莫斯科电网共断开了321座变电站，除最先停电的500 kV恰吉诺变电站外，还包括16座220 kV变电站，201座110 kV变电站，104座35 kV变电站。直接损失负荷达3539.5 MW，近400万人的生活受到影响，造成了1520亿美元的直接经济损失。,莫斯科大停电事件 ：,事故的直接原因是气温高，用电负

7、荷大幅增长，线路过负荷跳闸引起连锁反应，线路相继跳闸，导致大面积停电。前一天运行40多年的变电站电流互感器爆炸起火，造成220 kV线路停运，负荷改110kV线路带是过载的直接原因。而设备运行维护不当造成电流互感器爆炸是事故发生的导火索。引起事故的恰吉诺变电站建于1963年，设备均已老化。且电网处于超负荷运行状态，运行人员也未引起注意，缺乏严格的操作规程约束及协调手段。,莫斯科大停电事件 ：,莫斯科大停电事件 ：,2005年8月18日上午，印尼发生了包括首都雅加达在内的大面积停电事故，印度尼西亚境内8月18日发生大面积停电，首都雅加达也彻底断电，总共波及近1 亿人口，接近总人口的一半。城市交通

8、、铁路及航班也受到严重影响。 造成大停电的原因，主要是爪哇岛和巴厘岛的电力输电网发生故障，连带影响到雅加达等地区的供电，导致供电系统出现问题。,印尼大停电事件 ：,印尼大停电事件 ：,2005年9月26日清晨1时左右，第18号台风“达维”对海南电力设施造成了严重破坏，引发了部分电厂连续跳机解列，最终系统全部瓦解，导致了罕见的全省范围大停电。海南“9.26”大停电“有两个明显的特点，一是停电波及面广，电厂全部解列，停电范围涉及全岛;二是从正常状态到全部崩溃时间较短，仅4min左右电网全黑。 分析认为，电网设计水平偏低、孤立运行、设备老化严重、大机小网和弱联系的电网结构是海南“9.26”大停电的主

9、要原因。,中国海南大停电事件 ：,中国海南大停电事件 ：,欧洲当地时间2006年11月4日22:10(北京时间2006年11月5日5:10)，欧洲电网发生一起大面积停电事故，事故中欧洲大陆互联电网解列为3个区域，各个区域发供电严重不平衡，相继出现频率低周或高周情况。事故影响范围广泛，波及法国和德国人口最密集的地区以及比利时、意大利、西班牙、奥地利的多个重要城市，大多数地区在半小时内恢复供电，最严重的地区停电达1.5 h。整个事故损失负荷高达16.72 GW，约1500万用户受到影响。,西欧大停电事件 ：,事件的起因是: 德国最大的能源公司意昂电网公司为了让迈尔造船厂新的“挪威珍珠”号轮船通过埃

10、姆斯河驶入北海，断开了河上从科勒佛德风场到汉堡的380kV双回线路。经协商，于11月4日21:38进行开断操作，22:10，兰德斯贝根到韦伦多夫的线路由于过负荷保护跳闸。随之发生的一系列连锁跳闸，导致欧洲输电协调联盟(UCTE) 电网解列为3块，并大量切机切负荷。,西欧大停电事件 ：,西欧大停电事件 ：,西欧大停电事件 ：,2008 年1 月10 日至2 月2 日，我国南方地区先后出现4 次大范围低温雨雪冰冻天气，遭遇了50年一遇的冰雪灾害，使电网安全运行经历前所未有的严峻考验。由于暴雪、冻雨导致河南、湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等地输变电线路出现大范围的断线倒塔事故，造成大范围大面积停

11、电限电，包括重要交通枢纽及设施等的供电中断，严重影响了电网安全运行。甚至部分地区电网瓦解，江西赣州电网进入了孤网运行、湖南郴州断电断水十多天。随即引发交通运输、物资调运、市场供应等方面的连锁反应，人民生活一度陷入了困境。,中国南方冰冻灾害大停电 ：,据报道，全国范围电网此次因灾停运电力线路共37606条，因灾停运的变电站共2027座，110500 kV 线路因灾倒塔共8165基。 电力设施对极端气候灾害防范的设计标准不够，在冰冻严重灾害到来的时候，重电源、轻电网的弊端暴露是造成这次南方冰冻灾害大停电的主要原因。,中国南方冰冻灾害大停电 ：,中国南方冰冻灾害大停电 ：,中国南方冰冻灾害大停电 ：

12、,中国南方冰冻灾害大停电 ：,中国南方冰冻灾害大停电 ：,2009-11-10 22:13，巴西全国范围内发生大面积停电，损失负荷24.436GW，约占巴西全部负荷的40%，受影响人口约5000 万，约占巴西总人口的26%，是近年来世界上影响较大的大停电事故之一 巴西电网大停电属于故障连锁反应造成的大面积停电：雷电和暴风雨使依泰普水电站输电系统的圣保罗受端变电站变压器短路接地，使2条输电线同时断开，在几秒钟内第三条输电线跳开，形成故障连锁反应，造成南部东南部互联电网15条输电线路跳闸断开，引起依泰普水电站全部运行机组与电网解列，造成南部东南部互联电网大面积停电。依泰普水电站运行机组解列，同时造

13、成巴拉圭电网大停电。,巴西大停电事件 ：,巴西大停电事件 ：,2011年9月25日晚8点30分左右，智利发生2个多小时的大停电，包括首都圣地亚哥在内的大多数地区漆黑一片，全国1600万人口中有近千万人受到2个多小时的影响。由于通讯信号系统中断，在外的人们无法使用手机同家人取得联系。断电期间，首都圣地亚哥一家商场发生骚乱事件，警方为此加强了街头巡逻。 根据已掌握的情况，大面积停电因一个变电站故障引起，中央电力互联系统出现的问题很可能由“输电线路振动”导致碰线引起的。政府就断电事件的确切原因展开调查，以确定出现问题的具体发电或送电环节。,智利大停电事件 ：,造成大停电的直接原因通常有以下几种情况：

14、,在部分元件停运检修状态下，局部发生故障； 故障切除后运行状态转移中部分输电元件运行异常或保护误动； 后备保护和自动装置切除过载的输电元件； 连锁过载被切除后的输电通道转移及系统不稳定； 输电网络被大面积的无序断开后低周波、低电压、高周波等自动装置分散动作使系统崩溃。,大停电事故的启示：,任意坚强的网络都存在较薄弱的运行方式和严重的运行状态； 跟踪运行方式和适应运行状态的实时控制系统是不可缺或的； 分散安装、独立动作的自动装置可能保护电网，也可能切跨电网； 电网主网架结构的不安全，是大停电事故的直接原因； 电网的无序解列、开断造成了恢复的困难。,可吸取的教训：,元件的故障或扰动，在局部系统内部

15、采取措施来消除影响，不使其扩散到局部系统外； 区域系统之间输电断面上的故障，切除故障元件后尽量保持输电断面的完整性； 反应元件运行异常的保护应与系统的安全自动装置协调动作，保证网络连接的强壮性，尽量满足输电能力与输电需求的平衡，切不可独立、无序乱动； 互联系统失稳后，应按功率尽可能平衡的原则有序解列，避免大面积停电，并有利快速恢复。,我国保障电网安全运行的“三道防线”,第一道防线：高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应被保护设备运行异常的保护 被我国超高压电网普遍采用的装备 利用被保护元件两端的尽可能简单的信息； 超高压系统主保护动作速度1025毫秒； 超高压系统主保护动作正确率99.82%

16、; 正在研究、未来可能装备电网的保护 利用被保护元件单端或两端故障暂态信息的继电保护 主保护动作速度25毫秒,我国保障电网安全运行的“三道防线”,第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置 自动重合闸装置：除减少重合于永久故障时系统不平衡能量外，尽量减少网络拓扑的变化，尽快恢复网络输电能力； 备自投、事故减出力、自动切负荷、抽水改发电等：快速保持稳态发输电能力与用电需求的平衡。 过负荷控制：连锁切机、切负荷，远方切机、切负荷等。保持稳态输电能力与输电需求的平衡。,我国保障电网安全运行的“三道防线”,第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置 暂态稳定控制：逻辑式连锁切机、切负荷；利用局部量的稳

17、定性预测与紧急控制装置；基于离线或在线计算的区域性稳定控制系统；用于保持动态输电能力和输电需求的的平衡。,我国保障电网安全运行的“三道防线”,第三道防线：失步解列与频率、电压控制 失步解列：在互联电网失去同步后，在预定的地点解列， 以求各子网能独立满足供电需求。 频率控制：通过低周减载、开启备用机组等满足频率要 求，通过高周切机保证频率稳定、机组安全。 电压和无功控制：通过低压减载和增发无功维持电压水平，防止电压崩溃。 争取各自平衡，尽量减少对用户的损失，维持各子网的安全，创造并网条件。,“三道防线”建设中应该加强的研究：,采用最佳重合闸技术，减少第二次故障冲击、减少网络结构和潮流的变化，维持

18、稳态输电能力、提高暂稳极限。 构建输电断面或网络的输电能力保护，协调和优化在元件运行异常、特别是线路过负荷后采取的网络切换，保证网络的稳态传输能力与负荷的平衡，防止元件连锁过载被切除。 研制自适应电力系统模型和参数的暂态稳定预测与紧急控制系统，提高系统的暂态稳定极限，增加网络的输电能力。 研究自适应的失步解列与快速恢复控制系统，减少停电容量和停电时间。,有关问题研讨：,1、某变电站66千伏侧采用双母线接线方式，某日一 条母线停电检修，运维人员在倒母线操作执行最后一项拉开母联开关时，两条母线电压全无，报PT断线告警。,有关问题研讨：,有关问题研讨：,2、变压器恢复送电时，为何先送高压侧后送低压侧？在66千伏沿线所塔主变带负荷保持受电状态下66千伏线路是否可以直接停送电？,有关问题研讨：,3、某变电站来A相单相接地告警，5秒钟后一条66千伏线路跳闸，重合不良，强送良好，但是强送良好后系统三相电压不平衡，出现A、B两相电压生高为45千伏，C相电压降低为29千伏，一农电调度来电话称其两座接在此66千伏线路的变电站主变有异响，请分析一下可能存在的原因？（系统