停电难题把脉人——记全国劳动模范、继电保护专家柳焕章

正全世界的电网大事故,无一例外都与继电保护动作正确与否直接或间接相关。如果继电保护不能正确动作,非但不能充当电网安全第一道防线,还会为扩大事故推波助澜。这么一个从电力系统诞生就已存在的世界性技术难题,它对电网安全、国家安全的意义毋庸置疑,却一直未被攻克。而世界上已经发生的多起大停电事故,均由于过负荷引起非故障线路距离保护动作,造成事故范围扩大。2012年印度"7·30"大停电后,一个人跟他的老朋友——中国电科     

上海电网继电保护及其为防止大停电所采取的措施

继电保护是保障电网安全运行的重要屏障,但也可能会因保护不正确动作反而引起电网事故扩大。因此,继电保护的正确配置对防止电网大面积停电有重要意义。文章从防止大停电对继电保护性能的要求着手,分析了系统继电保护装置防止大停电的各种基本措施,介绍了上海电网继电保护为防止大停电所采取的措施。     

防止过负荷时相间距离Ⅲ段保护误动的新方法

两个大电网通过多回交流线路互联,在系统发生故障切除一回线或多回线情况下,被切除线路的负荷转移到剩余的运行联络线上,形成事故过负荷,此时运行线路中的距离Ⅲ段元件可能动作切除过负荷线路,引发大范围的停电事故。提出了一种新的方法,为相间距离保护Ⅲ段元件增加了限制条件,可以有效防止相间距离保护Ⅲ段元件在事故过负荷时误动。通过RTDS搭建了系统模型,验证了该方法既可有效防止过负荷时距离保护Ⅲ段保护误动,又能够保证在故障时可靠开放距离保护Ⅲ段保护。     

防止过负荷时相间距离Ⅲ段保护误动的新方法

两个大电网通过多回交流线路互联,在系统发生故障切除一回线或多回线情况下,被切除线路的负荷转移到剩余的运行联络线上,形成事故过负荷,此时运行线路中的距离Ⅲ段元件可能动作切除过负荷线路,引发大范围的停电事故.提出了一种新的方法,为相间距离保护Ⅲ段元件增加了限制条件,可以有效防止相间距离保护Ⅲ段元件在事故过负荷时误动.通过RTDS搭建了系统模型,验证了该方法既可有效防止过负荷时距离保护Ⅲ段保护误动,又能够保证在故障时可靠开放距离保护Ⅲ段保护.     

基于保护关联域的防连锁跳闸策略

由潮流转移引起的连锁跳闸事件是引发大停电事故的重要因素之一。根据潮流转移发生后线路测量阻抗的变化,提出基于保护关联域的防连锁跳闸策略。该策略通过区域信息快速搜索过负荷线路,并在后备保护动作延时之内快速完成过负荷线路上后备保护的重新整定,即防止了过负荷线路上的后备保护误动切除无故障线路,又使后备保护具有切除被保护线路上可能出现的短路故障的能力。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用 BPA 仿真验证了该方案的有效性。     

继电保护通讯（33）

[继电保护运行] (1)国家电力调度通信中心通报了1999年二季度全国继电保护运行有关情况。 1999年二季度继电保护运行情况较好,220kV及以上系统继电保护不正确动作造成全厂(站)停电事故1次,较去年同期明显减少,情况如下: 4月14日,华中阳逻B厂带电合接地刀闸,造成~#3母线故障,母差保护正确动作跳闸。故障同时,~#4母线母差保护(JMH—1型许继厂产品)误动跳闸,阳逻B厂母线失     

印度“7.30”、“7.31”大停电事故分析及启示

2012年7月30和31日,印度发生了世界范围内影响人口最多的大规模停电事故。两次事故均起源于北部和西部电网400 kV联络线线路跳闸,随后发生的连锁故障导致电网崩溃,大停电事故对北部、东部、东北部造成严重影响。文中介绍事故前印度电网的运行状况及事故的起因、经过、恢复等情况,从技术、管理和体制方面分析事故发生的原因,并结合我国电网实际,提出保障电网安全稳定运行、防止大停电事故发生的建议。     

避免事故过负荷条件下远后备保护不合理动作的解决方案

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电的重要因素之一,基于此,针对距离保护 III 段在事故过负荷下的不合理动作问题,进行基于广域测量系统信息的广域后备保护、基于就地信息的过负荷限制和基于站域共享信息的过负荷识别及闭锁3类研究。总结了国内外提出的解决该问题的方案,分析了现有研究存在的问题,指出了需要研究和解决的关键问题。     

GIS电弧故障的继电保护完善

ABB公司出于更好地保护设备的目的,在GIS开关设备上设置了电弧故障保护,以保证SF6气室发生电弧短路故障时,可以迅速使开关动作跳闸,切断短路电流。但配套的继电保护可靠性是能够实现保护作用的首要保证。如果继电保护不能够准确动作,可能造成设备损坏、事故扩大;如果继电保护误动作,又将造成非正常停电,影响正常的供电。现结合我单位35kV系统GIS电弧故障保护进行分析,完善其继电保护方案。     

智能电网继电保护研究的进展(三)——保护功能的发展

智能电网要求对被保护的设备能够预警,并保证故障切除后的系统坚强和高安全性。介绍了智能电网条件下继电保护所起作用的发展,提出了将变压器状态检测与主保护跳闸功能一体化的预保护、保护的原理与技术;为防止连锁过载跳闸,给出了将单条线路的过负荷保护发展为输电断面安全性保护的原理与技术;为使有多条线路互联的系统失步解列后的子系统中不平衡功率最小、子系统内不再失步,构建了以解列策略主站协调优化、解列继电器协同动作的失步解列控制系统。     

一种基于本地信息的自适应过负荷保护方案

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电的重要因素之一。以潮流转移过负荷识别的结果作为触发事件,提出一种基于本地信息的自适应过负荷保护方案,根据线路不同的过负荷状态采取不同的措施:对于保护区域内的故障,后备保护应在延时结束后快速动作断路器跳闸;对于潮流转移引起的过负荷,通过测量满足实时性要求的数据估计线路承受过负荷的最大能力,修改后备保护的动作时间整定值,为安全稳定控制系统争取时间。仿真结果验证了该方案的有效性。     

过负荷状态下保护与稳定控制协调策略

“三道防线”中的继电保护与稳定控制之间缺乏协调配合为电网安全运行埋下隐患,为了协调二者之间的动作行为,从三方面进行了研究：改进了距离保护的动作特性,通过调整动作区和增加不平衡辅助判据提高了距离保护的耐过负荷能力;改进线路保护过负荷判据,利用线路温度替代电流来衡量线路的过负荷程度,利用线路热惯性延长过负荷下保护的动作时间,为安稳装置采取措施提供时间;提出了一种过负荷下继电保护与稳定控制的协调策略,通过设置区域保护实现继电保护与稳定控制之间的信息交换,及时采取控制措施,可以有效防止事故扩大,保证系统安全稳定运行。ADPSS仿真结果验证了该方案的正确性和有效性。     

印度大停电事故中的继电保护动作分析和启示

详细说明印度两次大停电事故的发生经过和一度电网继电保护配置情况,并在此基础上,分析了印度电网继电保护存在的问题,以及对上海电网的借鉴和启示意义。     

基于闭锁信号的主变压器低压侧后备保护改进方案

以吉安电网一起35 kV变电站出线越级跳闸故障为例,发现两条及以上10 kV出线极短时间内连续故障情况下可能造成主变压器低后备保护动作跳闸,扩大停电范围.文中提出一种设计方案,当出线短时连续故障时对主变低压侧后备保护进行闭锁,直至出线保护动作使断路器跳闸才解除闭锁,并且还对闭锁元件是否需要引入跳闸位置接点进行论证.针对出线短时连续故障情况下变压器低压侧母线再故障这种特殊情况,提出利用构建新的差流回路来识别低压母线故障,并在这种情况下解除闭锁功能.该方案减少了变电站越级跳闸事故的发生,提高了电网系统运行的安全性和稳定性.     

用紧急控制降低由输电断面开断引发系统崩溃的风险对印度大停电事故的思考

简述了2012年7月30日和7月31日在印度发生大停电事故的过程。通过分析2次事故之间造成系统崩溃规模差异的原因,指出:缺乏主动控制措施导致大量潮流跨网转移超出电网转供能力是印度大停电的关键原因,而由输电断面开断事件自动触发集中切机和切负荷控制是防止类似事故发生的最有效的紧急控制措施,并可以从风险的观点来审视其经济上的合理性。从紧急控制技术的视角,总结了为保障控制有效性而需要进一步深化的工作,包括装置判据的研究、动作逻辑与系统响应交互影响的分析、控制效果对电网运行工况的适应性校核、紧急控制措施运行管理的加强等。     

适应智能电网的有限广域继电保护分区与跳闸策略

随着大范围停电事故的频发以及智能电网技术的发展,基于广域多点信息的广域继电保护成为热点研究问题。基于对广域继电保护技术发展前景与工程实用化要求的分析,论述一种蜂窝式分区域集中决策有限广域继电保护系统,并重点研究了基于通信信息优化的保护分区原则和方法,以及符合保护配合要求的保护跳闸策略。以某电网为例进行实例分析,验证了上述结论的可行性。此研究旨在促进广域继电保护从原理性探索向应用的转化,用以应对具有结构与运行多样性的智能电网的发展要求。     

一起电压互感器烧坏事故的分析及排除

1事故现象 红日阿康化工股份有限公司甲醇10kV变电所于2006年6月投入运行,运行两年一直正常。2008年7月14日14：05,全所突然停电,引起甲醇生产系统紧急停车。微机监控系统显示“低电压保护动作跳闸”。     

贵州“2．1”220kV系统事故保护动作分析

介绍了近期发生在贵州电网的一起由发展性故障引发的线路保护跳闸失败事故,该事故导致一个500kV变电站220kV侧母线以及两个220kV变电站失压。文章重点分析了在这起故障过程中继电保护的动作行为。针对这些继电保护的误动作提出了相应的反事故措施。     

四川电网继电保护装置现状与运行分析

继电保护装置是电力系统的重要组成部分。是保护系统安全和事故发生时迅速切除故障的一种设备。作者用统计方法分析了近年来四川电力系统保护动作情况,工出了引起系统保护不正确动作的主要原因。帮助运行部门继电保护人员对各类保护的认识,防止类似事故的发生,提高保护装置正确的动作率,提高整个电网的安全水平。     

日月山750kV变电站断路器失灵保护的应用

随着电力系统网架结构不断扩大和电压等级不断升高,对继电保护全方位的功能要求越来越高,断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到普遍应用。断路器失灵保护的误动或拒动,造成电网破坏、大面积停电及设备损坏等事故。为提高失灵保护的正确动作率,文章结合青海日月山750 kV变电站施工现场实际情况,介绍断路器失灵保护与其它继电保护装置配合的工作原理及应用。