试论电力调度运行的安全风险及防范策略

贾少英　麻亮　赵冀峰

摘要：随着国家对电力行业发展的日益重视，人们对供电质量的要求也越来越高。而要想保证电网安全、高效、优质运行，就必须做好电力系统的电网调度工作。文章分析了电力调度运行中危险的识别以及风险的评估，并结合实际工作经验指出了一些电力调度运行的安全风险与防范策略。

关键词：电力调度；安全风险；防范策略；电力系统；供电质量 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2016）15-0136-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.064

1 故障经过

7月3日16∶08，2015年雷雨天气，35kV横梁变#1主变过流Ⅰ、Ⅲ段保护动作，10kV分段110开关、#1变两侧301、101开关先后跳闸，造成10kVⅠ、Ⅱ段母线失电。远动信息显示故障为A、B相短路接地。当时横梁变运行方式为#1变带10kVⅠ、Ⅱ段母线，故障时远动信息显示10kV系统各出线开关及保护测量装置无异常变化。经运行人员现场检查#1变保护范围及10kV出线保护装置无异常。随即调度下令对#1变及10kV出线依次进行试送电，一次全部成功。同时显示10kVⅠ段母线PT C相电压异常，经查为C相高压熔丝爆，更换后异常消失。当时定性为因雷击造成不明故障地点的保护装置正确动作一次。

2 故障分析

2.1 保护配置

横梁变电站所配置的保护装置为南瑞农电的CAS2000综合型变电站自动化系统，该系统是集变电站微机保护、测控装置、小电流接地选线装置、微机五防装置、智能操作屏、智能直流电源屏、所用电源屏和机电一体化电度表屏于一体的变电站自动化系统。对于66kV及以下各电压等级的线路、馈线、分段及电容器采用保护测控合一的设计；变压器保护、测控装置独立设计；备用电源自投装置采用自适应原理自动判断、准备备用方式，保护原理可靠、算法先进；操作回路能适应交、直流电源。

保护配置表如表1所示。

横梁变电站所配置线路保护型号为CAS-231型，主变主保护为CAS226A、后备为CAS227B型，保护装置为常规配置。

2.2 运行方式

当时运行方式如图1所示：

2.3 保护整定值

保护定值按说明书要求常规整定计算。

2.4 故障分析

当时横梁地区正处于雷雨区中心，初步怀疑是雷击原因造成主变后备保护范围内A、B相短路接地引起故障发生，但开关动作逻辑顺序有疑问：（1）10kV母线及#1变本体受雷击引起故障可能性较低（10kV母线全部在室内，主变及引线在雷电防护区内），且后经现场认真检查也未发现明显的电击异常痕迹；（2）如雷击到10kV线路上引起故障，10kV出线开关按逻辑顺序应先动作。比较出线和主变的保护定值：10kV出线速断值为800～1000A/0S，过流值为250～350A/0.5S，#1变高后备保护Ⅰ段定值为120A/0.6S/跳110开关、Ⅲ段定值为120A/0.9S/跳301、101开关（主变速动保护为比率差动保护），且还包含着主变本身的阻抗电压值。

假设：（1）故障电流远大于1000A以上，则应为线路的瞬时电流速断保护动作跳开关，高压侧保护也同时启动，因时间级差不会动作；（2）故障电流如小于800A，也是10kV故障线路的过流保护先动作跳开关，达不到主变后备保护的动作时间值；（3）如不考虑主变固有的阻抗值，设故障发生在10kVⅠ段出线近区短路，故障时主变后备保护也同时启动，即使10kV分段110开关与发生故障的10kV出线开关同时跳闸，也不应该造成301、101开关在0.9s后跳闸。通过上述分析，可以预见整套保护之间动作逻辑存在问题。

究竟是什么原因引起主变后备保护动作呢？再做下一步分析：在认真排除10kV母线（主变后备保护范围）未发生故障后，我们将目光转移至10kV线路：（1）如为Ⅱ段母线上的10kV出线发生故障，假设发生保护或开关拒动，则由当时供电的#1变压器后备保护启动，先跳开110开关，故障切除，但不应跳主变开关，逻辑顺序依然不正确；（2）如为Ⅰ段母线上的某一条线路发生故障，该线路保护（或开关）发生拒动，则#1变后备保护启动，先行跳开110开关，这时故障线路依然在运行，故障未消除，直到#1变后备保护跳开301、101开关后故障切除。此种设想与实际的保护动作逻辑产生了一致，是一种可以成立的推想。

但还存在三个方面疑问：（1）经过前期分析，可以基本判断为开关或保护拒动，但具体拒动性质还无法从现有的保护动作信息来准确判断；（2）Ⅰ段母线上是哪条线路发生拒动，单纯在远动信息上还无法区分；（3）某线路开关或保护拒动，为何无任何告警信息？问题的解答只有待专业人员到现场检查后才能有一个正确的答复。

7月4日上午，专业人员到现场检查。首先对Ⅰ段出线所有开关外观及控制回路进行检查，并结合调度人员在故障处理时对I段出线开关操作步骤，先行排除了10kV出线开关拒动的可能性；下一步对10kV所有出现保护装置外观信号检查后发现装置显示全部正常；后专门对Ⅰ段出线所有保护装置的内部故障动作事故追忆表一一查看，发现10kV横东线装置外部数据采集回路运行正常，但其子目录保护定值输入及逻辑判断区域发生异常，全部保护定值数据已自行消除，故障追忆无。实际该线路已处于无保护运行状态，而远动信息和保护装置本身也无法通过自检而发出装置故障告警。后经调度人员调整运行方式，保护人员采取横东线保护直接搭跳方式再次排除线路开关拒动的可能，其余Ⅰ段出线保护检查正常。到目前为止可以明确故障顺序为10kV横东线线路上发生故障，而本身保护装置逻辑判断回路故障拒动，从而造成#1变后备保护正确动作，先跳开110开关，故障未消除，而最终将#1变两侧开关全部跳开的整个动作过程。在随后的对10kV横东线线路进行特巡后，发现10kV横东线南王支线#8杆断连杆A、B相引线明显雷电闪烙烧焦痕迹，就进一步验证了分析判断的正确性。故障同时伴随着PT边相熔丝熔断只是线路短路接地时电压异常升高造成的，不是主变后备保护动作的原因。

3 防范措施

横梁变所用的南瑞农电的CAS2000综合型变电站自动化设备系该公司早期产品，目前运行年限已8年以上。在日常运行中已发生过如电源模块烧毁、液晶显示屏无法正常显示等缺陷，但逻辑动作回路还较为可靠，以前未发生过上述情况。通过这次的缺陷分析、判断、处理，在积累运行经验的同时，要求采取相应措施对类似情况进行杜绝。

（1）要求对横梁变所有10kV出线保护装置作保护整组试验，以检验保护装置的可靠性；（2）对主变保护及线路保护装置保护时间级差准确性进行一次校核，满足微机保护时间级差的可靠性要求；（3）要求厂家技术人员对该型保护装置的软件版本进行一次升级，对10kV出线保护装置CPU处理芯片进行全部更换，对采用同类型装置的厂站全面进行升级改造；（4）针对主变比例差动保护在变压器空充电时躲避励磁永流特性不佳的情况，保护整定人员采取降低二次谐波制动系数或适当抬高比率差流的动作门槛值的方法进行规避，并告知厂家修改装置技术说明书相关内容；（5）建议生产厂家对保护装置的自检功能进行完善，类似问题能够通过自检及时发出告警信息并上传；（6）运行人员在日常巡视中，除对保护装置外观简单检查外，要求结合年度或季度保护定值专项巡检机会，对所有保护定值目录进行详细检查核对。

4 结语

在对上述保护动作逻辑的认真分析中，运用到保护整定计算、保护装置、调度、变电运行管理、断路器等相关知识，最终正确判断出一个保护装置的全部动作过程，是一线调度人员运用相关理论知识在日常工作中的有效实践，有效提高了调度人员的分析、判断故障的能力。在今后的工作中，作为调度人员应加强设备故障分析判断能力培训，运用所学知识指导工作实践，对提高自身业务素质，正确指挥检修人员处理事故，缩短故障处理时间，确保电网安全运行都是大有益处的。

参考文献

[1] CAS2000整合型变电站自动化系统技术说明书[S].

[2] CAS2000V整合型变电站自动化系统技术说明书[S].

[3] 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[S].

[4] 南京供电公司电力调度规程[S].

作者简介：耿铨（1973-），男，江苏南京人，南京供电公司电力调度中心工程师，研究方向：调度运行管理、保护整定管理。

（责任编辑：秦逊玉）