安稳装置操作存在风险分析与管控措施

崔强

(南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司)，江苏 南京 211106)

1 引言

电力网络作为一种高集成、高密度的自动化系统[1]具备大容量、多种类、高电压等级、分布地域广、交直流混合、构成元件多以及保护动作快的特点，是一个非线性、超高维、时变微分动力学系统[2]。电力在我们日常生活中不可或缺。但是电网的复杂性给其运行管理带来了很多的困难，故障操作将影响电网的正常运行，甚至造成部分电网直接甩负荷，导致停电，甚至可能导致整个系统的停运。因此，保障电力系统的安全稳定运行对于社会稳定、及其安全运作具有深远意义。而电网安稳装置(安稳系统)作为保障电网安全稳定运行的重要防线，有必要对其操作中存在的风险进行评估与分析，并提出响应的解决手段或是管控措施，用以防止各种突发性事故对电网造成的不利影响，从而维持电力系统的稳定运行。

2 安稳装置特点

目前，可将电力系统的运行方式分为三种不同的状态，分别为:(1)普通状态:正常工作；(2)预警状态:运作停机与；(3)恢复稳定状态:复原过程。这三种状态的关系可用图1来表示。

图1 电力系统工作状态及其转换关系

若对的正常工作的电力系统发出扰动信号，此时电力系统的正常工作状态将很可能转变为紧急预警状态，此时安全稳定装置将产生报警，并主动针对扰动信号与电力系统的实时工作状态进行恢复稳定的准备工作。这种恢复过程中将伴随着系统工作点的调整过程。通常也将这种调控能力称作安稳装置的调控能力。

同时，在未来以智能电力系统为核心构建的电网中，智能变电站同样是以安稳系统为核心而构建。并且，智能变电站的基本特征就在于通信装置与设备的智能化网络一体化，从而进行协同运行管理[3]。但是，即使当今安稳装置的发展方向一直朝着稳定与智能的目标前行，但在安稳装置操作过程中仍然不可避免的存在风险。例如，安稳装置的误动作、安稳装置在预警状态下不动作，或是安稳装置调控功能故障。针对上述三种问题，研究者们有必要开展针对电力系统安稳装置在操作过程中存在的风险分析的研究，并针对存在的风险等级进行评估，进而提出有效的管控措施与预防方案，为电力系统的安全稳定运行提供进一步的保障，同时也为安全稳定装置的评价方案与评价策略建立体系。实现安稳装置的进一步优化。

3 安稳装置存在的风险及其管控策略

目前，实际电力系统中以观察到多种在安稳装置操作过程中存在的风险及其管控策略[4]。例如:

(1)电流互感器线圈上存在的风险

电流互感器在安装装置中起着至关重要的作用，如图2所示为一安稳装置线路中3电流互感器配置的接线示意图。当电流互感器一二次侧回路出现开路故障时，由于此处安稳装置里连接的CT数量较多，此时人员误操作很容易引发互感器回路开路，从而导致工作人员操作时触电而引发人身安全或者是设备的安全。而针对这类问题目前采取的措施主要有，在安稳装置中设置的CT采用安稳装置和其他间隔线圈公用一组互感器回路。当其他线圈投入工作时，开展相应的安全隔离措施，当完成对应工作后，操作人员需要仔细检查所有互感器回路的运行情况，从而避免电流互感器回路开路的风险产生。另外，在运行过程中同样可能存在CT回路主绝缘因击穿而导致绝缘失效的故障，此时很可能导致安稳装置核心控制电路板件被损毁，进而导致安稳装置对产生的故障无法动作的的情况。通过现场勘查与对损毁设备的检修，目前已发现:当输电线路停电检修过程中，若主控板件的电流连接片没有正常打开，当施工人员进行绝缘性能检查时，若错误的将摇表所加的电流计算入安稳装置进而导致安稳装置潮流计算的结果，这样将会使得安稳装置失灵，甚至产生误动。而针对这类问题，研究者们认为，对于停电间隔，必须退出该间隔的运行压板并且同时打开该间隔的电流连接片。这将可以规避停电检修工作对安稳装置产生的影响。

图2 3电流互感器配置接线示意图

另外，当线路中电流互感器回路变更后极性不正确，也会导致安稳装置的误动作或是不动作。具体的，当CT线路进行线路拆接，更换组别，调整线圈匝数比等操作时，这些过程中极易发生电流互感器回路的极性反接的问题。这样将会直接影响安稳装置对电网潮流计算结果的影响，错误的潮流计算结果将导致安稳装置无法对电力系统当前工作状态做出准确的判断，从而使得安稳装置操作不当，无法起到精准快速恢复电力系统正常工作的作用。针对这种问题，运行单位经过长时间的实践经验得出方案，此时应当认真核实电流互感器回路的极性是否发生错误，接通电源后，可利用带负荷测试，进一步检查接入的安稳装置工作示数是否显示正常，从而有效排除因极性反接导致的安稳装置风险因素。在电流互感器这个方面，也有极个别的案例表明，当电流互感器回路的实际匝数比和实际装置参数设定的变比不一致时，也会导致安稳装置的动作不正确。针对这个问题开展分析我们发现，电流互感器的变比是安稳装置在进行潮流计算是的一个重要参数。因此，最终安稳装置的潮流参数计算正确与否将与互感器的变比参数直接相关。故而，错误的潮流计算将导致安稳装置无法正确判断与识别线路中的故障，从而导致误动作，对电力系统的安全稳定工作产生风险。而针对这类问题，则需要工作人员在日常的设备验收，定期检测与巡检中，必须仔细核对接入安稳装置中的实际电流互感器的匝数比，一旦该匝数比发生变更，则需要对安稳装置队形间隔中的电流互感器的匝数比做出相对应的调整。

(2)安稳装置中压板操作存在的风险

当线路中允切压板与跳闸的出口压板无法对应时，将导致安稳装置的误动作。具体的，在安稳装置中一般存在有较多的允切压板与出口压板，一旦两种压板不一致或是无法一一对应时，装置应切除的负荷将和实际切除负荷不一致，这将影响安稳装置的正常运行。因此，在针对安稳装置的定期检查或是验收交付的过程中，应该仔细核对装置中各个压板是否正确对应，以及对应标签是否正确，从而避免因压板不对应导致的安稳装置误动作风险。

另外，针对运行压板在操作中产生误投或者是漏退时也会导致安稳装置的误动作。针对这类问题，在安稳装置的间隔中，当有设计到投运或是退出运行压板的操作发生时，应将严格按照规则处理，仔细核对，逐条进行既定事项。再者，当安稳装置的压板操作顺序不正确时也会产生安稳装置误动或是不动作的情况。工作人员在现场开展线路停电操作时，若没有正确的针对压板进行投退操作将直接影响安稳装置对潮流计算的计算结果。当停电作业时，先停竖线线路，再退运行压板或是重新上电操作，在这两个前后操作之间发生故障时，安稳装置有可能将断电的这段时间间隔算入调控方案中，进而影响潮流计算结果，从而对运行线路的安全问题产生误动作。因此，针对上述问题，研究人员提出，在安稳装置的元件运行的压板操作必须遵循一定的原则，即先退再投的顺序。在某次设备的停电操作前，应该先退出相应元器件在运行中的压板，之后再线路或是设备再次上电后，再进行压板的投入操作。

近年来，在压板动作方面也存在由于系统的检测信息不准确，导致压板误投，从而干扰调度运行监控从而影响安稳装置动作的问题。例如，若产生当安稳装置运行过程中系统检测误将压板信息错误发送给安稳装置，将很有可能导致安稳装置无法对线路潮流做出准确的计算，进而无法实现对系统工作状态的准确判断，从而产生对故障信息误动作或是不动作的情况。在这种情况下，需要运行工作人员严格执行应有的人工巡查工作，并按照调度命令执行有关压板投退步骤在内的所有相关操作，从而避免上述误动作情况的产生。

4 结论

电力系统的发展提升了电力网络的运维成本。因此，为保障整个电力系统的安全稳定运行就需要先进可靠的安全稳定系统以及安稳控制策略。安稳装置作为电力系统安全工作的有效防线，有必要针对其工作中存在的风险因素进行评估与预防，进而研发出响应管控措施。本文针对电流互感器回路操作风险与安稳装置压板操作风险这两类经典风险类型开展讨论，进一步的解释了各风险因素的产生原因以及需要注意的问题，对相关工作人员以及电网公司的进一步研究具备一定的参考价值。