深圳大面积停电原因分析及其预防措施

深圳大面积停电原因分析及其预防措施摘要针对深圳市大规模停电事故给人们敲响的警钟。本文详细介绍了此次大面积停电事故处理程序，分析了龙岗区500KV变电站运行开关突然爆炸的原因，提出了类似事故的预防措施和改进方法。在实际应用中，对电力系统值班人员具有指导意义。关键词500KV变压器；运行开关；故障分析处理；预防措施Abstract:Accordingpowerfailureaccidentofbigareainshenzhengivesusalarmbell.Thedealwithprocedurethispowerfailureaccidentofbigareainshenzhenareintroduced.Theoperationbuttonsuddenlyexplodereasonof500KVtransformerofLongGanginshenzhenareanalyzed.Silmaccidentpreventedandimprovedmeasuresarealsoproposed.Ithaveguidemeaningtogiveworkerofpowersystem.Keywords:500KVtransformer;operationbutton;accidentanalyz;preventmeasure前言自2003年8月14日起，美国、加拿大、马来西亚及伦敦、悉尼、等先后发生特大电力事故，到2006年11月4日，法国、德国、意大利、比利时、西班牙、奥地利等多国的欧洲大停电造成约1000万人受困，负荷损失达到14.5GW[1]。电力负荷伴随国民经济的飞速增长，电力系统的规模越来越大，结构也越来越复杂。由于自然和人为等因素，电力系统不可避免地会发生故障。故障后如果不能迅速恢复供电则可能造成巨大的经济损失和严重的社会影响。因此，如何快速进行故障诊断和故障后的系统恢复就是一个非常重要的研究课题。加强电网负荷特性研究，负荷预测，数据分析，搭建一个电网调度自动化系统的电网负荷预测分析管理平台对确保电网安全、可靠和经济运行，减少不确定性所造成的损失具有重要作用。1故障发生的原因分析（如图1所示）深圳龙岗变电站500KV系统主接线图。位于深圳市龙岗区横岗街道500KV变电站站内运行开关突然爆炸是多种因素引起的。运行开关爆炸影响线路供电是一个方面，短路、负荷过大、设备制造工艺等综合因素是造成此次大面积停电的主要原因。变电站电压等级越大，其设备的故障越容易造成电网安全问题。开关在运行中发热，主要是因为负荷过重，触头接触不良，操作时没有完全合好所引起。接触部位发热，使接触电阻增大，氧化加剧，时间长久造成爆炸。深圳共有4座电压等级是500KV变电站，其中一座出现故障之后进行负荷转移，就会引起其它线路电压低，龙岗变电站供电线路陈旧老化，局部地区大型设备长期超负荷运作，夏季深圳温度过高，供电系统变电站检修值班人员责任心不强，检查不及时，监管不到位等导致此次深圳近1/3的面积停电。1.1断路器在运行中发热过负荷，断路器实际达不到额定出力，内部触头表面烧伤及氧化造成接触不良，接触行程和压力不够，接触面积减小，触头压紧弹簧变形，弹簧失效等，都会导致接触电阻增大而发热。断路器内部发热使油温过高，油质氧化。油质氧化后，产生沉淀物酸价升高，绝缘强度降低，灭弧能力差，断路器发热严重时，灭弧室内压力增大，易引起冒油。内部发热，使绝缘老化，弹簧退火失效，触头氧化加剧使发热更严重[2]。1.2深圳电网负荷预测深圳电网负荷预测分析统一采用B/S模式。由服务器端与客户端两部分组成，服务器端的功能是集中存储数据，接受用户请求，平台中所有的分析预测运算与信息管理功能都在服务器端完成，客户端是用户接入本平台的工具，用户通过对客户端的操纵实现本平台提供的各种功能[3]。变压器油位过低，轻瓦斯保护动作，铁芯暴露在空气中受潮，引发绝缘击穿。变压器冷却器控制系统全停，若不及时处理，则在全停时间超过20min或油温超过跳闸整定值时，变压器会自动跳闸。变压器套管进水和受潮主变压器超温或温度异常升高易造成事故。在运行中的断路器由于某种原因造成油断路器严重缺油，空气压力异常并低于规定值，报出压力闭锁信号。液压机构运行中由于某种原因机构压力降为零，重新启动油泵时，可能造成断路器缓慢分闸发生爆炸。开关设备载流回路过热，隔离开关触头、引线接头等接触部分运行中发热，螺钉断裂或松动，均压环偏斜，连杆和转轴等机械部分变形[4]。2事故处理程序2.1一般原则各级调度机构负责其调管范围内的电网事故处理。中调值班调度员是中调调管范围内电网事故处理的指挥员。中调调管电网发生事故时，各级调度及有关厂站运行值班人员在中调值班调度员统一指挥下正确迅速处理事故。迅速限制事故的发展，消除事故根源并解除对人身和设备安全的威胁，防止系统稳定破坏或瓦解。用一切可能的方法保持设备继续运行，首先保证发电厂及枢纽变电站的自用电源。尽快对已停电的用户特别是重要用户保证电源恢复供电。调整系统运行方式，使系统满足安全稳定运行的要求，系统发生事故时，运行值班人员应立即简明扼要地将事故发生时间，开关爆炸情况，潮流异常变化情况报告值班调度员，然后迅速查明继电保护及自动装置动作情况，对爆炸开关及有关间隔进行外部检查，及时报告值班调度员，并按照调度指令进行处理，对无需等待调度指令即可自行处理的事件现场运行值班人员应按现场规定立即处理，然后报告值班调度员。应加强运行监视做好防止事故扩大的预想。2.2人员分工深圳市供电局第一时间启动应急预案，组织近500名抢修人员开展抢修复电工作，调派3台应急发电车先行恢复医院等重要设施用电。第一组人员:值班长，第三值班员，负责在主控室内指挥汇报、记录、检查设备及操作。第二组人员，第一值班员，第二值班员，负责室外设备检查及操作，保护室内检查及操作。记录时间及故障现象，恢复警报，报告调度。将故障情况尽快通知有关领导和部门。根据调度命令进行操作。记录时间，恢复断路器把手，停止闪光，检查保护动作及信号情况，做好记录，恢复信号。派人穿带好绝缘用具到现场检查设备，将现场情况向调度及有关领导汇报。在调度命令下将500KV稳控装置按中心线线路停电方式投入，通知检修人员处理故障，处理良好后送电[5]。2.3故障抢修隔离开关在操作过程中发生分合不到位的情况，现场值班人员应首先判断隔离开关断口的安全距离，当隔离开关断口安全距离不足或无法判断时，则应在确保安全情况下对其隔离。隔离开关在运行时发生烧红，异响等情况，应采取措施降低通过该隔离开关的潮流。隔离开关操作前，应检查并确认其操作条件全部满足，隔离开关拒动，电动操作失灵或电磁锁打不开时应首先检查其操作条件是否满足。如图2所示，三相不同期时，应该拉开重合，反复复位，多合几次。操作中动作应符合要领。用力要适当。如果无法完全合到位，不能达到三相完全同期，应戴上绝缘手套，使用绝缘棒将隔离开关的三相触头顶到位，同时汇报上级领导，安排检修。图2故障点检修现场3隔离开关发热的处理方法(1)发现隔离开关的主导流接触部位有发热现象时应进行测温鉴定，汇报调度，立即设法减少或转移负荷，并加强监视。一般情况下，发热温度超过700度时，要尽快经过倒运行方式或转移负荷，安排停电处理或按主管领导的命令执行，坚持运行期间，要严密监视定时测温。(2)备用电自动投入装置如图3所示是备用电源自动投入装置原理电路图，正常工作状态断路器QF1合闸，电源WL1供电；而断路器QF2断开，电源WL2备用。QF1的辅助触点QF13-4闭合，时间继电器KT动作，其触点是闭合的，但由于断路器QF1的另一对辅助触点QF11-2处于断开状态，因此合闸接触器KO不会通电动作。如果某一母线侧隔离开关发热，可以将该线路经倒闸操作，倒至另一段备用母线上运行，备用电源自动投入使用。当工作电源WL1断电引起失压保护动作使断路器QF1跳闸时，其辅助触点QF13-4断开，使时间继电器KT断电。在其延时断开触点尚未断开前，由于断路器QF1的辅助触点QF11-2闭合，接通合闸接触器KO回路，使之动作，接通断路器QF2的合闸线圈YO回路，使QF2合闸，从而使备用电源WL2投入运行。在KT的延时断开触点经延时（0.5s）断开时，切断KO合闸回路。QF2合闸后，其辅助触点QF21-2断开，切断YO合闸回路。如图4所示，开关分合接线，当开关分开母线停电时负荷转移，发热的隔离开关可停电检修。也可以把负荷倒旁母带。母线电压消失，母差保护未动作，连接于该母线上的开关没有跳闸，判断为外部电源中断所致，检查母线及其相连设备和母差保护无异常后，可对母线试送电。开关失灵保护动作使母线失压时，应在查出拒动开关，并将故障开关隔离后才可恢复母线送电。母线故障处理应特别注意防止非同期合闸而扩大事故[6].图3备用电源自动投入装置原理电路图4运行开关分合二次防爆接线4预防措施[7]4.1例行检查项目（1）若油位异常降低是变压器长期渗油引起应迅速采取防漏油措施，汇报调度安排检修并密切注意变压器上层油温的变化。严密监视变压器运行电压。（2）取下压力降为零的断路器的操作熔断器，拉开储能电源，并用卡板将断路器传动机构卡死，汇报调度和有关上级，将负荷转移，倒运行方式将故障断路器停止运行。双母线的可将故障断路器倒至单独在一段母线上，与母联断路器串联运行再检修机构。在500KV断路器合环运行方式下，断开其环网内其他非故障断路器的跳闸电源，强行解除故障断路器两侧隔离开关的电气闭锁条件。（3）定期用红外线测温设备检查开关设备的接头部、隔离开关的导电部分，特别是在重负荷或高温期间，加强对运行设备温升的监视，定期检查开关设备的铜铝过渡接头。应用动态红外测温技术可实现对电气设备全过程的红外测温，为状态检修提供可靠的依据，提高电网的安全性。.4.2运行中检查隔离开关有无发热措施在正常运行中，运行人员应按时、按规定认真巡视检查设备，检查隔离开关主导流部位的温度不应超过规定值。定期用测温仪器测量主导流部位，接触部位的温度；怀疑某一部位有发热情况，无专用仪器时，可在绝缘棒上绑蜡烛测试；根据主导流部位所涂的变色漆颜色、所贴示温片有无熔化、变色现象判定；.利用夜间熄灯巡视检查。如主导流部位有发热情况，则夜间熄灯时可发现接触部位有白天不易看清的发红、冒火现象；检查时应当注意观察主导流接触部位有无热气流上升现象；有无氧化起皮情况，.检查各接触部位的金属颜色、气味接头过热以后金属会因过热而变色，铝会变白，铜会变紫红、发黑，如果接头外部表面上涂有相序漆，过热后漆色变深，漆皮开裂或脱落，能闻到烤糊的漆味。（6）戴绝缘手套穿绝缘靴，注意判断高压熔断器是否熔断，监视消弧线圈的运行状况，消弧线圈有故障时先切除故障线路再拉开消弧线圈的隔离开关。严禁在有接地故障时拉合消弧线圈的隔离开关。发现电压互感器消弧线圈故障或严重异常，应断开故障设备。5结束语深圳此次大面积断电事故，损失惨重。不仅反映供电系统的漏洞，更折射出城市应急管理方面的不足。电梯、交通灯、铁路、医院等如何应对突如其来的停电，尤其值得关注。深圳市供电局第一时间启动应急预案，组织近500名抢修人员开展抢修复电工作，调派3台应急发电车先行恢复医院等重要设施用电。对全市所有电力线路和设备进行彻底巡视和维护，确保电网设备安全运行，同时加快电网建设，强化电网运行管理，构筑更加坚强的城市电网，杜绝类似停电事件再次发生。参考文献[1]徐青山.电力系统故障诊断及故障恢复[M].北京：中国电力出版社，2007,4.[2]陈晴,吴国忠,孙翔.提高500KV大型变压器过载能力的研究[J].机电工程，vol.27.NO.12,2010.12.119~121.[3]车诒颖，车诒慧，齐冲.嵌入式深圳电网负荷预测分析管理平台[J].电气时代，2012,4.86~88.[4]陈献伟，刘社民，曹志超，孟宪明.变电站危险点分析[M].北京：中国电力出版社，2009,12.45~49.[5]艾新法.500kv变电站异常运行处理及反事故演习[M].北京：中国电力出版社，2010,8.57~61.[6]汪洪明