根據(jù)家電力監(jiān)管委員會和中企業(yè)投資協(xié)會的相關(guān)數(shù)據(jù)，2006年7月1日20時48分，華中(河南)發(fā)生重大電網(wǎng)事故，這是中華人民共和成立以來中較大的電網(wǎng)事故。事故造成華中(河南)電網(wǎng)多條500 kV線路和220 kV線路跳閘，多臺發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)行，造成電網(wǎng)部分負(fù)荷損失，造成河南五市停電，影響周邊湖北、湖南、江西三省電網(wǎng)。

據(jù)有關(guān)資料顯示，河南500kV松鄭雙回線繼電保護(hù)誤動跳閘，原線路178萬千瓦負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移到其電磁環(huán)網(wǎng)220kV系統(tǒng)，先過載后破壞全網(wǎng)穩(wěn)定。系統(tǒng)振蕩不僅影響了四川西部、湖南南部和江西東部的整個華中電網(wǎng)，還影響了北部的華北電網(wǎng)。共有26臺發(fā)電機(jī)組跳閘，導(dǎo)致輸出損失超過600萬千瓦。華中華北地區(qū)500千伏單回路聯(lián)絡(luò)線弱聯(lián)系手動斷線。華中電網(wǎng)頻率降至49.1Hz，負(fù)荷損失近380萬千瓦。

自1982年8月7日韓丹線路故障造成穩(wěn)定破壞事故以來，華中電網(wǎng)已安全穩(wěn)定運(yùn)行24年。這次華中電網(wǎng)事故雖然沒有造成全網(wǎng)大停電，但卻是中近20年來罕見的電網(wǎng)事故，跳閘機(jī)組數(shù)量較多。

2006年7月1日，華中電網(wǎng)事故造成不穩(wěn)定振蕩，影響了整個華中電網(wǎng)。西北、華東、華南均為DC穩(wěn)定控制聯(lián)網(wǎng)分區(qū)結(jié)構(gòu)，不受事故影響。這就再次證明了DC穩(wěn)定控制聯(lián)網(wǎng)的分區(qū)原則，完全保證了任何大區(qū)域的事故都不會影響到其他大區(qū)域。

人們普遍認(rèn)為，一旦區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生事故，事故危害可以迅速降低到較小的范圍。華中電網(wǎng)河南“七一”大停電就是較好的例子。但全1000 kV聯(lián)網(wǎng)會打破這個原則，任何事故都會影響全，造成全大停電的高風(fēng)險。對UHV來說，如果自然災(zāi)害發(fā)生在通訊的任何部分或人為錯誤，其危害將很快蔓延到整個家。20多年前，中按照分級分區(qū)的原則，建立了六個區(qū)域的區(qū)域電網(wǎng)。分區(qū)的主要思路是避免發(fā)展成全性的交流電網(wǎng)，從而避免一次區(qū)域性事故影響鄰近地區(qū)。

一、事故原因及其擴(kuò)大

1.事故的原因

500kV雙回線跳閘的原因是外ABB保護(hù)不可靠——光纖通道相電流差動。根據(jù)我開發(fā)的這種保護(hù)，需要判斷線路的故障，即當(dāng)啟動元件因電流突變而啟動時，允許短時間比較線路兩側(cè)的電流，然后判斷為線路內(nèi)部故障時允許跳閘，這是保證可靠性的重要環(huán)節(jié)。但是ABB保護(hù)沒有這個環(huán)節(jié)。兩邊電流對比很久。一旦通道出現(xiàn)異常，鄭松線將先先跳閘。負(fù)荷轉(zhuǎn)移到鄭松線，該線保護(hù)本應(yīng)動作發(fā)出過載信號，但誤發(fā)出跳閘命令，這次線路也在10秒后跳開。

2.事故擴(kuò)大的主要原因是500千伏和220千伏電磁環(huán)網(wǎng)

所謂電磁環(huán)網(wǎng)，是指通過干式變壓器連接的高電平電壓網(wǎng)和低電平電壓網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行。兩條500千伏線路跳閘后，178萬負(fù)荷立即轉(zhuǎn)移到電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的220千伏系統(tǒng)，五條220千伏線路相繼跳閘，然后系統(tǒng)振蕩。振蕩期間，川渝電網(wǎng)和華中主網(wǎng)解列，華北電網(wǎng)和華中電網(wǎng)手動解列。3.26臺機(jī)組跳閘，這是事故的另一個原因 #p#分頁標(biāo)題#e#

這次事故之所以不能波及全，關(guān)鍵是因?yàn)樵谶^去的20年里，根據(jù)李鵬在1981年全電網(wǎng)穩(wěn)定會議上發(fā)布的《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》和技術(shù)導(dǎo)則(后來合并成一個導(dǎo)則，由家經(jīng)貿(mào)委于2001年發(fā)布)，右圖所示的六大區(qū)域的分區(qū)結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)方式，都是按照本導(dǎo)則規(guī)定的分級分區(qū)原則構(gòu)建的。

交流電網(wǎng)范圍越大，事故范圍越大。但DC輸電具有穩(wěn)定控制功能，兩個交流電網(wǎng)通過DC方式連接，因此任何一方發(fā)生事故都不會影響另一方。因此，華中電網(wǎng)的振蕩不會通過DC穩(wěn)定控制影響與之相連的西北、東部和南部地區(qū)，這是DC互聯(lián)對限制事故擴(kuò)大的基本作用。

華中和華北通過AC互聯(lián)，振蕩必然影響華北。但由于是弱聯(lián)系互聯(lián)，如果互聯(lián)的單回路500kV線路在振蕩開始時能夠快速自動解列，則華北電網(wǎng)的損失是可以避免的。根據(jù)規(guī)定，互聯(lián)線路應(yīng)自動斷開，但在這種事故中，手動斷開總是會延遲一定時間，在此期間振蕩仍然影響華北電網(wǎng)。大范圍交流弱聯(lián)系組網(wǎng)不是長久之計，較安全可靠的是DC穩(wěn)定控制組網(wǎng)。

采用直流輸電，保證任何一個大區(qū)域的事故都不影響其他大區(qū)域，進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，是我們20年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。從2003-2004年較好個滆DC聯(lián)網(wǎng)工程、三峽工程、金沙江工程，包括西北DC背靠背工程的討論來看，一致認(rèn)為DC聯(lián)網(wǎng)是非常必要的，三峽和金沙江由純DC遠(yuǎn)距離送出，由交流500千伏短距離傳輸。以上項(xiàng)目都經(jīng)過了公開、民主、科學(xué)、自由的討論，使全電網(wǎng)工作者達(dá)成共識。從三峽多年的直流安全輸電來看，不僅證實(shí)了純直流方式是長距離輸電較安全、較經(jīng)濟(jì)的方式，而且直流輸電的采用確實(shí)限制了交流電網(wǎng)的擴(kuò)張，從結(jié)構(gòu)上為交流電網(wǎng)本身的安全提供了有利的門檻。在這次事故中，降低三峽東、南直流輸電功率有利于平息華中電網(wǎng)振蕩。

2.為什么這次事故沒有造成華中大停電？

這次事故中，為什么系統(tǒng)振蕩沒有造成華中大停電？因?yàn)槿加袑?dǎo)則規(guī)定的第三道防線，當(dāng)發(fā)生振蕩時，任何線路和發(fā)電機(jī)組的繼電保護(hù)在振蕩時都要可靠閉鎖，不要跳閘(除非振蕩中心在非常罕見的閾值下通過極少量的發(fā)電)

機(jī)及其升壓變者例外)，以防止系統(tǒng)崩潰瓦解，繼續(xù)保持系統(tǒng)的完整性，系統(tǒng)即可在短時內(nèi)自動恢復(fù)再同步。這是我消除振蕩、恢復(fù)正常運(yùn)行、防止大停電的的較快速、有效的方法。但是有的發(fā)電機(jī)組保護(hù)配置不當(dāng)或過於靈敏，在系統(tǒng)振蕩時跳閘，是不符合第三道防線–保持系統(tǒng)（包括機(jī)組）完整性的原則。

3.電磁環(huán)網(wǎng)問題

按現(xiàn)行＜電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則＞規(guī)定：“應(yīng)避免和消除嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定的不同電壓等級的電磁環(huán)網(wǎng)”。在電網(wǎng)發(fā)展過程，電磁環(huán)網(wǎng)必然存在一段時間，但必須采取相應(yīng)自動控制措施防止擴(kuò)大事故。華中是全較早建設(shè)500kV電網(wǎng)，經(jīng)歷20年，大部電磁環(huán)網(wǎng)皆已解開，但河南鄭州以北祗是雙回500kV線構(gòu)成的不夠緊密的網(wǎng)絡(luò)須反而220kV網(wǎng)絡(luò)幾年較緊密，以致這次跳閘的500kV嵩鄭雙回線卻仍和220kV線路構(gòu)成電磁環(huán)網(wǎng)，但沒有實(shí)現(xiàn)一旦環(huán)網(wǎng)故障的保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的自動措施。這一不符合現(xiàn)行導(dǎo)則的電網(wǎng)分層原則問題，是事故擴(kuò)大的主要關(guān)鍵。#p#分頁標(biāo)題#e#

1996年5月28日華北電網(wǎng)曾發(fā)生罕見的系統(tǒng)振蕩事故，振蕩延續(xù)1分46秒才平息，擴(kuò)大成振蕩的原因也是500kV和220kV電磁環(huán)網(wǎng)。

4.大機(jī)組不正常跳閘問題

26臺發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)異常波動和振蕩時跳閘是事故擴(kuò)大的另一個原因，是建以來機(jī)組跳閘較多、影響較嚴(yán)重的一次事故。2003年8月美加大停電事故中，失穩(wěn)前有20臺機(jī)組跳閘，失穩(wěn)后有488臺機(jī)組跳閘，總共508臺。跳閘是由於失步、失磁、過勵磁、低勵磁、過電流、低電壓、低頻、逆功率、熱機(jī)控制等保護(hù)動作，動作原因是由於保護(hù)的配置不當(dāng)、整定過於靈敏、和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)保護(hù)不配合等等。508臺機(jī)組跳閘成為美加電網(wǎng)四分五裂后，形成很多的孤立網(wǎng)區(qū)，由於供需嚴(yán)重不平衡，而造成大停電的關(guān)鍵。華中電網(wǎng)機(jī)組跳閘是由於失步保護(hù)整定過於靈敏，失磁保護(hù)整定錯誤和過流、過負(fù)荷保護(hù)配置和整定不當(dāng)?shù)仍颍敲兰?08臺機(jī)組跳閘原因的主要部分。

三.幾點(diǎn)建議

1.對交流百萬伏聯(lián)網(wǎng)的考慮要慎重

2005年網(wǎng)公司為了建立家級統(tǒng)一電網(wǎng)，要將交流百萬伏擴(kuò)大到全范圍，先先要想推倒20多年來已確保全電網(wǎng)安全的、仍由家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布的導(dǎo)則中“分層分區(qū)原則”，要將大區(qū)用交流百萬伏強(qiáng)聯(lián)在一起。同時，也想打破20多年來經(jīng)過民主、科學(xué)討論的“推行直流聯(lián)網(wǎng)和直流遠(yuǎn)距離輸電”的共識。但在技術(shù)上提不出家級統(tǒng)一電網(wǎng)的科學(xué)根據(jù)，而“借口”西電東送、煤電遠(yuǎn)送為理由，來為交流百萬伏開路。長距離應(yīng)用直流輸電早已達(dá)到電網(wǎng)工作者的共識，而且經(jīng)三峽送電多年實(shí)踐證實(shí)既經(jīng)濟(jì)又安全可靠。但交流百萬伏卻極不經(jīng)濟(jì)、極不安全，例如輸送同等容量的交流百萬伏和直流輸電比較：在投資上，送1000公里時、前者為后者的1.5倍，送2000公里時、前者為后者的2倍；在線路走廊寬度上、前者為后者的2.8～3.3倍。所以，現(xiàn)在連這個“借口”也站不住了。

這次事故證明，華中和華北的交流弱聯(lián)系聯(lián)網(wǎng)也是保證任一大區(qū)故障不會影響其他大區(qū)的既安全又簡單的聯(lián)網(wǎng)方式。2003年8月美加大停電事故始發(fā)於美，因美、加之間是交流強(qiáng)聯(lián)系的復(fù)雜自由聯(lián)網(wǎng)，在系統(tǒng)振蕩時難以解列，結(jié)果使加拿大安大略省損失了總負(fù)荷的97，為2,250萬千瓦，接近全停。如用交流百萬伏聯(lián)網(wǎng)代替現(xiàn)有的交流弱聯(lián)系的大區(qū)聯(lián)網(wǎng)，由於是多回強(qiáng)聯(lián)系聯(lián)網(wǎng)，在事故時同樣難以解列，走上美加大停電的道路。這次事故給了我們一個明確的答案：大容量區(qū)域電網(wǎng)間的直流穩(wěn)控聯(lián)網(wǎng)是較安全、經(jīng)濟(jì)的聯(lián)網(wǎng)方式。交流弱聯(lián)網(wǎng)的大區(qū)聯(lián)網(wǎng)也是保證大區(qū)電網(wǎng)故障不至于波及其他大區(qū)的既安全又簡單的聯(lián)網(wǎng)方式。曾長期擔(dān)任黨和家領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)，又是電力專家的李鵬同志在談到聯(lián)網(wǎng)時曾指出：“要實(shí)現(xiàn)全聯(lián)網(wǎng)，先先要形成大區(qū)電網(wǎng)，即區(qū)域性電網(wǎng)。區(qū)域性電網(wǎng)之間的聯(lián)結(jié)，較好用直流。直流聯(lián)網(wǎng)有比較好的穩(wěn)定度，不會因?yàn)橐粋€電網(wǎng)內(nèi)部事故涉及到其他電網(wǎng)，是比較好的選擇方式。”現(xiàn)在人們是不是應(yīng)當(dāng)重溫他的這番真知灼見。#p#分頁標(biāo)題#e#

要按溫家寶總理的批示要求，進(jìn)一步組織科學(xué)、民主論證。論證要公開、透明、吸引眾多專家、學(xué)者參與。對于提出建設(shè)全一張網(wǎng)的主張尤其要慎重。在上述問題沒有搞清楚以前，暫緩跨區(qū)域電網(wǎng)的交流百萬伏特高壓聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的核準(zhǔn)。

2.按分層分區(qū)原則強(qiáng)化各大區(qū)500kV電網(wǎng)

根據(jù)這次事故經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)強(qiáng)化各大區(qū)500kV電網(wǎng)，強(qiáng)化線路的輸電能力。河南鄭州以北500kV網(wǎng)如果緊密堅(jiān)強(qiáng)，就不致於一直保持500kV和220kV電磁環(huán)網(wǎng)，也不致使這次事故擴(kuò)大。同時，大電源送出要遵循直達(dá)負(fù)荷中心的原則，不宜搞大規(guī)模的接力送電，網(wǎng)對網(wǎng)不宜搞大功率負(fù)荷流動，區(qū)域電網(wǎng)之間周邊弱聯(lián)系，便于解列。在電源建設(shè)上，堅(jiān)持分散布局，負(fù)荷中心在技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的條件下優(yōu)先建設(shè)適當(dāng)比例的電源等主張應(yīng)得到貫徹。要繼續(xù)按分層、分區(qū)原則強(qiáng)化各大區(qū)域電網(wǎng)，提高輸送能力，有計劃、有措施地處理電磁環(huán)網(wǎng)。

3.建議上級領(lǐng)導(dǎo)部門開展大電網(wǎng)和大機(jī)組協(xié)調(diào)工作1989年3月能源部曾主持全“大電網(wǎng)和大機(jī)組協(xié)調(diào)會議”，按既保大電網(wǎng)、又保大機(jī)組安全的協(xié)調(diào)原則下，研究了具體方針和措施。后來末繼續(xù)進(jìn)行，特別在廠網(wǎng)分家后，這項(xiàng)工作更難以落實(shí)。從這次事故，包括美加大停電事故，如果協(xié)調(diào)好、在保證發(fā)電機(jī)組安全原則下，大部份機(jī)組的跳閘是不必要的。但跳閘的結(jié)果，從電廠考慮不旦影響運(yùn)行，帶來不安全因素；從電網(wǎng)考慮，這次事故擴(kuò)大了負(fù)荷損失，并影響振蕩難以迅速平息；對美加大停電，成為電網(wǎng)四分五裂后的各弧立網(wǎng)區(qū)大多都大停電的關(guān)鍵原因。

4.整頓繼電保護(hù)和安全自動控制

這次事故證明外保護(hù)并不可靠，如20年來另一次罕見的1994年5月25日南方電網(wǎng)瓦解事故，雖然起因是一臺核電機(jī)組跳閘，但造成電網(wǎng)瓦解是由於500kV線路同樣用了不可靠的美GE距離保護(hù)，在電網(wǎng)出現(xiàn)振蕩時不能可靠閉鎖，使主要線路跳閘造成全網(wǎng)瓦解。

根據(jù)近年500kV保護(hù)統(tǒng)計，誤動比較突出的是進(jìn)口的美GE、瑞士ABB、德西門子和日本三菱。20年來證明我保護(hù)是較可靠的。為甚么還要用昂貴又不可靠的進(jìn)口保護(hù)呢？對現(xiàn)有進(jìn)口保護(hù)應(yīng)按我保護(hù)可靠性標(biāo)準(zhǔn)檢查，難以改造的換用產(chǎn)保護(hù)。

這次事故證明為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定的安全自動裝置并不可靠實(shí)用，應(yīng)深入研究原因。這些裝置必須從電網(wǎng)實(shí)際事故的需要，經(jīng)過實(shí)踐試驗(yàn)證明其效果。

注：本文是由本網(wǎng)編輯李兆清根據(jù)中企業(yè)投資協(xié)會蒙定中老師的資料整理而成。

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