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對外輸電線路跳閘過程分析

文檔作者：陳小光文檔來源：內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年07月10日
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第35卷第1O期
2013年1O月
華電技術(shù)
Huadian Technology
V0l_35 No．10
Oct．2013
對外輸電線路跳閘過程分析
陳小光
(內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古托克托010206)
摘要：論述了因惡劣冰雪天氣導(dǎo)致托電公司3條對外輸電線路先后出現(xiàn)跳閘而造成多臺機組緊急停運的情況。分析
了出線跳閘切機的原因和出線跳閘的危害，制訂了緊急應(yīng)對措施，保證了線路的正常送電。
關(guān)鍵詞：供電線路；跳閘；電路過負荷；原因分析；切機裝置；應(yīng)對措施
中圖分類號：TM 621．5 文獻標志碼：B 文章編號：1674—1951(2013)10—0039—03
0 引言 2 電路過負荷的危險因素分析
托電公司對外供電是通過托源500 kV 4回線和
源霸及源安500 kV各2回線直接向北京地區(qū)送電
的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。渾源站是位于山西的開關(guān)站，一共是
4條輸電線路。2012—11—05，托電公司遇到一起
因極端惡劣冰雪天氣造成的電網(wǎng)故障，托電公司
500kV 4條輸電線路的3條線路先后跳閘，造成4
臺機組同時被迫停運(托電公司共有8臺600 MW
機組，其中 6， 7機組停運檢修，剩余6臺機組中被
迫停運4臺)，為此，托電公司動員全體員工應(yīng)對緊
急事件。下面對事故過程進行分析。
1 事故過程
2012—11—03，因出現(xiàn)惡劣的冰雪天氣，源霸Ⅱ
線跳閘，托電公司總負荷由3 200 MW 降至2 550
MW。同日，源霸I線跳閘，全廠總負荷降至最低。
2012—11—05 T 05：00，源霸I，Ⅱ線分別試送9次
和2次，均未成功。11—05 T05：11，源安I線跳閘，
托電公司送出通道僅剩源安Ⅱ線。調(diào)度命令托電公
司保留2臺機組，其他機組立即停機，接到命令后，
托電公司立即啟動全廠對外停電預(yù)案。 1， 3， 5，
2機組依次停機，僅保留 4， 8機組運行，負荷為
300 MW，帶全廠廠用電和輔助蒸汽。若源安Ⅱ線再
跳閘就會出現(xiàn) 4， 8機組甩負荷，只剩下廠用電負
荷。即便是立即手動停運1臺機組，剩下的機組也
會因負荷大幅波動，單臺機組運行出現(xiàn)頻率不穩(wěn)，可
能會因頻率保護動作而跳機，到時候就會出現(xiàn)全廠
停電，多臺機組面臨在沒有廠用電的情況下停機。
當(dāng)時正值冬季，若輔助蒸汽失去，防寒、防凍工作會
變得十分困難。
收稿日期：2013—06—19；修回日期：2013—08—31
線路跳閘為什么要停運這么多臺機組呢?在線
路跳閘后，發(fā)電機組所發(fā)出的功率要通過剩余的線
路輸送，這樣，就會超出輸電線路的功率極限。若超
出輸電線路的功率極限會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，容易
發(fā)生系統(tǒng)振蕩等惡性事故。輸電線路的功率傳輸極
限一般是由導(dǎo)線的熱穩(wěn)定極限決定的，即輸電電流
不能高于某一電流極限值。輸電線的功率極限等于
電流極限值與電壓等級乘積的3倍。我國交流輸電
線路電壓等級為10，35，110，220，330，500，750 kV。
交流輸電線路的電流是按照各個變電站的主變壓器
容量來分配的。從交流輸電線路的設(shè)計上來講，輸
電線路的負荷(承載)電流一般均按照最大負荷(承
載)電流來設(shè)計并選擇導(dǎo)線的截面。220 kV以上的
輸電線路一般采用2分裂或4分裂導(dǎo)線?？紤]輸電
長度與電壓損耗的關(guān)系，各種電壓等級的輸電范圍
半徑有嚴格的規(guī)定：10 kV輸電線路的電流為400～
600A，110 kV輸電線路的電流為600～1 200A，220
kV輸電線路的電流為600～1 200 A，500 kV輸電線
路的電流為3000A。
輸電線路過負荷或故障跳閘會引起大量負荷轉(zhuǎn)
移，造成一系列線路和電源的連鎖跳閘，它與重大停
電事故尤其是連鎖故障的發(fā)生具有相關(guān)性。因此，
從負荷角度出發(fā)，電網(wǎng)發(fā)生連鎖事故的機制是：當(dāng)電
網(wǎng)運行時，每個元件都帶有一定的初始負荷，當(dāng)某個
元件或幾個元件因過負荷而導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生故障時，
系統(tǒng)原來的潮流將發(fā)生變化，停運元件的負荷會加
載到仍在正常工作的元件上，一旦這些元件無法承
擔(dān)新增加的負荷而退出運行時，就會引起新一輪的
負荷轉(zhuǎn)移，進一步引發(fā)連鎖性的過負荷，最終導(dǎo)致大
面積停電。任一支路的斷開，必將引起全系統(tǒng)潮流
的重新分布，但影響只是局部的，并以事故點為中心
· 40· 華電技術(shù) 第35卷
向外逐漸減弱。完全邊界法認為事故點電氣距離三
級以上的節(jié)點或支路(即該節(jié)點或支路與事故點之
間相間隔3條以上的支路)所受影響可以忽略不
計。電網(wǎng)及電廠繼電保護裝置的隱性故障對連鎖故
障有推波助瀾的作用，系統(tǒng)中的隱性故障可能會發(fā)
展到不可控制的地步。所謂隱性故障是指由于配置
不當(dāng)、硬件損壞等原因造成的保護裝置缺陷從而導(dǎo)
致保護裝置動作不正確，如1994年美國西部大停
電、1996年馬來西亞大停電和2003年的倫敦大停
電，這些停電因素都是由繼電保護隱性故障引起的。
3 安全自動切機裝置概況
保持電力系統(tǒng)同步運行穩(wěn)定性的最根本前提
是，在任何情況(包括在故障后的電網(wǎng)結(jié)構(gòu))下，保
證線路的輸送能力總是大于系統(tǒng)通過它傳輸?shù)淖畲?
功率。因此，如果因線路故障失去了部分電網(wǎng)必需
的傳輸能力，就必須及時減去相應(yīng)的電源，以減小那
部分電網(wǎng)通過的功率，才有可能保持系統(tǒng)的繼續(xù)穩(wěn)
定運行。在正常情況下，線路跳閘需要通過發(fā)電機
組停運而由安全自動投切(以下簡稱安自切機)裝
置完成。安裝安自切機裝置是提高系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的
一項重要保護措施。安自切機裝置就是在輸電線路
發(fā)生故障跳閘或重合不成功時，切除線路送電端發(fā)
電廠的部分發(fā)電機組，從而提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。
安自切機裝置作用于發(fā)電廠部分機組的主汽門，使
其自動關(guān)閉，這樣可以防止線路過負荷。
托電公司500 kV托源霸安自切機裝置采用北
京四方繼保自動化股份有限公司的產(chǎn)品，托電公司
為托源安全穩(wěn)定控制工程主站(簡稱托電控制主
站)，渾源開關(guān)站為托源安全穩(wěn)定控制工程子站(簡
稱渾源控制子站)。渾源側(cè)的穩(wěn)定控制裝置檢測源
安2回線及源霸2回線的運行狀況以及跳閘狀況，
將有關(guān)信息傳送至托電公司主站。托電公司檢測托
源4回線的運行狀況和故障跳閘狀況。根據(jù)輸送功
率斷面及機組出力等綜合因素來判斷是否切除部分
機組。分別在托克托、渾源通信機房設(shè)置通信接口
屏，實現(xiàn)光纖通道互聯(lián)。托電公司控制主站、渾源控
制子站安自切機裝置均為A套、B套雙機配置。2
套配置由硬件完全相同的裝置構(gòu)成，電源各自獨立，
每套裝置都可以不借助另一套裝置獨立完成所有任
務(wù)。托電公司控制主站一渾源控制子站之間采用
A—A，B—B對應(yīng)2 M光纖通信。通信采用符合
CCITt．G．703 2Mbit／s標準的同向數(shù)字接口。配有
本地與遠方通信接口，提供基于IEC60870—5—103
或TCP／IP的裝置信息自動上送功能。
托電公司控制主站裝置單裝置能夠接收 1～
8從機上送的線路和機組運行信息(包括功率、線
路投停等)、跳閘狀態(tài)；接收渾源控制子站上送的源
安I，Ⅱ線和源霸I，Ⅱ線運行信息(包括功率、線
路投停等)、跳閘狀態(tài)；綜合托電公司主站、渾源子
站的線路和機組的運行信息，自動識別電網(wǎng)當(dāng)前的
運行方式；對機組按預(yù)定的邏輯進行排序，以便系統(tǒng)
故障時進行最合理的切機；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生跳閘故障時，
綜合分析托電公司主站、渾源子站的線路和機組的
跳閘狀態(tài)，確認N一1或N一2故障方式；依據(jù)故障
方式、事故前電網(wǎng)的運行方式及被控制的潮流斷面，
按既定的控制策略表確定對應(yīng)的控制措施。
從機功能是監(jiān)測托電公司出線的運行狀態(tài)，根
據(jù)就地的電氣量判斷線路的跳閘狀態(tài)；將出線的運
行信息(包括功率、線路投停等)和跳閘狀態(tài)上送本
站主機。切機原則：在N一1或N一2故障方式下，
根據(jù)應(yīng)切機組臺數(shù)對可切機組按照功率從大到小依
次切除。如果可切機組臺數(shù)小于應(yīng)切機組臺數(shù)，則
僅切除全部可切機組。承擔(dān)保留廠用電任務(wù)的機組
應(yīng)通過運行方式安排退出該機組允許切機壓板。在
正常方式下， 2機組退出切機壓板，但也可根據(jù)線
路狀態(tài)和機組情況而改變。
4 緊急情況應(yīng)對措施
在僅剩1條線路和2臺機組運行的前提下，事
故處理的原則就是力保廠用電和輔助蒸汽。做好對
外送電線路全部跳閘自帶廠用電和廠用電全失黑啟
動的準備。將運行機組負荷降至最低，啟動已經(jīng)停
用機組可以運行的輔助設(shè)備，提高廠用電量。托電
公司與華北電網(wǎng)調(diào)度中心協(xié)商退出安自切機裝置，
若發(fā)生事故，可由托電公司自主停運機組，只保留廠
用電機組運行。制訂了針對線路再次跳閘的處理措
施：若線路全部跳閘，其他機組全部立即停機，只保
留 8機組帶全廠廠用電及輔助蒸汽。如果 8機組
跳閘，全廠停電，各機組可利用柴油發(fā)電機供給保安
電源，以保證機組安全停運。廠用電失去后汽輪機
直流油泵和密封油直流油泵啟動，保證汽輪機安全
停運。柴油發(fā)電機啟動，保安段恢復(fù)供電，啟動交流
油泵代替直流油泵。啟動停機冷卻水泵，保證爐水
循環(huán)泵電動機的安全，啟動空氣預(yù)熱器電動機防止
空氣預(yù)熱器變形，啟動火檢風(fēng)機，防止火檢探頭燒
損?；謴?fù)電動門電源，關(guān)閉至凝汽器的所有熱汽和
熱水。因失去壓縮空氣，氣動門無法操作，關(guān)閉手動
門。關(guān)閉鍋爐煙風(fēng)擋板進行悶爐。當(dāng)線路短時無法
恢復(fù)，可通呼熱公司輸煤電源反送至與其相連的機
組6kV母線，再由各機組6kV母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)送至其
第10期 陳小光：對外輸電線路跳閘過程分析 ·4l·
他機組。使每臺機組有一半6 kV母線恢復(fù)送電。6
kV段母線送電后，恢復(fù)帶電母線上的鍋爐變壓器和
汽機變壓器供電，然后給保安電源送電， 1機組恢
復(fù)化學(xué)變壓器送電。送電前將各段開關(guān)停電，啟動
大功率負荷必須由值長批準。開啟呼熱公司與托電
公司輔助蒸汽聯(lián)絡(luò)門，恢復(fù)各機組輔助蒸汽，做好防
寒、防凍工作。
5 結(jié)論
雖然這次事故沒有發(fā)展到最壞的地步，但是托
電人做好了最壞的打算，進行了充分的準備。托電
公司幾乎所有人都堅守在現(xiàn)場，很多人犧牲了自己
休息時間，就是為了在出現(xiàn)緊急情況時挺身而出。
在托電公司領(lǐng)導(dǎo)的正確指導(dǎo)下，在各個部門通力協(xié)
作下，在全體員工的不懈努力下，最終克服了種種困
難，安全度過了線路跳閘危機。線路恢復(fù)送電后，機
組逐臺啟動，隨后恢復(fù)了正常供電。
參考文獻：
[1]盧錦玲，陳媛，朱永利．基于輸電線路過負荷特性的連鎖
事件識別[J]．華北電力大學(xué)學(xué)報，2007(5)：27—31．
(本文責(zé)編：王書平)
作者簡介：
陳小光(1978一)，男，河北涿州人，集控運行單元長，工
程師，從事火電廠集控運行方面的工作(E—mail：3656966@
sina．com．cn)o
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(上接第29頁)聯(lián)箱的供汽，維持高壓輔汽聯(lián)箱壓
力在0．750 MPa(安全門動作壓力為0．785 MPa)，
同時減少機組廠用汽(如暖風(fēng)器、水暖、汽暖)的消
耗，關(guān)小LCV1閥f1。600 MW 側(cè)輔汽聯(lián)箱壓力可達
0．45 MPa，可以滿足機組啟動的需要。同時，托電公
司側(cè)機組應(yīng)投入主蒸汽至軸封供汽，開啟高、低壓旁
路，利用鍋爐余熱向輔汽聯(lián)箱供汽。
(3)加強高廠變及高壓備用變壓器(以下簡稱
高備變)低壓測電流的監(jiān)視，加強對高廠變及高備
變油溫和繞組溫度的監(jiān)視。呼托公用段開關(guān)的額定
電流為1600A，所能輸送的最大負荷為35MW，可滿
足600 MW鍋爐點火所需的電量。
4 故障處理過程中的注意事項
(1)穩(wěn)定機組參數(shù)，利用呼熱公司機組保障單
臺或2臺機組點火帶廠用蒸汽。
(2)事故處理過程中，嚴格按值長命令進行操
作，出現(xiàn)異常情況及時匯報。
(3)托電公司600Mw機組事故處理過程中，呼
熱公司運行值班人員加強對高廠變及啟備變的巡
視，加強對6 kV電壓的監(jiān)視，保證不低于6 kV，加強
對高廠變及高備變電流的監(jiān)視，保證不大于2 000
A。托電公司側(cè)啟動6 kV電壓等級設(shè)備前應(yīng)通知值
長及呼熱公司單元值班員，避免同時啟動2臺6 kV
以上電壓等級設(shè)備。
(4)托電公司公用系統(tǒng)恢復(fù)運行前，密切監(jiān)視
水塔水位、工業(yè)水池液位及氫氣壓力，針對不同情況
采取相應(yīng)措施，保證機組安全運行。
(5)在托電公司機組利用呼熱公司機組蒸汽啟
動時，注意檢查汽輪機高壓缸排汽溫度、高壓缸排汽
壓力、軸向位移、軸承振動及軸承溫度等參數(shù)，防止
發(fā)生汽輪機損壞事故。
(6)托電公司側(cè)外圍系統(tǒng)恢復(fù)前在CRT上將所
有之前運行設(shè)備及可能聯(lián)啟的設(shè)備發(fā)一次停信號。
托電公司側(cè)各負荷送電時應(yīng)防止非同期并列。
(7)保證通信系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常。加強CRT及就地
設(shè)備的巡檢，加強直流系統(tǒng)和不間斷電源(UPS)系
統(tǒng)的巡檢。
5 結(jié)束語
就托電公司目前的廠用電互聯(lián)方式來講，呼熱
公司機組的安全、穩(wěn)定運行對保障托電公司600 MW
機組出線全部跳閘后機組的安全停運十分重要。托
電公司500 kV出線全部跳閘在雨季和冬季極易發(fā)
生，因此，要確保托電公司600 MW機組對外停止供
電后可快速依托呼熱公司機組恢復(fù)公用系統(tǒng)，以保
障托電公司設(shè)備的安全。
參考文獻：
[1]Q／CDT—ITKTPC 105—6001-2012，呼熱公司集控運行
規(guī)程[s]．
[2]Q／CDT—ITKTPC 105—6101-2012，呼熱公司輔控運行
規(guī)程[s]．
(本文責(zé)編：劉芳)
作者簡介：
申志賓(1979一)，男，河南鄭州人，助理工程師，從事電
廠運行方面的工作(E mail：ka]aseaaa@sina．com)。

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