电力系统稳定破坏

　　为防止发生系统稳定事故，确保电网安全、可靠运行，根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》、《国家电网公司电网安全稳定管理工作规定》、《国家电网公司关于加强电网安全稳定工作的意见》等有关规定，结合华中电网防止系统稳定事故措施的要求，特制定本措施。本措施适用于华中电网。 　　

 　　1加强电网规划和建设 　　华中电网应建成为网架坚强、结构合理、安全可靠、运行灵活、技术先进的现代化电网，不断提高电网输送能力、资源优化配置能力和抵御事故能力。 　　

 　　1.1加强电网规划设计工作，制定完备的电网发展规划和实施计划，尽快强化电网薄弱环节，确保电网结构合理、运行灵活和坚强可靠。 　　

 　　1.2合理规划电源接入点和受端系统。 　　

 　　1.2.1华中电网宜形成多通道、多落点的电力输送格局,电源点应合理分散接入，每个独立输电通道的输送电力占受电地区负荷比例宜在10%～15%以下。 　　

 　　1.2.2对于新电源点的接入系统方案，其升压站不应作为系统枢纽站；对于已投产电厂的升压站仍为系统枢纽站的情况，应在今后的规划设计中创造条件使其退出枢纽站的地位。 　　

 　　1.2.3受端电网的电源建设、装机容量及分层建设要合理，加强受端电网的电源支撑。 　　

 　　1.2.4电网发展速度应适当超前电源建设速度，给电网运行留有一定的裕度和灵活性，为电力市场的建设、资源优化配置和社会经济发展的打下良好的物资基础。 　　

 　　1.2.5加强受端系统500千伏环网建设，形成结构坚强的华中电网。 　　

 　　1.2.6受端电网500千伏变电站变电容量的建设应适度超前；应考虑一台变压器停电后不影响地区供电，必要时一次投产应不少于两台变压器。 　　

 　　1.3新建发电厂不应选择装设联络变压器而构成电磁环网的系统接入方式；已装设联络变压器且以电磁环网方式运行的发电厂，应在电网规划建设上创造条件，尽快打开电磁环网。

 　　1.4一次设备投入运行时，相关继电保护、安全自动装置、稳定措施和电力专用通信配套设施等应同时投入运行。电网公司的规划、工程、调度、生产等相关部门和发电、设计、调试等相关单位应相互协调配合，制定有效的组织、管理和技术措施，以保证一次设备投入运行时相关的继电保护、安全自动装置、稳定措施和电力专用通信配套设施等能同时投入运行。

 　　1.5加强系统稳定控制和保障电网安全最后防线措施的设计研究工作，稳定控制措施设计应与系统设计同时完成。合理设计稳定控制措施和失步、低频、低压等解列措施，合理、足量地设计和实施高频切机、低频减负荷及低压减负荷方案。

 　　1.6加强500千伏主设备快速保护建设。220千伏及以上电压等级变压器、高抗等主设备的微机保护应按双重化配置，220千伏及以上环网运行线路应配置双重化全线速动保护，500千伏及220千伏枢纽厂站母线应采用双重化母差保护配置。

　　2.1严格执行各项电网运行控制要求，禁止超稳定极限值运行。电网一次设备故障后，应按照故障后电网运行控制的要求，尽快将相关设备的潮流（或发电机出力、电压等）控制在规定值以内。网调、各省级调度机构应通过EMS系统，对电网运行控制极限实现实时在线监测，并有预警和越限告警功能，做到当电网超极限运行时，可及时提请调度值班人员处理。

 　　2.2电网正常运行中，必须按照有关规定留有一定的旋转备用容量。根据《华中电网调度规程》的有关规定，按照“统一调度，分级管理”的原则，结合目前华中电网的管理模式和电网运行的实际特点，华中电网备用容量采取统一管理、互相支援、分省配置。

 　　2.3避免和消除严重影响系统安全稳定运行的电磁环网。在高一级电压网络建设初期，对于影响系统安全稳定运行且暂不能解开的电磁环网，应采取必要的稳定控制措施和后备措施以防止系统稳定事故范围扩大。

　　2.4电网联系较为薄弱的省级电网之间及区域电网之间宜采取自动解列等措施，防止一侧系统发生稳定破坏事故时影响到另一侧系统。特别重要的系统（政治、经济、文化中心）应采取自动安全措施防止相邻系统发生事故时直接影响到本系统的安全稳定运行。

 　　电力系统稳定破坏后，其波及范围可能迅速扩展，需要依靠自动安全措施（如失步、低频、低压解列和联解线路等）控制其影响范围或平息振荡。特别重要的系统对供电安全要求更高，防范措施的力度应更大。

 　　作为防止系统稳定破坏和事故扩大的重要措施，电网解列装置的配置应有具有选择性，解列后的电网供需应尽可能平衡。应根据华中电网结构按层次布置解列措施，对于防止区域电网之间及省网之间失步的解列装置应尽量双重化配置。

 　　2.5电网运行控制极限管理是保障系统安全稳定运行的重要手段，应根据系统发展变化情况，及时计算和调整电网运行控制极限，认真做好电网运行控制极限管理工作。

 　　2.6加强并网发电机组涉及电网安全稳定运行的励磁系统、PSS（电力系统稳定器）和调速系统的运行管理，其参数设置、设备投停、改造等必须满足电网安全稳定运行要求。

 　　并网电厂机组应在前期、投产、运行等各个时期都要严格执行华中电网发电机励磁系统调度管理规定。

 　　并网电厂机组都必须具备一次调频功能，当电网频率波动时，机组在所有运行方式下都能够自动参与一次调频，各项技术指标满足华中电网发电机组一次调频运行管理规定要求。

 　　2.7要加强系统稳定控制措施的运行管理，低频、低压减负荷装置和其它安全自动装置应足额投入。应密切跟踪系统变化情况，及时调整稳定控制措施，完善失步、低频、低压解列等安全自动装置的配置，做好相应定值管理、检修管理和运行维护工作。

 　　调度机构应按照有关规程规定每年下达低频低压减载方案并根据电网的变化情况不定期地分析、调整各种安全自动装置的配置或整定值，及时跟踪负荷变化，细致分析低频减载实测容量，定期核查、统计、分析各种安全自动装置的运行情况。各运行维护单位应加强检修管理和运行维护工作，防止电网事故情况下装置出现拒动、误动，确保电网第三道防线安全可靠。

 　　失步解列、低频低压解列等安全稳定控制装置必须单独配置，具有独立的投入和退出回路，不得与其他设备混合配置使用。

 　　2.8不允许220千伏及以上电压等级线路、枢纽厂站的母线、变压器等设备无快速保护运行，对于可能造成相关负荷停电或其他设备过负荷时，调度部门应调整运行方式，尽快将设备停电。母线无母差保护时，应尽量减少无母差保护运行时间并严禁安排母线及相关元件的倒闸操作，应合理安排母差保护定检的时机。受端系统枢纽厂站继电保护定值整定困难时，应侧重防止保护拒动。

 　　原则上二次设备的检修校验工作与一次设备的计划检修工作同步安排。

 　　2.9加强开关设备运行维护和检修管理，确保能够快速、可靠地切除故障。对于500千伏厂站、220千伏枢纽厂站分闸时间分别大于50ms、60ms的开关设备，应尽快通过检修或技术改造提高其分闸速度，对于经上述工作后分闸时间仍达不到以上要求的开关要尽快进行更换。

 　　2.10要加强防止电网发生动态稳定的工作，加快PMU建设的速度，提高WAMS系统的应用水平；加强电力系统GPS时钟统一工作。

　　3.1重视和加强系统稳定计算分析工作。规划、设计和调度部门必须严格按照《电力系统安全稳定导则》、《国家电网公司电力系统安全稳定计算规定》和相关规定要求进行系统安全稳定计算分析，并根据计算分析结果合理安排运行方式，适时调整控制策略，不断完善相关电网安全稳定控制措施。

 　　3.2电网调度部门确定的电网运行控制极限值，一般按照相关规定在计算极限值的基础上留有一定的稳定储备；在系统设计阶段计算线路（或断面）输送能力时也应考虑这一因素。

 　　网、省调在制定电网运行控制极限值时，一般应在计算极限值的基础上留有5～10%的功率稳定储备，制定省间联络线运行控制极限值时还应适当考虑潮流的自然波动情况。

　　系统可研设计阶段，应考虑所设计的电网和电源送出线路的输送能力在满足生产需求的基础上留有一定的裕度。 　　 　　3.3在系统规划设计和电网运行有关稳定计算中，发电机组均应采用详细模型，以正确反映系统动态稳定特性。 　　 　　3.4应保证系统设计和电网运行有关稳定计算模型和参数的准确性和一致性，系统规划计算中对现有电力系统以外部分可采用典型详细模型和参数。

 　　3.5加强有关计算模型、参数的研究和实测工作，并据此建立系统计算的各种元件、控制装置及负荷的详细模型和参数。

 　　各发电公司（电厂）有义务向电网提供符合要求的发电机组的相关实测参数。

 　　并网电厂发电机组配置的频率异常、低励限制、定子过电压、定子低电压、低频率、高频率、失磁、失步保护都必须满足华中电网相关规定要求，不符合要求的机组应抓紧整改。

　　为防止系统电压崩溃，应全面贯彻执行《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》及华中电网无功补偿配置要求。

 　　4.1在电网规划设计中，必须同步进行无功电源及无功补偿设施的规划设计。无功电源及无功补偿设施的配置应确保无功电力在负荷高峰和低谷时段均能分(电压)层、分(供电)区基本平衡，并具有灵活的无功调整能力和足够的检修、事故备用容量。受端系统应具有足够的无功储备和一定的动态无功补偿能力。

　　无功电源及无功补偿设施的配置应使系统具有灵活的无功电压调整能力，避免分组容量过大而使补偿设备投切困难；当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 　　对于500千伏站，电容器补偿容量应按照主变压器容量的15～20%配置；500千伏线路充电功率基本予以补偿，当局部地区短线较多时，应考虑在适当的位置500千伏母线上配置有开关的高压电抗器。

 　　4.2并网机组额定出力时，滞相功率因数应不低于0.85。新机组满负荷时进相额定功率因数应不低于0

      1．1  重视和加强电网规划管理，制定完善电网结构的发展规 划和实施计划，建设结构合理的电网；对电网中的薄弱环节，应创造条件加以解决，从电网一次结构上保证电网的安全可靠。

      1．2  电源点布置要合理，负荷中心地区应有必要的电源支撑。负荷中心受电要按多条通道，多个方向来进行规划和实施，每条通道输送容量占负荷中地区最大负荷比例不宜过大，故障失去一条通道不应导致电网崩溃。同时应加 强枢纽发电厂、变电所及负荷中心的无功补偿建设，防止电网发生电压崩溃事故

      1，3  输送通道建设要与电源建设同步完成。”除了对一次系统的网架、电源规划设计提出原则要求外，突出了对负荷中心特别是受端系统内部支撑电源与外部电源的协调建设，外部受电通道的规划建设应遵循多通道、多方向、分散接人的原则。多通道、分散接人就是要求大电源之间在送端避免并联、在受电端要接人不同枢纽变电所，同时控制一个通道输送功率占负荷中心最大负荷的比例，限制在10％—15％为宜；多方向是在地理环境等允许情况下，使各输送通道避免处于同一地理气象带。这是防止电网因同一扰动或同一个气象因素等导致同时或相继失去多输送通道、限制事故严重程度、降低电网运行风险、加强对受端系统支撑的重要措施。  一个规划好的电网建设方案，还要注意适时建设、及时投产，做到及时完善 、加强电网结构，为电网安全、稳定运行奠定良好物质基础。

      例如：贵州电网在80年代快速发展阶段，其显著特点是大电源经双回220kV线 路远距离向贵阳地区送电，如乌江渡电厂通过220kV鸡江双回线向贵阳地区输送的 潮流占贵阳地区总负荷的50％左右，一旦该双回线路跳闸，即将贵州全网解列成 南、北两个部分，受端电网功率大量缺额，送端电网功率大量过剩。1988年8月6 日，220kV鸡江双回线(乌江渡水电厂至鸡场变电所)之一的Ⅱ号线路因雷击多相对 地闪络跳闸，与此同时，鸡场变电所220kV母线的母差保护误动，切除包括鸡江工号线在内的1号母线 所有断路器，致使由乌江渡水电厂南送的300MW左右电源中断，贵阳地区负荷除母 差保护误动而被切除的120MW铝厂负荷以外，尚剩余近负荷500MW，而地区电源只有300MW，短缺负荷电源近40％，系统频率降至45Hz以下，低频减载装置动作后也不能挽回局面，最后造成贵阳地区大部分电厂停机和解列，系统瓦解，大面积停 电。

       从上例可以看出，输送容量过大的单通道故障可以导致局部电网的稳定破坏 。因此，一个完善的电网结构是电网安全稳定运行的基础，其中应包含这样几方 面内容：电网结构合理、多方向通道联系负荷中心、相对受端负荷单一通道输送 容量不宜过大以及负荷中心应有必要的电源支撑等。

       1．4  要加强高频、母差、开关失灵等快速保护的建设。对 500kV设备的主保护应实现双重化；220kV及以上环网运行线路应配置双套快速保 护；新建500kV和重要的220kV厂、所的220kV母线应做到双套母差、开关失灵保护 ；已建500kV和重要220kV厂、所的220kV母线可逐步做到双套母差、开关失灵保护

       1．5设计安装的低频减载装置和保护系统稳定运行的安全自动装置应与 一次系统同步投运。大电网规划阶段应加强保电网安全稳定最后防线设置的研究
，从电网结构上设计配置振荡、低频、低压等解列装置。对于存在大功率、远距离输送，采用自并励的机组，应加装电力系统稳定器(PSS)。”

      随着电网的发展、变电所规模的扩大，电网联系更加紧密，电网事故冲击影 响的范围、深度加大，特别是主网架、枢纽变电所母线上发生的故障，如无法及时消除将可能诱发全网稳定问题。对故障的迅速可靠消除，是防止发生系统稳定 破坏事故最经济有效的关键技术措施。330、500kV设备主保护双重化、220kV环网线路双套快速保护、重要220kV厂所双套母线保护及断路器失灵保护等强化二次系 统的措施，是防止发生系统稳定破坏事故的成功经验，也是今后继续强调和落实 的要求。

       由于电网发展建设中的阶段性，电网均存在一个逐步完善的发展过程，因此 ，一方面要对所运行的电网进行全面研究分析，并合理配置各类切实可行的电网安全自动装置。其目的是保证电力系统安全稳定运行的有效技术措施，同时具有较好的经济效益。另一方面，电网安全自动装置的拒动和误动，对电网安全运行影响远大于继电保护，因此电网安全自动装置的设计、选型应该更加严格，并制 定完善的运行使用规定和维护校验制度，定值整定要注意电网安全自动装置之间的配合协调，确保其正确发挥作用。

       设置保电网安全稳定最后防线，是我国电网安全管理的一个重要思想。目的是在迫不得已的情况下限制事故在一定范围，防止因连锁反应而扩大为全网事故 ；即使发生全网事故，也应保留一定的再启动电源，以实现尽快恢复和缩短停电时间。

       最后防线通常包括：解决功率平衡问题的分散配置足额低频、低压减负荷， 功率过剩较大时必要的高频切机等；必要时自动分割电网措施，如按电网结构， 在主要网际间联络线、电磁环网低压侧、单点并入主网的局部系统的并网线路，以及经计算分析确定失稳后振荡中心附近等，配置失步、低频、低压解列装置；也可包括机组与电网在事故情况下行为的协调措施；电网崩溃后的黑启动恢复措施等。

    在系统事故下各项措施之间的协调有序、适时动作，是规划设计、运行管理部门今后研究的重点之一。规划中要注意输变电设备功能设计的区分、定位，为 必要时自动分割电网在一次结构上创造条件。大机组在设计选型时，要考虑具备 足够的承受电网冲击和异常运行的能力，防止电网事故时较早地脱离电网和进一 步恶化电网运行状况。

    例如：1992年1月15日，河北电网发生稳定破坏事故。1992年1月15日，河北南网220kV羊范变电所值班人员进行范柏线停电操作时，误合接地开关，造成范柏线(此时由旁路带送)出口三相短路，旁路断路器继电保护装置拒动，由于电网受到最严重的三相短路冲击，靠羊范变电所出线对侧后备保护动作使电网脱离故障点，羊范变电所与王段变电所断面的南北联络线由事故前的3回减至1回，形成弱联系电网，并首先激发了河北南网与石家庄、保定和京津唐主网之间激烈振荡，随后整个河北电网与京津唐主网失去稳定运行，同时电网切除了邢台电厂6、7号运行机组(2X 200MW)，13s后振荡解列装置动作后将河北电网从京津唐主网解列，随后河北网内上安电厂1号(350MW)机组因其低频保护动作被迫退出运行，促使该系统频率急剧下降，低频减负荷装置共切除489．9MW负荷后，系统振荡平息。此 次电网事故中暴露的主要问题及应吸取教训如下。

      1)运行人员误操作造成系统三相短路故障，继电保护装置拒动又使系统事故范围扩大。说明了继电保护、自动装置的正确动作是保证电网安全稳定运行的基本条件，对重要元件采用双套保护装置是防止稳定破坏的成功经验。

      2)虽然振荡解列装置动作时间长，但它成功地将两网分离，保证了华北电网安全稳定运行，低频减负荷装置正确动作，保证了解列后河北电网的安全稳定运行。这些充分说明了电网最后一道防线在事故中所起到的重要作用。