无人值班变电站的故障与反思

无人值班变电站的故障与反思无人值班变电站的故障与反思 随着电力体制改革的进一步深化与电网的迅速发展 无人值班 变电站也迅速发展以至成为当今变电站的主要模式 与此同时 作为无人值班变电站的基础 变电站综合自动化技术在电网中 的作用也显得日趋重要 但由于设计 运行 维护和质量等方 面的原因 综自设备引发的事故 也严重地威胁着电网的安全 稳定运行 务必引起高度关注 1 几次典型故障 1 2003 06 13t10 15 长沙局 220 kv 芙蓉变电站在查找直流接地 时出现 110 kv 3 台开关 512 514 冷备用 520 热备用 同时误合 2003 07 29t11 43 110 kv 540 开关 ii iv 分段开关 误跳 经调 查 故障原因是综自设备运行环境温度超标 导致装置运行不 稳定 误合 跳 断路器 2 2003 07 15t21 09 芙蓉变电站 2 号主变冷却器全停启动跳 三侧断路器 1 2 号站用变跳闸 但长沙局无人值班监控站没 有发现芙蓉变电站 2 号主变跳闸 1 h 后 由长沙局值班调度员 发现 经调查 冷却器全停故障信号没有作为事故信号引入监 控站 3 2005 12 06 220 kv 芙蓉变电站 1 号主变三侧断路器跳闸 检查发现 1 号主变第 5 组冷却器风扇电机运行中发生对地绝缘 故障 由于分段保险失配 造成 1 号主变冷却系统 段电 源空气开关 12zk 63 a 跳开 致使 1 号主变冷却系统全停 由于 调度自动化系统 cc 2000 系统前置机死机 引起通道故障 冷 却器全停信号无法及时告警 致使 1 号主变在冷却器全停 1 h 后跳闸 4 2005 09 08 220 kv 王家坪变电站 6143 刀闸非正常动作 由 合位到分位 当时 6143 刀闸断开的是短线路小环网电流 非常 侥幸没有构成相间短路的严重事件 刀闸在运行中自动断开 一般构成相间短路 烧坏设备 后果是相当严重的 尤其是母 线刀闸 将构成母线故障 是严重的不安全事件 通过事故调 查分析认为 6143 刀闸分闸的原因是 614 测控单元误发指令 5 2003 01 26 野鸭坡变电站 502 开关因测控单元故障跳闸 6 1999 03 26t10 13 110 kv 会龙山变电站 2 号主变误跳 原因是 遥控执行屏小继电器存在问题 2 事故暴露的主要问题 2 1 综自设备运行温度问题 按照运行规程规定 微机保护装置应在室温 5 30 下运行 超 出此范围必须装设空调 而现在设计的一些室内变电站 空调 一般只装设于主控室和 10 kv 室 对于芙蓉变电站这种采用分 散分布式综合自动化系统结构的变电站 由于其数据采集 监 控以及保护单元一般就地分散安装在开关柜或其他一次设备附 近 芙蓉变电站高压侧断路器测控 保护装置装设在 gis 室内 在夏季高温时节 设备运行环境温度超标 芙蓉变电站 gis 室在 未装空调时室温超过 45 引起故障 2 2 监控系统问题 作为无人值班变电站的眼睛与耳朵 一旦监控系统出现问题 就 有可能产生严重的后果 芙蓉变电站 2 次由于冷却器全停造成 主变停运的故障 其共同点就在于都是由于监控系统未能将冷 却器全停信号上传至监控中心 使故障没有及时被发现和处理 2003 年的故障反映出 监控系统设计时不规范 导致主变非电 量保护跳闸信号没有引入事故信号 2005 年的故障反映出 cc 2000 自动化系统容易引起前置机死机 导致通道故障 没有监 控信号 2 3 前置机的稳定性问题 在变电站综合自动化系统中 前置机充当站内的保护 测量 控制及通信装置与变电站运行人员之间的接口 它能正确及时地 转换和传输变电站的运行状态信息以及运行人员的控制命令 是 整个系统正常运行的前提 地位重要 因此 可靠性是前置机的首 要指标 变电站正常运行时 站内的保护及测量等装置只是定时上送遥 测 遥信报文 而这些报文处理较简单 因此在正常运行时前置 机的工作负载较小 实时性的要求也相对较低 对资源的要求就比 较有限 但在发生故障时 有可能会引起多个装置一起上送报文 其处理过程比较复杂 而且这些报文相对于遥测及遥信报文有较 高的优先级 必须迅速 准确地将故障信息上传 这就使得前置机 的工作负载较正常运行时大大加重 若是前置机负载水平不能 合理平衡 就可能因过载而死机 出现类似于芙蓉变电站 2005 年故障的情况 同时 感染病毒 前置机维护不当也是死机的 可能原因 2 4 综自设备校验问题 从目前的情况来看 自动化人员对变电站内设备的维护还不到 位 也没有测控装置的校验规程 一般只对继电保护及自动装 置进行校验 而大多数测控装置只进行了整组传动试验 导致 一些问题无法在定期校验中发现 如 220 kv 王家坪无人值班变 电站的测控单元没有采取有效的闭锁措施的问题 野鸭坡变电 站测控装置问题 会龙山变电站遥控执行屏小继电器问题等 如果对测控装置进行了详细校验 都应该可以避免 特别是现 在的一些测控装置 内部可以整定所发出的开出量 跳闸量 闭 锁量等 的保持时间 对这样的装置应编制校验规程 进行全面 的校验 而不是只进行整组传动 2 5 时间问题 在以上事故调查中发现保护系统 事件系统 录波系统时间记 录不统一 对故障的分析极为不利 3 措施与建议 1 无人值班变电站应按照国家对电子设备运行环境要求进行设 计 设计时应考虑夏季高温满载的运行条件 确保电子设备的 安全运行 事实证明 220 kv 芙蓉变电站经过加装空调改善环 境温度后 没有再发生开关误合和误跳的故障 2 无人值班信息必须规范 开关跳闸信号必须接入监控系统 从技术上保证无人值班变电站反映的信息让监控中心值班人员 能够易发现 易判断 易处理 3 要重视调度自动化系统 包括变电站自动化系统 的维护工作 对系统的各项监测量和监控量进行定期检测和校核 定期检查 监控系统的运行工况 做好 ups 装置和 gps 对时系统的维护工 作 及时进行软硬件设备的升级换代和功能完善工作 确保计 算机监控系统经常处于良好的运行状态 为防自动化系统的病 毒感染 禁止在变电站后台机上网或装软件玩电子游戏 4 完善计算机监控系统控制输出软硬件闭锁逻辑功能 一是在 软件方面 增加严格的控制输出闭锁 杜绝非正常情况下或非 法数据引起的控制输出 二是在硬件方面 在控制输出回路增 加硬件闭锁逻辑 三是在异常监视方面 增加异常数据的监视 逻辑 为事故分析工作提供可靠依据 5 严格执行 新建变电站防误装置应优先采用单元电气闭锁回 路加微机五防的方案 的规定 建议无人值班变电站应完善单元 电气闭锁回路 一是实现隔离开关与断路器实现闭锁 将断路 器的常闭接点接入隔离开关的操作回路 二是隔离开关与接地刀 闸实现闭锁 将接地刀闸的常闭接点接入隔离开关的操作回路 已运行的变电站应逐步进行改造 6 要加强地区监控中心工作站的运行监控工作 对预告信号要 认真分析 对严重影响运行的预告信号应做好危险点分析 对 监控的设备定期进行巡检 及时发现设备异常状态 7 变电站自动化系统 包括测控单元