陳效

摘 要：隨著電網(wǎng)配套不斷完善，湘西小水電開發(fā)進入一個高速發(fā)展時期。湘西電網(wǎng)小水電大部分像掛燈籠一樣直接掛在配網(wǎng)上，且90%以上小水電站屬于徑流式，當豐水期間，同一條線路上的小水電滿開，導致10 kV主干線向母線反送電，加之小水電無功調節(jié)性能參差不齊，10 kV電壓受影響超壓，嚴重危害電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和連續(xù)供電。該文從管理和技術兩方面對湘西小水電現(xiàn)存的安全風險進行辨識，并提出相應的防范措施，對湘西電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要的指導意義。

關鍵詞：小水電 湘西電網(wǎng) 安全風險 防范

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（b）-0032-02

1 典型案列分析

2013年1月古丈縣長官片區(qū)內(nèi)電網(wǎng)中發(fā)生了一起用戶家用電器燒壞的事故，我們通過對事故原因的調查分析，對長官片區(qū)所有小水電站的保護配置、設備狀況、基礎管理等進行一次現(xiàn)場摸底，證實此次事故系線路跳閘，小水電站飛車運行造成電壓突升引起。

從此次案例可以看出，線路發(fā)生瞬間接地時，變電站10 kV斷路器跳閘，而此條線路此時屬輕負荷，發(fā)電站的發(fā)電機上開關不跳閘，發(fā)電機機組出現(xiàn)“飛車”電壓升高，造成10 kV供電線路電壓過高，導致此次用戶電器燒壞的事故發(fā)生。我們主要檢查了古丈縣長官片區(qū)小水電站的保護配置、設備狀況和基礎管理等情況，從檢查情況來看水電站的水輪機、發(fā)電機和主變等主設備出廠時間不長，運行情況較好，但大多數(shù)水電站的保護配置不完善，只有七興電站配置了過電流過電壓保護，回龍、龍洞溪和高洞電站均未配置過電壓保護。當10 kV線路斷路器保護跳閘后，電站值班人員憑經(jīng)驗判斷故障，甚至一些小型電站值班人員不在廠內(nèi)，造成機組不能及時停機，導致用戶端過電壓。

湘西的10 kV線路一般情況下未安裝線路TV，且為了避免非同期合閘并網(wǎng)造成系統(tǒng)對小水電站發(fā)電機組沖擊，變電站10 kV出線側斷路器重合閘退出，線路故障跳閘后，發(fā)電機甩負荷，機組過速但機組的過電壓保護不動作或未配置，發(fā)電機并網(wǎng)開關不跳閘，發(fā)電機“飛車”運行而未及時發(fā)現(xiàn)，線路上的負荷小于電站的發(fā)電容量，導致用戶端過電壓，電網(wǎng)用戶電器燒壞。反之，若線路上的負荷大于發(fā)電機容量，將可能導致發(fā)電機過負荷過電流而損壞。

通過該次排查發(fā)現(xiàn)長官片區(qū)小水電站存在以下共性問題。

（1）電站基礎管理薄弱。現(xiàn)場缺少相關制度及運行記錄，運行人員年齡較大，專業(yè)知識欠缺。聯(lián)系電話均為移動電話或無線電話，信號受地勢或機站停電影響較大。

（2）調度對電站管理缺失。部分電站均未簽定并網(wǎng)調度協(xié)議。電站發(fā)電計劃的隨意性很大，有水就發(fā)、無水就停，且開停機前不與調度機構和配網(wǎng)管理部門聯(lián)系。

（3）保護配置不完善。無過電壓保護裝置或無確保過電壓保護裝置正確的措施。

此類問題也從某種程度上反映出湘西10 kV并網(wǎng)小水電的共性問題，具有普遍性。

2 加強小水電并網(wǎng)運行安全管理

2.1 強化調度規(guī)范管理

強調地、配、縣調多級調度，樹立“對電網(wǎng)負全責”的安全調度理念，強調水電站并網(wǎng)必須服從公司的統(tǒng)一調度管理，遵守調度規(guī)程，執(zhí)行調度命令，做到安全可控、能控、在控。定期組織會議、學習班、交流會等形式及時向水電站貫徹上級有關水電管理的相關文件和精神，不斷提高并網(wǎng)水電站的管理水平和執(zhí)行力，提高水電站運行人員技術水平，促進小水電規(guī)范管理。

加強電站自動化水平，尤其是加強新并網(wǎng)電站的接入管理，做到電站開機、停機、水情、母線電壓等電站運行關鍵數(shù)據(jù)上傳調度中心，調度掌握直調電站開、停機及發(fā)電計劃。對于老舊的水電站，要求各水電站必須配置兩路獨立的通信設備，并將水電站負責人的聯(lián)系方式向調度報備。

2.2 提高電站安全管理

組織相關各專業(yè)對地區(qū)內(nèi)主要電廠進行安全檢查，督促電廠落實制定反事故措施、保廠用電措施、全站停電事故處理及黑啟動方案，盡可能消除發(fā)電側安全隱患，維護電廠穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的同時確保電網(wǎng)安全。

小水電機組和并網(wǎng)線路的檢修必須嚴格按照公司計劃檢修的工作要求，以書面申請形式辦理有關手續(xù)，遇到事故緊急處理后，必須立即向公司調度部門匯報，嚴禁私自改變調度管轄設備狀態(tài)，私自進行工作。

2.3 加強電站監(jiān)督考核

對管轄的小水電參照《湖南電網(wǎng)110千伏及以下電壓等級并網(wǎng)中小型公用電廠運行考核監(jiān)督實施辦法（試行）》進行管理，既能提高水電管理水平，又能規(guī)范非統(tǒng)調電站上網(wǎng)秩序，在保證電網(wǎng)安全的前提下發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益。主要從以下兩方面入手：一是督促與所轄電站簽訂符合現(xiàn)階段小水電管理規(guī)定的并網(wǎng)協(xié)議，通過調度協(xié)議約束小水電上網(wǎng)秩序；二是按照《湖南電網(wǎng)110千伏及以下電壓等級并網(wǎng)中小型公用電廠運行考核監(jiān)督實施辦法（試行）》規(guī)定，定期檢查縣調小水電相關考核情況，根據(jù)實際情況予以獎懲，逐步常態(tài)化、規(guī)范化。

3 提高小水電站線路電壓頻率保護穩(wěn)定性

由于小水電管理不盡完善，而人工判斷故障切除故障的時間不能滿足安全穩(wěn)定運行的要求，因此有必要在并網(wǎng)水電機組或線路安裝可靠的保護裝置。

當電網(wǎng)突然停電，發(fā)電機轉速馬上發(fā)生變化，線路上的負荷與電站的發(fā)電容量相當或小于電站發(fā)電容量時，轉速上升。而供電線路上此時的用電負荷大于電站的發(fā)電機容量時，轉速下降，頻率電壓亦隨著變化。根據(jù)機組特性，通過實時監(jiān)測線路的電壓和頻率，可增加或提高小水電站發(fā)電機的線路電壓，頻率保護的可靠性、靈敏性。解決了因電網(wǎng)突然停電，主開關不跳閘而燒壞發(fā)電機和用戶電器事故問題。因此，并網(wǎng)機組保護應實現(xiàn)以下幾種基本功能。

3.1 過壓保護

發(fā)電機并網(wǎng)運行中，當發(fā)電機的電壓高于保護設定的過壓保護值，且持續(xù)一段時間，保護裝置判為過壓故障。保護裝置不管并網(wǎng)與否都發(fā)出常規(guī)“跳閘”命令，實時顯示此時的電壓值，并報警。

3.2 欠壓保護

發(fā)電機電壓低于設定欠壓保護值，且持續(xù)一段時間，保護裝置判為欠壓狀態(tài)。并網(wǎng)前故障繼電器不動作。并網(wǎng)后，發(fā)電機電壓連續(xù)低于設定過壓保護值一定時間時，發(fā)常規(guī)“跳閘”命令和常規(guī)告警信號。

3.3 過速（飛車）保護

過速（飛車）保護同樣分“并網(wǎng)”前和“并網(wǎng)”后，“并網(wǎng)”前過速我們通常叫“飛車”，在系統(tǒng)甩負荷以及保護跳閘后，水輪機來不及關閉水閥，發(fā)電機可能出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。當該保護裝置確認發(fā)電機頻率超過設定值時判為“飛車”故障，“故障”繼電器與“飛車”繼電器同時動作，組合出“減速”信號控制調速機減速，同時發(fā)出常規(guī)告警信號。

另外，為提高10 kV小水電并網(wǎng)線路的供電可靠性，對10 kV有小水電的線路在變電站側安裝線路TV，接入重合閘保護，并將重合閘投入檢無壓同期方式，以便瞬間故障快速恢復用戶供電。

4 結語

隨著電力工業(yè)的改革和發(fā)展，電網(wǎng)安全工作越來越重要。為了更好地促進該州小水電事業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展，加強小水電上網(wǎng)運行的管理，維護電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、合理運行，該文結合湘西電網(wǎng)實際案列，從并網(wǎng)調度管理、電站人員管理、保護技術管理等對湘西小水電并網(wǎng)安全運行展開討論，指出了當前影響湘西小水電安全運行的風險因素，并依據(jù)湘西小水電特點、機組特性等方面的特點提出了相應的防范措施，既充分發(fā)揮了小水電效益，又對確保湘西電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行具有重要意義。

參考文獻

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