陕西电网“12·18”大面积污闪事故的分析及防治对策

　　1　引言

　　陕西电网截至2000年底，已发展成为装机容量6．25GW，最大负荷4．45GW的大电网，由于沙尘暴、烧荒、干旱、重雾等自然或人为因素的影响常常引发大面积停电事故。针对此类事故，一方面应加强发、供电设备的管理与维护，把外界因素引起的破坏降至最低；另一方面应深入研究电网网架结构，集中有限的资金与力量解决电网的“瓶颈”问题，提高电网抵御重大事故的能力。下面以陕西电网12．18大面积污闪事故为例，详细分析此类事故的原因。

　　2　12·18陕西电网大面积污闪事故的发生及处理经过

　　2000年12月18日12：27，陕西全省大雾，渭南地区尤其严重，并伴有冰凌。位于渭南地区中东部的秦岭二电厂330kV母线相继跳闸，造成330kV秦渭线、秦南线跳闸、损失2台机组共280MW出力，并把近200MW的地区负荷甩到秦岭一厂，仅通过一条220kV闫周线与一条110kV闫耀线与主网相连，闫耀线负荷达到80MW，调度紧急开启陕南地区的所有备用机组，并将秦岭一厂110kV母线负荷倒至其它电源点供电，以减轻闫耀线压力。与此同时，陕南电网出现了低频振荡现象，振幅30～60A，周期1～2 s，经过碧口电厂与石泉电厂负荷的平稳切换，才使得低频振荡消失。经检查，秦岭电厂330kV母线有闪络痕迹并曾有爆炸声，因此决定将设备退出运行紧急清扫。此时电网已非常薄弱，就在16：17，秦岭一厂110kV I母跳闸，导致2号机组带秦岭电厂110kV母线负荷与主网解列，孤网出现严重低周，低频减载动作，渭南、商洛地调拉闸限电使孤网频率恢复正常。16：25闫周线跳闸，秦岭一厂220kV仅通过闫耀线接入系统，在闫周开关没有同期装置的情况下调度强送闫周线成功。18：35秦岭二厂330kVⅡ母线清扫完毕并恢复运行，19：21秦岭一厂110kVⅠ母线消缺结束恢复运行。全部限电负荷于22：33恢复供电，直至次日1：37秦岭电厂330kV电网与110kV电网才恢复联络。污闪事故分布如图1所示。

　　在秦岭电厂母线事故发生的同时，受恶劣天气的影响，相继有330kV北渭线、220kV枣周线、330kV渭庄线等设备因闪络跳闸，使在事故情况下可靠性已大大降低的电网更雪上加霜。

　　3　陕西电网污区分析及历年污闪事故回顾

　　污闪一直是陕西电网的隐患，几乎每年都不可避免地发生，这是由全省的污源分布特点、大气特征、大气环境特点等因素造成的。

从陕西的气候特征来看：春季多风且降水少，夏季多雷阵雨和暴雨，渭北地区多冰雹和阵性大风天气，冬季多阴雨、常出现逆温天气，全年持续干旱时间长，持续雾日时间长，这些特殊气象加重了绝缘污染。

　　从大气环境质量来看：陕西省的污染治理配套措施相对落后，总体大气环境较恶劣，以关中地区为例，总悬浮颗粒超标1．3倍，自然降尘率超标1．24倍。从污染源的种类和分布来看：陕西省的污染源主要分为工业生产与生活锅炉污染源、土壤污染源、机动车辆污染源等。陕西的工业区集中在关中，全省10个地区工业废气排放量最多的是渭南，其次是西安、咸阳、宝鸡。

　　陕西省划属IV级污区的地区有：西安市西郊、咸阳兴平化肥厂周围、渭南地区陕西化肥厂周围、秦岭一厂周围、榆林地区尔林兔盐湖及府谷地区。按《陕西省污区分布图实施细则》规定：IV级污区尽量采用封闭电器，但目前上述地区还不能达到此要求。从多年运行情况来看重污区的确是污闪的频发地带。

　　从1969年到1992年，110kV以上线路污闪跳闸共计245次，发、变电站污闪跳闸56次，其中从1983年到1992年，330kV线路因污闪跳闸21次，年平均污闪跳闸率高达0．16次／百公里年。主要集中在渭南、西安、宝鸡、咸阳地区。1992年以后，重新调整了线路爬距、加强了电网设备的清扫工作，大大减少了污闪事故的发生，但随着电网的不断发展，每次污闪事故的损失负荷和影响范围已不容忽视。

　　1997年2月27日陕西电网发生了波及面最广、损失负荷最重的一次污闪事故，东起秦岭电厂、西至宝鸡汤峪、南起户县电厂、北到韩城地区，共计4条330kV线路、2条220kV线路、4台330kV／240MVA变压器跳闸，损失地区负荷280MW，停电时间3h22min，其中秦岭一厂、220kV闫良、代王变电站与系统解列，失压23min。

　　1998年2月19日，220kV秦代线、330kV秦南线、秦渭线跳闸，致使秦岭电厂与系统解列。330kV安南1、2线跳闸导致安康地区与系统解列，同时跳闸的还有330kV韩金线、220kV闫代线，均由不同程度的污闪引起。

　　纵观历次事故可以看出，关中渭南地区，尤其是秦岭电厂地区几乎是污闪事故的必发之地，也是造成损失最大的地区。根据不同污染程度调整爬距和增加设备清扫次数是减少污闪事故的有效手段，\ 1999年安排秦岭电厂母线退出运行清扫多达9次，有效地防止了该地区的污闪事故。但此种“堵”的办法并不能完全扼止此类事故的发生，还要采取“疏”的办法来提高电网承受事故的能力，以下从几方面加以探讨。

　　4　陕西电网网架结构的特点与弱点

　　陕西电网主网架由33条330kV线路构成，其中以关中地区尤为紧密，基本形成环形网络供电，陕南陕北地区均由薄弱的辐射形线路供电。220kV线路由于历史原因没有得到发展，仅有9条线路，形成了现在的几个330kV－220kV－110kV大电磁环网，降低了系统运行可靠性，也给事故处理带来了困难。

　　110kV闫耀线、秦岭电厂7号联变、关中220kV电网和陕南电网这一电磁环网中的设备牵一发而动全身，尽管1999年在闫良变、洋县变装设了区域性稳定控制装置，但仍未从根本上解决问题，只有打开电磁环网，才能彻底改变这种被动局面，但目前电网的情况还不允许。

　　商洛电网目前主要由秦岭电厂110kV线路供电，330kV柞水变投运后，因与商县没有110kV线路联系，仍不能减轻秦岭电厂的负荷，在事故状态下负荷无法转移，使事故处理时除了限电别无他法。

　　陕南电网在330kV汉中变投运后，只是减轻了汉中地区的负荷压力，并未从根本上提高汉中电网的供电可靠性，只有一条220kV线路将汉中电网的200MW负荷接入主网。这一带由于电网结构、机组调速性能以及弱阻尼特性特点容易发生低频振荡。

　　西安北部地区负荷增长较快，使得北郊主变不堪重负，系统常为减轻主变或线路负荷而透支陕南的水电出力。

　　陕北地区电网建设发展很快，但到目前为止形成的只是一条长达570km的逐级供电线路，其可靠性低不言而喻。

　　5　改进措施

　　5．1　改进电网结构，提高电网承受事故能力

　　秦岭电厂是陕西污染等级最高的地区之一，而且这里发生事故将影响渭南和商洛两个地区供电，新建的330kV柞水变应向商县架设110kV的供电线路，与秦岭电厂共同负担商洛地区负荷，同时330kV罗敷变应尽快投产，分担秦岭电厂110kV母线所带负荷，这样一来，类似12．18事故若再次发生将大大减少两地区的负荷损失量。

　　110kV闫耀线是陕西电网最致命的电磁环网，应在此地区建设一个新的330kV变电站以取代闫耀线向东连接秦岭电厂、向西连接汉中电网、向北接入铜川电网的枢纽作用，尽快使110kV电压等级的线路完成其担负环网的使命。

　　330kV汉中变可装设330kV／220kV降压变，用220kV线路接入汉中电网的220kV变电站，实现汉中电网双回线接入主网，这不仅能提高汉中地区的供电可靠性，也将大大提高汉中电网水电出力的事故支援能力。

　　陕北电网应尽快建设第二回330kV线路，打破单长线联络的薄弱环节。

　　电网网架在建设完善过程中，其结构总有不合理之处，存在电网薄弱点在所难免，但应抓住关键，尽快解决“瓶颈”问题，使电网事故连锁反应带来的损失减至最小。

　　5．2　加强环境保护，减少污染源

　　总结历次污闪事故的经验和教训，加大防污工作的力度，特别是重污染区的综合防治，加强环保意识，提高设防标准，增加环境整治投资和监测力度，减少污染源特别是电厂本身对整个电力设施的威胁。随着环保技术的不断发展，电除尘、粉煤灰综合利用、脱硫等高新技术逐步应用于电力行业，将大大减少电厂这个巨大污染源的危害。对正在运行的缺乏环保设施的电厂来说，大规模的改造不现实，但可从三个方面减少污染：①煤的选择上，应减少掺杂大量煤干石的小窑煤；②改进旧的除尘设备，采用新型高效电除尘器；③综合利用粉煤灰，减少排放屯积污染。

　　5．3　网厂分离后，要正确处理电网安全与电厂效益的关系

　　网、厂分离是大势所趋，当电厂成为独立经营企业后，电厂效益与电网安全之间必然会产生矛盾。对电厂设备的管理、技改、检修、清扫等与电网安全休戚相关的工作仍要投资支持，不能着眼于电厂短期效益而牺牲电网整体安全。可采用将电厂运行的可靠性、电网整体安全性与上网电量挂钩的办法，做到维护电网安全者奖电量，危害电网安全者扣电量，从考核制度上制约电厂忽视设备争发电量的情况，这需要建立一整套基于电力市场条件下的考核结算法则。做为电网调度机构，也应掌握电厂设备的运行状况，了解潜在的不可靠因素，一方面督促电厂尽快消除，另一方面也能针对不可靠性做出适当安排，事先将可能发生的事故危害减至最小。如何协调电厂局部利益与电网整体安全之间的关系，如何加强对电厂的技术监督力度是一个诚待探讨的课题。可以肯定的一点是要充分发挥电网技术部门对维护电网安全稳定运行的作用和权威，对电厂的技术要求要切实可靠地落实。

　　5．4　加强与气象部门的联系，做到防患于未然

　　电网的安全运行与气象条件有着密不可分的关系，陕西电力部门早在1957年就建立了与有关气象部门的联系，随着电网规模的不断扩大，这一工作变得更加重要，2000年，调度中心与气象台建立了联网，拨号远程登录气象台的天气预报网页，特别是在特殊气象时期，如大风、大雾、阴雨、冰凌等，及时掌握气象动态，对分析研究电网运行方式、提高稳定控制水平、加强薄弱环节的事故防范措施起到了良好作用。但是目前仍存在两个问题：①由于条件限制，气象台能够对外提供的气象资料，特别是对电力运行产生极大危害的恶劣天气的预报数据还很不准确和完备，远不能满足电力部门的需求；②天气状况对电力负荷、设备的影响还不能做出定量分析。

　　6　结束语

　　污闪事故不同于一般单纯的设备事故，它涉及面广、影响设备多且分散，往往造成大面积、多设备的连锁事故，这时候电网结构是否合理显得尤其重要，也可以说，一次大面积的污闪事故可以充分暴露电网的弊端。陕西电网近年发展得很快，我们希望在设计部门、规划部门、基建部门和环保部门的多方努力下，陕西电网能发展成为一个合理、可靠、经得住考验的大电网。