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【摘要】电网安全事关国家安全、社会稳定和国民生产生活的正常进行。本文主要介绍了电网事故起因、故障定位、事故处理及事故预防的措施。电网事故主要由意外事故、人为误操作、装置的隐性故障引起；本文介绍了配电网络中故障定位的概念、作用与意义，电网事故处理的概念及事故预防的措施，并从状态检测、事故预案生成和带电作业检修三方面详述事故预防的方案。
【关键词】电网事故；措施
【中图分类号】TK 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2012）06-0123-2
一、电网事故起因归类
事故，定义为对节点的负荷扰动和电路断线事故。事故分析，是用一系列即将来临的、有可能发生的事故来检验电力系统的安全性能，考察系统在每种事故发生后各元件的过负荷情况和节点的电压越限情况。寻求合适的算法分析事故，前提是确定事故的原因。
事故可以按照多种标准来分类，如：按原因分类：从发生电网事故的原因来看，引发一般电网事故的主要因素有，继电保护、恶劣天气、外力破坏、误操作、质量不良、人员责任及其他原因。按责任分类：自然灾害、制造质量、外力破坏、运行人员、施工设计、人员责任和其他。据统计，自然灾害（雷击、雾闪、覆冰误动等）、人员责任（运行人员和其他人员责任）、外力破坏和制造质量一次是一般电网事故的主要责任原因。按技术分类：继电保护、雷击、接地短路、恶性误操作、误碰误动、设备故障和其他。其中，接地短路（外力破坏、对地放电）、继电保护（保护误动、保护拒动、二次回路故障）和雷击是构成一般电网事故的主要技术原因。按设备分类：输电线路、继电保护、其他电器、开关、刀闸、组合电器等。实践表明，输电线路、继电保护依次是造成电网事故的主要设备原因。
本文主要研究事故的发生起因，电力系统事故按发生起因可以细化分为以下三类：
第一类：意外事故（突然事故），是指自然环境下遭遇恶劣天气或自然灾害导致短路事故，如暴雨、台风、海啸、地震等，国内典型的事故案例是2008年1月，我国南方部分地区遭受了持续低温雨雪冰冻灾害，正值春节期间，用电负荷高峰期与电力供应严重不足形成了矛盾，电网遭受了严重破坏。2008年5月12日，四川等地区遭遇8.0级特大地震，电网损害严重；累计停运35kV及以上变电站245座，10kV及以上输电线路3322条。第二类：人为误操作引发继电保护等装置误跳、误投、误动作等。电力负荷异常引起发用电不平衡，电网调度运行人员未及时处理，引起频率、电压等稳定问题，主要输电线路输送功率超过稳定限额。第三类：电力系统的隐性故障是一种永久性缺陷，完成一个开关动作后，继电器或继电器系统可能将电路元件错误或不适当地从系统中移除，在以前没有发生开关事件的情况下，由继电保护系统的故障所导致的电力系统元件被立即跳闸切除的不能称之为隐性故障。隐性故障也指系统内某事件发生后，因配置不当、硬件损坏等原因造成的保护装置缺陷导致保护装置误动。连锁故障是指系统中某一元件故障导致一系列其他元件停运，该连锁反应迅速蔓延，最终造成大规模停电事故，发生的主要原因是保护装置的隐性故障。
二、电网故障定位的概念
故障定位概念的提出源于这样一个问题，在一个配电网网络中，对于瞬时性故障，重合器动作一次，故障消失，配电网网络继续对负荷供电；若发生的故障为永久性故障，则需要根据开关上传的故障信息状态变量来决定开关是否动作。电网故障定位是指当配电网发生故障后，应能及时准确地确定故障地点，从而迅速隔离故障区段并恢复全区段供电，尽可能地减少因事故停电对社会经济和群众生活造成的影响与损失。
配电网主要有三种基本结构：辐射状网、树状网、环状网。采用带通讯的远方控制方式的配电网故障自动定位、隔离及恢复供电是分散式配电综合自动化技术的主要趋势。主要根据配电网中各FTU上传给SCADA系统的实时遥测、遥信量及故障信息，经过故障定位软件包分析和判断得出故障区段，实施一系列的分段断开关操作，对故障区段实施有效的隔离，并快速恢复非故障区段的供电。
随着配网规模的日益扩大，配电网故障定位的实时性要求就显得格外突出，所以开发能满足在线要求的性能优异的故障定位算法是配电自动化的关键技术之一。国家电网公司明确提出了供电可靠性要达到99.96%的目标，要提高供电可靠性，首先必须有合理的配电网，即每一个电力用户至少有两个源点给其供电，一旦一个源点或传输线出现故障，此时通过控制可以由另一个源点给其供电，从而减少停电时间，提高供电可靠性；其次就必须在配电网发生故障时，迅速确定故障区段，并将故障区段隔离、恢复非故障区的供电，从而减少停电面积。因此实施配电自动化的故障定位功能将可以减少停电时间、缩小停电面积，提高供电的可靠性。
故障定位的算法主要可以分为如下：矩阵算法：根据配电网的结构构造出网络描述矩阵（反映馈线的拓扑结构），当馈线发生故障时，故障电流流过分段开关上的FTU（RTU），将监测到过电流，并记录下上报至SCADA系统，得到故障判断矩阵。过热弧搜寻算法：基于图论，并根据配电网的拓扑模型进行故障定位，将出线开关、分段开关和联络开关看作顶点，馈线线段为弧，定义负荷与额定负荷之比为归一化负荷，故障区段很容易辨别出。基于人工神经网络算法：主要应用如下，两种不同的神经网络模型解决故障诊断问题，基于三层前馈神经网络，用全局逼近的BP学习算法完成故障定位等。基于专家系统的故障定位算法：典型应用是基于产生式规则的系统，将保护、断路器的动作逻辑以及运行人员的诊断经验用规则表示出来，形成故障诊断专家系统的知识库，进而根据报警信息对知识库进行推理，获得故障定位的结论。基于模糊理论的故障定位算法：基于概率理论的方法和基于模糊理论的方法是两种典型方法，前者以概率论中的贝叶斯公式为基础，要求处理对象必须是随机变量或已知相关变量之间的条件概率分布。而基于模糊理论方法是模拟人类思维中的近似推理过程，应用于人类经验知识起重要作用的场合。保护、断路器的动作行为的数据和输电网络状况有一定不同的可信度。基于遗传算法的故障定位算法：基本操作包括编码的构造、开关函数和适应度函数的构造、初始解群的形成和遗传操作等。进行配电网故障定位时，以开关（进线断路器、分段开关、联络开关）为节点，以相邻开关之间的配电区域为一个独立设备，各节点的状态信息由上传给主站监控系统的带时标的故障报警系统确定，各设备的状态即为遗传算法的参数。 三、电网事故处理的概念
电网发生事故时，迅速正确地判断事故时尽快消除故障源、防止事故扩大的前提，首先根据事故现象的关联性，正确判断事故性质，确定送受电端；根据电网的有功、无功潮流及电压的变化，正确判断事故所产生的后果。随着电网结构的变化，及时了解控制系统的薄弱环节，在恢复过程中分清主次关系，理顺送电次序。电网出现故障有开关变位时，系统的结构和运行工况都会发生变化，有可能造成电网的解列，原来互联的系统变成两个或多个子系统，而每个子系统的电源和负荷的分布情况一般各不相同。因此，在电网事故处理之前，需要对系统进行解列状态判别，以了解系统是否解列及各子系统所包含的厂站。传统的电网解列判断是同实时结线分析联在一起的，分析方法过于繁琐，需要建立许多关联表。近年来，人们应用人工智能的搜索技术，进行电网拓扑搜索，以判断电网是否发生解列，这种方法简化了电网解列判断的过程及其前期准备工作，因而得到了普遍的接受和使用。
四、电网事故预防措施
电力企业应遵循的保证工作安全的三大措施为：组织措施、技术措施和安全措施；安全设施及人的行为需规范化，并定期进行安全大检查。随着电网建设和规模的发展及互联电网的发展，现代先进的输电技术、电力电子技术、信息技术、安全稳定控制技术得到广泛应用。
防止重大电网事故的对策有：防止电力系统稳定破坏事故；认真贯彻落实《电力系统安全稳定导则》，按照三级安全稳定标准，建立防止稳定破坏的三道防线。加强和改善电网结构，特别是加强受端系统的建设，逐步打开电磁环网；积极采用新技术和实用技术，提高电网安全稳定水平；加强电网安全稳定“第三道防线”的建设与完善，结合本网实际，配置数量足够、分布合理的低频低压切负荷比例；加强电网计算分析研究，提高稳定计算水平。
加强继电保护运行管理，进一步提高正确动作率；适应形势变化和生产发展，实现技术、管理不断创新；加大科技投入，加快技术改造；强化技术监督，完善监督制度；加强规范化管理，减少人员三误（误碰、误接线、误整定）事故发生；加强元件保护管理；强化全员培训，提高人员素质。
应用好电力系统安全自动装置；通过采用电力系统稳定器、电气制动、快控气门、切机、切负荷、振荡解列、串联电容补偿、静止补偿器、就地和区域性稳定控制装置等安全自动装置，防止电力系统失去稳定和避免电力系统发生面积停电。随着计算机技术的发展，应积极采用智能化的稳定控制策略，保证大电网的安全稳定。
建立事故预防与应急处理体系；进一步完善防止大电网事故的技术措施，结合事故类型和事故规律，制定并落实防止重特大事故发生的预防性措施，限制事故影响范围及防止事故扩大的紧急控制措施，以及减少事故损失并尽快恢复正常秩序的恢复控制措施。通过建立覆盖事故发生、发展、处理、恢复全过程的事故应急救援与处理体系，并有针对性地组织联合反事故演习、开展社会停电应急救援与处理演练，有效减少大面积停电事故所造成的损失，提高社会和公众应对大面积停电的能力。
另外，需重点防范故障的设备有：发电机、汽轮机、水轮机、变压器、高压断路器、高压互感器等。电力设备的安全可靠运行是电力工业生产的主题，对电气设备进行预防性的维修与试验是电力系统及其设备安全可靠运行的重要保证，使得电力设备故障率降到最低。
【参考文献】
[1]张文亮，周孝信，白晓民，汤涌.城市电网应对突发事件保障供电安全的对策研究[J].中国电机工程学报，2008，22（1）.
[2]易俊，周孝信.基于连锁故障搜索模型的降低电网发生连锁故障风险的方法[J].电网技术，2007，31（6）.
【作者简介】郭舒婷：武陟县电业总公司。
【关键词】电网事故；措施
【中图分类号】TK 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2012）06-0123-2
一、电网事故起因归类
事故，定义为对节点的负荷扰动和电路断线事故。事故分析，是用一系列即将来临的、有可能发生的事故来检验电力系统的安全性能，考察系统在每种事故发生后各元件的过负荷情况和节点的电压越限情况。寻求合适的算法分析事故，前提是确定事故的原因。
事故可以按照多种标准来分类，如：按原因分类：从发生电网事故的原因来看，引发一般电网事故的主要因素有，继电保护、恶劣天气、外力破坏、误操作、质量不良、人员责任及其他原因。按责任分类：自然灾害、制造质量、外力破坏、运行人员、施工设计、人员责任和其他。据统计，自然灾害（雷击、雾闪、覆冰误动等）、人员责任（运行人员和其他人员责任）、外力破坏和制造质量一次是一般电网事故的主要责任原因。按技术分类：继电保护、雷击、接地短路、恶性误操作、误碰误动、设备故障和其他。其中，接地短路（外力破坏、对地放电）、继电保护（保护误动、保护拒动、二次回路故障）和雷击是构成一般电网事故的主要技术原因。按设备分类：输电线路、继电保护、其他电器、开关、刀闸、组合电器等。实践表明，输电线路、继电保护依次是造成电网事故的主要设备原因。
本文主要研究事故的发生起因，电力系统事故按发生起因可以细化分为以下三类：
第一类：意外事故（突然事故），是指自然环境下遭遇恶劣天气或自然灾害导致短路事故，如暴雨、台风、海啸、地震等，国内典型的事故案例是2008年1月，我国南方部分地区遭受了持续低温雨雪冰冻灾害，正值春节期间，用电负荷高峰期与电力供应严重不足形成了矛盾，电网遭受了严重破坏。2008年5月12日，四川等地区遭遇8.0级特大地震，电网损害严重；累计停运35kV及以上变电站245座，10kV及以上输电线路3322条。第二类：人为误操作引发继电保护等装置误跳、误投、误动作等。电力负荷异常引起发用电不平衡，电网调度运行人员未及时处理，引起频率、电压等稳定问题，主要输电线路输送功率超过稳定限额。第三类：电力系统的隐性故障是一种永久性缺陷，完成一个开关动作后，继电器或继电器系统可能将电路元件错误或不适当地从系统中移除，在以前没有发生开关事件的情况下，由继电保护系统的故障所导致的电力系统元件被立即跳闸切除的不能称之为隐性故障。隐性故障也指系统内某事件发生后，因配置不当、硬件损坏等原因造成的保护装置缺陷导致保护装置误动。连锁故障是指系统中某一元件故障导致一系列其他元件停运，该连锁反应迅速蔓延，最终造成大规模停电事故，发生的主要原因是保护装置的隐性故障。
二、电网故障定位的概念
故障定位概念的提出源于这样一个问题，在一个配电网网络中，对于瞬时性故障，重合器动作一次，故障消失，配电网网络继续对负荷供电；若发生的故障为永久性故障，则需要根据开关上传的故障信息状态变量来决定开关是否动作。电网故障定位是指当配电网发生故障后，应能及时准确地确定故障地点，从而迅速隔离故障区段并恢复全区段供电，尽可能地减少因事故停电对社会经济和群众生活造成的影响与损失。
配电网主要有三种基本结构：辐射状网、树状网、环状网。采用带通讯的远方控制方式的配电网故障自动定位、隔离及恢复供电是分散式配电综合自动化技术的主要趋势。主要根据配电网中各FTU上传给SCADA系统的实时遥测、遥信量及故障信息，经过故障定位软件包分析和判断得出故障区段，实施一系列的分段断开关操作，对故障区段实施有效的隔离，并快速恢复非故障区段的供电。
随着配网规模的日益扩大，配电网故障定位的实时性要求就显得格外突出，所以开发能满足在线要求的性能优异的故障定位算法是配电自动化的关键技术之一。国家电网公司明确提出了供电可靠性要达到99.96%的目标，要提高供电可靠性，首先必须有合理的配电网，即每一个电力用户至少有两个源点给其供电，一旦一个源点或传输线出现故障，此时通过控制可以由另一个源点给其供电，从而减少停电时间，提高供电可靠性；其次就必须在配电网发生故障时，迅速确定故障区段，并将故障区段隔离、恢复非故障区的供电，从而减少停电面积。因此实施配电自动化的故障定位功能将可以减少停电时间、缩小停电面积，提高供电的可靠性。
故障定位的算法主要可以分为如下：矩阵算法：根据配电网的结构构造出网络描述矩阵（反映馈线的拓扑结构），当馈线发生故障时，故障电流流过分段开关上的FTU（RTU），将监测到过电流，并记录下上报至SCADA系统，得到故障判断矩阵。过热弧搜寻算法：基于图论，并根据配电网的拓扑模型进行故障定位，将出线开关、分段开关和联络开关看作顶点，馈线线段为弧，定义负荷与额定负荷之比为归一化负荷，故障区段很容易辨别出。基于人工神经网络算法：主要应用如下，两种不同的神经网络模型解决故障诊断问题，基于三层前馈神经网络，用全局逼近的BP学习算法完成故障定位等。基于专家系统的故障定位算法：典型应用是基于产生式规则的系统，将保护、断路器的动作逻辑以及运行人员的诊断经验用规则表示出来，形成故障诊断专家系统的知识库，进而根据报警信息对知识库进行推理，获得故障定位的结论。基于模糊理论的故障定位算法：基于概率理论的方法和基于模糊理论的方法是两种典型方法，前者以概率论中的贝叶斯公式为基础，要求处理对象必须是随机变量或已知相关变量之间的条件概率分布。而基于模糊理论方法是模拟人类思维中的近似推理过程，应用于人类经验知识起重要作用的场合。保护、断路器的动作行为的数据和输电网络状况有一定不同的可信度。基于遗传算法的故障定位算法：基本操作包括编码的构造、开关函数和适应度函数的构造、初始解群的形成和遗传操作等。进行配电网故障定位时，以开关（进线断路器、分段开关、联络开关）为节点，以相邻开关之间的配电区域为一个独立设备，各节点的状态信息由上传给主站监控系统的带时标的故障报警系统确定，各设备的状态即为遗传算法的参数。 三、电网事故处理的概念
电网发生事故时，迅速正确地判断事故时尽快消除故障源、防止事故扩大的前提，首先根据事故现象的关联性，正确判断事故性质，确定送受电端；根据电网的有功、无功潮流及电压的变化，正确判断事故所产生的后果。随着电网结构的变化，及时了解控制系统的薄弱环节，在恢复过程中分清主次关系，理顺送电次序。电网出现故障有开关变位时，系统的结构和运行工况都会发生变化，有可能造成电网的解列，原来互联的系统变成两个或多个子系统，而每个子系统的电源和负荷的分布情况一般各不相同。因此，在电网事故处理之前，需要对系统进行解列状态判别，以了解系统是否解列及各子系统所包含的厂站。传统的电网解列判断是同实时结线分析联在一起的，分析方法过于繁琐，需要建立许多关联表。近年来，人们应用人工智能的搜索技术，进行电网拓扑搜索，以判断电网是否发生解列，这种方法简化了电网解列判断的过程及其前期准备工作，因而得到了普遍的接受和使用。
四、电网事故预防措施
电力企业应遵循的保证工作安全的三大措施为：组织措施、技术措施和安全措施；安全设施及人的行为需规范化，并定期进行安全大检查。随着电网建设和规模的发展及互联电网的发展，现代先进的输电技术、电力电子技术、信息技术、安全稳定控制技术得到广泛应用。
防止重大电网事故的对策有：防止电力系统稳定破坏事故；认真贯彻落实《电力系统安全稳定导则》，按照三级安全稳定标准，建立防止稳定破坏的三道防线。加强和改善电网结构，特别是加强受端系统的建设，逐步打开电磁环网；积极采用新技术和实用技术，提高电网安全稳定水平；加强电网安全稳定“第三道防线”的建设与完善，结合本网实际，配置数量足够、分布合理的低频低压切负荷比例；加强电网计算分析研究，提高稳定计算水平。
加强继电保护运行管理，进一步提高正确动作率；适应形势变化和生产发展，实现技术、管理不断创新；加大科技投入，加快技术改造；强化技术监督，完善监督制度；加强规范化管理，减少人员三误（误碰、误接线、误整定）事故发生；加强元件保护管理；强化全员培训，提高人员素质。
应用好电力系统安全自动装置；通过采用电力系统稳定器、电气制动、快控气门、切机、切负荷、振荡解列、串联电容补偿、静止补偿器、就地和区域性稳定控制装置等安全自动装置，防止电力系统失去稳定和避免电力系统发生面积停电。随着计算机技术的发展，应积极采用智能化的稳定控制策略，保证大电网的安全稳定。
建立事故预防与应急处理体系；进一步完善防止大电网事故的技术措施，结合事故类型和事故规律，制定并落实防止重特大事故发生的预防性措施，限制事故影响范围及防止事故扩大的紧急控制措施，以及减少事故损失并尽快恢复正常秩序的恢复控制措施。通过建立覆盖事故发生、发展、处理、恢复全过程的事故应急救援与处理体系，并有针对性地组织联合反事故演习、开展社会停电应急救援与处理演练，有效减少大面积停电事故所造成的损失，提高社会和公众应对大面积停电的能力。
另外，需重点防范故障的设备有：发电机、汽轮机、水轮机、变压器、高压断路器、高压互感器等。电力设备的安全可靠运行是电力工业生产的主题，对电气设备进行预防性的维修与试验是电力系统及其设备安全可靠运行的重要保证，使得电力设备故障率降到最低。
【参考文献】
[1]张文亮，周孝信，白晓民，汤涌.城市电网应对突发事件保障供电安全的对策研究[J].中国电机工程学报，2008，22（1）.
[2]易俊，周孝信.基于连锁故障搜索模型的降低电网发生连锁故障风险的方法[J].电网技术，2007，31（6）.
【作者简介】郭舒婷：武陟县电业总公司。