——記重慶電科研院利用電網仿真查找張長二線開關爆炸真相

在熱映的電影《波斯王子：時之沙》里有一種時間之沙，只要裝入魔法匕首，再按下匕首上的寶石按鈕即可使時光倒流。重慶電力科學試驗研究院里也有一樣類似“時之沙”的神奇法寶，雖不能使時光倒流，但能使情景再現，那就是——電網仿真實驗室。

該院的電網仿真實驗室始建于2008年，于2009年底建成投入使用。實驗室通過建立與實際電網一致的計算模型模擬電網運行開展計算分析，反映電網運行和操作時電網動態特性情況，能對有關電網事故過程進行“回放”，為事故分析提供重要的理論支撐。

6月22日，隨著重慶公司張長二線B、C相開關在北京ABB開關廠的成功解體，標志著歷時一個多月的重慶電網張長二線A相開關爆炸事故原因分析終于塵埃落定，事故分析取得了圓滿成功。那么重慶電科研院是怎么利用這個“神奇”的實驗室開展事故分析和進行事故回放的呢？ 

5月5日9時30分，當太陽還在云霧中梳洗的時候，一道火光劃亮了500千伏張家壩站上空，該站張長二線5073 A相開關發生爆炸，該站工作人員迅速斷開張家壩站500千伏 II母所有開關，5073A相開關在持續燃弧10多分鐘后熄滅。

開關爆炸事故的發生引起了重慶公司的高度重視，隨即在第二天組織相關人員到張家壩站事故現場進行事故現象和原因的初步分析，初步確定是該站張長二線5073 A相開關在長壽側長5011開關拉張長二空載線路時發生的爆炸。為深入分析事故現象，及時準確地找到事故原因，電科研院電網仿真實驗室承擔起了“仿真計算分析，還原事故真相”的重擔。

由于電網分析計算需要詳細的基礎資料才能建立詳盡模型，5月6日，計算人員到現場收集事故發生過程的基礎資料和相關電網運行情況，緊接著第二天上午又到重慶公司檔案室收集需要建模計算的線路資料，其中包括了張長線、張隆線等多條500千伏線路。資料搜集完畢，計算人員隨即開始清理數據，建立模型。經過初步計算和對比分析，結果表明正常電網運行的特性與事故發生前后是一致的，從而確定了電網建模的準確性。接下來的幾天，計算人員反復推敲每一個模型和參數，理解分析事故現象和仿真計算情況，多專業方向查閱資料，分析對比每一條數據波形，于5月11日完成詳細的計算報告，并與實測數據進行了對比，計算數據與實測數據基本接近，保證了仿真結論的可信。

5月14日國家電網公司在北京組織了事故分析會。針對事故發生情況以及張長二線的過電壓測試情況，開關廠家ABB提出在張長二線合分時有直流分量，存在電流偏移過零時間較長，5073開關開斷時燃弧時間較長灼傷開關弧觸頭導致開關內絕緣下降情況。該院針對事故發生情況以及張長二線的過電壓測試情況，再次開展了張長二線合分試驗的仿真模擬計算。仿真結果表明5073開關合分時存在直流分量，電流存在偏移，過零時間較長，從而延長了開關開斷時的燃弧時間，以至灼傷開關弧觸頭導致開關內絕緣下降。在6月22日的開關解體試驗中，解體后的C相開關弧觸頭灼傷痕跡明顯，從而進一步驗證了事故仿真分析結果的正確性。
一個多月以來，電網仿真實驗室對事故過程進行了全面的仿真模擬計算，成功還原了事故發生時的全過程，得出了張長二線在電網運行操作時因電網特性引發拍頻振蕩從而導致開關斷口承受較高電壓直至放電燃弧爆炸的事故現象，為開關爆炸事故分析提供了重要的理論支撐，為深入分析事故原因提供了重要依據。但看似簡單的分析結論卻是計算人員承擔著巨大的壓力、加班加點、挑燈夜戰利用仿真試驗設備對復雜現象多次計算分析的提煉。如果沒有仿真實驗室，如果沒有計算人員的扎實的理論基礎和相當經驗的積累，在如此短的時間里分析出事故現象是非常困難的。

情景再現找真相，電網仿真顯身手。此次仿真計算不僅解決了實際工作中的難題，同時也是一次理論上的突破，對指導未來重慶電網的規劃設計以及避免類似電網事故的再次發生具有十分重要的意義，得到了重慶公司的高度贊揚，獲得了中國電科院相關專家的好評，同時國網公司也給予了充分肯定。真相還原的背后是強大的技術支撐，它表明了重慶電科研院電網仿真計算分析領域的技術實力在不斷提升，極大提高了重慶公司的電網事故分析能力和運行技術管理水平。