2.3 事故原因分析

从伦敦大停电事故的整个演进过程可以看出，此次事故是由几个小的意外情况交错叠加酿成的大事故。事故发生后，NGC立即组织了调查小组对整个事故进行了详细的调查，对其调查结论进行归纳总结得出此次事故的原因。

1.自动化监测系统设计存在缺陷，告警信号提供的信息不明确

瓦斯继电器报警信号是此次大停电事故的直接起因。需要说明的是，英国国家调度中心在获得该信号时，并不能判断具体的故障设备，这是因为此信号是经过组合的信号。在国家调度中心的自动化系统中，为避免告警信号大量到达产生海量信息，而对调度员正常工作产生负面影响，许多告警信号都是被组合过的，以减少在系统中出现的信息。事后的调查也证明，上述组合过的告警信号并未注明究竟是变压器还是高压并联电抗器出现了故障。因此，调度员只能根据直觉尝试着将可疑设备逐一退出以进行检查，从而确定故障设备。可以断定，如果告警信号能够明确给出故障设备，那么此次大停电事故是完全可以避免的。

2.重要设备退出运行前，对系统运行风险预判不足，事故预案准备不到位

由于可疑变压器退出运行的倒闸操作将陪停小布鲁克—赫斯特1号线，系统中的两个275 kV变电站新十字和赫斯特将仅有一条线路供电，供电方式已经非常薄弱。此时，系统运行的风险显然加大，但国家调度中心的调度员并没有核实安排检修的线路能否提前恢复以增强上述两站点的供电可靠性，也未令现场人员确认瓦斯报警的确切设备，就安排可疑变压器停运，并陪停重要线路，这显然是对风险的预判严重不足。同时，上述仅有单线联络的变电站下尚有大量的配网负荷，调度员未与下级调度机构确认能否将部分负荷转移至其他站点用电就直接操作，也是风险意识不够的表现。此外，在整个事件处理过程中，所有操作步骤均是国家调度中心与EDF通过调度电话进行沟通后确定，未见任何可以参考的事故预案，说明NGC在日常管理中，对电网应急处置和事故预案准备不够重视，严重时可能导致事故处理时间拖延，波及范围扩大。

3.电网运行方式安排不够合理

负责配网运行的EDF拥有一座同名的132 kV温布尔登变电站，但与NGC的温布尔登变电站并不在一处，前者的四台变压器从后者获得电力供应，在正常情况下，四台变压器均运行，且满足N-1校核标准。但是，为了减小故障电流和防止设备过载，EDF将上述四台变压器分裂为两组，以每组两台变压器的方式运行。当一台变压器需退出运行时，同组中的另一台变压器转供其部分负荷，剩余部分负荷由另一组的两台变压器转供。如此一来，同一组的两台变压器满足了温布尔登和旺兹沃思的大部分负荷，剩余的那台变压器则供应剩余负荷，包括给伦敦地铁供电的Lots Road线路，如图2-8所示。在正常情况下，EDF应在检修变压器所在组的另一台变压器故障后，立即将两组分裂运行设备并列运行，以保证伦敦地铁的可靠供电。然而，不幸的是，在此次大停电事故中，该措施没有在第一时间予以实施，导致大伦敦地区约三分之二的地铁和列车停运。

图2-8 事故发生前伦敦地铁用电示意图

4.继电保护装置存在重大缺陷，日常运行维护流于形式

从此次大停电事故的演进过程中可以看出，小布鲁克—赫斯特1号线陪停之后，自动继电保护装置启动，跳开温布尔登站的两台断路器，导致温布尔登—新十字2号线停运，这是大停电事故发生的最根本原因。而最终的调查结果显示：温布尔登侧的线自动保护设备检测到了赫斯特站内倒闸操作时的系统电网潮流变化，并将该变化误判为故障，因此跳开了线路。该保护设备是一个常见的最小反时限（IDMT）继电器，在被检测线路上的电流值达到一定值后启动，再经过一定延时后跳开被保护设备。调查表明该装置的设计及定值整定均未出现任何问题，但在安装阶段却出现重大疏漏，按照定值单规定为5A的继电器被一个额定值为1A的继电器错误地替代，这也就意味着线路的允许电流降为其实际允许电流的五分之一，所以在赫斯特站倒闸操作后，继电器动作导致线路停运也就不足为奇了。更让人感到不可思议的是，这个不符合要求的继电器是在 2001年6月变电站改造时被安装的，直到大停电事故发生，两年多竟然没有被任何人发现这个错误，包括调试阶段的工程师，可见NGC在日常的设备运行维护管理方面存在着重大漏洞。

5.检修工作安排缺乏统一管理，系统安全裕度被忽略

伦敦地区的输配电网结构是非常坚强的，足以应付任何N-1的事故校核。但也正是因为如此坚强的网架基础，使得NGC的检修工作管理人员在检修工作安排时麻痹大意，对系统的安全运行裕度重视程度不够。事故发生前，重要变电站虽然仍在主网的环网之中，但两端与主网都通过单线联络，方式薄弱，线路潮流较大，系统的安全裕度较小，已处于重载状态。虽然事故的根本原因是保护装置缺陷并伴随一系列意外事件，但如果安排的检修线路能够少一些，或许不会导致如此严重的后果。