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安大略水电委员会、纽约爱迪生联合电气公司和美国东北部的电力系统 · 1965–1968

一个尽职的继电器

1965 年 11 月 9 日,尼亚加拉河边一个继电器跳了闸,估计 3000 万人断了电。查遍设备,没找到一件坏的。那个继电器只是照着 1963 年给它定的数动作了。

◷ 约 2 分钟

1965 年 11 月 9 日下午 5 点 16 分 11 秒,尼亚加拉河安大略一侧的亚当·贝克爵士二号水电站里,一个后备保护继电器照着给它定好的数动作了。它让一条 23 万伏线路的断路器跳开。这样的线路有五条,把电往北送到多伦多。

这条线上的电转到了另外四条上。四条线随即都超过了各自继电器的整定值,在大约两秒半里一条接一条跳开。原本供给加拿大用户的大约 150 万千瓦,掉头压到了往南、往东通进纽约州的线路上,这些线路也撑不住,散了架。不到四秒,这一带互联的电网(当时叫 CANUSE)裂成了四块互不相连的孤岛。

在纽约市,纽约爱迪生联合电气公司的发电机负荷一下子多出 60 万到 80 万千瓦,接着超过 100 万。行业的运行导则告诉调度员,出现扰动时,「首要考虑是尽一切可能保持整个互联系统并列运行」。至于到什么地步该切断联络线,或者拉掉城里一部分负荷保住其余部分,并没有现成的规定。联邦电力委员会后来查明,当班调度员「没有立即做出明确的决定」。下午 5 点 28 分,这家公司的系统停了。第一个继电器动作后大约 12 分钟,新英格兰南部和纽约州南部大部分地方都黑了。

停电覆盖 8 万平方英里,直接影响到美国和加拿大估计 3000 万人。有的地方停了半天以上。

找原因更难。一次停电通常会留下烧坏或断掉的东西。可每个电力系统都查了自己的设备,没发现一件有毛病。直到 11 月 15 日凌晨,委员会请来的专家对着各公司交上来的记录图纸,才把起点追到贝克电站。

那个继电器是 1963 年整定的,动作值大约 37.5 万千瓦。当时从贝克往北的线路负荷比这低得多。后来,安大略一座新火电厂几次紧急停机,从美国进口的电多了,冬季用电高峰也快到了。那天傍晚,第一条线的平均潮流已经到了 35.6 万千瓦,剩下那一点,正常的瞬间波动就补上了。安大略水电的官员告诉委员会,运行系统的人「并不知道」这个 37.5 万千瓦的整定值。

12 月 6 日委员会向约翰逊总统交报告时,安大略水电已经采取措施,同一批继电器不会再引发停电。报告写得很直白:「一模一样再来一次的风险,并不是要点。」真正要问的是,「别的此前没料到的故障」会不会引发类似的连锁崩溃。委员会还写道,事后看,如果及时在纽约部分地区拉闸限电,「也许能避免全城停电」。它要求每家电力公司重新审视自己系统的设计和运行,呼吁加强输电网,加强各系统之间的协调规划。对于再次发生的可能,它的判断是「很小」。

据 NERC 自己的大事记,1968 年 6 月,电力行业成立了全国电力可靠性委员会(NERC),起因是 1965 年的大停电,也是采纳了联邦电力委员会的建议。

这件事里藏着几个道理

先判断问题的性质到 12 月,安大略水电已经采取措施,让同一批继电器不会再引发停电。联邦电力委员会却写道,同样的事一模一样再来一次「不是要点」,要问的是别的意想不到的故障会不会引发同样的连锁崩溃。

出处

  1. 美国联邦电力委员会,Northeast Power Failure, November 9 and 10, 1965,致总统报告,1965 年 12 月 6 日(HathiTrust 全文)
  2. NERC,NERC Timeline,2023 年 3 月