城鄉(xiāng)中壓電網(wǎng)的中性點接地方式

1、城鄉(xiāng)中壓電網(wǎng)的中性點接地方式    0 序言在20世紀80年代，我國有的地區(qū)從國外購買了低絕緣水平的電力電纜等設(shè)備，無法直接在我國的中壓電網(wǎng)投入運行，為了進行所謂的“國際接軌”，遂出現(xiàn)了引進低電阻接地方式的意見。有的部門以為這是“新”技術(shù)，便開始試點和推廣;有的文獻還介紹說：“德國曾為中性點經(jīng)消弧線圈接地方式的發(fā)展源地，但在5060年代前聯(lián)邦德國(還有其他國家)卻不再采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式”1;有的電力考察團在所發(fā)表的報告中，介紹國外中壓電網(wǎng)采用的也是“低阻抗接地方式”2;有的觀點還認為“在今后大規(guī)模城市電網(wǎng)改造的進程中，這種小電阻接地方式肯定會越

2、來越多，是必然的發(fā)展趨勢”3;以及電纜網(wǎng)絡(luò)的電容電流很大，消弧線圈接地方式已不能適應(yīng)當前中壓電網(wǎng)發(fā)展的需要，應(yīng)當“因地制宜”、“因時制宜”地選擇中壓電網(wǎng)的接地方式4;等等。于是，國內(nèi)有些城市的中壓電網(wǎng)、特別是電纜網(wǎng)絡(luò)便改為“低電阻接地方式”運行。近20年來，中壓電網(wǎng)的中性點接地方式，在我國一直是個熱點問題。隨著社會現(xiàn)代化的進展，電網(wǎng)的負荷特性發(fā)生了變化，對過電壓更加敏感、對電能質(zhì)量要求更高;信息通道日漸擁擠、電磁兼容要求更嚴;生活條件得到改善、生命安全倍受珍視;同時，電纜線路不斷延伸、日益增大的電容電流危害嚴重;等等。如何正確處理中壓電網(wǎng)的中性點接地方式問題，更加引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。這樣，

3、我們便重新面臨一個決擇，如何更好地把握中壓電網(wǎng)的單相接地故障電流，是限制還是提升?已成為值得認真對待的一大問題。理論分析和實踐結(jié)果表明，只有限制單相接地故障電流的危害，方能滿足這些變化了的形勢要求。就國際情況而言，不僅德國，而且奧地利、芬蘭、意大利、丹麥、比利時及斯堪地那維亞半島諸國、獨聯(lián)體及其周邊地區(qū)等許多國家，現(xiàn)在依然采用小電流接地(中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地)方式。特別值得一提的是，法國早在80年代末期決定將運行了近30年的、中性點采用大電流接地方式的城鄉(xiāng)中壓電網(wǎng)，在全國范圍內(nèi)分階段地全部改為諧振接地方式運行，現(xiàn)已基本完成;近來得知，英國也正在研究、考慮采用諧振接地方式等。這在相當程度

4、上反映出，將中壓電網(wǎng)的單相接地故障電流，由“大”改“小”的發(fā)展趨勢。近些年來，在幾屆國際供電會議(CIRED)上，一些國家相繼發(fā)表了許多研究諧振接地方式的論文，而有關(guān)低電阻接地方式的文章則極難見到，國際上對此問題的重視也反映出同一動向。我國中壓電網(wǎng)的中性點接地方式曾經(jīng)是多種多樣。由于小電流接地方式的綜合技術(shù)經(jīng)濟指標較優(yōu)，早在50年代便決定統(tǒng)一采用，并在幾十年中積累了許多成功的運行經(jīng)驗。曾一度試用過低電阻接地方式的城市如深圳、珠海等，通過自己的實踐檢驗，同時在新技術(shù)、新產(chǎn)品的支持下，幾年前便不再發(fā)展低電阻接地方式了。由于停電和人身事故的明顯增多，現(xiàn)在，珠海電力局決定將低電阻接地改回諧振接地方式運

5、行。1 中性點接地方式的性質(zhì)、特點和研究目的電力系統(tǒng)的中性點接地方式是一個綜合性的技術(shù)問題，它與電力系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、絕緣水平、過電壓保護、繼電保護、通信干擾和電磁環(huán)境，以及接地裝置等，有密切的關(guān)系。電力系統(tǒng)中性點接地方式主要是技術(shù)問題，但也是經(jīng)濟問題。在選定方案的決策過程中，應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃進行技術(shù)經(jīng)濟比較、全面考慮，使系統(tǒng)具有更優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟指標，避免因決策失誤而造成不良的后果。電力系統(tǒng)中性點接地方式是人們防止電力系統(tǒng)事故的一項重要應(yīng)用技術(shù)，具有理論研究與實踐經(jīng)驗密切結(jié)合的特點，因而是電力系統(tǒng)實現(xiàn)安全與經(jīng)濟運行的技術(shù)基礎(chǔ)。遵循電壓、電流互換特性這一基本理念，選定

6、不同電壓等級電網(wǎng)的中性點接地方式，一般均可獲得比較滿意的結(jié)果。研究電力系統(tǒng)中性點接地方式的主要目的，在于正確認識和處理系統(tǒng)中最常見的單相接地故障問題。在選定不同電壓等級的電網(wǎng)(和發(fā)電機)的中性點接地方式時，應(yīng)當力求將單相接地故障時的不良后果限制到最低限度，同時使運行費用最低和效益投資比最高。簡言之，電力系統(tǒng)的中性點接地方式是一個系統(tǒng)工程問題。2 中性點接地方式的發(fā)展簡史電力系統(tǒng)發(fā)展初期容量較小，人們認為工頻電壓升高是絕緣故障的主要原因，同時，對電力設(shè)備耐受頻繁過電流沖擊的能力估計過高，所以，最初電力設(shè)備的中性點都采用直接接地方式運行。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展與擴大，單相接地故障增多，線路斷路器經(jīng)常跳

7、閘，造成頻繁的停電事故，遂將直接接地方式改為不接地方式運行。爾后，由于工業(yè)發(fā)展較快，使電力傳輸容量增大、距離延長，電壓等級升高，電力系統(tǒng)的延伸范圍進一步擴大。在這種情況下發(fā)生單相接地故障時，故障點的接地電弧不能自行熄滅，而且，因間歇電弧接地產(chǎn)生的過電壓往往又使事故擴大，顯著降低了電力系統(tǒng)的運行可靠性。為了解決電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的這些問題，德國的彼得生(W.Petersen)教授在研究電弧接地過電壓的基礎(chǔ)上，于1916年和1917年先后提出了2種解決辦法，即中性點經(jīng)消弧線圈和經(jīng)電阻接地5，6，并且分別為世界上2個工業(yè)比較發(fā)達的國家所采用。德國為了避免對通信線路的干擾和保障鐵路信號的正確動作，采用了中

8、性點經(jīng)消弧線圈的接地方式，自動消除瞬間的單相接地故障;美國采用了中性點直接接地、經(jīng)低電阻或低電抗接地方式，并配合快速繼電保護和開關(guān)裝置，瞬間跳開故障線路。這2種具有代表性的解決方法，對世界各國中壓電網(wǎng)中性點接地方式的發(fā)展，產(chǎn)生了很大的影響。后來，在中壓電網(wǎng)的發(fā)展過程中，逐漸形成了兩類中性點接地方式，即小電流接地方式和大電流接地方式。前者包括中性點不接地、經(jīng)消弧線圈或經(jīng)高電阻接地;后者包括中性點直接接地、經(jīng)低(中)電阻和低(中)電抗接地等。而單相接地電弧能否瞬間自行熄滅，是區(qū)分大、小電流接地方式的必要和充分條件。在這兩類6種接地方式中，前者以中性點經(jīng)消弧線圈(諧振)接地為代表，后者以低電阻接地為代表。長期以來，兩者互有優(yōu)缺點，因此在不同的國家和地區(qū)均有了相當?shù)陌l(fā)展。但是，隨著時間的推移和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在許多情況已經(jīng)發(fā)生了變化。利用當代的微機、微電子先進技術(shù)，伴隨著自動消弧線圈和微機接地保護(或自動選線裝置)的推廣應(yīng)用，諧振接地方式在保持原來優(yōu)點的條件下，克服了缺點，實現(xiàn)了優(yōu)化，運行特性得到了顯著的提升，可以適應(yīng)當代負荷特性變化的需要。而低電阻接地方式，雖然用