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论城乡中压电网的中性点接地方式
要焕年曹梅月
(厦门电业局福建厦门 361004)
摘要:电力系统中性点接地方式主要是技术问题,但也是经济问题。本文遵循电压、电流互换特性这一基本理念,主要从问题的性质、研究的目的、发展简史、内部过电压、谐振接地方式的优化、电缆网络、运行特性与经济效益和国内外需要说明的若干问题等方面,对城乡电网两个有代表的中性点谐振接地方式与低电阻接地方式,进行了较为全面分析和论证。同时,在选定方案的决策过程中,应当利用系统工程的观点,结合电网的现状与发展规划,认真进行技术经济比较后确定,避免因决策失误而造成不良后果。国内外的理论研究和实践经验表明,谐振接地方式符合发展方向。
关键词:应用技术内部过电压自动消弧线圈微机接地保护谐振接地低电阻接地技术经济比较
序言
在20世纪80年代,我国有的地区从国外购买了低绝缘水平的电力电缆等设备,无法直接在我国的中压电网投入运行,为了进行所谓的“国际接轨”,遂出现了引进低电阻接地方式的意见。有的部门以为这是“新”技术,便开始试点和推广;有的文献还介绍说:“德国曾为中性点经消弧线圈接地方式的发源地,但在50~60年代前联邦德国(还有其他国家)却不再采用中性点经消弧线圈接地方式”[1];有的电力考察团在所发表的报告中,介绍国外中压电网采用的也是“低阻抗接地方式”[2];有的观点还认为“在今后大规模城市电网改造的进程中,这种‘小电阻接地方式’肯定会越来越多,是必然的发展趋势”[3];以及电缆网络的电容电流很大,消弧线圈接地方式已不能适应当前中压电网发展的需要,应当“因地制宜”、“因时制宜”地选择中压电网的接地方式[4];等等。于是,国内有些城市的中压电网、特别是电缆网络便改为“低电阻接地方式”运行。近20年来,中压电网的中性点接地方式,在我国一直是个热点问题。
随着社会现代化的进展,电网的负荷特性发生了变化,对过电压更加敏感、对电能质量要求更高;信息通道日渐拥挤、电磁兼容要求更严;生活条件得到改善、生命安全倍受珍视;同时,电缆线路不断延伸、日益增大的电容电流危害严重;等等。如何正确处理中压电网的中性点接地方式问题,更加引起业内人士的普遍关注。这样,我们便重新面临一个决择,如何更好地把握中压电网的单相接地故障电流,是限制还是提升?已成为值得认真对待的一大问题。理论分析和实践结果表明,只有限制单相接地故障电流的危害,方能满足这些变化了的形势要求。
就国际情况而言,不仅德国,而且奥地利、芬兰、意大利、丹麦、比利时及斯堪地那维亚半岛诸国、独联体及其周边地区等许多国家,现在依然采用小电流接地(中性点不接地或经消弧线圈接地)方式。特别值得一提的是,法国早在80年代末期决定将运行了近30年的、中性点采用大电流接地方式的城乡中压电网,在全国范围内分阶段地全部改为谐振接地方式运行,现已基本完成;近来得知,英国也正在研究、考虑采用谐振接地方式等。这在相当程度上反映出,将中压电网的单相接地故障电流,由“大”改“小”的发展趋势。近些年来,在几届国际供电会议(CIRED)上,一些国家相继发表了许多研究谐振接地方式的论文,而有关低电阻接地方式的文章则极难见到,国际上对此问题的重视也反映出同一动向。
我国中压电网的中性点接地方式曾经多种多样。由于小电流接地方式的综合技术经济指标较优,于是,在50年代便决定统一采用之,并在几十年中积垒了许多成功的运行经验。曾一度试用过低电阻接地方式的城市如深圳、珠海等,通过自己的实践检验,同时在新技术、新产品的支持下,几年前便不再发展低电阻接地方式了。由于停电和人身事故的明显增多,现在,珠海电力局决定将低电阻接地改回谐振接地方式运行。
1. 中性点接地方式的性质、特点和研究目的
电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题,它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰和电磁环境,以及接地装置等问题,有密切的关系。
电力系统中性点接地方式主要是技术问题,但也是经济问题。在选定方案的决策过程中,应结合系统的现状与发展规划进行技术经济比较、全面考虑,使系统具有更优的技术经济指标,避免因决策失误而造成不良的后果。
电力系统中性点接地方式是人们防止系统事故的一项重要应用技术,具有理论研究与实践经验密切结合的特点,因而是电力系统实现安全与经济运行的技术基础。
遵循电压电流互换特性这一基本理念,选定不同电压等级电网的中性点接地方式,一般均可获得比较满意的结果。
研究电力系统中性点接地方式的主要目的,在于正确认识和处理系统中最常见的单相接地故障问题。在选定不同电压等级的电网(和发电机)的中性点接地方式时,应当力求将单相接地故障时的不良后果限制到最低限度,同时使运行费用最低和效益投资比最高。
简言之,电力系统的中性点接地方式