探究35kV并联电抗器工频电磁场分布特性

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/1/24来源:《科技研究》2018年11期文/刘健达
[导读]并对工频电场和工频磁场的分布特性加以说明,对未来行业的发展有一定的借鉴。

(广东电网有限责任公司东莞供电局  广东东莞  523000)
        摘要:本文主要以并联电抗器为研究对象,介绍了其种类及工作特点,并对工频电场和工频磁场的分布特性加以说明,对未来行业的发展有一定的借鉴。
        关键词:并联电抗器;工频电磁场;分布特性;
       
       
        引言
        电力系统之中电抗器被用于稳压限压及无功补偿工作,是一种常用电感设备。500kV变电站中电磁污染大多是由于35 KV并联电抗器引发的强磁场现象,这种污染对附近电气设备使用运行和变电站作业人员带来极大安全隐患。
        1并联电抗器简介
        35KV并联电抗器目前主要有空心式,饱和式及铁心式等基本类型,其排列方式大多为三角形与水平式。
        2测试工频电场与工频磁场的分布情况
        2.1测试原理及方法
        电力系统的电气设备连接电源时,会在周围空间形成工频电场,当电气设备开始运转时,电流在附近空间引发工频磁场。因为工频磁场屏蔽困难,磁力线能够穿透常见的生活材料与物体,同时基本不会有畸变与消弱。因此我们采取对多组并联电抗器进行工频电磁场的强度测试,具体方法为将一组电抗器的几何中心设为原点,按间隔一米向外测试电抗器。
        2.2电抗器所产生工频电磁场相关分析
        借助软件对并联电抗器的稳态磁力线及磁通密度的分布特性进行分析。图1是软件所得电抗器磁力线的分布图。
               
        
        图2排列方式不同时工频磁场的强度比较
        2.5工频下电抗器产生电场分析
        对35KV并联电抗器所产生电场进行测试并分析所得数据,结果表明工频额定的电压作用下,在电抗器第1支路的中间处,其匝间电场的强度打约是0.25KV/mm,但在第39支路的中间处,其匝间电场的强度值大约是0.46KV/mm,此时电抗器的每匝线圈产生的磁通都不再相等,根据相关方程得出每匝线圈附近电势分布和每匝线圈产生的磁通会随时间变化呈正比例关系,同时电抗器的中间线圈产生的磁通量最大,所以得出中间线圈电势值最大。
        2.5试验结果
        结果表明并联电抗器所产生电磁场强度与距电抗器几何中心的距离呈反比例关系.同时排列方式为三角形的电抗器所产生磁场强度比水平式的略大。电抗器在带电情况时,防护工频电磁场的主要措施是采取保持距离进行防护以及缩短接触时间进行防护。推荐防护距离应当控制10m之外,而接触时间应当控制2h之内。
        3防护措施
        变压站是引发电磁辐射污染的主要源头之一,变电站中工频磁场产生于大电流导体及设备,例如载流导体、电抗器及电容器组。若是长期暴露于超过安全阙值的辐射环境中,会出现大面积杀伤杀死体内细胞,导致人体病变,引发儿童白血病,甚至诱发癌症以及加速癌细胞的增殖,同时对生殖系统和心血管系统产生不良影响。但是我们可以采取一定的措施加以防护。
        3.1工频电磁场的强度超标环境下工作人员工作时需要进行个人防护,做好防护用具配备,例如穿着专门防护服与护目镜等,同时减少作业的时间, 非作业的时间不进行长时间停留。
        3.2正常工作的前提下,按照区域屏蔽理论,在电磁辐射严重环境内人员久留地点增设屏蔽装置, 控制电磁辐射的强度处于安全范围。
        3.3变电站在新建或扩建时, 将电磁辐射的危害治理纳入到总体规划中, 采取较低辐射的设备, 控制新的污染源头产生。并且定期对运行状态高压设备进行监测, 若发现电磁辐射出现超标情况,必须积极采取措施进行有效技术更新及改造, 同时做好标识牌,以此提醒人员注意。
        3.4电磁场的强度与距离呈反比例关系。因此自动化与机械化的设备采用并以此开展远距离的操作能够大大降低电磁辐射的危害。
        3.5开展一系列电磁辐射防护知识的培训普及,提高从业人员防护意识。
        3.6做好医疗预防的机制,定期对变电站的工作人员开展体检工作, 将体检的结果进行归档备查,以便于发现问题并且及时防治,为从业人员的安全提供保障。
        5结束语
        35KV并联电抗器附近工频电场的强度低于相关规定标准5KV/m,处于安全范围。工频磁场的强度远远超出规范中最高容许含量的要求,存在辐射危险。因此在变电站的防护工作中,最关键工作是对于工频磁场辐射的防护工作。
        35kV并联电抗器所产生工频磁场的强度大小与电抗器排列方式和水平距离相关。其中水平排列所产生工频磁场的强度略微小于排列方式为三角形的。磁场强度大小随着水平距离增加而倍数递减,这种现象在6m距离处最为明显。因此在变电站的防护工作中,保持一定安全距离是有效防护措施之一。
        电抗器在带电情况时,防护工频电磁场的主要措施是采取保持距离进行防护以及缩短接触时间进行防护。推荐防护距离应当控制10m之外,而接触时间应当控制2h之内。
        参考文献:
        [1]杜华珠.文习山.鲁海亮.35KV三相空心电抗器组的磁场分布[J].高电压技术.2012(1):2858-2862.
        [2]杜志叶.阮江军.干喆渊.变电站内工频电磁场三维数值仿真研究[J].电网技术.2012(4):229-235.