高压交流输变电设备电磁辐射的环境 影响评价及抑制初论

发表时间:2019/4/22   来源:《电力设备》2018年第31期   作者:李开拓
[导读] 摘要:高压交流输变电设备是整个电路输送过程中最重要的设备之一,可以说高压交流输变电设备是否能够顺利发挥作用将会直接对整个电路的运转造成影响,因此相关相关部门必须加强对其的重视。
        (国网江苏省电力有限公司检修分公司  211100)
        摘要:高压交流输变电设备是整个电路输送过程中最重要的设备之一,可以说高压交流输变电设备是否能够顺利发挥作用将会直接对整个电路的运转造成影响,因此相关相关部门必须加强对其的重视。在高压交流输变电设备使用过程中会产生一定的电磁辐射,这对于环境有着一定影响,相关人员必须加强对其的控制,为高压交流输变电设备的应用创造条件
        关键词:高压交流输变电设备;电测辐射;环境影响
        1.前言
        为推动我国国民经济的发展,国家在改造城市和农村电网上投入了大量的资金。高压变电站附近及输电线路沿线居民最关心电磁辐射对环境的影响程度,这对于居民的正常生活有着极大的影响。尤其经济发达地区的城市居民,对居住地环境质量的要求已越来越高。因此在电力建设推进过程中必须尽可能的降低电磁辐射对环境的影响,为附近居民的良好生活环境的创建奠定基础。
        2.高压输变电设施电磁辐射标准
       
        电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流,电磁辐射源主要指高压输电线路和变电站高压电力设备等。我国电力系统高压输变电设施运行中产生50Hz的电磁辐射。由于种种原因,我国高压输变电设施的相关环境标准尚未制定。在国家环保总局HJ/T24-1998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》中,推荐暂以4kV/m作为居民区工频电场评价标准,推荐应用国际辐射保护协会(IRPA)关于公众全天辐射时的工频限值0.1mT作为磁感应强度的评价标准。500kV等级的变电站及输电线路的设计推荐标准(500kV等级以下的输变电工程可参照执行)见表1,IRPA对频率为50/60Hz的电磁辐射限值见
       
        以某柔性直流输电工程为例,其有四个换流站,分别为康保、张北、丰宁、北京 4 端,换流站容量分别为 1 500 MW、3 000 MW、1 500 MW、3 000 MW;张北、康保换流站通过 500 kV一级电压分别接入张北特高压站 500 kV 侧、康保500 kV变电站,两站分别装设 2 × 1 200 MV·A 的500 kV/220 kV联络变压器,本期一次建成;丰宁换流站 π 接丰宁抽蓄—金山岭双回 500 kV 线路。为了提高换流变现场局部放电检测的准确性和可靠性,有必要对换流变现场干扰信号进行测量,并对其特征进行分析总结。现场测试回路如图所示,图中Cx为现场测试设备;Ck为耦合电容,用于耦合Cx放电时产生的脉冲电流信号;Zm为LDS–6型局部放电检测仪的检测阻抗。特高频探头一路接特高频检测仪PDE–G来检测特高频(ultrahighfrequency,UHF)信号的检波信号;另一路经放大器(带宽范围为0~6GHz)连接高采样频率的LeCroy8620A数字存储示波器(最高采样频率20GHZ,最大带宽6GHz),用来检测特高频信号的原始射频信号。
        特高频检测仪测得的800kV极Ⅱ高压阀厅外换流变附近的干扰信号的幅值较小,在30o相位附近有一长条状分布的干扰信号,这可能是由换流变周围照明设备——高压汞灯产生的干扰信号。由图9(c)中的干扰信号频谱可知,其基本噪声水平约为为−100dB;400MHz附近处的特征峰是由对讲机产生的干扰信号;500~800MHz之间存在着较多频率成分的频谱特征峰,这些特征峰可能是由现场照明设备产生的,其最大幅值为−50dB;850~950MHz之间主要为手机信号干扰,其幅值<−40dB;1.8~1.9GHz之间也分布着手机干扰信号,其幅值<−65dB;其他频段内也存在着一些离散的频率分布,其幅值较低,可能是某些通讯干扰信号的窄带干扰。
        3.电磁辐射监测情况分析
        3.1国外电磁辐射监测情况
        国外意大利、德国、瑞士、西班牙等国家主要大城市早已开展了电磁环境自动监测工作,主要针对广播、电视、移动通信基站以及变电站等,测量1Hz~10kHz的低频电磁场和100kHz~3GHz的射频电场,自动监测数据全部在网络上公开。以意大利为例,意大利从2003年开始在全国范围各大城市建设了电磁环境自动监测网,实施主体和数据发布均为意大利环境事务中心等职能机构,监测数据在网站上实时公布。意大利固定点监测系统在世界范围内有着广泛的用户基础,受到了业界一致的认可,具有典型的代表性。
        3.2监测仪器基本要求
        根据《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》HJ/T10.2-1996中对电磁辐射监测仪器的相关要求,结合现有国内外电磁辐射连续监测系统的性能要求,电磁辐射连续监测系统应满足以下要求:监测仪器工作性能应满足待测电磁场的要求,能够覆盖所监测的移动通信基站的发射频率,量程、分辨率等能够满足监测要求。对于不同的测量应选用不同类型的仪器,以期获取最佳的测量结果。测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪。监测应选用具有各向同性响应探头(天线)的监测仪器。监测仪器的监测结果应选用仪器的方均根值读数。
        3.3电磁环境影响预测及评价
        变电所类比分析及监测结果由于变电所内将安装数量较多的各类输、变电设备,各设备产生的电磁场会发生交错和叠加,难以用计算方法来描述其周围环境的电磁场分布,因此采用模拟类比监测方法预测变电所运行对其周围电磁环境的影响。该工程选用220kV鲍家变电所作为类比监测对象,以预测分析某220kV变电所按终期规模建成投运后,其对周围产生的电磁环境影响。由220kV鲍家变电所无线电干扰类比测量结果可见,220kV鲍家变电所2台主变正常运行时,变电所各侧围墙外20m处的0.5MHz时的无线电干扰值在35.9~45.7dB(μV/m)之间,各测量点位的无线电干扰测量值均满足无线电干扰评价标准限值要求(0.5MHz时为53dB(μV/m))。由220kV鲍家变电所工频电场、磁感应强度类比测量结果可知,220kV鲍家变电所2台主变正常运行时,变电所各侧围墙外测量点位中,受220kV架空进线影响,所址东侧进线下方监测点位的工频电场强度测量值为1.0kV/m,磁感应强度测量值为0.9×10-3mT;所区围墙外其余各测量点位的电场强度在0.6×10-3~0.232V/m之间,磁感应强度为0.2×10-3mT;以上各监测结果均符合对居民区的评价标准(电场强度≤4kV/m,磁感应强度≤0.1mT)。综上所述,某220kV输变电工程变电所按终期规模建成投运后,各侧围墙外,包括进出线方向和非进出线方向的工频电场强度、磁感应强度均将符合对居民区的评价标准(电场强度≤4kV/m,磁感应强度≤0.1mT);变电所对围墙外20m处的无线电干扰贡献值将符合变电所无线电干扰评价标准值(0.5MHz时不大于53dBμV/m)。由于电磁场强度随距离衰减,评价范围内距离变电所围墙更远位置的环境保护目标的电磁场强度更能够符合环境保护的要求。
        4.结束语
        高压输变电设备是整个电力系统建设中的重要组成部分,在其运转过程中会产生一定的电磁辐射,这将会直接影响附近居民的生活。因此相关部门在电力系统建设的过程中,必须注重电磁辐射的控制,尽快呢在保证变电设备正常运转的情况下使得电磁辐射以最低的状态所存在,这对于高压输电设备作用的发挥是极为重要的。
        参考文献:
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        [3]张少涵.在线监测系统数据与预防性试验数据的分析及使用[J].赛尔变压器及仪器仪表,2016(2):105~106.
        [4]苏鹏声.对智能电网电力系统主设备在线监测现状和发展的几点看法[J].电力仪器仪表产品选用年鉴,2015:57.
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