變電站擴建工程電磁環境影響預測方法探討

曾　媛 ，何清懷，南　方

(四川電力設計咨詢有限責任公司，四川 成都　610016)

變電站擴建工程電磁環境影響預測方法探討

曾媛 ，何清懷，南方

(四川電力設計咨詢有限責任公司，四川 成都610016)

摘要：變電站擴建工程電磁環境影響預測中難于找到完全滿足類比條件的變電站。通過對變電站電磁環境影響因素分析，提出了變電站擴建后的站界電磁環境影響預測方法，即可將變電站擴建前站界電磁環境現狀監測值按主變壓器臺數和出線回路數進行修正后作為擴建后站界預測值。通過與實際監測值比較，該預測方法具有較好的準確性和實用性。

關鍵詞：擴建變電站；電磁環境；影響預測

0引言

變電站擴建工程是電力設計中常見的工程。根據輸變電工程環境影響評價導則[1]，變電站電磁環境影響需采用類比方法分析，即選用已運行變電站電磁環境監測值進行定量預測，但在實際工作中，難于要找到完全滿足類比條件的變電站，因此，下面以已運行變電站擴建工程為研究對象，通過分析變電站電磁環境影響因素，提出了變電站擴建后站界電磁環境影響評價方法，并通過3種典型變電站擴建后預測結果和監測值進行對比分析，認為所提出的變電站擴建后電磁環境影響評價方法能反映變電站電磁環境影響狀況。

1變電站電磁環境影響因素

變電站內的電氣設備包括主變壓器、電抗器、電容器、母線橋等。相關資料表明[2]，變電站內電氣設備在帶電負荷運行時均都會產生工頻電場和工頻磁場。變電站擴建建設內容主要是增加主變壓器臺數、間隔擴建設備等，站內的既有電氣設備不變，既有電氣設備在帶電負荷情況下產生的工頻電場和工頻磁場基本無變化。因此，變電站擴建后導致工頻電場和工頻磁場變化的因素為新增主變壓器和出線間隔設備。

從國內變電站電磁環境監測結果標明[3-4]，當變電站其他參數相同時，變電站主變壓器臺數越多，站界電磁環境影響越大，主變壓器臺數與站界電磁環境影響程度具有正相關性，但并不成倍數關系；單臺主變壓器容量大小對站界工頻電場強度無明顯關系；出線間隔位于變電站出線側，對出線側站界電磁環境會產生一定影響，出線間隔數量增加，變電站出線側站界電磁環境影響也有增大，但不成倍數關系。

2變電站擴建后站界電磁環境影響預測

變電站電磁環境影響預測通常采用類比分析，選擇類比變電站需考慮電壓等級、主變壓器臺數及容量、出線回路(間隔)數、出線架線形式、配電裝置型式及布置方式、總平面布置方式、區域電磁環境背景狀況等[5]。運行變電站擴建后，變電站電壓等級、出線架線形式、配電裝置型式及布置方式、總平面布置方式等均不會發生變化，僅在主變壓器臺數、容量大小和出線回路數等方面發生改變。根據前述對主變壓器臺數、主變壓器容量、出線回路數等對站界的電磁環境影響分析，提出變電站擴建后站界電磁環境影響采用現狀監測值按主變壓器臺數、容量大小和出線回路數成倍增加進行預測。具體方法如下。

表1　110 kV變電站擴建前后主要技術參數

2.1　主變壓器臺數、容量大小

由前述分析可知，站界電磁環境影響與主變壓器臺數有一定相關性，但不成倍數關系，主要與配電裝置設置有關；主變壓器單臺容量大小與站界電磁環境影響無明顯關系。因此，在對擴建變電站主變壓器臺數和容量修正時，僅考慮主變壓器臺數的影響而忽略容量的影響。為保守預測變電站主變壓器擴建的電磁環境影響，可按主變壓器電磁環境影響與主變壓器臺數成正比例關系進行修正，即在變電站所有站界，將變電站主變壓器擴建前電磁環境現狀監測值乘以擴建后主變壓器臺數與原主變壓器臺數的比值進行修正。

2.2　出線回路數修正

根據前述分析，出線回路數與出線側站界電磁環境產生影響具有正相關性，但并不為倍數關系；因此，在對擴建變電站出線回路數修正時，為保守預測變電站出線間隔擴建的電磁環境影響，可按出線間隔電磁環境影響與出線回路數成正比例關系進行修正，即在變電站出線側，將出線間隔擴建前電磁環境現狀監測值乘以擴建后出線回路數與原出線回路的比值進行修正。

特別指出的是，由于變電站主變壓器臺數修正時，是對所有站界電磁環境影響監測值進行修正，包括出線側站界；而實際上出線側站界電磁環境更多的是與出線回路數相關[6-7]，因此，主變壓器臺數修正已相當于將出線回路數按比例增加了，所以只有當按主變壓器臺數修正后，出線回路數仍少于變電站擴建后出線回路數時才進行出線回路數修正。

3擴建變電站站界電磁環境影響評價

選取了3座擴建規模不同的變電站，按照第2節中擴建變電站站界電磁環境影響評價方法對變電站擴建后的電磁環境影響進行預測，然后再與變電站擴建后的實際監測值進行比較分析。

3.1　變電站擴建前后主要技術參數

選取的變電站擴建前后主要技術參數見表1。

3.2　監測儀器及監測方法

在現場監測過程中，監測儀器、測量條件均符合交流輸變電工程電磁環境監測方法的要求。電磁場測量儀，主機型號PMM8053B/ EHP50C；工頻電場強度檢出下限為10-3kV/m，工頻磁感應強度檢出下限為10-6mT。測點選擇在變電站四周圍墻外5 m處，避開變電站進出線，各布設4個監測點(每側各1個點)。

3.3　擴建變電站預測值與監測值比較分析

根據所提出的擴建變電站站界電磁環境影響評價方法，表1中的3座變電站擴建后電磁環境影響預測值為變電站擴建前電磁環境現狀監測值擴大到2倍的值。3座變電站擴建后的預測值和監測值見表2～表4。

3座變電站擴建后站界工頻電場強度預測平均值和監測平均值對比見圖1。

表2　河堰變電站擴建后的預測值與監測值

表3　蘿卜崗變電站擴建后的預測值與監測值

表4　沙坪變電站擴建后的預測值與監測值

圖1　變電站工頻電場強度預測平均值和監測平均值

從圖1中可以看出，3座變電站的工頻電場強度預測平均值均較監測平均值大，偏大約23.5%～41.3%，但其絕對值均屬同一數量級水平，預測值能保守反映變電站擴建后的工頻電場影響狀況，工頻電場強度預測方法是合理的。

3座變電站擴建后站界工頻磁感應強度預測平均值和監測平均值對比見圖2。

從圖2中可以看出，3座變電站的工頻磁感應強度預測平均值均較監測平均值大，偏大約14.6%～22.1%，但其絕對值均屬同一數量級水平，預測值能保守反映變電站擴建后的工頻磁場影響狀況，工頻磁感應強度預測方法是合理的。

圖2　變電站工頻磁感應強度預測平均值和監測平均值

4結論

通過對擴建變電站的電磁環境影響初步探討，得出以下結論：

1)變電站擴建后引起站外工頻電場和工頻磁場增加的因素為擴建的主變壓器和出線間隔；

2)在無法找到完全滿足規范要求的類比變電站時，可通常對變電站擴建前電磁環境現狀監測值按主變壓器臺數和出線回路數進行修正，修正值能保守反映變電站擴建后電磁環境影響的預測值；

3)變電站主變壓器擴建修正時可采用變電站擴建前電磁環境現狀監測值乘以擴建后主變壓器臺數與原主變壓器臺數的比值進行修正；

4)變電站出線回路數修正時可采用變電站擴建前電磁環境現狀監測值乘以擴建后出線回路數與原出線回路數的比值進行修正。

參考文獻

[1]HJ24-2014,環境影響評價技術導則輸變電工程[S]．

[2]鞏延果. 500 kV變電站站內工頻電磁場檢測分析[J].廣西電力,2012,35(4):67-69.

[3]劉岳定,王里奧,江玲燕. 重慶市典型變電站站場外工頻電磁場實測分析[J].環境科學與管理,2009,34(3):138-140.

[4]趙志勇, 宋曉東,朱艷秋.110～220 kV 高壓變電站電磁 環境影響因素分析[J].中國輻射衛生,2010,19(4):452-453.

[5]錢承萍,楊瓊分,黃川友，等. 關于新建110 kV變電站電磁環境影響評價的幾點建議[J].能源環境保護,2012,26(5):53-55.

[6]阮黎東,宋福祥,孫全紅. 高壓變電站對周圍環境的影響與評價[J].電力環境保護,2005,21(3):1-3.

[7]趙素麗,史玉柱. 設置變電站電磁環境影響防護控制區的必要性探討[J].電力環境保護,2008,24(3):50-53.

中圖分類號：TM154

文獻標志碼：A

文章編號：1003-6954(2015)04-0074-04

作者簡介：

曾媛(1981)，碩士，工程師，主要從事輸變電工程環境影響評價

(收稿日期：2015-02-20)

Abstract：It is hard to find a substation which can meet all analogy conditions in substation expansion project. By analyzing the impact factors of electromagnetic environment in substation, the impact forecasting methods of electromagnetic environment on the extension of substation is proposed, that is, the electromagnetic value of substation before the extension can be used for the predictive value of substation after the extension after it is corrected by the number of main transformers and inlet -outlet lines. Comparing with the actual monitoring value, the proposed forecasting method has better accuracy and practicality.

Key words：extension of substation; electromagnetic environment; impact prediction