變電站擴(kuò)建工程電磁環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法探討

曾　媛 ，何清懷，南　方

(四川電力設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限責(zé)任公司，四川 成都　610016)

變電站擴(kuò)建工程電磁環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法探討

曾媛 ，何清懷，南方

(四川電力設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限責(zé)任公司，四川 成都610016)

摘要：變電站擴(kuò)建工程電磁環(huán)境影響預(yù)測(cè)中難于找到完全滿(mǎn)足類(lèi)比條件的變電站。通過(guò)對(duì)變電站電磁環(huán)境影響因素分析，提出了變電站擴(kuò)建后的站界電磁環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法，即可將變電站擴(kuò)建前站界電磁環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值按主變壓器臺(tái)數(shù)和出線(xiàn)回路數(shù)進(jìn)行修正后作為擴(kuò)建后站界預(yù)測(cè)值。通過(guò)與實(shí)際監(jiān)測(cè)值比較，該預(yù)測(cè)方法具有較好的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)建變電站；電磁環(huán)境；影響預(yù)測(cè)

0引言

變電站擴(kuò)建工程是電力設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的工程。根據(jù)輸變電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則[1]，變電站電磁環(huán)境影響需采用類(lèi)比方法分析，即選用已運(yùn)行變電站電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)值進(jìn)行定量預(yù)測(cè)，但在實(shí)際工作中，難于要找到完全滿(mǎn)足類(lèi)比條件的變電站，因此，下面以已運(yùn)行變電站擴(kuò)建工程為研究對(duì)象，通過(guò)分析變電站電磁環(huán)境影響因素，提出了變電站擴(kuò)建后站界電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法，并通過(guò)3種典型變電站擴(kuò)建后預(yù)測(cè)結(jié)果和監(jiān)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析，認(rèn)為所提出的變電站擴(kuò)建后電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法能反映變電站電磁環(huán)境影響狀況。

1變電站電磁環(huán)境影響因素

變電站內(nèi)的電氣設(shè)備包括主變壓器、電抗器、電容器、母線(xiàn)橋等。相關(guān)資料表明[2]，變電站內(nèi)電氣設(shè)備在帶電負(fù)荷運(yùn)行時(shí)均都會(huì)產(chǎn)生工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)。變電站擴(kuò)建建設(shè)內(nèi)容主要是增加主變壓器臺(tái)數(shù)、間隔擴(kuò)建設(shè)備等，站內(nèi)的既有電氣設(shè)備不變，既有電氣設(shè)備在帶電負(fù)荷情況下產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)基本無(wú)變化。因此，變電站擴(kuò)建后導(dǎo)致工頻電場(chǎng)和工頻磁場(chǎng)變化的因素為新增主變壓器和出線(xiàn)間隔設(shè)備。

從國(guó)內(nèi)變電站電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果標(biāo)明[3-4]，當(dāng)變電站其他參數(shù)相同時(shí)，變電站主變壓器臺(tái)數(shù)越多，站界電磁環(huán)境影響越大，主變壓器臺(tái)數(shù)與站界電磁環(huán)境影響程度具有正相關(guān)性，但并不成倍數(shù)關(guān)系；單臺(tái)主變壓器容量大小對(duì)站界工頻電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)明顯關(guān)系；出線(xiàn)間隔位于變電站出線(xiàn)側(cè)，對(duì)出線(xiàn)側(cè)站界電磁環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定影響，出線(xiàn)間隔數(shù)量增加，變電站出線(xiàn)側(cè)站界電磁環(huán)境影響也有增大，但不成倍數(shù)關(guān)系。

2變電站擴(kuò)建后站界電磁環(huán)境影響預(yù)測(cè)

變電站電磁環(huán)境影響預(yù)測(cè)通常采用類(lèi)比分析，選擇類(lèi)比變電站需考慮電壓等級(jí)、主變壓器臺(tái)數(shù)及容量、出線(xiàn)回路(間隔)數(shù)、出線(xiàn)架線(xiàn)形式、配電裝置型式及布置方式、總平面布置方式、區(qū)域電磁環(huán)境背景狀況等[5]。運(yùn)行變電站擴(kuò)建后，變電站電壓等級(jí)、出線(xiàn)架線(xiàn)形式、配電裝置型式及布置方式、總平面布置方式等均不會(huì)發(fā)生變化，僅在主變壓器臺(tái)數(shù)、容量大小和出線(xiàn)回路數(shù)等方面發(fā)生改變。根據(jù)前述對(duì)主變壓器臺(tái)數(shù)、主變壓器容量、出線(xiàn)回路數(shù)等對(duì)站界的電磁環(huán)境影響分析，提出變電站擴(kuò)建后站界電磁環(huán)境影響采用現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值按主變壓器臺(tái)數(shù)、容量大小和出線(xiàn)回路數(shù)成倍增加進(jìn)行預(yù)測(cè)。具體方法如下。

表1　110 kV變電站擴(kuò)建前后主要技術(shù)參數(shù)

2.1　主變壓器臺(tái)數(shù)、容量大小

由前述分析可知，站界電磁環(huán)境影響與主變壓器臺(tái)數(shù)有一定相關(guān)性，但不成倍數(shù)關(guān)系，主要與配電裝置設(shè)置有關(guān)；主變壓器單臺(tái)容量大小與站界電磁環(huán)境影響無(wú)明顯關(guān)系。因此，在對(duì)擴(kuò)建變電站主變壓器臺(tái)數(shù)和容量修正時(shí)，僅考慮主變壓器臺(tái)數(shù)的影響而忽略容量的影響。為保守預(yù)測(cè)變電站主變壓器擴(kuò)建的電磁環(huán)境影響，可按主變壓器電磁環(huán)境影響與主變壓器臺(tái)數(shù)成正比例關(guān)系進(jìn)行修正，即在變電站所有站界，將變電站主變壓器擴(kuò)建前電磁環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值乘以擴(kuò)建后主變壓器臺(tái)數(shù)與原主變壓器臺(tái)數(shù)的比值進(jìn)行修正。

2.2　出線(xiàn)回路數(shù)修正

根據(jù)前述分析，出線(xiàn)回路數(shù)與出線(xiàn)側(cè)站界電磁環(huán)境產(chǎn)生影響具有正相關(guān)性，但并不為倍數(shù)關(guān)系；因此，在對(duì)擴(kuò)建變電站出線(xiàn)回路數(shù)修正時(shí)，為保守預(yù)測(cè)變電站出線(xiàn)間隔擴(kuò)建的電磁環(huán)境影響，可按出線(xiàn)間隔電磁環(huán)境影響與出線(xiàn)回路數(shù)成正比例關(guān)系進(jìn)行修正，即在變電站出線(xiàn)側(cè)，將出線(xiàn)間隔擴(kuò)建前電磁環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值乘以擴(kuò)建后出線(xiàn)回路數(shù)與原出線(xiàn)回路的比值進(jìn)行修正。

特別指出的是，由于變電站主變壓器臺(tái)數(shù)修正時(shí)，是對(duì)所有站界電磁環(huán)境影響監(jiān)測(cè)值進(jìn)行修正，包括出線(xiàn)側(cè)站界；而實(shí)際上出線(xiàn)側(cè)站界電磁環(huán)境更多的是與出線(xiàn)回路數(shù)相關(guān)[6-7]，因此，主變壓器臺(tái)數(shù)修正已相當(dāng)于將出線(xiàn)回路數(shù)按比例增加了，所以只有當(dāng)按主變壓器臺(tái)數(shù)修正后，出線(xiàn)回路數(shù)仍少于變電站擴(kuò)建后出線(xiàn)回路數(shù)時(shí)才進(jìn)行出線(xiàn)回路數(shù)修正。

3擴(kuò)建變電站站界電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)

選取了3座擴(kuò)建規(guī)模不同的變電站，按照第2節(jié)中擴(kuò)建變電站站界電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法對(duì)變電站擴(kuò)建后的電磁環(huán)境影響進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后再與變電站擴(kuò)建后的實(shí)際監(jiān)測(cè)值進(jìn)行比較分析。

3.1　變電站擴(kuò)建前后主要技術(shù)參數(shù)

選取的變電站擴(kuò)建前后主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

3.2　監(jiān)測(cè)儀器及監(jiān)測(cè)方法

在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)儀器、測(cè)量條件均符合交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)方法的要求。電磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，主機(jī)型號(hào)PMM8053B/ EHP50C；工頻電場(chǎng)強(qiáng)度檢出下限為10-3kV/m，工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度檢出下限為10-6mT。測(cè)點(diǎn)選擇在變電站四周?chē)鷫ν? m處，避開(kāi)變電站進(jìn)出線(xiàn)，各布設(shè)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(每側(cè)各1個(gè)點(diǎn))。

3.3　擴(kuò)建變電站預(yù)測(cè)值與監(jiān)測(cè)值比較分析

根據(jù)所提出的擴(kuò)建變電站站界電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法，表1中的3座變電站擴(kuò)建后電磁環(huán)境影響預(yù)測(cè)值為變電站擴(kuò)建前電磁環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值擴(kuò)大到2倍的值。3座變電站擴(kuò)建后的預(yù)測(cè)值和監(jiān)測(cè)值見(jiàn)表2～表4。

3座變電站擴(kuò)建后站界工頻電場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)平均值和監(jiān)測(cè)平均值對(duì)比見(jiàn)圖1。

表2　河堰變電站擴(kuò)建后的預(yù)測(cè)值與監(jiān)測(cè)值

表3　蘿卜崗變電站擴(kuò)建后的預(yù)測(cè)值與監(jiān)測(cè)值

表4　沙坪變電站擴(kuò)建后的預(yù)測(cè)值與監(jiān)測(cè)值

圖1　變電站工頻電場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)平均值和監(jiān)測(cè)平均值

從圖1中可以看出，3座變電站的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)平均值均較監(jiān)測(cè)平均值大，偏大約23.5%～41.3%，但其絕對(duì)值均屬同一數(shù)量級(jí)水平，預(yù)測(cè)值能保守反映變電站擴(kuò)建后的工頻電場(chǎng)影響狀況，工頻電場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法是合理的。

3座變電站擴(kuò)建后站界工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)平均值和監(jiān)測(cè)平均值對(duì)比見(jiàn)圖2。

從圖2中可以看出，3座變電站的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)平均值均較監(jiān)測(cè)平均值大，偏大約14.6%～22.1%，但其絕對(duì)值均屬同一數(shù)量級(jí)水平，預(yù)測(cè)值能保守反映變電站擴(kuò)建后的工頻磁場(chǎng)影響狀況，工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法是合理的。

圖2　變電站工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)平均值和監(jiān)測(cè)平均值

4結(jié)論

通過(guò)對(duì)擴(kuò)建變電站的電磁環(huán)境影響初步探討，得出以下結(jié)論：

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

2)在無(wú)法找到完全滿(mǎn)足規(guī)范要求的類(lèi)比變電站時(shí)，可通常對(duì)變電站擴(kuò)建前電磁環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值按主變壓器臺(tái)數(shù)和出線(xiàn)回路數(shù)進(jìn)行修正，修正值能保守反映變電站擴(kuò)建后電磁環(huán)境影響的預(yù)測(cè)值；

3)變電站主變壓器擴(kuò)建修正時(shí)可采用變電站擴(kuò)建前電磁環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值乘以擴(kuò)建后主變壓器臺(tái)數(shù)與原主變壓器臺(tái)數(shù)的比值進(jìn)行修正；

4)變電站出線(xiàn)回路數(shù)修正時(shí)可采用變電站擴(kuò)建前電磁環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值乘以擴(kuò)建后出線(xiàn)回路數(shù)與原出線(xiàn)回路數(shù)的比值進(jìn)行修正。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TM154

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1003-6954(2015)04-0074-04

作者簡(jiǎn)介：

曾媛(1981)，碩士，工程師，主要從事輸變電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)

(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