110kV变电所工频电磁场强度监测实践与影响研究

2015-08-11 05:25陈彩凤杨明昇
中国高新技术企业 2015年29期
关键词:磁感应电磁场围墙

陈彩凤 杨明昇

摘要:110kV变电所影响周围环境的是其感应磁场及电场。通过对比现行标准对工频电磁场测试方法的要求,针对三种典型变电所的电磁场进行监测,提出110kV变电所的测试方法及限值选取原则,并基于大量的实测数据,分析变电站工频电磁场对环境影响的现状。

关键词:110kV变电所;工频电磁场;强度监测;实测数据;环境影响 文献标识码:A

中图分类号:TM631 文章编号:1009-2374(2015)29-0133-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.067

1 概述

变动的电场会产生磁场,变动的磁会产生电场。1831年,英国人法拉第发现了这一奇妙的现象,后人称之为法拉第电磁感应定律,并利用这个原理开始发电,各种用电设施逐渐出现在人类生活的各个方面。经过一百多年的发展,电力已经成为人类社会不可缺少的能源之一。由于电能必须经过变电所输送、分配,随着电能的广泛应用,变电所的数量逐渐增加,其电压等级也不断提高,使人们居住环境中的工频电磁场随之增大。人类在享受着电力带来生活改善的同时,也开始感到忧虑,诸如“电磁污染危害人类健康”“隐形杀手-电磁辐射”等的报道开始出现在各种媒体中传播,导致公众渐渐对电力电磁现象产生恐惧,甚至达到谈之色变的

情况。

众所周知,变电所的工作频率为50Hz(简称“工频”),其周围的电场与磁场是单独存在的,属于低频电磁场,通常情况下不会涉及电磁辐射问题。国际权威组织在极低频环境健康影响领域内,也只涉及电场与磁场分析,而不使用“电磁辐射”这一笼统模糊的概念,更没有任何国际权威组织会在该领域误用“电磁辐射”这一术语。

2 监测实施

2.1 监测仪器

意大利产PMM8053电磁场强度仪、PMMEHP-50A极低频电场分析器。该仪器通过华东国家计量测试中心校准,其计量性能溯源至国家计量基准,并在有效期内。

2.2 评价依据

国内暂未制定有关居民区工频电场评价标准,可引用国家环保总局《环境影响评价技术导则 输变电工程》(HJ 24-2014)中规定的推荐值作为指引标准。规范中“推荐暂以4kV/m作为居民区工频电场评价标准,推荐暂以应用国际辐射保护协会关于对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”。

3 监测过程

3.1 样本及监测点的选取

绍兴市质量技术监督检测院在电力部门的配合下,选取了三类典型的110kV变电所:户外布置式变电站、户外设备户内布置式变电站、气体绝缘(GIS)变电站。额定负荷均为2×50MVA,高压进出线回路均为2回。测试点分主变、控制室、进出线、围墙外四个

区域。

3.2 测量条件

3.2.1 测量距离的选择:测量高度选1.5m,测量人员离测量传感器探头2.5m以上,测量探头距主变压器(分高压侧、低压侧和两主变中间)或控制室控制屏外壳1m、2.5m、5m。围墙内进出线正下方距围墙1~2m开始测,向垂直于进出线方面每间隔2m测一次,共测4~8点。围墙外从距围墙1m开始测,沿进出线方向每间隔2m测一次,共测6点。测量读数:每1min读一个数,每次测量时间不小于15s,共测5次,取5次的平均值为测量结果。

3.2.2 测量点数量:本次监测主变周围共设15个点,围墙内进出线周围各设8个点,控制室设6个点,围墙外各设6个点。

3.3 监测结果

3.3.1 户外布置式变电站。主变周围电场强度最高2.32kV/m,最低0.73kV/m,平均值为1.03kV/m。磁感应强度最高23.126uT,最低1.805uT。围墙内进出线周围电场强度最高2.881kV/m,最低0.177kV/m,平均值为0.89kV/m。磁感应强度最高18.345uT,最低0.237uT。控制室内电场强度最高0.33kV/m,最低0.16kV/m,平均值为0.19kV/m。磁感应强度最高0.312uT,最低0.121uT。围墙外电场强度最高2.22kV/m,最低0.21kV/m,平均值为0.33kV/m,磁感应强度最高2.417uT,最低0.123uT。

3.3.2 户外设备户内布置式变电站。主变周围电场强度最高1.69kV/m,最低0.70kV/m,平均值为0.95kV/m。磁感应强度最高13.124uT,最低1.705uT。围墙内进出线周围电场强度最高1.84kV/m,最低0.176kV/m,平均值为0.89kV/m。磁感应强度最高12.410uT,最低0.217uT。控制室内电场强度最高0.33kV/m,最低0.15kV/m,平均值为0.18kV/m。磁感应强度最高0.315uT,最低0.122uT。围墙外电场强度最高1.77kV/m,最低0.22kV/m,平均值为0.31kV/m,磁感应强度最高2.417uT,最低0.123uT。

3.3.3 气体绝缘(GIS)变电站。主变周围电场强度最高0.88kV/m,最低0.36kV/m,平均值为0.41kV/m。磁感应强度最高7.718uT,最低1.705uT。围墙内进出线周围电场强度最高0.84kV/m,最低0.192kV/m,平均值为0.64kV/m。磁感应强度最高8.044uT,最低0.236uT。控制室内电场强度最高0.32kV/m,最低0.14kV/m,平均值为0.17kV/m。磁感应强度最高0.318uT,最低0.120uT。围墙外电场强度最高0.77kV/m,最低0.20kV/m,平均值为0.29kV/m,磁感应强度最高0.835uT,最低0.123uT。

3.4 结果分析

3.4.1 户外布置式变电站围墙周界处的工频磁场水平最大不超过3μT。该类变电站周界处较高的磁场水平是由110kV架空进线产生的,在现场测得的最大磁感应强度值为23.126μT(110kV架空线与另一路110kV电缆的共同影响);对采用110kV电缆进线的户外布置式变电站,在110kV进线电缆沟上方实测得的最大工频磁感应强度均小于19μT。户外设备户内布置式变电站在主变压器满负荷(2×50MVA)情况下,墙界处的工频磁场,除进线电缆沟上方(由地下电缆产生的磁场)外,均不超过2μT(110kV进线电缆沟上方产生的最大工频磁场水平不超过15μT)。户外设备户内布置式变电站。气体绝缘(GIS)变电站由于大部分母线都有屏蔽,整个变电站总体的磁场水平较低。即使在满负荷(2×50MVA)运行时,除临近110kV电缆进线部位以外,建筑物外5m距离处的磁场水平不超过1μT(110kV电缆进线沟上方最大不超过10μT)。

3.4.2 位于市外的变电站。监测表明,该类变电站周围环境空旷,电磁场变化趋势明显,变电站外的电磁环境受进出线的影响非常大。就工频磁场而言,围墙外工频磁场小于3μT。

3.4.3 位于市内的变电站。围墙外1m处的磁感应强度一般小于1.25μT。而且由于该类变电站多数位于市区,变电站外环境复杂,易受进出线和路边10kV或380V电力线路影响,很难看出变电站产生的电磁场的变化趋势。

3.4.4 电场强度与变电所种类无关,只与距离

有关。

3.4.5 作业点磁场强度比较。户外布置式变电站较高,户外设备户内布置式变电站次之,气体绝缘(GIS)变电站。各类变电所磁场强度依两主变周围、进出线下、控制室、围墙外递减。

4 结论

(1)三类110kV变电站中,电场强度均小于3kV/m,产生的磁场均低于25μT,属于合格范围内,比限值低1个数量级以上,而且在距变电所约4~5m处,电磁场已降至环境背景值;(2)主变、进出线上方的电磁场较其他区域大,所以现场作业人员在两主变周围、进出线下方应做出相应的安全保护;(3)相同负荷时,电磁场从大到小的顺序是:户外布置式变电站、户外设备户内布置式变电站、气体绝缘(GIS)变电站。

5 结语

通过现场测试可以看出,变电站外工频电场和磁场均符合标准限值。报告建议,在建设高压变电站时,要注意设计和布置好架空进出线的走向和位置,使之尽量避让民房。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家环境保护标准:环境影响评价技术导则 输变电工程(HJ 24-2014)[S].

[2] 中华人民共和国国家标准:电磁环境控制限值(GB 8702-2014)[S].

[3] 中华人民共和国国家环境保护标准:交流输变电工程电磁环境监测方法(试行)(HJ 681-2013)[S].

[4] 中华人民共和国国家环境保护标准:辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法(HJ/T 10.2-1996)[S].

作者简介:陈彩凤(1968-),绍兴市能源检测院质量负责人,高级工程师,研究方向:电能质量及节能。

(责任编辑:蒋建华)

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