为研究高压变电站电磁环境影响与变电站主变台数等参数的相关性, 笔者通过选取不同类型的有代表性的高压变电站进行现状监测。研究不同类型高压变电站的电磁环境影响, 分析其电磁环境影响与主变台数、电压等级、主变容量及布设方式等参数的相关性。

1 高压变电站电磁环境现状监测 1.1 选取原则

根据主变台数、电压等级、主变容量及布设方式等参数, 在山东省境内选取有代表性的王家等5座110 ~ 220 kV不同类型高压变电站进行现状监测。变电站主要参数见表 1。

1.2 现状监测 1.2.1 监测方法

按照《 500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)、《高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法》(DL/T988-2005)的规定:测量选择在高压进线处一侧, 以围墙为起点, 测点间距为5m, 依次测至50m处。测量离地1.5m处的工频电场和工频磁场^[1]。若仪表读数是稳定的, 测量读数为稳定时的仪表读数; 若仪表读数是波动的, 则测量时每1min读一个数, 取连续5min的平均值作为测量读数。监测时已尽量避开建筑物和金属物体^[2]。

1.2.2 监测仪器

采用电磁场测量系统, 主机型号PMM8053B, 探头型号EHP-50C;测量频率范围为5Hz~ 100kHz; 量程范围电场强度为0.01V/m~ 100kV/m, 磁感应强度为1nT~ 10mT。仪器在检定有效期内。

1.2.3 监测条件

见表 2。

2 高压变电站电磁环境影响因素分析 2.1 主变电压等级、布设方式相同, 台数、容量不同的变电站电磁环境随距离变化趋势(图 1 ~ 图 2)

由图 1 ~ 图 2可知, 美里湖变电站围墙外工频电场强度为0.016~ 0.114kV/m, 工频磁感应强度为(0.065 ~ 0.262)× 10^-3 mT; 王家变电站围墙外工频电场强度为0.023 ~ 1.650kV/m, 工频磁感应强度为(0.097 ~ 2.110)×10^-3mT。王家变电站周围工频电磁场强度均明显高于美里湖变电站。由此可知当变电站电压等级和布设方式相同, 而主变台数和容量不同时, 变电站主变台数越多, 容量越大, 电磁环境影响越大。主变台数、容量与电磁环境影响具有正相关性。

2.2 主变台数、布设方式相同, 电压等级、容量不同的变电站电磁环境随距离变化趋势(图 3 ~ 图 4)

由图 3 ~ 图 4可知, 美里湖变电站围墙外工频电场强度为0.016~ 0.114kV/m, 工频磁感应强度为(0.065 ~ 0.262)× 10^-3 mT; 李家变电站围墙外工频电场强度为0.012 ~ 0.073kV/m, 工频磁感应强度为(0.042 ~ 0.177)×10^-3mT。美里湖变电站周围工频电磁场强度均明显高于李家变电站。由此可知当变电站主变台数和布设方式相同, 而电压等级和容量不同时, 变电站电压等级越高、容量越大, 电磁环境影响越大。电压等级、容量与电磁环境影响具有正相关性。

2.3 主变电压等级、台数及容量相同, 布设方式不同的变电站电磁环境随距离变化趋势(图 5 ~ 图 6)

由图 5 ~ 图 6可知, 兴化变电站围墙外工频电场强度为0.010 ~ 0.022kV/m, 工频磁感应强度为(0.180 ~ 1.642)× 10^-3mT; 秦口变电站围墙外工频电场强度为0.011 ~ 0.037kV/m, 工频磁感应强度为(0.067 ~ 0.221)×10^-3 mT; 李家变电站围墙外工频电场强度为0.012 ~ 0.073kV/m, 工频磁感应强度为(0.042 ~ 0.177)×10^-3 mT。三座变电站之间工频电场强度关系:李家>秦口>兴化; 工频磁感应强度关系:兴化>秦口>李家。由此可知当变电站主变台数、电压等级及主变容量相同, 而布设方式不同时, 变电站工频电场强度由强及弱依次为户外敞开式、半户内及全户内; 工频磁感应强度由强及弱依次为全户内、半户内及户外敞开式。

由图 1 ~图 6可知, 不同类型高压变电站电磁环境影响具有相似性:在0 ~ 50m范围内变电站围墙外电磁环境影响随距离增加而逐渐减小, 在距离变电站围墙50m处图中曲线较平缓, 说明监测数值接近环境背景值。由此可知变电站主要环境影响范围为变电站围墙外0 ~ 50m。110kV变电站围墙外工频电场强度为0.010 ~ 0.073kV/m, 工频磁感应强度为(0.042 ~ 1.642)×10^-3mT; 220kV变电站围墙外工频电场强度为0.016 ~ 1.650kV/m, 工频磁感应强度为(0.065 ~ 2.110)×10^-3 mT。由此可知变电站环境影响程度为:变电站围墙外工频电场强度、工频磁感应强度均分别满足4kV/m、0.1mT的国家评价标准限值^[1]要求。

3 结论

通过研究110 ~ 220kV不同类型高压变电站电磁环境影响与主变台数等参数之间的关系可知:在变电站某些参数确定情况下, 主变台数、容量与电磁环境影响具有正相关性; 电压等级、容量与电磁环境影响具有正相关性; 不同布设方式的变电站工频电场强度由强及弱依次为户外敞开式、半户内、全户内; 工频磁感应强度由强及弱依次为全户内、半户内、户外敞开式。

不同类型高压变电站的电磁环境影响具有相似性:电磁环境影响随距离增加而减小, 主要影响范围为变电站围墙外0 ~ 50m, 其影响程度均满足工频电场强度4kV/m、工频磁感应强度0.1mT的评价标准限值要求。