中國(guó)高壓輸電電磁環(huán)境研究(二)
3.1.3電場(chǎng)的生態(tài)效應(yīng)可分為短期效應(yīng)和長(zhǎng)期效應(yīng)。短期影響主要研究電擊和電場(chǎng)的直接感受以及電流對(duì)人體的影響;長(zhǎng)期影響研究是通過調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室研究進(jìn)行的。工頻電磁場(chǎng)對(duì)生物系統(tǒng),特別是對(duì)人體健康是否有危害一直是一個(gè)未解決的問題,因此對(duì)其生態(tài)效應(yīng)的研究還有待進(jìn)一步研究。除了外加電壓之外,傳輸線下方的空間場(chǎng)強(qiáng)還與導(dǎo)體的布局形式、幾何位置和尺寸有關(guān)。因此,可以通過(1)調(diào)整導(dǎo)體離地高度、相間距、分裂導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)尺寸和相導(dǎo)體的布局來降低傳輸線下方的電場(chǎng)強(qiáng)度。研究表明,在這些方法中,為了降低離線空間的場(chǎng)強(qiáng),適當(dāng)增加導(dǎo)體到地面的高度是較有效的。通過減小相間距離來減小場(chǎng)強(qiáng),會(huì)受到絕緣配合的限制,效果不如適當(dāng)增加導(dǎo)體對(duì)地高度明顯。雖然減少分裂導(dǎo)線的數(shù)量可以降低線對(duì)線的強(qiáng)度,但可聽噪聲和無線電干擾的水平會(huì)增加。在設(shè)計(jì)新線路選擇導(dǎo)線布置時(shí),倒三角形布置可以降低離線強(qiáng)度,節(jié)省線路走廊的占地空間。在歐美一些家,400 ~ 700 kV輸電線路下的較大地面場(chǎng)強(qiáng)多為10 ~ 12 kV/m,尚未發(fā)現(xiàn)此類電壓等級(jí)線路對(duì)人體健康有害的報(bào)道。美新澤西州線路走廊邊緣較大允許場(chǎng)強(qiáng)為3kV/m,BPA對(duì)線路走廊寬度的標(biāo)準(zhǔn)要求為5kV/m。到目前為止,BPA研究已經(jīng)證明,選擇該值沒有出現(xiàn)不利結(jié)果。3.2 UHV變電站際上采用的UHV變電站有三種類型:傳統(tǒng)戶外式(前蘇聯(lián)采用的開放式)、混合式(美采用的)和氣體絕緣地理信息系統(tǒng)(日本和意大利采用的)。前蘇聯(lián)建成并投入運(yùn)行的UHV變電站均采用室外結(jié)構(gòu)。Eki Bastou變電站是連接西伯利亞烏拉爾和中亞電力系統(tǒng)1150kV輸電線路的樞紐。在變電站內(nèi)的斷路器和主要巡視路線處安裝金屬屏蔽網(wǎng)(或屏蔽線),保證走廊下的地面場(chǎng)強(qiáng)小于5 kV/m,場(chǎng)區(qū)大部分區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)在15kv/m ~ 20kv/m之間,出線分壓器處地面場(chǎng)強(qiáng)高達(dá)35 kV/m,兩人皮膚緊貼,有輕微放電感。巡邏人員和其他工作人員在場(chǎng)強(qiáng)超過15kV/m的區(qū)域工作時(shí),應(yīng)穿著特殊的防護(hù)服.變電站內(nèi)無線電干擾水平超過規(guī)定水平,改善母線(尤其是其交叉口)和設(shè)備屏蔽的設(shè)計(jì)工作仍在繼續(xù)。日本1000kV UHV變電站是SF6組合電器變電站,進(jìn)出線采用套管引入引出,對(duì)環(huán)境影響不大。此外,干式變壓器還專門設(shè)置了隔聲箱,主要減少噪聲污染。根據(jù)我用電特點(diǎn),如果采用GIS變電站,占地面積(約為室外型的1/4)和環(huán)境影響將大大降低。在3.3 600千伏及以上DC輸電線路門檻基本相同的情況下,DC輸電線路對(duì)環(huán)境的影響一般小于交流,這是DC輸電的優(yōu)勢(shì)之一。美EPRI對(duì)600千伏及以上DC輸電線路的電磁環(huán)境做了大量的研究工作。詳細(xì)報(bào)道了DC電場(chǎng)和離子流、可聽噪聲和無線電干擾的產(chǎn)生機(jī)理、測(cè)試方法和過程,總結(jié)了準(zhǔn)確實(shí)用的計(jì)算方法,為600千伏及以上DC輸電線路的設(shè)計(jì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。3.3.1電場(chǎng)效應(yīng)高壓直流輸電線路下的電場(chǎng)效應(yīng)與交流線路下的電場(chǎng)效應(yīng)有很大不同,體現(xiàn)在:組合電場(chǎng)一般高于同電壓等級(jí)交流線路下的電場(chǎng);在DC輸電線路正常運(yùn)行的情況下,沒有感應(yīng) #p#分頁標(biāo)題#e#
然而,關(guān)于離子流生物效應(yīng)的科學(xué)爭(zhēng)論仍在繼續(xù)。美戴爾測(cè)試中心做過實(shí)驗(yàn):在高壓DC公交車下,當(dāng)電場(chǎng)為30kV/m時(shí),穿普通鞋子的人頭發(fā)有刺激感,頭皮有輕微刺痛。這主要是由于人在電場(chǎng)中時(shí)原有電場(chǎng)的扭曲和局部電場(chǎng)的加強(qiáng)。基于上述試驗(yàn)條件,規(guī)定在DC輸電線路下人們可能移動(dòng)的地方,組合場(chǎng)強(qiáng)限制在30kV/m。根據(jù)美能源部超高壓和UHV輸電線路的電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范,無電暈的DC線路的電場(chǎng)強(qiáng)度取線下15kV/m。日本環(huán)境省將取值為9kV/m.3.3.2可聽噪聲隨著電壓等級(jí)的提高,輸電線路的可聽噪聲已經(jīng)成為交流和DC UHV線路設(shè)計(jì)中必須考慮的重要因素。交流輸電線路的可聽噪聲,晴天小,小雨、霧、雪大,是線路設(shè)計(jì)考慮的主要門檻。但下雨時(shí),DC輸電線路的可聽噪聲較晴天有所降低,下雪天和晴天的噪聲差別不大,因此在設(shè)計(jì)DC輸電線路時(shí)應(yīng)先先考慮晴天的可聽噪聲。美能源部(DOE)建議,DC輸電線路的可聽噪聲應(yīng)限制在40 ~ 45 dB (A),50以上的好天氣不應(yīng)超過此值。這是基于美BPA的早期研究結(jié)論,即40dB(A)是一個(gè)限值,超過這個(gè)限值的DC輸電線路產(chǎn)生的噪聲是不可接受的。在日本,DC線晴天和陰天的可聽噪聲目標(biāo)值設(shè)定為40dB(A)。3.3.3根據(jù)無線電干擾主觀評(píng)價(jià)結(jié)果,DC輸電線路允許的無線電干擾信噪比為20 ~ 21 dB,即廣播信號(hào)必須比DC電暈干擾高20 ~ 21 dB,才能令人滿意地收聽。交流傳輸線令人滿意的收聽信噪比為24dB,表明電暈對(duì)DC傳輸線無線電廣播的干擾小于交流傳輸線。美規(guī)定走廊邊緣無線電干擾80天53 ~ 58 dB,日本設(shè)定目標(biāo)值50dB,晴天陰天50。3.4 600千伏及以上換流站具有50年以上世界500千伏DC輸電系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),15年以上600千伏DC輸電系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。這些DC傳輸系統(tǒng)有相當(dāng)實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)。從我近年來的天-寬,三-正,三-寬,貴-
廣±500kV直流輸電工程換流站的電磁環(huán)境測(cè)試來看,存在兩個(gè)突出問題:(1)換流站的可聽噪聲太大;(2)換流站接地極的地電位對(duì)交流系統(tǒng)的影響比較嚴(yán)重。換流站內(nèi)的主要噪聲源有換流干式變壓器、平波電抗器、交流濾波器、換流閥和冷卻系統(tǒng)設(shè)備。后兩種設(shè)備置于室內(nèi),其噪聲基本被房屋屏蔽;前三種設(shè)備安裝在室外,其噪聲對(duì)外界造成嚴(yán)重影響。龍泉、政平和荊州換流站周圍的民眾對(duì)換流站噪聲抱怨比較強(qiáng)烈,應(yīng)引起重視。關(guān)于換流站的噪聲,以下幾方面的問題值得注意:(1)換流站圍墻外20m的噪聲設(shè)計(jì)指標(biāo)與家規(guī)定的城市區(qū)域環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)相矛盾;(2)站內(nèi)的一些室外設(shè)備如平波電抗器和交流濾波器等發(fā)出的噪聲,在額定功率下超過了招投標(biāo)書的要求,未采取必要的噪聲抑制措施。對(duì)±600kV及以上電壓等級(jí)的換流站,其設(shè)備的可聽噪聲影響可能更大。當(dāng)直流輸電采用單極大地返回方式運(yùn)行時(shí),入地電流使接地極周圍地電位升高,導(dǎo)致附近不同位置交流變電站之間出現(xiàn)直流地電位差。對(duì)于中性點(diǎn)接地且有關(guān)聯(lián)的交流變電站,接地極入地電流引起的地電位變化會(huì)在交流側(cè)繞組電流中產(chǎn)生直流分量,兩者共同作用使換流干式變壓器產(chǎn)生直流偏磁現(xiàn)象,干式變壓器的損耗、溫升以及50Hz的噪聲(正常時(shí)基波噪聲頻率為100Hz)都有明顯增加。直流偏磁現(xiàn)象影響干式變壓器正常工作,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞干式變壓器。廣東省大地電阻率普遍較高,按電力規(guī)劃,珠江三角洲地區(qū)換流站也較多,上述問題將會(huì)比較嚴(yán)重。廣東境內(nèi)已有3座±500kV的換流站,目前靠盡量控制運(yùn)行方式回避上述問題,比較被動(dòng),應(yīng)盡早著手研究和解決直流接地極地電位升對(duì)交流系統(tǒng)的影響。#p#分頁標(biāo)題#e#熱點(diǎn)關(guān)注
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