中國高壓輸電電磁環(huán)境研究(二)
3.1.3電場(chǎng)的生態(tài)效應可分為短期效應和長(cháng)期效應。短期影響主要研究電擊和電場(chǎng)的直接感受以及電流對人體的影響;長(cháng)期影響研究是通過(guò)調查和實(shí)驗室研究進(jìn)行的。工頻電磁場(chǎng)對生物系統,特別是對人體健康是否有危害一直是一個(gè)未解決的問(wèn)題,因此對其生態(tài)效應的研究還有待進(jìn)一步研究。除了外加電壓之外,傳輸線(xiàn)下方的空間場(chǎng)強還與導體的布局形式、幾何位置和尺寸有關(guān)。因此,可以通過(guò)(1)調整導體離地高度、相間距、分裂導體的結構尺寸和相導體的布局來(lái)降低傳輸線(xiàn)下方的電場(chǎng)強度。研究表明,在這些方法中,為了降低離線(xiàn)空間的場(chǎng)強,適當增加導體到地面的高度是較有效的。通過(guò)減小相間距離來(lái)減小場(chǎng)強,會(huì )受到絕緣配合的限制,效果不如適當增加導體對地高度明顯。雖然減少分裂導線(xiàn)的數量可以降低線(xiàn)對線(xiàn)的強度,但可聽(tīng)噪聲和無(wú)線(xiàn)電干擾的水平會(huì )增加。在設計新線(xiàn)路選擇導線(xiàn)布置時(shí),倒三角形布置可以降低離線(xiàn)強度,節省線(xiàn)路走廊的占地空間。在歐美一些家,400 ~ 700 kV輸電線(xiàn)路下的較大地面場(chǎng)強多為10 ~ 12 kV/m,尚未發(fā)現此類(lèi)電壓等級線(xiàn)路對人體健康有害的報道。美新澤西州線(xiàn)路走廊邊緣較大允許場(chǎng)強為3kV/m,BPA對線(xiàn)路走廊寬度的標準要求為5kV/m。到目前為止,BPA研究已經(jīng)證明,選擇該值沒(méi)有出現不利結果。3.2 UHV變電站際上采用的UHV變電站有三種類(lèi)型:傳統戶(hù)外式(前蘇聯(lián)采用的開(kāi)放式)、混合式(美采用的)和氣體絕緣地理信息系統(日本和意大利采用的)。前蘇聯(lián)建成并投入運行的UHV變電站均采用室外結構。Eki Bastou變電站是連接西伯利亞烏拉爾和中亞電力系統1150kV輸電線(xiàn)路的樞紐。在變電站內的斷路器和主要巡視路線(xiàn)處安裝金屬屏蔽網(wǎng)(或屏蔽線(xiàn)),保證走廊下的地面場(chǎng)強小于5 kV/m,場(chǎng)區大部分區域場(chǎng)強在15kv/m ~ 20kv/m之間,出線(xiàn)分壓器處地面場(chǎng)強高達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)強超過(guò)15kV/m的區域工作時(shí),應穿著(zhù)特殊的防護服.變電站內無(wú)線(xiàn)電干擾水平超過(guò)規定水平,改善母線(xiàn)(尤其是其交叉口)和設備屏蔽的設計工作仍在繼續。日本1000kV UHV變電站是SF6組合電器變電站,進(jìn)出線(xiàn)采用套管引入引出,對環(huán)境影響不大。此外,干式變壓器還專(zhuān)門(mén)設置了隔聲箱,主要減少噪聲污染。根據我用電特點(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(xiàn)路門(mén)檻基本相同的情況下,DC輸電線(xiàn)路對環(huán)境的影響一般小于交流,這是DC輸電的優(yōu)勢之一。美EPRI對600千伏及以上DC輸電線(xiàn)路的電磁環(huán)境做了大量的研究工作。詳細報道了DC電場(chǎng)和離子流、可聽(tīng)噪聲和無(wú)線(xiàn)電干擾的產(chǎn)生機理、測試方法和過(guò)程,總結了準確實(shí)用的計算方法,為600千伏及以上DC輸電線(xiàn)路的設計提供了寶貴的經(jīng)驗。3.3.1電場(chǎng)效應高壓直流輸電線(xiàn)路下的電場(chǎng)效應與交流線(xiàn)路下的電場(chǎng)效應有很大不同,體現在:組合電場(chǎng)一般高于同電壓等級交流線(xiàn)路下的電場(chǎng);在DC輸電線(xiàn)路正常運行的情況下,沒(méi)有感應 #p#分頁(yè)標題#e#
然而,關(guān)于離子流生物效應的科學(xué)爭論仍在繼續。美戴爾測試中心做過(guò)實(shí)驗:在高壓DC公交車(chē)下,當電場(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?;谏鲜鲈囼灄l件,規定在DC輸電線(xiàn)路下人們可能移動(dòng)的地方,組合場(chǎng)強限制在30kV/m。根據美能源部超高壓和UHV輸電線(xiàn)路的電氣和機械設計規范,無(wú)電暈的DC線(xiàn)路的電場(chǎng)強度取線(xiàn)下15kV/m。日本環(huán)境省將取值為9kV/m.3.3.2可聽(tīng)噪聲隨著(zhù)電壓等級的提高,輸電線(xiàn)路的可聽(tīng)噪聲已經(jīng)成為交流和DC UHV線(xiàn)路設計中必須考慮的重要因素。交流輸電線(xiàn)路的可聽(tīng)噪聲,晴天小,小雨、霧、雪大,是線(xiàn)路設計考慮的主要門(mén)檻。但下雨時(shí),DC輸電線(xiàn)路的可聽(tīng)噪聲較晴天有所降低,下雪天和晴天的噪聲差別不大,因此在設計DC輸電線(xiàn)路時(shí)應先先考慮晴天的可聽(tīng)噪聲。美能源部(DOE)建議,DC輸電線(xiàn)路的可聽(tīng)噪聲應限制在40 ~ 45 dB (A),50以上的好天氣不應超過(guò)此值。這是基于美BPA的早期研究結論,即40dB(A)是一個(gè)限值,超過(guò)這個(gè)限值的DC輸電線(xiàn)路產(chǎn)生的噪聲是不可接受的。在日本,DC線(xiàn)晴天和陰天的可聽(tīng)噪聲目標值設定為40dB(A)。3.3.3根據無(wú)線(xiàn)電干擾主觀(guān)評價(jià)結果,DC輸電線(xiàn)路允許的無(wú)線(xiàn)電干擾信噪比為20 ~ 21 dB,即廣播信號必須比DC電暈干擾高20 ~ 21 dB,才能令人滿(mǎn)意地收聽(tīng)。交流傳輸線(xiàn)令人滿(mǎn)意的收聽(tīng)信噪比為24dB,表明電暈對DC傳輸線(xiàn)無(wú)線(xiàn)電廣播的干擾小于交流傳輸線(xiàn)。美規定走廊邊緣無(wú)線(xiàn)電干擾80天53 ~ 58 dB,日本設定目標值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輸電系統運行經(jīng)驗,15年以上600千伏DC輸電系統運行經(jīng)驗。這些DC傳輸系統有相當實(shí)際的操作經(jīng)驗。從我近年來(lái)的天-寬,三-正,三-寬,貴-
廣±500kV直流輸電工程換流站的電磁環(huán)境測試來(lái)看,存在兩個(gè)突出問(wèn)題:(1)換流站的可聽(tīng)噪聲太大;(2)換流站接地極的地電位對交流系統的影響比較嚴重。換流站內的主要噪聲源有換流干式變壓器、平波電抗器、交流濾波器、換流閥和冷卻系統設備。后兩種設備置于室內,其噪聲基本被房屋屏蔽;前三種設備安裝在室外,其噪聲對外界造成嚴重影響。龍泉、政平和荊州換流站周?chē)拿癖妼Q流站噪聲抱怨比較強烈,應引起重視。關(guān)于換流站的噪聲,以下幾方面的問(wèn)題值得注意:(1)換流站圍墻外20m的噪聲設計指標與家規定的城市區域環(huán)境標準相矛盾;(2)站內的一些室外設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(guò)了招投標書(shū)的要求,未采取必要的噪聲抑制措施。對±600kV及以上電壓等級的換流站,其設備的可聽(tīng)噪聲影響可能更大。當直流輸電采用單極大地返回方式運行時(shí),入地電流使接地極周?chē)仉娢簧?,導致附近不同位置交流變電站之間出現直流地電位差。對于中性點(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。直流偏磁現象影響干式變壓器正常工作,嚴重時(shí)還會(huì )損壞干式變壓器。廣東省大地電阻率普遍較高,按電力規劃,珠江三角洲地區換流站也較多,上述問(wèn)題將會(huì )比較嚴重。廣東境內已有3座±500kV的換流站,目前靠盡量控制運行方式回避上述問(wèn)題,比較被動(dòng),應盡早著(zhù)手研究和解決直流接地極地電位升對交流系統的影響。#p#分頁(yè)標題#e#熱點(diǎn)關(guān)注
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