市区运行变电所的环境保护与技术监督

殷晓红,刘建斌,王忠霞

(1.黑龙江省电力科学研究院,黑龙江哈尔滨 150030;2.黑龙江省电力勘察设计研究院,黑龙江哈尔滨 150010 3.华电招标有限公司,北京 100031))

随着我国国民经济的迅速发展,市区的用电负荷不断增加,110 kV、220 kV乃至 500 kV输电线引入到市区的高压电网中,在市区建设了很多的 110 kV、220 kV和 500 kV变电所。然而,变电所产生的噪声、无线电干扰,以及工频电场和磁场形成的电磁辐射,特别是那些临近居民区的变电所,对居民的生活和身体健康造成了一定的影响。因此,必须加强变电所的环境保护与技术监督,借以促进和谐社会的建设和发展。

1 变电所的环境因素和环境影响

ISO14001环境管理体系给出的“环境因素”定义为:“一个组织的活动、产品和服务中能与环境发生相互作用的因素。”环境要素作用于环境,产生环境影响。“环境影响”的定义为:“全部或部分地由组织的环境因素给环境造成的任何有害或有益的变化。”出于环境保护的目的,人们对于有害的环境变化更为关注。

1.1 变电所所址及其建筑物

变电所所址有可能影响生态环境和自然景观,在其建设期造成水土流失,特别是市区变电所往往被四周的建筑物包围,也可能处于繁华的商业区或风景名胜区,很可能造成与周围环境的不协调。因此,在变电所的规划和设计阶段,必须注重变电所的选址、建筑物的造型与色调,乃至周围的绿化。

1.2 变电所的噪声

变电所的噪声主要来源于断路器的电冲击或冲击噪声、变压器的持续交流噪声、冷却风机的机械振动噪声,造成了环境噪声污染,干扰了变电所四周人群的生活、工作和学习。为了控制这些噪声的产生,在变电所设备选型时,宜选用 SF6气体绝缘组合电器、低噪声自冷变压器、低噪声轴流风机等低噪声设备,同时应控制噪声的传播途径,加装隔音板、消声器或进行吸音处理。

1.3 无线电干扰

变电所内电气设备产生的电磁场,以及电晕放电和间隙火花放电,都可能对无线电设备和电子装置等产生无线电干扰。因此,在变电所的设计和技术改造中,应采取抑制无线电干扰的技术措施,如对变电所的输电线路保持一定的防护间距,适当增大输电线直径等。

1.4 电磁辐射

带电运行的变电所设备,在其周围必然要产生电场;在电流流过导体时,其周围又要产生磁场。这种随时间变化的电场和磁场相互耦合,并形成了以一定速度传播的电磁波,在空间传递的电磁效应即形成电磁辐射,包括电晕放电和火花间隙在内,统称为环境电磁污染。工频电磁场的生态效应主要是流过人体的电流密度,当外界电磁场大于一定值时,有可能对运行、检修以及处在一定距离内的周边地区人员身体健康构成威胁。因此,在变电所设计时应采取相应的静电屏蔽措施,抬高导线的架设高度,降低地面场强。

2 变电所的环境评价

《中华人民共和国环境保护法》规定,建设污染环境的项目,必须提出环境影响报告书,对建设项目产生的污染和对环境的影响作出评价,规定防治措施。国家环境保护总局第 18号令规定,对于电压在 100 kV以上的送、变电系统都应进行环境评价,委托具有相关环境影响评价证书的单位和有资格的技术人员编写环境影响评价报告书。

2.1 变电所生态环境评价

评价变电所所址对生态环境的影响;评价变电所建设期施工时可能造成水土流失对生态环境的影响及所采取的水土保持措施的适宜性;评价变电所建筑与周围环境的协调性;评价生活污水处理措施的适宜性。

2.2 变电所电磁环境评价

评价变电所运行时产生的可听噪声、工频电场和磁场、无线电干扰对周围环境可能产生的影响及其防治措施的适宜性。

3 变电所环境案例分析

为了说明变电所环境监测与评价的必要性,现对江苏省及杭州市的变电所环境监测调查结果进行分析。

3.1 噪声

GB3096—93《城市区域环境噪声标准》规定值,如表1所示。

表1 城市区域环境噪声标准值 dB

江苏省城市 110～220 kV变电所环境现状调查结果如下:

a.南京市区 2002年前投运的 41个变电所,测得其昼间厂界噪声数据为 47.9～79.6 dB,有 25个变电所超标,占所调查总数的 61%;测得夜间厂界噪声数据为 46.8～73.8 dB,有 38个变电所超标,占所调查总数的 93%。监测结果表明:现有变动所厂界噪声普遍超标,少数变电所超标严重。

b.2004年通过环保竣工验收的 63个市区变电所,其昼间厂界噪声范围为 34.5～63.7 dB,夜间厂界噪声范围为 32.2～54.6 dB。统计结果表明:新建市区变电所的噪声不超标,部分变电所噪声接近标准限值。

c.2004-2005年通过环保竣工验收采用典型设计的部分市区新投运变电所共 23座,其厂界噪声昼间为 36.3～62.5 dB,夜间为 34.0～54.7 dB,均不超标。但是,这些变电所验收时的容量一般为初期容量,尚未达到规划容量。根据计算,扩建一台主变对厂界噪声的贡献值一般将达到 23 dB。因此,当达到规划容量时,部分变电所厂界噪声将出现超标。

3.2 无线电干扰

变电所对无线电干扰的控制指标,目前系按GB15707—1995《高压交流架空送电线无线电干扰限值》的规定执行。在距边相导线投影 20 m距离处,0.5 MHz和 1.0 MHz测试频率的晴天条件,各电压等级的无线电干扰限值,如表2、表3所示。

表2 0.5MHz测试频率各电压等线无线电干扰限值

表3 1.0MHz测试频率各电压等线无线电干扰限值

测试频率越高时,无线电干扰限值越低。110 kV无线电干扰修正限值,如表4所示。

江苏省对 2004年新投运的 63个市区变电所的监测数据表明,无线电干扰值均在限值之内。

表4 110 kV无线电干扰修正限值

杭州市新建的全户内、110 kV GIS、电缆进出线的文化变电所无线电干扰磁场测量值最大点为1 MHz、38.3dB,运行的同类型的武林变电所最大点为 0.5 MHz、44.8 dB,110户外布置、架空进线;10户内布置、电缆出线的五福变电所最大点为 1MHz、44.8 dB,只有零点高于限值外,其它点均小于国家规定限值。杭州市 220 kV户外布置的崇贤变电所,在监测频率为 0.51MHz(或 0.5 MHz)时,四侧围墙外 20 m处的无线电干扰最大值为 39.2 dB。220 kV户内布置的运河变电所为 0.5 MHz、27.4～38.3 dB。两变电所的无线电干扰值均小于国家规定限值。

3.3 工频电场和磁场

HJ/T24—1998《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境评价技术规范》的推荐值:居民区工频电场强度评价标准为 4 kV/m;磁场强度为 80 A/m,亦即公众全天辐射的工频限值。

江苏省的普测调查结果如下:

a.南京城区 2002年以前投运的 41个变电所,共测得工频电场数据 164个,范围 0.001～7.350 kV/m,超过 4 kV/m的有 7个变电所共 10个测点,均在厂界进出线下方,无住户;共测得工频磁场数据 164个,范围 0.000 8～0.004 0mT,均没有超过0.1mT限值。统计数据表明,现有市区变电所工频电场和磁场水平均不高,尤其是工频磁场低于标准值 0.1mT的 2个数量级以上。

b.2004年通过环保竣工验收的 63个新建市区变电所工频电场为 0.007～4.612 0 kV/m,其中有 2个 220 kV变电所各有一测点超过 4 kV/m,但测点均在变电所进出线下方,而且无住户;工频磁场为0.008×10-3～76.100×10-3mT,均未超过标准限值。数据统计表明,新建区域变电所的工频电场除位于进出线下方的个别测点外,均不超标;工频磁场远低于标准要求。

杭州市新建全户内文化变电所电场强度在 0.5～29.0 V/m之间,磁场强度在 0.031～0.219 A/m之间。运行的全户内武林变电所和大河变电所的电场强度在 1.2～29.0 V/m之间,磁场强度在0.080 5～0.950 0 A/m之间;运行的户外五福变电所的电场强度在 1.2～2900 V/m之间,磁场强度在0.067～0.594 A/m之间。总的来看,均远低于国家标准的限值。

杭州市 220 kV户外崇贤变电所,110 kV出线方向的工频电场强度最大,变化趋势呈波浪值,但峰值均﹤ 200 V/m;220 kV进线和 35 kV出现方向的工频电场强度次之,分别在围墙外 40m和 35 m处达到最大值 115 V/m、100 V/m,然后呈减小趋势;非进出线方向的工频电场强度最小,且随距离变化也减少,均在 20 V/m之内。220 kV进线方向的磁场强度最大,且随距离增加而增加,至 45处达到最大值 1.06μT;110 kV出线方向的磁感应强度次之,且随距离增加的变化不大,基本保持在 0.25 μT左右;35 kV出线方向的磁感应强度最小,基本保持在0.8μT以下;非进出线方向的最大值为0.37 μT,且随距离的增加呈减少趋势。对 220 kV户内运河变电所的监测结果类同。其工频电场强度和磁场强度均低于国家标准规定的限值。

4 对市区运行变电所环境保护建议

为了防治环境污染,保护和改善生活环境,保障人体健康,促进经济的发展和和谐社会的建设,同时避免或减少超标排污费用,增进企业效益,作为产生环境噪声污染和电磁污染的供电企业,有责任加强变电所的环境保护工作。

a.提高对变电所环境保护的认识。当前供电企业对于变电所对其环境影响的认识淡薄,加之政府环境保护行政主管部门对于变电所产生环境污染的执法力度的不够,更使供电企业的认识淡化。随着国家环境保护工作的强化,必然涉及到变电所的噪声污染和电磁污染问题,因此,供电企业必须要提高认识,学习国家相关的法律与技术标准,高度重视变电所的环境保护工作。

b.建立起一支专业监测队伍,即定期或不定期进行环境监测,形成制度化。同时,要求该队伍具有相应机构颁发的电网环境保护检测实验室和环境评价资质。

c.将电网环境保护纳入到技术监督范畴。技术监督是提高生产和管理水平的有效手段,这已为电力行业多年来实施的各项专业技术监督取得绩效所证明。因此,有必要将电网环境保护纳入到技术监督范畴,出台并实施电网环境保护技术监督条例等规章制度。

d.开展电网环境监测工作。首先应进行变电所和输电线路的环境监测试点,进而再进行全省性的普查监测,提出监测报告或评价报告,指导全局。在此基础上,逐步实现电网环境监测的制度化、规范化。

e.积极采取防治措施。环境监测是手段,治理才是根本。针对环境监测发现的不良环境,积极地采取防治措施进行治理,确保噪声污染、电磁污染等均不超过国家标准规定的限值。

f.积极开发、推广电网环境保护的新技术、新措施。电网的环境保护,特别是电磁环境影响,尚有许多待开发研究的新问题,很值得立项研究。

5 结束语

变电所噪声超标的问题确实存在,对于采用典型设计的并通过环保竣工验收的新建变电所,由于在设计和施工中采取了相应防治措施,噪声超标问题并不严重;对于已运行的非典型设计的变电所,由于未能充分地采取相应的防治措施,加之设备、设施的老化,噪声超标的问题普遍存在。通过采取相应的抑制措施,无线电干扰均可控制在标准限值之内。工频电场强度,特别是早期投运的变电所存在着超标问题;工频磁场强度远低于标准规定的限值,只要做好建筑屏蔽和电缆入地等工作,完全可降低变电所对周围环境电磁辐射的影响。

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