江苏电网500千伏输电线路工程标准化设计环保评价

曹文勤　杨凯

摘 要：江苏500千伏电网建设具有任务重、条件复杂等特性，文章选取了省内常见的13种输电线路典型设计方案，通过模式预测，得出典型设计中较优的设计方案，并考虑到周边居民民房的特征提出相应的导线对地最低高度要求，为后续工程的设计和建设提供参考。

关键词：江苏省；电网；500kV；标准化设计；环保评价

1 概述

江苏电网是华东电网的重要组成部分之一，东联上海、南邻浙江、西接安徽，现有10条500kV省际联络线分别与上海、浙江、安徽相联，3条500kV线路与山西阳城电厂相联，通过1回±500kV龙政直流、1回±800kV锦苏直流与华中电网相联。

至2013年底，江苏电网拥有500kV变电站、开关站（含东明站，不含政平换流站）41座，变压器93台（组），主变压器总容量80750MVA（不含换流变容量）；500kV线路160条，总长度10675km（含省际联络全线）。根据《江苏电网“十二五”主网架发展规划》（2011～2017年），2015年～2017年，江苏电网将分别建设区外电源500kV配套工程（包括锡盟直流落点江苏500千伏配套送出输变电工程等3项）、区内电源点500kV配套工程（包括溧阳抽水蓄能电站500千伏配套送出工程等5项）、500kV电网工程（包括500千伏姚湖开关站扩建主变工程等37项）。

随着江苏经济的不断发展，电网建设呈现出以下特征：（1）变电站远景规模越来越大，但占地面积缺变得越来越小；（2）由于输电线路通道资源的限制，线路从原单一电压等级向混压架设的方式转变；（3）沿线居民的居民住宅由一层向多层发展。在以往的工程建设中，通常由设计单位提出设计方案，此时变电站总平布置、线路路径、线路塔型基本选定，环评单位只能针对已经确定的方案进行环境影响评价，并提出相应的环保措施。文章通过梳理江苏省内典型的500kV输电线路工程标准化设计方案，并对其进行环保评价，得出典型设计中较优的设计方案，并考虑到周边居民民房的特征提出相应的导线对地最低高度要求，为后续工程的设计和建设提供参考，将极大的提高电网前期工作的效率。同时，在电网建设中更深入的考虑环保方面的问题，也更适应了国家生态文明、建设社会和谐发展的要求。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

选取了5C1、5C3、5C5、5/2H等13种500kV架空线路塔型，其中双回路角钢塔10种（5C1、5C3、5C5、5E1、5K0、5K1、SZT36C、SZV26、5D2、5E3）、双回路钢管杆1种（5GE3）、单回路角钢塔1种（ZM14）、混压四回路角钢塔1种（5/2H，500kV/220kV混压），每种塔型按照同相序（ABC/ABC）、逆相序（ABC/CBA）、异相序（ABC/CAB、ABC/ACB、ABC/BAC、ABC/BCA）6种排列方式进行预测。考虑到输电线路的工频磁感应强度通常不可能会超过0.1mT的推荐标准限值，因此只对各种模块典型塔型产生的工频电场强度进行预测，主要计算参数见表1、表1续。

2.2 研究方法

预测采用等效电荷法[1]计算输电线路的工频电场强度， 设输电线路为无限长并且平行于地面， 地面可视为良导体， 利用镜像法计算送电线上的等效电荷。

2.2.1 单位长度导线下等效电荷的计算

高压送电线上的等效电荷是线电荷，由于输电线半径r远小于架设高度h，因此等效电荷的位置可以认为是在送电导线的几何中心。

设送电线路为无限长并且平行于地面，地面可视为良导体，利用镜像法计算送电线上的等效电荷。

2.2.2 计算由等效电荷产生的电场

为计算地面电场强度的最大值，通常取夏天满负荷有最大孤垂时导线的最小对地高度。

3 研究結果

本次研究的典型塔型在经过非居民区时，按照最不利的架设方式，即对地高度为11m，不同相序排列下的工频电场强度预测结果见表2。经过居民区时，按照14m架设，不同相序排列下边导线地面投影外5m处的工频电场强度预测结果见表3。

从表2可以看出，按照同相序排列时，11种双回路塔型（含钢管塔）的工频电场基本均不能满足国家规定的农田区域10kV/m的标准，各种相序组合中，逆相序（ABC/CBA）产生的工频电场强度最小，同相序（ABC/ABC）产生的工频电场强度最大，异相序产生的工频电场强度则全部位于两者之间[2]。不等相序（同相、逆相、异相）排列情况下，5C5、5GE3、5GE3、5C3、5E3、5GE3模块塔型相对最优，5GE3、5E3、5E3、5K1、5GE3、5E3模块塔型产生的工频电场强度相对最大。相对于同塔双回路而言，单回路ZM14、混压5/2H产生的工频电场强度均小于农田区域10kV/m的标准要求。

从表3可以看出，不同相序排列时，除了混压5/2H塔型在边导线地面投影外5m的工频电场强度可以满足居民区4kV/m的标准限值外[2]，其他均超出了标准要求。因此线路经过居民区时，均需要提高导线对地高度。如果考虑边导线地面投影外5m处的地面1.5m高处的工频电场强度可以满足居民区4kV/m的标准时，此时不同模块塔型对应的导线对地高度见表4；考虑边导线地面投影外5m处的地面4.5m/7.5m高处（2层或者3层房屋）的工频电场强度满足4kV/m时，不同模块塔型对应的导线对地高度见表5。各模块典型杆塔走廊宽度（边导线两侧各外延5m）见表6。

从表4可以看出，线路在经过居民区时，如果边导线地面投影外5m处为1层民房，需要提高导线对地高度到15～24m；如果边导线5m处为2层或者3层民房时，需要提高导线对地高度到16～24m、18～26m。

综合考虑线路走廊宽度，在不同相序排列情况下，相对较优的双回路模块为5GE3、5C1、5C3、SZT36C、SZV26。在条件许可的情况下，建设同塔四回混压线路可以有效降低工频电场强度，同时也可以节约线路走廊。

4 展望

目前，国网江苏省电力公司已经开展了“十二五”电网规划环评工作[3]，对电网规划的资源环境的可承载能力进行了科学评价，从宏观角度重点关注实施方案与环境因素的协调性[4]。但所有的建设项目均以设计为基础，提出相应的环境保护措施[5，6，7]。针对不同的区域，研究适宜的模块塔型，相序排列，提出不同的环保标准化设计方案，从源头控制，减少和预防电磁环境污染，促进经济、社会和环境的全面协调可持续发展。

参考文献

[1]HJ24-2014.环境影响评价技术导则 输变电工程[S].

[2]齐建召，张国华.500kV同塔双回输电线路电磁环境的影响因素分析[J].河北电力技术，2011，30（3）：32-34.

[3]杨凯，杨光俊，刘红志，等.江苏省电网规划环境影响评价现状实践与思考[J].电力科技与环保，2013，29（4）：1-4.

[4]罗嘉佳，吴仁海，林海健，等.国规划环评中协调性分析的作用[J].环境科学与管理，2008，33（1）：191-194.

[5]薛辰东，瞿雪弟，韩辉.不同塔型交流输电线路的电磁环境分析[J].电力环境保护，2007，23（4）：12-15.

[6]窦飞，李树森.500kV同塔四回架空送电线路电场分布的研究[J].江苏电机工程，2004，23（1）：11-16.

[7]张晓，贾振宏，吴锁平，等.500/220kV混压同塔四回线路电磁环境的仿真分析[J].电网技术，2010，34（5）：207-211.

作者简介：杨凯（1976-），男，安徽桐城人，硕士研究生，主要从事电力环评、电力环境保护等方面的研究。