220 kV拟建输变电工程环境影响评价分析

郭 磊，李 媛，丁国君，张 远

（国网河南省电力公司电力科学研究院，郑州 450052）

220 kV拟建输变电工程环境影响评价分析

郭 磊，李 媛，丁国君，张 远

（国网河南省电力公司电力科学研究院，郑州 450052）

随着电网规模的不断扩大，220 kV电压等级的输变电网络将越来越多地介入人们的日常生活，如何对民众关心的220 kV输变电工程进行客观的环境影响评价分析成为越来越重要的实际问题。以某拟建220 kV输变电工程环境影响评价为例，介绍了评价因子尤其是电磁环境的现状监测、类比监测及模式预测综合分析，深入分析了该拟建输变电工程环境影响评价全过程，对输变电工程环境影响评价工作具有一定的指导意义。

电磁环境；公众曝露；等效电荷法；电场强度；磁场强度；工业企业厂界环境噪声

strength; magnetic field strength; industrial enterprises noise

背景

随着经济迅速增长，社会用电量急剧增加，部分区域的供电容载比降低较大，已经接近或者低于供电安全容载要求，电力供应不足已经成为制约经济社会发展的屏障。为了满足区域负荷增长的需要，加强地区的电网结构，系统会依据区域负荷特点及增长趋势制定电网发展规划，不可避免地会出现规划中的输变电工程位于人口稠密地区，随着人们环保意识不断增强，工程运行期间的公众曝露、噪声等因素往往成为周边居民关注的焦点，逐渐成为制约电网发展的一个重要因素。依据《中华人民共和国环境影响评价法》、《电磁辐射环境保护管理办法》等多部法律法规，专业环评机构采用现场实测、公众调查及类比预测等多种手段对输变电工程的环境影响进行客观地评估分析，以对社会公众有所交待。

1 评价范围

电网结构的特征决定了220 kV及以下输变电工程较贴近人口稠密地区，很多220 kV变电站采用地下或全封闭型式尽量避免对周围人居环境的影响，但其电磁场、噪声等因素仍是公众最为关心的内容，它直接决定了该输变电工程是否能得到大众的认可，因此需科学、客观、严谨地对待。

对于变电站，需重点关注的则是以变电站站址为中心、站界外40 m范围区域内的工频电场（单位：kV/m）、工频磁场（单位：μT）[1]，以及变电站围墙外1 m处以及四周的居民区（噪声敏感点）作为噪声调查的重点区域[4]。

对于架空输电线路，需重点关注的是边导线地面投影两侧各40 m带状区域工频电场、工频磁场[1]及以线路两侧各200 m为界的带状区域的噪声声级[5]。

2 工程简介

某220 kV输变电工程变电站站址位于某城区中州路与工业路交叉口向东约100 m路南，北侧紧邻中州路，西侧邻中州村巷，站址周边属于典型的商业居住人口稠密地区。本次建站需拆除多座受影响的砖混建筑物。场地内无其他可见文物，地下无矿产资源，附近无重要军事设施，地质构造相对稳定。主变最终规模为3×240 MVA。变电站为户外敞开式布置，站内将拟建3台主变压器，同时拟建1回220 kV梁鸣Ⅰ线、1回220 kV梁鸣Ⅱ线，同塔双回线路架设，全长2×7.5 km。导线型号为LGJ-630/45钢芯铝绞线，杆塔类型包括SZ1、SJ1等多种类型。

3 评价内容

3.1 工程选址的合理性及必要性

变电站站址选择应首先符合当地城区发展规划，其次应尽量避免附近具有开发价值的自然和人文景观、对变电站有严重污染的污染源、无军事及通讯设施、水源保护区、可见文物、地下文物和重要矿产资源。

输电线路路径选择原则是在符合城市发展规划的基础上提高土地整体的利用率、减少对周围环境的影响，应走向合理，尽量避免跨越、尽可能减少对当地城区及村镇规划的影响、尽可能沿街道架设、尽量平行已建高压线路走线、尽量避开城区、村庄和居民区等环境敏感点及自然保护区、风景名胜区、生态脆弱区等特殊敏感点[7]。

目前，该输变电工程所在城区供电形势非常紧张，变电容量不足已成为该区域经济社会快速发展的制约因素。工程的建设，可以满足该区域负荷发展要求，缓解紧张的供电形势。此外，该城区电网网架薄弱，线路载流量较小，线路走径存在迂回。本工程选择了合适的塔型，充分利用原有线路走廊，在解决该区域供电需求的同时最大程度减小了线路跨越所带来的环境影响，从经济发展角度来看是非常必要的，从环保角度来看是合理的。

3.2 运行期环境评价因子

220 kV变电站在运行期的主要环境评价因子有：工频电场、工频磁场及噪声。为减小电磁辐射对周围环境的影响，工程可采用提高导线对地高度，双回路导线逆向布置及高、低压导线分层架设等措施，工频电磁场由于频率低、波长长，能量辐射十分微弱，再加上带电体周围良好的金属网栅和接地措施，更减弱了电磁场的源强及传播[8]。对于220 kV变电站，投运后对外界环境可能造成噪声污染的主要污染源为主变压器，通过实际调查及对已运行的变电站实际测量结果，主变压器在工作时产生的噪声一般在70 dB(A)。

3.3 工程环境影响现场实测

监测人员使用综合场强测量仪、噪声频谱分析仪等设备对该工程中所包含输电线路沿线及变电站附近的环境敏感点的电磁场强度和环境噪声进行现状监测。对于拟建变电站、线路，在站址所在区域布点或敏感点监测[2]。监测内容包括距离地面1.5 m工频电场强度和工频磁场强度、连续等效A声级噪声监测[5]，可参照《交流输变电工程电磁环境监测方法（试行）》中建议的测量方法进行。

监测结果表明：该工程所在区域工程敏感点处工频电场强度1.5 m高度最大为2 175 V/m，工频磁场强度1.5 m高度最大为0.978 μT，昼间噪声监测时为58.5 dB(A)，夜间噪声最大值为49.1 dB(A)，出现在工程敏感点畅通运输公司、顺风销售公司（同院）。分析原因认为，监测地点处有一条已投运220 kV同塔双回线路跨越畅通运输公司和顺风销售公司场院内，造成工频电磁场数据偏大；由于畅通运输公司和顺风销售公司临近主干道，两家公司本身又是物流与机动车销售场地，车流量较大，所以背景噪声较大。

表1 该工程附近敏感点处现状监测结果

电磁环境执行《电磁环境控制限值》中公众曝露控制限值：电场强度4 kV/m、磁场强度100 μT；架空输电线路下耕地、果园、畜禽饲养地、养殖水面、道路等场所，电场强度10 kV/m。工程距地面1.5 m处的工频电场均低于推荐标准限值4 kV/m；距地面1.5 m处工频磁场强度均低于推荐标准限值100 μT[3]；线路经过区域满足《声环境质量标准》中2类标准限值要求，农村区域满足1类标准限值要求。表1为该工程敏感点处现状监测结果汇总。

3.4 变电站环境影响评价预测

1）工频电磁环境预测

根据《环境影响评价技术导则 输变电》要求，对于拟建的变电站工程，投运后的电磁环境预测可选择同类、同规模的已投运变电站的现场实测数据类比预测[2]。利用已经投运某220 kV变电站及输电线路来类比预测该220 kV拟建输变电工程的工频电场、工频磁场和无线电干扰的影响程度。类比变电站的建设规模、电压等级、容量、架线型式及使用条件与预测变电站相近[1]，监测的环境温湿度也应近似，监测内容、测量方法和测量仪器应相同。

监测结果显示参照变电站离地面1.5 m处工频电场强度最大值为1.324 kV/m，工频磁场强度最大为2.118 μT，均低于技术导则中规定的居民区工频电场4 kV/m、磁场0.1 mT推荐标准限值要求。类比分析认为该拟建工程按最终规模投运后产生的工频电、磁场均能满足相应标准限值要求。

2）噪声预测

根据变电站的平面布置，结合变电站运行噪声预测计算模式，利用已有的噪声源噪声级数据作为计算参数[5]，预测变电站投运后对厂界噪声各预测点的影响。根据变压器到各预测点的距离，利用噪声分析软件，模拟出声源噪声到各预测点衰减后的声压级，该声压级与预测点背景噪声声压级叠加计算，最后确定预测点的声压级。图1为该拟建工程变电站噪声预测结果示意图。可以看出，该工程主变按最终规模投运后白天厂界噪声值不超过51.0 dB(A)；夜间厂界噪声值不超过42.1 dB(A)。昼、夜间厂界噪声均满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》Ⅱ类标准要求。

3.5 输电线路环境影响评价预测

3.5.1 工频电磁环境预测

国际大电网会议第36.01工作组推荐利用等效电荷法计算高压送电线下空间的工频电场、工频磁场，评价线路投运后的电磁环境影响程度及范围。《环境影响评价技术导则 输变电》也推荐利用等效电荷法计算[1]，根据计算方法可知，高压输电线路工频电磁场的影响因素有杆塔型式、导线对地高度、导线的布置方式、等效半径（子导线半径、分裂根数、分裂间距）、相间距离等[9，10]，该工程中输电线路工程中最常用的是SZ1、SJ4塔型，导线为2×LGJ-630/45。本文以SZ1塔型为预测建模参数，按非居民区线段对地距离取6.5 m，居民区线段对地距离取7.5 m，计算点对地高度为1.5 m。

220 kV同塔双回线路工频电场及工频磁场预测值（非畸变场强）变化趋势见图2和图3。

1）工频电场

①同相序分析：

当导线对地距离为6.5 m（非居民区）时，距离地面1.5 m高度的工频电场强度最大值为8.548 kV/m，小于10 kV/m。当导线对地距离为7.5 m（居民区）时，距离地面1.5 m高度的工频电场强度最大值为6.575 kV/m，原点8 m（边导线外3 m）外满足4 kV/m标准限值要求。当导线对地净空距离为12 m时，工频电场最大值为3.838 kV/m，出现在距原点3 m处。线路下各点均满足4 kV/m标准限值要求。

②逆相序分析：

当导线对地距离为6.5 m（非居民区）时，距离地面1.5 m高度的工频电场强度最大值为5.565 kV/m，小于10 kV/m。当导线对地距离为7.5 m（居民区）时，距离地面1.5 m高度的工频电场强度最大值为4.281 kV/m，原点6 m（边导线外1 m）外满足4 kV/m标准限值要求。当导线对地净空距离为12 m时，工频电场最大值为1.688 kV/m，出现在距原点6 m（边导线外1 m）处。线路下各点均满足4 kV/m标准限值要求。

2）工频磁场

当导线对地距离为6.5 m（非居民区）、对地距离为7.5 m（居民区）、对地净空距离为12 m时，无论同相序、逆相序220 kV同塔双回线路架设距地面1.5 m高度处磁场强度均小于100 μT评价标准。

图1 该拟建工程变电站噪声预测结果示意图

图2 220 kV SZ1工频电场预测值变化趋势

图3 220 kV SZ1工频磁场强度变化趋势

由上可知：拟建线路经过非居民区（对地6.5 m）时，导线对地高度只要达到设计规范要求即可，无需抬升。拟建线路经过居民区（对地7.5 m）时，以最不利同相序排列计，边导线3 m范围内不满足4 kV/m标准限值要求。当导线对地净空距离抬升为12 m时，工频电场最大值为3.838kV/m，线路下各点均满足4 kV/m标准限值要求。

3.5.2 噪声预测

线路运行后产生电晕噪声，可以作为无限长的线声源，利用线源衰减模式进行噪声影响预测。根据有关的试验数据，输电线路1 m外噪声声压级定为55 dB（A）。导线最大弧垂处对地距离按14 m考虑，预测地面噪声水平，在边线导线外5 m，噪声预测值为41.4 dB（A）；在边线导线外20 m，噪声预测值为40.2 dB（A）。

与变电站类比方式相同，这里选用另一条已投运220 kVSZ1型同塔双回线路作为类比监测线路，导线为2×LGJ-630/45型钢芯铝绞线。监测结果表明，线路附近地区距地面1.5 m处工频电场最大为3.464 kV/m；距地面1.5 m处工频磁场强度最大为0.912 μT；这与预测分析的结果近似。类比线路下方测得昼间噪声最大值为48.6 dB，夜间噪声最大值为42.0 dB。

3.6 公众意见调查

公众参与是建设项目环境影响评价的重要组成部分，在项目建设前需要了解变电站及线路经过周边地区的有关单位、专家、公众和地方政府部门共同关心的主要问题，并在工程的环境影响评价和环境保护设计中加以体现。按照国家环保总局《环境影响评价公众参与暂行办法》的要求应向公众公开有关环境影响评价的信息，方式包括媒体公示、张贴公告、填写调查表、网络公示等[6]。

本次被调查人员的年龄在20-70岁之间，主要为站址及线路通道附近公司员工、单位职工及居民。从调查表统计可以看出，占87.4 %的被调查者同意该项目在当地的建设，他们认为此项目的建设是城市发展的必然，能促进当地经济发展，且线路路径大部分沿用已有线路走廊，对周围环境影响很小，为地区经济发展提供可靠保障；有条件同意的代表主要是由于对工程和政策了解不全面，调查人员通过召开公众参与宣传，消除了被调查者的疑虑。公众调查的结论是绝大多数被调查者同意并支持本批工程的建设。

4 结论

1）通过环境现状监测评价、类比监测评价及模式预测等进行综合分析：除拟建线路经过居民区（对地7.5 m）时，以最不利同相序排列计，边导线3 m范围内工频电场强度不满足4 kV/m标准限值要求，需做适当抬高导线对地净空距离外，其它环境评价因子均满足相关标准及规程要求。通过类比分析和模式预测分析可知，本次所评的220 kV输变电工程最终建成投运后：敏感点处产生的电场强度、磁场强度均小于《电磁环境控制限值》4 kV/m、磁场强度100 μT限值要求；畜禽养殖地、耕地、道路等处产生的电场强度均小于《电磁环境控制限值》10 kV/m控制限值，噪声满足《声环境质量标准》及《工业企业厂界环境噪声排放标准》等相关标准要求。

2）对于拟建输变电工程，电场强度的影响因素有导线对地高度、双回路导线相序布置、等效半径、导线布置方式、相间距离和其它因素的影响；其中，导线对地高度的对电场强度影响最为明显，在实际应用中应该合理设计导线对地高度。

[1] HJ 24-2014,环境影响评价技术导则 输变电[S] .

[2] HJ 681-2013.交流输变电工程电磁环境监测方法（试行）[S].

[3] GB 8702-2014.电磁环境控制限值[S].

[4] GB 12348-2008.工业企业厂界环境噪声排放标准[S].

[5] GB 3096-2008.声环境质量标准[S].

[6]环境影响评价公众参与暂行办法（环发（2006）28号）[Z].

[7]粟福珩.高压输电的环境保护[M].北京:水利电力出版社,1989.

[8]梁保英,高升宇,尤一安.高压输变电设备电磁辐射环境影响分析[J].电力环境保护.2000,16（3）:57-59.

[9]刘振亚.特高压交流输电工程电磁环境[M].北京:中国电力出版社, 2008,78-81.

[10]张利庭,胡白雪,周浩.特高压输电线路下方工频电磁场的研究[J].能源工程,2006,(4):49-53.

郭磊（1982.3-），男，河南省人，硕士，高级工程师。单位：国网河南省电力公司电力科学研究院。主要研究方向：过电压专业防雷与接地技术。

Analysis on the Environmental Impact Assessment of the 220 kV Proposed Electric Power Transmission and Distribution Project

GUO Lei, LI Yuan, DING Guo-jun, ZHANG Yuan
(HAEPC Electric Power Research Institute, Zhengzhou 450052)

With the continuous expansion of the grid, 220 kV voltage grade power transmission networks are involved in the life of people more and more. How to evaluate the environmental influencing factors of the 220 kV electric power transmission and distribution project objectively is a more and more practical serious problem. In this paper, taking 220 kV proposed electric power transmission and distribution project as an example, the author introduces the evaluation factors, especially the current monitoring, analogy monitoring and model predictive, in-depth analysis of the whole process of the environmental impact assessment, it also gives some positive references to instruct such work as the environmental impact assessment of the electric power transmission and distribution project.

electromagnetic environment; public exposure; charge equivalent method; electric field

X828

A

1004-7204（2016）06-0030-05