變電所電磁環境分析論文

時間:2022-06-21 06:54:00

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變電所電磁環境分析論文

摘要:110kV變電所電磁污染的影響不容忽視,筆者經實測后,為降低變電所磁場強度,提出了合理建議。

關鍵詞:電磁污染環保

1前言

順德電力局屬下有20多個110kV變電所,所內均使用計算機(微機,單板機)及相關設備,如微機型繼電器、變電所自動化系統、辦公自動化系統。在運行中發現:計算機屏幕經常出現閃爍、變色、畫面變形。這些現象引起了運行人員注意和不安,局有關部門也非常重視。通過一段時間的觀察,發現這種現象是有規律的:總是和負荷大小、設備投退有關。如投入電容器組,屏幕明顯立刻出現閃爍、波紋等。初步分析是工頻的電磁場干擾所致。

加強環境保護是一門重要課題,電磁污染作為環境污染的一種,其危害性應引起高度重視。變電所內電磁干擾究竟有多嚴重,對人和設備是否有危害,尚未有定論。局決定請"國家電力公司高壓與絕緣重點實驗室"進行有關測試,進行定性定量測量分析。因工作關系本人參與了測試工作,加深了對電磁污染的了解。

2測量與分析

本次測試選取我局桂洲、華容、龍山、西華、廣教、和北等6個110kV變電所。在測試選點上是大范圍、多方位的。力求全面、詳盡了解電磁場分布,并對測量數據影響比較大的設備進行投切比較。雖然測試因各變電所建筑結構、設備布置、設備運行情況不一和受現場運行條件限制。在6個所測量結果來看,電磁場分布是很有規律的,覆蓋全部不同等級的電磁環境。現以龍山所測試結果為例作一介紹。

本次測量是按國際GB/T17626.8-1998《電磁兼容、試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗》中規定的技術要求與測量方法。測量高度離地面、高樓面約1m,距離測量對象1m內。

龍山所是四層戶內式變電所,由于龍山變電所的運行狀態適合補償電容器組的切除和投入,我們對龍山變電所的電磁環境作了較為詳細的測量;尤其是對位于四樓主控制室,在沒有補償電容器和由三組電容器和有四組電容器時,分別對主控制室磁場進行了測量。

由表2可見,在沒有補償電容器時,主控制室磁場測量結果的最大值為0.63A/m,最小值為0.17A/m,平均值為0.27A/m。在投入三組補償電容器時,主控制室磁場測量結果的最大值為4.8A/m,最小值為1.8A/m,平均值為3.1A/m。再投入四組補償電容器時,主控制室磁場測量結果的最大值為5.5A/m,最小值為3.1A/m,平均值為4.3A/m。與不投入補償電容器相比,在投入三組補償電容器后,磁場強度平均增加到12倍,最大增加到21倍,最小也增加到4.3倍。而與不投入補償電容器相比,在投入四組補償電容器后,磁場強度平均增加到18倍,最大增加到28倍,最小也增加到6.3倍??梢娧a償電容器和串聯的空心電抗器是造成控制室磁場環境超過標準的主要原因。

對主變壓器頂部的四樓平臺,測量了三個點的磁場。在沒有補償電容器時,三個點的磁場強度分別為0.35A/m,0.38A/m和0.71A/m。當四組電容器全部投入后,三個點的磁場強度分別變為0.59A/m,1.18A/m和0.31A/m。可見即使在變電所大樓內部,當離電容器室較遠時,磁場的增強作用也不是很明顯。主變壓器頂部的四樓平臺電場測量值均在40~120V/m,這是非常小的。

與變壓器頂部的四樓平臺不同,在電容器室電抗器頂部的二樓(即緊靠近一樓的電抗器)的休息室,投入補償電容器后,磁場強度的增加非常顯著,表3是休息室和附近的備品室磁場強度的測量結果。

從表3可知,在靠近電抗器頂部的二樓投入電容器與不投入電容器相比,有的點磁場強度可增加1000倍之多。

龍山變電所的電容器室均布置于變電所樓首層,在屏蔽籠四周的磁場為95~300A/m,屏蔽籠空芯電抗器頂部的磁場為600A/m。

龍山變電所二號主變壓器靠近高壓側的磁場強度為2.4A/m,靠近低壓側的磁場強度為63A/m。很明顯,因低壓側的電流遠大于高壓側的電流,靠近低壓側的磁場也遠大于靠近高壓側的磁場。

本次測量著重測量各所控制室磁場強度,和確定所內磁場最強點。

3測量結果和建議

從測量結果來看,電磁場源主要來自電抗器、大電流母線等設備,空芯電抗器更甚,在空芯電抗器附近的磁場強度高達500~600A/m,在約3m外,仍可測量到磁場強約為100A/m,屬于5級以上嚴酷工業環境標準。而在鐵芯電抗器附近磁場為35A/m~60A/m左右,在3~4m外約為2A/m,10kV母線附近約30A/m至60A/m(負荷700~2300A)。

測量結果表明,不帶空芯電抗器的變電所的主控室的磁場強度除少量的點超過1A/m外,絕大多數不超過1A/m。符合1級標準。通過測量對照,還顯示,當磁場強度接近1A/m時,為0.9及以上時,顯示器屏幕還開始有輕微的抖動,超過1.5A/m時比較嚴重。因此,為確保屏幕沒有晃動,顯示器放置的地方磁場強度不宜超過0.85A/m。

所測量控制室電磁場(廣教所個別點超3級)仍在保護級內,不至于對設備和人身安全有影響。但是,如主控室和休息室等布置于電抗器附近,而電抗器又使用空芯電抗器,會使人和設備工作處于嚴酷的工業環境中,是不合適的。如龍山所二層(電容器室頂)不合適作休息室。變電所自動控制系統主機和后臺微機建議放置在1至2級環境。盡可能創造良好環境是非常必要的。

為改善變電所的電磁環境,降低磁場強度,建議:

(1)使用鐵芯電抗器;

(2)在變電所設計工作中要注意使主控室、工作人員辦公室、休息室盡量遠離電容器室、10kV母線。

(3)變電所綜合自動化系統主機和顯示器和保護繼電器等設備,應使用抗干擾性好的產品,選用屏蔽能力好的屏體加以屏蔽。