高压输电线、变电站电磁环境测量方法研究

摘要

随着我国电力工业的迅速发展和各类城镇规模的不断扩大，220kV输电线路已成为我国大多数城市的主网，原本多在郊区出现的500kV线路也不可避免地进入城镇，伴随着高压输电线路的高压变电站也出现在人口密集的地方，这些输变电设备的电磁污染对长期居住在其附近居民的影响引起了社会各方面很大的关注，另一方面，附近居民对其电磁污染产生了恐惧心态，抵制电力的建设，给我国经济建设带来了不必要的麻烦。研究这些输变电设备的电磁污染状况必然需要大量的现场测量。 论文针对高压输电线、变电站的电磁环境测量方法进行了研究，将电磁场数值仿真与现场测量结合起来。对模拟电荷法进行了概述，并对其基本思想、应用步骤作了归纳总结。建立同塔单回、双回及多回输电线路二维数学模型，在Matlab上利用模拟电荷法对各种输电线路的电场仿真，并验证了程序的正确性；建立变电站内单母线、双母线、双母线带旁路母线及交叉母线的三维电场数学模型，在Matlab上利用模拟电荷法对各种输电线路电场仿真，并验证了程序的正确性。以实际工程模型数据输入参数，计算其理论场强分布，根据场强波形的变化进行现场布点测量；利用Excel设计测量前处理软件，对现场测量结果与理论仿真结果进行对比分析，进行误差分析与数据处理；根据目前国家有关的电磁环境评估标准对所测量的电磁环境进行电磁环境评估。 论文结合作者大量的现场测量结果，对500kV单回、220kV双回输电线路各个频段的电磁场进行对比分析，提出其安全走廊的宽度；对220kV、500kV的变电站各个频段电磁环境进行分析总结，归纳其电磁辐射污染源。总结所测量的各种输电线路与变电站的电磁场分布，提出防治措施方案，以供电力系统设计与环境保护工作者提供参考。 论文对于输电线路下方有房屋与树木时进行的现场测量，结果显示房屋与树木对各种频率段内的电磁场都有屏蔽作用，尤其对工频电场、100k~3GHz射频电场、100k~30MHz和30M~1GHz射频磁场的屏蔽作用相当好，基本都降低1个到2个数量级；对工频磁感应强度效果不是很明显，并对这一现象进行了分析。 本文还对我国和国外的《高压交流架空送电线无线电干扰限值》进行了对比分析，针对我国的这一国标的不足提出了修改的建议。