220kV及以上电压等级变电站电磁场分布规律研究

摘要

随着高压输电技术的应用，大量高电压等级变电站投入运行，变电站内一二次设备众多，电磁环境复杂。因此，无论对于二次设备的可靠性工作，还是对于工作人员电磁辐射的防护，了解变电站内电磁环境强度水平及分布规律具有重要的实际意义。
　　本文主要根据变电站设备布置特点，针对工作人员日常运行维护过程中的巡视线路，设计了变电站电磁环境数据采集方案，提出利用数据库实现对大量监测数据的快速处理，并进行了数据库功能设计。为全面掌握电站内电磁环境情况，划分测量区域，采用等间距布点方法，并对主要一次设备如变压器、电容器组、电抗器等设备周围布置测点，本文分别选择了4座典型配置的220kV、500kV变电站进行了电磁环境现场监测。
　　统计测量结果表明，对于4座220kV变电站，站内电磁场强度整体水平较低，但受配电装置类型影响较大，其中户外AIS(AirInsulatedSwitchgear)类型配电区平均电场强度最高，户内GIS(GasInsulatedSwitchgear)类型配电区平均电场强度最低。并且220kV设备区工频电场强度一般为站内最高区域，其次为110kV设备区，不同强度场强分布主要与电压等级有关，此规律在主变高低压侧表现更为突出。而在配电区边界，电磁场强度明显降低，说明随着与场源距离的增加工频电磁场会迅速衰减。
　　对于500kV变电站，电磁环境与配电装置类型有直接关系。户外AIS类型配电区工频电场强度整体水平最高。受设备对地高度以及场源之间相互作用的影响，会出现偏高场强测点。户外GIS配电区电磁环境良好，仅有部分测点因在出线下方而产生感应电场电场强度相对偏高。在500kV变电站中的220kV配电区的电磁场分布规律与220kV变电站相同，电场强度整体水平低于500kV配电区，但工频磁场与运行电流有关而强度较高。500kV变电站配有一定数量的电抗器、电容器等无功补偿装置。这些设备周围的工频电场强度较低，而工频磁场强度变化范围较大，受设备运行工况的影响，磁场强度大小与运行功率高低有正相关性。