国网典型设计220kV输变电工程的工频磁场评估

摘要

220kV 输变电工程的电磁环境影响包括工频电场、磁场和无线电干扰。由于220kV 线路的电压等级不算太高，线路设计的导线表面场强取值通常也不高，无线电干扰问题相对比较小。而工频电场和磁场问题因为220kV 线路现已普遍深入市区情况比较复杂，遇到的问题也比较多。 220kV 输变电工程的工频电磁环境影响问题国内外研究已经很多，现有线路设计通常也都能达到环境影响控制指标。但由于变电站和线路所处环境本身的复杂性，对具体案例的研究结论的普遍适用性不够。国网近年来推广的典型设计工作为具有普遍意义的电磁环境影响评估提供了条件。对国网典型设计输变电工程的电磁环境影响的评估，对认识220kV输变电工程环境影响的总体情况和未来趋势有积极意义，对今后输变电工程的设计运行也具有指导意义。 本文给出了国网典设220kV 输变电工程工频磁场计算方法，并编制了计算程序。采用的数值计算方法基于毕奥-萨伐定律：求出任一直导线段在空间上任一点上的工频磁场，然后依据叠加原理，采用数值计算方法即可计算出所有载流导体共同作用下整个待求区域的磁场分布。对于变电站，通过分析变电所中的各种工频磁场源，确定了影响变电所整体磁场水平的主要磁场源为无屏蔽的大电流载流导体，即高压进线、母线以及主变出线。并且讨论了变电站不同运行方式对变电站工频磁场分布的影响。而高压架空输电线路在周围环境中产生的磁场与多种因素有关，这些因素包括：一基铁塔上架设单回三相输电线还是多回三相输电线；杆塔高度；导线对地距离；三相导线布置方式；多回线路相对布置方式；同塔多回线路三相相序的相对排列方式；相间距离等。 最后，根据对典设输变电工程的工频磁场评估，分析并提出进一步降低工频磁场分布的技术措施，为今后的变电所和输电线路杆塔优化设计提供了参考依据。给出的结果对输电线的布置、变电站的设计、建设和电力设施附近的电磁环境保护有一定的参考价值。