殷曉紅,劉建斌,王忠霞

(1.黑龍江省電力科學(xué)研究院,黑龍江哈爾濱 150030;2.黑龍江省電力勘察設(shè)計研究院,黑龍江哈爾濱 150010 3.華電招標(biāo)有限公司,北京 100031))

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,市區(qū)的用電負(fù)荷不斷增加,110 kV、220 kV乃至 500 kV輸電線引入到市區(qū)的高壓電網(wǎng)中,在市區(qū)建設(shè)了很多的 110 kV、220 kV和 500 kV變電所。然而,變電所產(chǎn)生的噪聲、無線電干擾,以及工頻電場和磁場形成的電磁輻射,特別是那些臨近居民區(qū)的變電所,對居民的生活和身體健康造成了一定的影響。因此,必須加強(qiáng)變電所的環(huán)境保護(hù)與技術(shù)監(jiān)督,借以促進(jìn)和諧社會的建設(shè)和發(fā)展。

1 變電所的環(huán)境因素和環(huán)境影響

ISO14001環(huán)境管理體系給出的“環(huán)境因素”定義為:“一個組織的活動、產(chǎn)品和服務(wù)中能與環(huán)境發(fā)生相互作用的因素?！杯h(huán)境要素作用于環(huán)境,產(chǎn)生環(huán)境影響?！碍h(huán)境影響”的定義為:“全部或部分地由組織的環(huán)境因素給環(huán)境造成的任何有害或有益的變化?！背鲇诃h(huán)境保護(hù)的目的,人們對于有害的環(huán)境變化更為關(guān)注。

1.1 變電所所址及其建筑物

變電所所址有可能影響生態(tài)環(huán)境和自然景觀,在其建設(shè)期造成水土流失,特別是市區(qū)變電所往往被四周的建筑物包圍,也可能處于繁華的商業(yè)區(qū)或風(fēng)景名勝區(qū),很可能造成與周圍環(huán)境的不協(xié)調(diào)。因此,在變電所的規(guī)劃和設(shè)計階段,必須注重變電所的選址、建筑物的造型與色調(diào),乃至周圍的綠化。

1.2 變電所的噪聲

變電所的噪聲主要來源于斷路器的電沖擊或沖擊噪聲、變壓器的持續(xù)交流噪聲、冷卻風(fēng)機(jī)的機(jī)械振動噪聲,造成了環(huán)境噪聲污染,干擾了變電所四周人群的生活、工作和學(xué)習(xí)。為了控制這些噪聲的產(chǎn)生,在變電所設(shè)備選型時,宜選用 SF6氣體絕緣組合電器、低噪聲自冷變壓器、低噪聲軸流風(fēng)機(jī)等低噪聲設(shè)備,同時應(yīng)控制噪聲的傳播途徑,加裝隔音板、消聲器或進(jìn)行吸音處理。

1.3 無線電干擾

變電所內(nèi)電氣設(shè)備產(chǎn)生的電磁場,以及電暈放電和間隙火花放電,都可能對無線電設(shè)備和電子裝置等產(chǎn)生無線電干擾。因此,在變電所的設(shè)計和技術(shù)改造中,應(yīng)采取抑制無線電干擾的技術(shù)措施,如對變電所的輸電線路保持一定的防護(hù)間距,適當(dāng)增大輸電線直徑等。

1.4 電磁輻射

帶電運(yùn)行的變電所設(shè)備,在其周圍必然要產(chǎn)生電場;在電流流過導(dǎo)體時,其周圍又要產(chǎn)生磁場。這種隨時間變化的電場和磁場相互耦合,并形成了以一定速度傳播的電磁波,在空間傳遞的電磁效應(yīng)即形成電磁輻射,包括電暈放電和火花間隙在內(nèi),統(tǒng)稱為環(huán)境電磁污染。工頻電磁場的生態(tài)效應(yīng)主要是流過人體的電流密度,當(dāng)外界電磁場大于一定值時,有可能對運(yùn)行、檢修以及處在一定距離內(nèi)的周邊地區(qū)人員身體健康構(gòu)成威脅。因此,在變電所設(shè)計時應(yīng)采取相應(yīng)的靜電屏蔽措施,抬高導(dǎo)線的架設(shè)高度,降低地面場強(qiáng)。

2 變電所的環(huán)境評價

《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》規(guī)定,建設(shè)污染環(huán)境的項目,必須提出環(huán)境影響報告書,對建設(shè)項目產(chǎn)生的污染和對環(huán)境的影響作出評價,規(guī)定防治措施。國家環(huán)境保護(hù)總局第 18號令規(guī)定,對于電壓在 100 kV以上的送、變電系統(tǒng)都應(yīng)進(jìn)行環(huán)境評價,委托具有相關(guān)環(huán)境影響評價證書的單位和有資格的技術(shù)人員編寫環(huán)境影響評價報告書。

2.1 變電所生態(tài)環(huán)境評價

評價變電所所址對生態(tài)環(huán)境的影響;評價變電所建設(shè)期施工時可能造成水土流失對生態(tài)環(huán)境的影響及所采取的水土保持措施的適宜性;評價變電所建筑與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性;評價生活污水處理措施的適宜性。

2.2 變電所電磁環(huán)境評價

評價變電所運(yùn)行時產(chǎn)生的可聽噪聲、工頻電場和磁場、無線電干擾對周圍環(huán)境可能產(chǎn)生的影響及其防治措施的適宜性。

3 變電所環(huán)境案例分析

為了說明變電所環(huán)境監(jiān)測與評價的必要性,現(xiàn)對江蘇省及杭州市的變電所環(huán)境監(jiān)測調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析。

3.1 噪聲

GB3096—93《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定值,如表1所示。

表1 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值 dB

江蘇省城市 110～220 kV變電所環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果如下:

a.南京市區(qū) 2002年前投運(yùn)的 41個變電所,測得其晝間廠界噪聲數(shù)據(jù)為 47.9～79.6 dB,有 25個變電所超標(biāo),占所調(diào)查總數(shù)的 61%;測得夜間廠界噪聲數(shù)據(jù)為 46.8～73.8 dB,有 38個變電所超標(biāo),占所調(diào)查總數(shù)的 93%。監(jiān)測結(jié)果表明:現(xiàn)有變動所廠界噪聲普遍超標(biāo),少數(shù)變電所超標(biāo)嚴(yán)重。

b.2004年通過環(huán)保竣工驗收的 63個市區(qū)變電所,其晝間廠界噪聲范圍為 34.5～63.7 dB,夜間廠界噪聲范圍為 32.2～54.6 dB。統(tǒng)計結(jié)果表明:新建市區(qū)變電所的噪聲不超標(biāo),部分變電所噪聲接近標(biāo)準(zhǔn)限值。

c.2004-2005年通過環(huán)?？⒐を炇詹捎玫湫驮O(shè)計的部分市區(qū)新投運(yùn)變電所共 23座,其廠界噪聲晝間為 36.3～62.5 dB,夜間為 34.0～54.7 dB,均不超標(biāo)。但是,這些變電所驗收時的容量一般為初期容量,尚未達(dá)到規(guī)劃容量。根據(jù)計算,擴(kuò)建一臺主變對廠界噪聲的貢獻(xiàn)值一般將達(dá)到 23 dB。因此,當(dāng)達(dá)到規(guī)劃容量時,部分變電所廠界噪聲將出現(xiàn)超標(biāo)。

3.2 無線電干擾

變電所對無線電干擾的控制指標(biāo),目前系按GB15707—1995《高壓交流架空送電線無線電干擾限值》的規(guī)定執(zhí)行。在距邊相導(dǎo)線投影 20 m距離處,0.5 MHz和 1.0 MHz測試頻率的晴天條件,各電壓等級的無線電干擾限值,如表2、表3所示。

表2 0.5MHz測試頻率各電壓等線無線電干擾限值

表3 1.0MHz測試頻率各電壓等線無線電干擾限值

測試頻率越高時,無線電干擾限值越低。110 kV無線電干擾修正限值,如表4所示。

江蘇省對 2004年新投運(yùn)的 63個市區(qū)變電所的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,無線電干擾值均在限值之內(nèi)。

表4 110 kV無線電干擾修正限值

杭州市新建的全戶內(nèi)、110 kV GIS、電纜進(jìn)出線的文化變電所無線電干擾磁場測量值最大點為1 MHz、38.3dB,運(yùn)行的同類型的武林變電所最大點為 0.5 MHz、44.8 dB,110戶外布置、架空進(jìn)線;10戶內(nèi)布置、電纜出線的五福變電所最大點為 1MHz、44.8 dB,只有零點高于限值外,其它點均小于國家規(guī)定限值。杭州市 220 kV戶外布置的崇賢變電所,在監(jiān)測頻率為 0.51MHz(或 0.5 MHz)時,四側(cè)圍墻外 20 m處的無線電干擾最大值為 39.2 dB。220 kV戶內(nèi)布置的運(yùn)河變電所為 0.5 MHz、27.4～38.3 dB。兩變電所的無線電干擾值均小于國家規(guī)定限值。

3.3 工頻電場和磁場

HJ/T24—1998《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境評價技術(shù)規(guī)范》的推薦值:居民區(qū)工頻電場強(qiáng)度評價標(biāo)準(zhǔn)為 4 kV/m;磁場強(qiáng)度為 80 A/m,亦即公眾全天輻射的工頻限值。

江蘇省的普測調(diào)查結(jié)果如下:

a.南京城區(qū) 2002年以前投運(yùn)的 41個變電所,共測得工頻電場數(shù)據(jù) 164個,范圍 0.001～7.350 kV/m,超過 4 kV/m的有 7個變電所共 10個測點,均在廠界進(jìn)出線下方,無住戶;共測得工頻磁場數(shù)據(jù) 164個,范圍 0.000 8～0.004 0mT,均沒有超過0.1mT限值。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,現(xiàn)有市區(qū)變電所工頻電場和磁場水平均不高,尤其是工頻磁場低于標(biāo)準(zhǔn)值 0.1mT的 2個數(shù)量級以上。

b.2004年通過環(huán)?？⒐を炇盏?63個新建市區(qū)變電所工頻電場為 0.007～4.612 0 kV/m,其中有 2個 220 kV變電所各有一測點超過 4 kV/m,但測點均在變電所進(jìn)出線下方,而且無住戶;工頻磁場為0.008×10-3～76.100×10-3mT,均未超過標(biāo)準(zhǔn)限值。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明,新建區(qū)域變電所的工頻電場除位于進(jìn)出線下方的個別測點外,均不超標(biāo);工頻磁場遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求。

杭州市新建全戶內(nèi)文化變電所電場強(qiáng)度在 0.5～29.0 V/m之間,磁場強(qiáng)度在 0.031～0.219 A/m之間。運(yùn)行的全戶內(nèi)武林變電所和大河變電所的電場強(qiáng)度在 1.2～29.0 V/m之間,磁場強(qiáng)度在0.080 5～0.950 0 A/m之間;運(yùn)行的戶外五福變電所的電場強(qiáng)度在 1.2～2900 V/m之間,磁場強(qiáng)度在0.067～0.594 A/m之間?？偟膩砜?均遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)的限值。

杭州市 220 kV戶外崇賢變電所,110 kV出線方向的工頻電場強(qiáng)度最大,變化趨勢呈波浪值,但峰值均﹤ 200 V/m;220 kV進(jìn)線和 35 kV出現(xiàn)方向的工頻電場強(qiáng)度次之,分別在圍墻外 40m和 35 m處達(dá)到最大值 115 V/m、100 V/m,然后呈減小趨勢;非進(jìn)出線方向的工頻電場強(qiáng)度最小,且隨距離變化也減少,均在 20 V/m之內(nèi)。220 kV進(jìn)線方向的磁場強(qiáng)度最大,且隨距離增加而增加,至 45處達(dá)到最大值 1.06μT;110 kV出線方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度次之,且隨距離增加的變化不大,基本保持在 0.25 μT左右;35 kV出線方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,基本保持在0.8μT以下;非進(jìn)出線方向的最大值為0.37 μT,且隨距離的增加呈減少趨勢。對 220 kV戶內(nèi)運(yùn)河變電所的監(jiān)測結(jié)果類同。其工頻電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度均低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。

4 對市區(qū)運(yùn)行變電所環(huán)境保護(hù)建議

為了防治環(huán)境污染,保護(hù)和改善生活環(huán)境,保障人體健康,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和和諧社會的建設(shè),同時避免或減少超標(biāo)排污費(fèi)用,增進(jìn)企業(yè)效益,作為產(chǎn)生環(huán)境噪聲污染和電磁污染的供電企業(yè),有責(zé)任加強(qiáng)變電所的環(huán)境保護(hù)工作。

a.提高對變電所環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識。當(dāng)前供電企業(yè)對于變電所對其環(huán)境影響的認(rèn)識淡薄,加之政府環(huán)境保護(hù)行政主管部門對于變電所產(chǎn)生環(huán)境污染的執(zhí)法力度的不夠,更使供電企業(yè)的認(rèn)識淡化。隨著國家環(huán)境保護(hù)工作的強(qiáng)化,必然涉及到變電所的噪聲污染和電磁污染問題,因此,供電企業(yè)必須要提高認(rèn)識,學(xué)習(xí)國家相關(guān)的法律與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),高度重視變電所的環(huán)境保護(hù)工作。

b.建立起一支專業(yè)監(jiān)測隊伍,即定期或不定期進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測,形成制度化。同時,要求該隊伍具有相應(yīng)機(jī)構(gòu)頒發(fā)的電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)檢測實驗室和環(huán)境評價資質(zhì)。

c.將電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)納入到技術(shù)監(jiān)督范疇。技術(shù)監(jiān)督是提高生產(chǎn)和管理水平的有效手段,這已為電力行業(yè)多年來實施的各項專業(yè)技術(shù)監(jiān)督取得績效所證明。因此,有必要將電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)納入到技術(shù)監(jiān)督范疇,出臺并實施電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)技術(shù)監(jiān)督條例等規(guī)章制度。

d.開展電網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測工作。首先應(yīng)進(jìn)行變電所和輸電線路的環(huán)境監(jiān)測試點,進(jìn)而再進(jìn)行全省性的普查監(jiān)測,提出監(jiān)測報告或評價報告,指導(dǎo)全局。在此基礎(chǔ)上,逐步實現(xiàn)電網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測的制度化、規(guī)范化。

e.積極采取防治措施。環(huán)境監(jiān)測是手段,治理才是根本。針對環(huán)境監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的不良環(huán)境,積極地采取防治措施進(jìn)行治理,確保噪聲污染、電磁污染等均不超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。

f.積極開發(fā)、推廣電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)的新技術(shù)、新措施。電網(wǎng)的環(huán)境保護(hù),特別是電磁環(huán)境影響,尚有許多待開發(fā)研究的新問題,很值得立項研究。

5 結(jié)束語

變電所噪聲超標(biāo)的問題確實存在,對于采用典型設(shè)計的并通過環(huán)?？⒐を炇盏男陆ㄗ冸娝?由于在設(shè)計和施工中采取了相應(yīng)防治措施,噪聲超標(biāo)問題并不嚴(yán)重;對于已運(yùn)行的非典型設(shè)計的變電所,由于未能充分地采取相應(yīng)的防治措施,加之設(shè)備、設(shè)施的老化,噪聲超標(biāo)的問題普遍存在。通過采取相應(yīng)的抑制措施,無線電干擾均可控制在標(biāo)準(zhǔn)限值之內(nèi)。工頻電場強(qiáng)度,特別是早期投運(yùn)的變電所存在著超標(biāo)問題;工頻磁場強(qiáng)度遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值,只要做好建筑屏蔽和電纜入地等工作,完全可降低變電所對周圍環(huán)境電磁輻射的影響。

[1]衛(wèi)敏智,黃詩堅,陳建明.江蘇城市變電所環(huán)境現(xiàn)狀及典型設(shè)計的建議[J].江蘇電機(jī)工程,2006,25(4):4-6.

[2]曾挺健.110 kV戶內(nèi)變電所對環(huán)境電磁和無線電干擾影響的評析[J].華東電力,2002(2):16-18.

[3]施東風(fēng),孫沙青,王沖,等.不同布置方式 220 kV變電所對周圍環(huán)境的電磁輻射分析[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2007,19(2):44-46.

[4]宋春燕.變電所設(shè)計與環(huán)境保護(hù)[J].華東電力,2002(2):28-30.