10kV配电站对环境影响评价的测量与分析上海电力公司

1、上海电力2003第4期各类10 kV(1200002 ; 2海 200065)摘 要：10 kV中压配电站与配电网络是向工矿企业和居民供电必不可少的重要设施，为了掌握10 kV配电站周围电场、磁场环境及噪声实际水平，上海市政府环保部门立项，委托上海市辐射环境监理所开展了对«10 kV变电站建设项目环保 规范化管理研究的课题研究，并在上海市电力公司配合下，分别对具有独立建筑物的、设置于大楼建筑物内的、预装式变电站以及杆式变压器4种10 kV配电站周围电场强度、磁感应强度以及噪声水平进行了实际测量。测量结果可供公众了解10 kV配电设备的实际环境影关键词：10 kV 中图分类号： TM7

2、15; X820A0在城市配电网中，根据我国的标准，将110、63、35 kV定为高 压配电网；10 kV定为中压配电网；380、220 V定为低压配电网。其中10 kV中压配电网所处 的地位十分重要，因为 10 kV中压配电网必须延伸至用电负荷中心或居 民小区内，起着承上 启下确保用户供电的作用，它直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要，如果万一故 障,影响停电不仅是一家一户，而会有一定的范围。因此，为了满足日益增长的用电负荷，以及不断提高城市电网用户供电可靠性的要求，必须要加强 10 kV中压配电网的建设，通过 ”手拉手”环网、”三分段三连续”、”四分段四连续” 等手段，确保向用户供电

3、的连续性 在10 kV中压配电网络建设的过程中，尤其是各类10 kV配电站，对周围环境有何影响，会产生什么样的环境保护问题还缺乏可供公众了解的实测数据。部分居民由于对实际情况不了解或只看到一些报刊杂志上的片面宣传资料，而对配电设备的环境影响产生一些误解或恐惧心理，进而引发一些”要用电，但拒绝供电设备”的矛盾和争执。为此，1999年上海市政府 环保局立项，委托上海市辐射环境监理所，开展对10 kV变电站建设项目环保规范化管理研究课题的研究，上海市电力公司也积极配合并参与了这项工作，前后经历了2年多的调查研究、收集资料、现场实测、项目评审，先后对上海市内100余座配电站进行实测，现汇1研究的对象和

4、内容根据对上海全市不同类型的已投运的10 kV配商压肥电电配电变压鬻()()()电站进行调研，选择在配电变压器容量与类型、 各种高、低压开关柜与电气设备的布置、站本体 建筑结构、配电站周围环境状况等方面，具有 代表性的四大类型，100余座配电站作为重点测 量和调研对象。1具有独立建筑物的10 kV配电站该类配电站具有独立的配电站建筑物，一般在负荷中心或居民 小区内，所以也称街坊站、小区 配电站等。包括有I型配电站、m型配电站和大 型配电站等，其平面布置图如图13所示。I 型站为1层建筑，m型站为1层建筑，少量有2 层建筑，大型站为3层建筑。通常I型站有1 台配变，ID型站有2台配变，大型站有4

5、台及 以 上配变。图1 10 kV I型站室内平面布置图(a)变压器不分室设立低压配电柜高压配电柜()()()()()()配电变压器配电变压器(b)变压器分室设立图2 10 kV HI型站平面布置图图3 10 kV大型站室内平面布置图配电变压器的容量为 6301 600 kVA ,分 别为油浸自冷式和干式风冷变压器。 进出 线大部分是电缆，个别为绝缘架空线。通常室内采用自然通风方式，在墙上装有百叶窗与室外保持通风。1置于大楼等建筑物内的 10 kV配电站该类配电站设在大楼的裙房内，或在大楼 的底层或在地下室内 如图4所示。根据 消防要求，通常设有13台容量为630 1 600 kVA的干式配电

6、变压器，而不用油 浸变压器。进出线主要是电缆或直接送到 楼内的母线槽内。通常室内采用自然通风配也变压器DUO高机电柜低压配电柜二层及以上住宅变电站一层住宅方 式，并在地面的外墙上设有百叶窗, 与室外保持通风。图4变电站建在住宅楼底层1预装式变电站该变电站俗称箱式变电站。 主要包括配电变压器、 高压开关、低压开关、控制装置、电缆接插座及 辅助装置等，安装于一个公用或一组外壳封闭起 来的成套设备中。该型式还包含组合式变压器在 内，都统称为箱变。箱变由于占地面积小，可放 置 在户外居民小区或绿化地带内。 箱变只有一台 配电变压器，通常容量为 400800 kVAo1杆式变压器电杆上，相隔一定的供电半

7、径设一台配电变压器, 低压可经过低压开关箱送出，大多采用油浸自冷式变压器，送到附近的居民和小容量为6350 0 kVAo杆式变压器(杆变)是直接安装在市区道路一侧 10 kV架空线路的 离地面约为4 。其10 kV电源可直接 从上面架空线上引下， 型商业用户。整个 设备结构简单、紧凑、实用。由于安装在户外，2主要研究内容根据大量的调查研究和分析，选择配电站周围的工频电场、磁 场和噪声作为本次研究的主要10 kV配电站的环境影响因子。所有安排测量的配电站均在投运状态，对每个测量点，分别测量电场强度、垂直磁感应强度和水平磁感应强度。分别对配电变压器噪声和配变与冷却风扇叠加噪声分别进行测量。同时对每

8、种类型的配电站做相应的平行样本测量，以取得同类型平行样本测量数据进行汇总处理和分析，以得到该类配电站具有代表性的测量统计数据，能够比较全面、客观地反映该类配电站运行时，对周围环境产生电场、磁场和噪声的影响水平。3测量标准和测量仪器3测量标准由于10 kV工频电场与磁场测量目前尚无明确的国家标准，因此本次测量工作暂以中华人民共和国环境行业标准«500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范HJ/T 24-1998中的有关规定，即电场强度 4 kV/m、磁感应强度100 vT作 为居民区电场与磁场标准的参考限值。噪声测量标准采用中华人民共和国工业企业厂界噪 声标准(GB 123

9、48-90)。3测量仪器(1)美国HI3604工频仪频率：50 Hz量程范围：电场强度 1 V/m199 kV/m磁感应强度：02 000 gTAWA5610声统计测量范围：35130 dB,在测量范围内误差为一 0+0 o所用测量仪器均经过上海计量测试所强制计量校核；电场与磁场测量方法严格按中华人民共和国环境保护行业标准辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法(HJ/T 10 -1 996)和«500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范HJ/T 24-1998中有关 规定进行；噪声测量严格按工业企业厂界噪声测量方法(GB 12349)有关规定进行。4电场与磁场实测数

10、据的分析4具有独立建筑物的10 kV配电站电场与磁场测量的布置主要在变电站设备门外方向，一般在5 m内，条件许可时可适当延长，高度为 1。其他三面均原则上以墙外边界为限，作为参 考点。选测了 I型配电站14座，山型配电站26座，大型配电站5座。配电 变压器的容量为630 1 600 kVA ,油浸、干式均有。所得数据汇总于表 1。I型配电站电场强度与磁感应强度与 实 测距离的衰减关系如图 57所示。图6磁感应强度水平分量实测值随距离裁减趋势O图6电场强度水平分量实测值随距离衰减趋势表1独立建筑配电站电磁场实测值配电站电场强度/V m-1磁感应强度/卬T一般最大水平分量垂直分量I型1.30 1.

11、4031.80.017 1.590.033 2.60m型1.35 1.452.80.016 0.540.018 1.80大型1.40 1.455.50.012 0.380.028 4.35505050503 3 2 2 11246810距有/制图7磁感应强度垂直分量实测值随距离衰减趋势由表1可以看出以下几点：(1) 配电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽，得到有效的衰减，基本无法穿出。在距铁门、百叶窗等非实心墙体外 34m处，电场强度已衰减为环境背景值的 水平。(2) 磁感应强度对实心墙体的穿透力较强，其垂直分量大于水平分量，随着空 间距离的增长，有着明显的衰减。然而 对于不同的配电站，实测值的分

12、散性比 较大。(3) 实际测得的最大电场与磁场强度值 远低于我国环境标准规定的居民区电场 与磁场参考限值。4 置于大楼内的10 kV配电站选测了 14座设于大楼内的10 kV配电站，基本位于大楼底层的有10座，位于地下室的有 4座。配变容量为8001250 kVA,油浸、干式均有。本次测量以配电站站外环境为主，但对地下室的配电站则在相邻的房间或地下走道内测量。现将所测的数据汇总列于表2。表2置于大楼内配电站电磁场实测值配电站电场强度/V m1 J磁感应强度/卬T一般最大水平分量垂直分量地上1.28 1.448.720.018 4.360.042 10.34地下1.34 16.1116.110.

13、039 11.540.050 11.69由表2可以看出以下几点: 电磁场在户内所测的数值相对比户外的数值要高。(2)不论户内或户外，实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度。4预装式变电站选测了 17座10 kV预装式变电站。配变容量为500800 kVA,油 浸式配变。现将所测的数据列于表3。表3 10 kV预装式变电站配电站电场强度/V m-磁感应强度/卬T一般最大水平分量垂直分量箱变1.38 1.4536.80.018 1.360.020 2.12由表3可以看出以下几点：(1) 10 kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有建筑物配电站的情况相当，磁感应

14、强度在总体上偏小。(2) 电场强度和磁感应强度的个别测量数值较大的原因，是其进出线采用架空线所致。(3) 电场与磁场实测最大强度均远低于我国环境标准规定的参考限值。4杆式变压器选测了 17台杆变，配变容量为 400500 kVA,均为油浸式配变 。现将所测的数据汇总列于表 4。表4 10 kV杆变电磁场实测值配电站电场强度/V m-磁感应强度/卬T一般最大水平分量垂直分量杆变1521740.015 9.320.023 7.49由表4可以得出以下几点：(1)杆变附近的电场强度明显高于其他类型，主要原因是受高、低压出线的影响造成的(2) 磁感应强度与其他类型相似。在同一测量点上垂直分量仍大于水平分

15、量。(3) 电场与磁场强度最大值均远低于我国环境标准规定的参考限值。4噪声测量共选测了 33座配电站，其中23座进行昼间测量，15座进行夜间 测量，其中有5座站，昼夜都进行了测量。配电 变压器容量为6301 600 kVA,每站的台数 有14台，有油浸和干式两种配变，在室内、室外均进行了噪声测量， 重点对产生噪声声源、室外衰减的情况、配变风扇的影响等进行实测。昼间配电变压器噪声源强测量值和配电站门外1m处噪声测量值，如图89所示。现将所测的数据汇总分析如下：80.60 -外*_威140-'200101020304050变醐/个图8昼间主变噪声源强测量值分布图102030变电站/个图9昼

16、间门外1 m噪声测量值分布(1)各类配电变压器噪声源强为 49 64 声在58 dB左右。其中老式油浸配变的噪声处在中间偏高的位置，大部分配变的噪(2) 干式配变开启风扇时，噪声源强在原有基础上叠加(3) 配变与设备噪声通过大门传至室外时，一般被门衰减 百叶窗隔音效果较差。620 dB左右，大部分为叠加 13 dB46 dB左右。配电站的砖墙可衰左右。减噪声10 dB左右。但(4)从昼、夜同一变电站实测数据看，噪声源强变化不大。北站昼间为57 ，夜间为56例如：双山站昼间为,但也发现配变负载对噪声有些影响。60夜间为6014 dB时，有的为11 m,有的(5)在实测中，曾想摸清噪声随距离衰减的

17、规律，结果规律不清。例如：衰减量同为为16 m；衰减量为15 dB时，有11 m,但也有衰减量为19 dB时，距离 仍为11 m(6)箱变和杆变在噪声方面对环境影响较之户内配电站要小，一般不配备风扇，没有机械噪声等问题。5 10 kV配电站对环境的影响与对策通过对不同布置、站体不同建筑结构的10 kV配电站现场电磁场 的实际测量，以及对测量数据的统计、汇总、分析后，基本明确了 10 kV配电站运行时所产 生电场与磁场对周围环境影响的程度，按照我国现有国家环境标准推荐的参考限值，均未超 过，其中电场强度要低 23个数量级，磁感应强度低 1个数量级，而且在距配电站约45 m处， 电磁场已降至环境背

18、景值。实测结果表明，担心配电站设备产生的电场与磁场会对人体健康产生危害是没有依据的。配电站对周围环境的影响主要表现在噪声方面。通过对配电站现场噪声的实际测量，应对各类配电站采用控制和降低噪声的措施。(1) 独立建筑物的配电站要达到环境噪声二类标准，即昼间 60 dB,夜间50 dB,则配变本体 噪声应控制在53 dB以下，如干式配变备有冷却风扇，其叠加噪声应低于58 dB，在站内布置 时，配变不要直对门或百叶窗等部位，且保持2m以上的距离。要改进大门和百叶窗结构，使其具备有一定的隔音、 消音功能。如果要达到环境噪声一类标准，即昼间55 dB,夜间45 dB时，配变本体噪声控制在 48 dB以下