35 kV并聯(lián)電抗器工頻電磁場分布特性研究

李麗，劉嘉文

(廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，廣東廣州 510080)

35 kV并聯(lián)電抗器工頻電磁場分布特性研究

李麗，劉嘉文

(廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，廣東廣州 510080)

針對500kV變電站內(nèi)產(chǎn)生較高工頻磁場強度的電氣設(shè)備——35kV并聯(lián)電抗器，研究不同類型、不同排列方式下35kV并聯(lián)電抗器周圍工頻電磁場分布規(guī)律。結(jié)果表明，35kV并聯(lián)電抗器的電磁場強度隨著離開電抗器中心距離的增加而降低，三角形排列的電抗器磁場強度大于水平排列的。

并聯(lián)電抗器;工頻電場;工頻磁場;分布特性

電抗器是在電力系統(tǒng)中用于限流、穩(wěn)壓和無功補償?shù)确矫娴囊环N電感設(shè)備。35kV并聯(lián)電抗器產(chǎn)生的強磁場是500kV變電站內(nèi)電磁污染的主要來源，對周圍其他電氣設(shè)備的運行以及變電站職工作業(yè)均構(gòu)成安全隱患。本文通過比較不同廠家生產(chǎn)的35kV并聯(lián)電抗器的電磁場強度，從中找出其工頻電磁場分布規(guī)律的差異，為今后制定電磁輻射防護措施，為輸變電工程的合理設(shè)計提供依據(jù)。

1 35 kV并聯(lián)電抗器的基本情況

目前，35kV并聯(lián)電抗器主要分為空心式、鐵心式和飽和式3種基本類型，而排列方式主要有三角形和水平式兩種。對23個500kV變電站的70組35kV并聯(lián)電抗器統(tǒng)計結(jié)果表明:

(1)生產(chǎn)廠家。在調(diào)查的70組35kV并聯(lián)電抗器中，主要有六個廠家的產(chǎn)品，用代碼A1、A2、A3、A4、A5和A6代表。其中A4數(shù)量最多，有38組，占到市場份額的一半以上。

(2)電抗器類型。35kV并聯(lián)電抗器絕大多數(shù)為干式空心，只有2組是干式半鐵心。

(3)排列方式。在調(diào)查的70組35kV并聯(lián)電抗器中，三角形排列的電抗器有27組，水平排列的電抗器有43組，以水平排列方式為主。

2 工頻電場、工頻磁場監(jiān)測及分布特性

2.1 工頻電場和工頻磁場的特性

電力系統(tǒng)的電源工作頻率為50Hz，屬于極低頻(0～300 Hz)范圍。電氣設(shè)備接通電源時，在其周圍空間就形成了工頻電場;電氣設(shè)備運轉(zhuǎn)時，其電流便在周圍空間產(chǎn)生工頻磁場［1－2］。工頻電場強度隨著距離的增加而迅速衰減。建筑物、樹木等都可以使空間電場畸變，并削弱其遮蔽空間或鄰近范圍內(nèi)的電場。工頻磁場強度以磁感強度表示，磁感應(yīng)強度隨著與磁場源距離的增加而迅速衰減。但工頻磁場很難屏蔽，磁力線可以穿透我們生活中常見的材料或物體，并基本上不會產(chǎn)生畸變或消弱［2］。

2.2 工頻電場、工頻磁場分布

我們對70組并聯(lián)電抗器的工頻電磁場強度進行了測試，方法是以一組電抗器幾何中心為原點，向外按間隔1m對電抗器進行測試。

2.2.1 不同類型35kV電抗器電磁場強度比較

選取有代表性不同類型35kV電抗器，其工頻電磁場強度檢測結(jié)果見表1，分析比較見圖1。

表1 35kV電抗器工頻電磁場強度檢測數(shù)據(jù)

從表1可以看出，不同類型35kV并聯(lián)電抗器的電場強度存在一定的差異，均低于《作業(yè)場所工頻電場衛(wèi)生標準》(GB 16203－1996)中規(guī)定工頻電場5kV/m標準。在工頻磁場方面，各廠家的檢測數(shù)值明顯大于100μT，大小排序為:A1＞A5＞A2＞A4＞A3。從達標距離可知，一般與電抗器距離7～10m可達到國家安全衛(wèi)生限值。

圖1 磁場強度衰減趨勢

從圖1可以看出，35kV并聯(lián)電抗器磁強強度隨著離開電抗器幾何中心距離的增加而降低，而且降低程度以倍數(shù)遞減，在6m距離內(nèi)這種現(xiàn)象尤為明顯。其中，A2與A3衰減程度略大于A4。

2.2.2 不同排列方式磁場強度比較

選取A3中三角形和水平兩種排列方式的測試數(shù)據(jù)進行工頻磁場強度比較，結(jié)果見圖2。

圖2 不同排列方式磁場強度比較

從電抗器排列方式上比較，三角形排列的磁場強度略大于水平形排列的。另外，電抗器的磁場強度也與其底部的水泥墻和絕緣柱高度有關(guān)，磁場強度隨水泥墻和絕緣柱高度的增加而減少。

3 變電站運行人員接觸電磁場情況

變電站值班制度包括上一天休兩天、上兩天休兩天、上四天休四天幾種方式，變電站內(nèi)值班分白班和夜班。白班人員每天在現(xiàn)場巡檢2次，每次約2h;夜班人員每天在現(xiàn)場巡檢1次，每次約2h。白班和夜班人員是輪流的，可以認為變電站運行人員每天接觸工頻電磁場的時間為3h。巡檢區(qū)域包括500kV變電站內(nèi)的 500kV區(qū)域、220kV區(qū)域和35kV區(qū)域。如果遇到檢修或是缺陷處理，在變電站暴露在工頻電磁場環(huán)境中的時間會更長些。變電站內(nèi)巡視區(qū)域存在工頻電場和工頻磁場超標的地點。對于工頻電場超標的場所，工人可以通過穿著防電場屏蔽服進行有效的防護。但對于工頻磁場超標的場所，目前還沒有有效的防護服裝［3－4］。

4 結(jié)語

(1)35kV并聯(lián)電抗器周圍工頻電場強度低于GB 16203－1996中規(guī)定5kV/m標準，工頻磁場強度大大超過規(guī)范中100μT最高容許量要求。

(2)35kV并聯(lián)電抗器工頻磁場強度與其排列方式、水平距離有關(guān)。水平排列產(chǎn)生的工頻磁場強度小于三角形排列方式;磁場強度隨水平距離的增加成倍數(shù)遞減，在6m距離內(nèi)這種現(xiàn)象尤為明顯。

(3)在電抗器帶電的情況下，工頻電磁場的防護措施主要采取距離防護和接觸時間防護。建議防護距離控制在10m以上，接觸時間控制在2h。

［1］《輸變電設(shè)施的電場、磁場及其環(huán)境影響》編寫組.輸變電設(shè)施的電場、磁場及其環(huán)境影響［M］.北京:中國電力出版社，2007.

［2］楊新村，李毅.WHO國際電磁場計劃的評估結(jié)論與建議［M］.北京:中國電力出版社，2008.

［3］DL/T 799.7－2010，電力行業(yè)勞動環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］GB 16203－1996，作業(yè)場所工頻電場衛(wèi)生標準［S］.

The research of power frequency electric field intensity of 35kV shunt reactor

Measuring results reveal the exceeding point of power frequency magnetic field intensity concentrated in 35kV shunt reactor in 500kV substation.The different arrangement of 35kV shunt reactors and distributing characteristic of power frequency electromagnetic field are studied.The results show that power frequency magnetic field intensity become much lower with the increasing distance of the 35kV shunt reactor center，and triangular arranged＇s power frequency magnetic field intensity is higher than horizontally－arranged.

shunt reactor;power frequency electric field;power frequency magnetic field;distribution characteric

X591

B

1674－8069(2012)01－005－02

廣東省醫(yī)學(xué)科研基金立項課題(A2007059);廣東電網(wǎng)公司立項課題(JA6008017)

2011-08-17;

2011-12-24

李麗(1971-)，女，江西全南人，高級工程師，從事電力環(huán)境保護和職業(yè)衛(wèi)生工作。E－mail:liligz@163.com