江蘇電網(wǎng)500千伏輸電線路工程標準化設計環(huán)保評價

曹文勤　楊凱

摘 要：江蘇500千伏電網(wǎng)建設具有任務重、條件復雜等特性，文章選取了省內(nèi)常見的13種輸電線路典型設計方案，通過模式預測，得出典型設計中較優(yōu)的設計方案，并考慮到周邊居民民房的特征提出相應的導線對地最低高度要求，為后續(xù)工程的設計和建設提供參考。

關鍵詞：江蘇省；電網(wǎng)；500kV；標準化設計；環(huán)保評價

1 概述

江蘇電網(wǎng)是華東電網(wǎng)的重要組成部分之一，東聯(lián)上海、南鄰浙江、西接安徽，現(xiàn)有10條500kV省際聯(lián)絡線分別與上海、浙江、安徽相聯(lián)，3條500kV線路與山西陽城電廠相聯(lián)，通過1回±500kV龍政直流、1回±800kV錦蘇直流與華中電網(wǎng)相聯(lián)。

至2013年底，江蘇電網(wǎng)擁有500kV變電站、開關站（含東明站，不含政平換流站）41座，變壓器93臺（組），主變壓器總?cè)萘?0750MVA（不含換流變?nèi)萘浚?00kV線路160條，總長度10675km（含省際聯(lián)絡全線）。根據(jù)《江蘇電網(wǎng)“十二五”主網(wǎng)架發(fā)展規(guī)劃》（2011～2017年），2015年～2017年，江蘇電網(wǎng)將分別建設區(qū)外電源500kV配套工程（包括錫盟直流落點江蘇500千伏配套送出輸變電工程等3項）、區(qū)內(nèi)電源點500kV配套工程（包括溧陽抽水蓄能電站500千伏配套送出工程等5項）、500kV電網(wǎng)工程（包括500千伏姚湖開關站擴建主變工程等37項）。

隨著江蘇經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電網(wǎng)建設呈現(xiàn)出以下特征：（1）變電站遠景規(guī)模越來越大，但占地面積缺變得越來越小；（2）由于輸電線路通道資源的限制，線路從原單一電壓等級向混壓架設的方式轉(zhuǎn)變；（3）沿線居民的居民住宅由一層向多層發(fā)展。在以往的工程建設中，通常由設計單位提出設計方案，此時變電站總平布置、線路路徑、線路塔型基本選定，環(huán)評單位只能針對已經(jīng)確定的方案進行環(huán)境影響評價，并提出相應的環(huán)保措施。文章通過梳理江蘇省內(nèi)典型的500kV輸電線路工程標準化設計方案，并對其進行環(huán)保評價，得出典型設計中較優(yōu)的設計方案，并考慮到周邊居民民房的特征提出相應的導線對地最低高度要求，為后續(xù)工程的設計和建設提供參考，將極大的提高電網(wǎng)前期工作的效率。同時，在電網(wǎng)建設中更深入的考慮環(huán)保方面的問題，也更適應了國家生態(tài)文明、建設社會和諧發(fā)展的要求。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

選取了5C1、5C3、5C5、5/2H等13種500kV架空線路塔型，其中雙回路角鋼塔10種（5C1、5C3、5C5、5E1、5K0、5K1、SZT36C、SZV26、5D2、5E3）、雙回路鋼管桿1種（5GE3）、單回路角鋼塔1種（ZM14）、混壓四回路角鋼塔1種（5/2H，500kV/220kV混壓），每種塔型按照同相序（ABC/ABC）、逆相序（ABC/CBA）、異相序（ABC/CAB、ABC/ACB、ABC/BAC、ABC/BCA）6種排列方式進行預測?？紤]到輸電線路的工頻磁感應強度通常不可能會超過0.1mT的推薦標準限值，因此只對各種模塊典型塔型產(chǎn)生的工頻電場強度進行預測，主要計算參數(shù)見表1、表1續(xù)。

2.2 研究方法

預測采用等效電荷法[1]計算輸電線路的工頻電場強度， 設輸電線路為無限長并且平行于地面， 地面可視為良導體， 利用鏡像法計算送電線上的等效電荷。

2.2.1 單位長度導線下等效電荷的計算

高壓送電線上的等效電荷是線電荷，由于輸電線半徑r遠小于架設高度h，因此等效電荷的位置可以認為是在送電導線的幾何中心。

設送電線路為無限長并且平行于地面，地面可視為良導體，利用鏡像法計算送電線上的等效電荷。

2.2.2 計算由等效電荷產(chǎn)生的電場

為計算地面電場強度的最大值，通常取夏天滿負荷有最大孤垂時導線的最小對地高度。

3 研究結(jié)果

本次研究的典型塔型在經(jīng)過非居民區(qū)時，按照最不利的架設方式，即對地高度為11m，不同相序排列下的工頻電場強度預測結(jié)果見表2。經(jīng)過居民區(qū)時，按照14m架設，不同相序排列下邊導線地面投影外5m處的工頻電場強度預測結(jié)果見表3。

從表2可以看出，按照同相序排列時，11種雙回路塔型（含鋼管塔）的工頻電場基本均不能滿足國家規(guī)定的農(nóng)田區(qū)域10kV/m的標準，各種相序組合中，逆相序（ABC/CBA）產(chǎn)生的工頻電場強度最小，同相序（ABC/ABC）產(chǎn)生的工頻電場強度最大，異相序產(chǎn)生的工頻電場強度則全部位于兩者之間[2]。不等相序（同相、逆相、異相）排列情況下，5C5、5GE3、5GE3、5C3、5E3、5GE3模塊塔型相對最優(yōu)，5GE3、5E3、5E3、5K1、5GE3、5E3模塊塔型產(chǎn)生的工頻電場強度相對最大。相對于同塔雙回路而言，單回路ZM14、混壓5/2H產(chǎn)生的工頻電場強度均小于農(nóng)田區(qū)域10kV/m的標準要求。

從表3可以看出，不同相序排列時，除了混壓5/2H塔型在邊導線地面投影外5m的工頻電場強度可以滿足居民區(qū)4kV/m的標準限值外[2]，其他均超出了標準要求。因此線路經(jīng)過居民區(qū)時，均需要提高導線對地高度。如果考慮邊導線地面投影外5m處的地面1.5m高處的工頻電場強度可以滿足居民區(qū)4kV/m的標準時，此時不同模塊塔型對應的導線對地高度見表4；考慮邊導線地面投影外5m處的地面4.5m/7.5m高處（2層或者3層房屋）的工頻電場強度滿足4kV/m時，不同模塊塔型對應的導線對地高度見表5。各模塊典型桿塔走廊寬度（邊導線兩側(cè)各外延5m）見表6。

從表4可以看出，線路在經(jīng)過居民區(qū)時，如果邊導線地面投影外5m處為1層民房，需要提高導線對地高度到15～24m；如果邊導線5m處為2層或者3層民房時，需要提高導線對地高度到16～24m、18～26m。

綜合考慮線路走廊寬度，在不同相序排列情況下，相對較優(yōu)的雙回路模塊為5GE3、5C1、5C3、SZT36C、SZV26。在條件許可的情況下，建設同塔四回混壓線路可以有效降低工頻電場強度，同時也可以節(jié)約線路走廊。

4 展望

目前，國網(wǎng)江蘇省電力公司已經(jīng)開展了“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃環(huán)評工作[3]，對電網(wǎng)規(guī)劃的資源環(huán)境的可承載能力進行了科學評價，從宏觀角度重點關注實施方案與環(huán)境因素的協(xié)調(diào)性[4]。但所有的建設項目均以設計為基礎，提出相應的環(huán)境保護措施[5，6，7]。針對不同的區(qū)域，研究適宜的模塊塔型，相序排列，提出不同的環(huán)保標準化設計方案，從源頭控制，減少和預防電磁環(huán)境污染，促進經(jīng)濟、社會和環(huán)境的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：楊凱（1976-），男，安徽桐城人，碩士研究生，主要從事電力環(huán)評、電力環(huán)境保護等方面的研究。