220 kV擬建輸變電工程環(huán)境影響評價(jià)分析

郭 磊，李 媛，丁國君，張 遠(yuǎn)

（國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，鄭州 450052）

220 kV擬建輸變電工程環(huán)境影響評價(jià)分析

郭 磊，李 媛，丁國君，張 遠(yuǎn)

（國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，鄭州 450052）

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，220 kV電壓等級的輸變電網(wǎng)絡(luò)將越來越多地介入人們的日常生活，如何對民眾關(guān)心的220 kV輸變電工程進(jìn)行客觀的環(huán)境影響評價(jià)分析成為越來越重要的實(shí)際問題。以某擬建220 kV輸變電工程環(huán)境影響評價(jià)為例，介紹了評價(jià)因子尤其是電磁環(huán)境的現(xiàn)狀監(jiān)測、類比監(jiān)測及模式預(yù)測綜合分析，深入分析了該擬建輸變電工程環(huán)境影響評價(jià)全過程，對輸變電工程環(huán)境影響評價(jià)工作具有一定的指導(dǎo)意義。

電磁環(huán)境；公眾曝露；等效電荷法；電場強(qiáng)度；磁場強(qiáng)度；工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲

strength; magnetic field strength; industrial enterprises noise

背景

隨著經(jīng)濟(jì)迅速增長，社會用電量急劇增加，部分區(qū)域的供電容載比降低較大，已經(jīng)接近或者低于供電安全容載要求，電力供應(yīng)不足已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的屏障。為了滿足區(qū)域負(fù)荷增長的需要，加強(qiáng)地區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)會依據(jù)區(qū)域負(fù)荷特點(diǎn)及增長趨勢制定電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，不可避免地會出現(xiàn)規(guī)劃中的輸變電工程位于人口稠密地區(qū)，隨著人們環(huán)保意識不斷增強(qiáng)，工程運(yùn)行期間的公眾曝露、噪聲等因素往往成為周邊居民關(guān)注的焦點(diǎn)，逐漸成為制約電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要因素。依據(jù)《中華人民共和國環(huán)境影響評價(jià)法》、《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》等多部法律法規(guī)，專業(yè)環(huán)評機(jī)構(gòu)采用現(xiàn)場實(shí)測、公眾調(diào)查及類比預(yù)測等多種手段對輸變電工程的環(huán)境影響進(jìn)行客觀地評估分析，以對社會公眾有所交待。

1 評價(jià)范圍

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特征決定了220 kV及以下輸變電工程較貼近人口稠密地區(qū)，很多220 kV變電站采用地下或全封閉型式盡量避免對周圍人居環(huán)境的影響，但其電磁場、噪聲等因素仍是公眾最為關(guān)心的內(nèi)容，它直接決定了該輸變電工程是否能得到大眾的認(rèn)可，因此需科學(xué)、客觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙Υ?/p>

對于變電站，需重點(diǎn)關(guān)注的則是以變電站站址為中心、站界外40 m范圍區(qū)域內(nèi)的工頻電場（單位：kV/m）、工頻磁場（單位：μT）[1]，以及變電站圍墻外1 m處以及四周的居民區(qū)（噪聲敏感點(diǎn)）作為噪聲調(diào)查的重點(diǎn)區(qū)域[4]。

對于架空輸電線路，需重點(diǎn)關(guān)注的是邊導(dǎo)線地面投影兩側(cè)各40 m帶狀區(qū)域工頻電場、工頻磁場[1]及以線路兩側(cè)各200 m為界的帶狀區(qū)域的噪聲聲級[5]。

2 工程簡介

某220 kV輸變電工程變電站站址位于某城區(qū)中州路與工業(yè)路交叉口向東約100 m路南，北側(cè)緊鄰中州路，西側(cè)鄰中州村巷，站址周邊屬于典型的商業(yè)居住人口稠密地區(qū)。本次建站需拆除多座受影響的磚混建筑物。場地內(nèi)無其他可見文物，地下無礦產(chǎn)資源，附近無重要軍事設(shè)施，地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定。主變最終規(guī)模為3×240 MVA。變電站為戶外敞開式布置，站內(nèi)將擬建3臺主變壓器，同時(shí)擬建1回220 kV梁鳴Ⅰ線、1回220 kV梁鳴Ⅱ線，同塔雙回線路架設(shè)，全長2×7.5 km。導(dǎo)線型號為LGJ-630/45鋼芯鋁絞線，桿塔類型包括SZ1、SJ1等多種類型。

3 評價(jià)內(nèi)容

3.1 工程選址的合理性及必要性

變電站站址選擇應(yīng)首先符合當(dāng)?shù)爻菂^(qū)發(fā)展規(guī)劃，其次應(yīng)盡量避免附近具有開發(fā)價(jià)值的自然和人文景觀、對變電站有嚴(yán)重污染的污染源、無軍事及通訊設(shè)施、水源保護(hù)區(qū)、可見文物、地下文物和重要礦產(chǎn)資源。

輸電線路路徑選擇原則是在符合城市發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)上提高土地整體的利用率、減少對周圍環(huán)境的影響，應(yīng)走向合理，盡量避免跨越、盡可能減少對當(dāng)?shù)爻菂^(qū)及村鎮(zhèn)規(guī)劃的影響、盡可能沿街道架設(shè)、盡量平行已建高壓線路走線、盡量避開城區(qū)、村莊和居民區(qū)等環(huán)境敏感點(diǎn)及自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)等特殊敏感點(diǎn)[7]。

目前，該輸變電工程所在城區(qū)供電形勢非常緊張，變電容量不足已成為該區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展的制約因素。工程的建設(shè)，可以滿足該區(qū)域負(fù)荷發(fā)展要求，緩解緊張的供電形勢。此外，該城區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱，線路載流量較小，線路走徑存在迂回。本工程選擇了合適的塔型，充分利用原有線路走廊，在解決該區(qū)域供電需求的同時(shí)最大程度減小了線路跨越所帶來的環(huán)境影響，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度來看是非常必要的，從環(huán)保角度來看是合理的。

3.2 運(yùn)行期環(huán)境評價(jià)因子

220 kV變電站在運(yùn)行期的主要環(huán)境評價(jià)因子有：工頻電場、工頻磁場及噪聲。為減小電磁輻射對周圍環(huán)境的影響，工程可采用提高導(dǎo)線對地高度，雙回路導(dǎo)線逆向布置及高、低壓導(dǎo)線分層架設(shè)等措施，工頻電磁場由于頻率低、波長長，能量輻射十分微弱，再加上帶電體周圍良好的金屬網(wǎng)柵和接地措施，更減弱了電磁場的源強(qiáng)及傳播[8]。對于220 kV變電站，投運(yùn)后對外界環(huán)境可能造成噪聲污染的主要污染源為主變壓器，通過實(shí)際調(diào)查及對已運(yùn)行的變電站實(shí)際測量結(jié)果，主變壓器在工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲一般在70 dB(A)。

3.3 工程環(huán)境影響現(xiàn)場實(shí)測

監(jiān)測人員使用綜合場強(qiáng)測量儀、噪聲頻譜分析儀等設(shè)備對該工程中所包含輸電線路沿線及變電站附近的環(huán)境敏感點(diǎn)的電磁場強(qiáng)度和環(huán)境噪聲進(jìn)行現(xiàn)狀監(jiān)測。對于擬建變電站、線路，在站址所在區(qū)域布點(diǎn)或敏感點(diǎn)監(jiān)測[2]。監(jiān)測內(nèi)容包括距離地面1.5 m工頻電場強(qiáng)度和工頻磁場強(qiáng)度、連續(xù)等效A聲級噪聲監(jiān)測[5]，可參照《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》中建議的測量方法進(jìn)行。

監(jiān)測結(jié)果表明：該工程所在區(qū)域工程敏感點(diǎn)處工頻電場強(qiáng)度1.5 m高度最大為2 175 V/m，工頻磁場強(qiáng)度1.5 m高度最大為0.978 μT，晝間噪聲監(jiān)測時(shí)為58.5 dB(A)，夜間噪聲最大值為49.1 dB(A)，出現(xiàn)在工程敏感點(diǎn)暢通運(yùn)輸公司、順風(fēng)銷售公司（同院）。分析原因認(rèn)為，監(jiān)測地點(diǎn)處有一條已投運(yùn)220 kV同塔雙回線路跨越暢通運(yùn)輸公司和順風(fēng)銷售公司場院內(nèi)，造成工頻電磁場數(shù)據(jù)偏大；由于暢通運(yùn)輸公司和順風(fēng)銷售公司臨近主干道，兩家公司本身又是物流與機(jī)動(dòng)車銷售場地，車流量較大，所以背景噪聲較大。

表1 該工程附近敏感點(diǎn)處現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果

電磁環(huán)境執(zhí)行《電磁環(huán)境控制限值》中公眾曝露控制限值：電場強(qiáng)度4 kV/m、磁場強(qiáng)度100 μT；架空輸電線路下耕地、果園、畜禽飼養(yǎng)地、養(yǎng)殖水面、道路等場所，電場強(qiáng)度10 kV/m。工程距地面1.5 m處的工頻電場均低于推薦標(biāo)準(zhǔn)限值4 kV/m；距地面1.5 m處工頻磁場強(qiáng)度均低于推薦標(biāo)準(zhǔn)限值100 μT[3]；線路經(jīng)過區(qū)域滿足《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中2類標(biāo)準(zhǔn)限值要求，農(nóng)村區(qū)域滿足1類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。表1為該工程敏感點(diǎn)處現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果匯總。

3.4 變電站環(huán)境影響評價(jià)預(yù)測

1）工頻電磁環(huán)境預(yù)測

根據(jù)《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 輸變電》要求，對于擬建的變電站工程，投運(yùn)后的電磁環(huán)境預(yù)測可選擇同類、同規(guī)模的已投運(yùn)變電站的現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)類比預(yù)測[2]。利用已經(jīng)投運(yùn)某220 kV變電站及輸電線路來類比預(yù)測該220 kV擬建輸變電工程的工頻電場、工頻磁場和無線電干擾的影響程度。類比變電站的建設(shè)規(guī)模、電壓等級、容量、架線型式及使用條件與預(yù)測變電站相近[1]，監(jiān)測的環(huán)境溫濕度也應(yīng)近似，監(jiān)測內(nèi)容、測量方法和測量儀器應(yīng)相同。

監(jiān)測結(jié)果顯示參照變電站離地面1.5 m處工頻電場強(qiáng)度最大值為1.324 kV/m，工頻磁場強(qiáng)度最大為2.118 μT，均低于技術(shù)導(dǎo)則中規(guī)定的居民區(qū)工頻電場4 kV/m、磁場0.1 mT推薦標(biāo)準(zhǔn)限值要求。類比分析認(rèn)為該擬建工程按最終規(guī)模投運(yùn)后產(chǎn)生的工頻電、磁場均能滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

2）噪聲預(yù)測

根據(jù)變電站的平面布置，結(jié)合變電站運(yùn)行噪聲預(yù)測計(jì)算模式，利用已有的噪聲源噪聲級數(shù)據(jù)作為計(jì)算參數(shù)[5]，預(yù)測變電站投運(yùn)后對廠界噪聲各預(yù)測點(diǎn)的影響。根據(jù)變壓器到各預(yù)測點(diǎn)的距離，利用噪聲分析軟件，模擬出聲源噪聲到各預(yù)測點(diǎn)衰減后的聲壓級，該聲壓級與預(yù)測點(diǎn)背景噪聲聲壓級疊加計(jì)算，最后確定預(yù)測點(diǎn)的聲壓級。圖1為該擬建工程變電站噪聲預(yù)測結(jié)果示意圖?？梢钥闯?，該工程主變按最終規(guī)模投運(yùn)后白天廠界噪聲值不超過51.0 dB(A)；夜間廠界噪聲值不超過42.1 dB(A)。晝、夜間廠界噪聲均滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.5 輸電線路環(huán)境影響評價(jià)預(yù)測

3.5.1 工頻電磁環(huán)境預(yù)測

國際大電網(wǎng)會議第36.01工作組推薦利用等效電荷法計(jì)算高壓送電線下空間的工頻電場、工頻磁場，評價(jià)線路投運(yùn)后的電磁環(huán)境影響程度及范圍。《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 輸變電》也推薦利用等效電荷法計(jì)算[1]，根據(jù)計(jì)算方法可知，高壓輸電線路工頻電磁場的影響因素有桿塔型式、導(dǎo)線對地高度、導(dǎo)線的布置方式、等效半徑（子導(dǎo)線半徑、分裂根數(shù)、分裂間距）、相間距離等[9，10]，該工程中輸電線路工程中最常用的是SZ1、SJ4塔型，導(dǎo)線為2×LGJ-630/45。本文以SZ1塔型為預(yù)測建模參數(shù)，按非居民區(qū)線段對地距離取6.5 m，居民區(qū)線段對地距離取7.5 m，計(jì)算點(diǎn)對地高度為1.5 m。

220 kV同塔雙回線路工頻電場及工頻磁場預(yù)測值（非畸變場強(qiáng)）變化趨勢見圖2和圖3。

1）工頻電場

①同相序分析：

當(dāng)導(dǎo)線對地距離為6.5 m（非居民區(qū)）時(shí)，距離地面1.5 m高度的工頻電場強(qiáng)度最大值為8.548 kV/m，小于10 kV/m。當(dāng)導(dǎo)線對地距離為7.5 m（居民區(qū)）時(shí)，距離地面1.5 m高度的工頻電場強(qiáng)度最大值為6.575 kV/m，原點(diǎn)8 m（邊導(dǎo)線外3 m）外滿足4 kV/m標(biāo)準(zhǔn)限值要求。當(dāng)導(dǎo)線對地凈空距離為12 m時(shí)，工頻電場最大值為3.838 kV/m，出現(xiàn)在距原點(diǎn)3 m處。線路下各點(diǎn)均滿足4 kV/m標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

②逆相序分析：

當(dāng)導(dǎo)線對地距離為6.5 m（非居民區(qū)）時(shí)，距離地面1.5 m高度的工頻電場強(qiáng)度最大值為5.565 kV/m，小于10 kV/m。當(dāng)導(dǎo)線對地距離為7.5 m（居民區(qū)）時(shí)，距離地面1.5 m高度的工頻電場強(qiáng)度最大值為4.281 kV/m，原點(diǎn)6 m（邊導(dǎo)線外1 m）外滿足4 kV/m標(biāo)準(zhǔn)限值要求。當(dāng)導(dǎo)線對地凈空距離為12 m時(shí)，工頻電場最大值為1.688 kV/m，出現(xiàn)在距原點(diǎn)6 m（邊導(dǎo)線外1 m）處。線路下各點(diǎn)均滿足4 kV/m標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

2）工頻磁場

當(dāng)導(dǎo)線對地距離為6.5 m（非居民區(qū)）、對地距離為7.5 m（居民區(qū)）、對地凈空距離為12 m時(shí)，無論同相序、逆相序220 kV同塔雙回線路架設(shè)距地面1.5 m高度處磁場強(qiáng)度均小于100 μT評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 該擬建工程變電站噪聲預(yù)測結(jié)果示意圖

圖2 220 kV SZ1工頻電場預(yù)測值變化趨勢

圖3 220 kV SZ1工頻磁場強(qiáng)度變化趨勢

由上可知：擬建線路經(jīng)過非居民區(qū)（對地6.5 m）時(shí)，導(dǎo)線對地高度只要達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求即可，無需抬升。擬建線路經(jīng)過居民區(qū)（對地7.5 m）時(shí)，以最不利同相序排列計(jì)，邊導(dǎo)線3 m范圍內(nèi)不滿足4 kV/m標(biāo)準(zhǔn)限值要求。當(dāng)導(dǎo)線對地凈空距離抬升為12 m時(shí)，工頻電場最大值為3.838kV/m，線路下各點(diǎn)均滿足4 kV/m標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

3.5.2 噪聲預(yù)測

線路運(yùn)行后產(chǎn)生電暈噪聲，可以作為無限長的線聲源，利用線源衰減模式進(jìn)行噪聲影響預(yù)測。根據(jù)有關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸電線路1 m外噪聲聲壓級定為55 dB（A）。導(dǎo)線最大弧垂處對地距離按14 m考慮，預(yù)測地面噪聲水平，在邊線導(dǎo)線外5 m，噪聲預(yù)測值為41.4 dB（A）；在邊線導(dǎo)線外20 m，噪聲預(yù)測值為40.2 dB（A）。

與變電站類比方式相同，這里選用另一條已投運(yùn)220 kVSZ1型同塔雙回線路作為類比監(jiān)測線路，導(dǎo)線為2×LGJ-630/45型鋼芯鋁絞線。監(jiān)測結(jié)果表明，線路附近地區(qū)距地面1.5 m處工頻電場最大為3.464 kV/m；距地面1.5 m處工頻磁場強(qiáng)度最大為0.912 μT；這與預(yù)測分析的結(jié)果近似。類比線路下方測得晝間噪聲最大值為48.6 dB，夜間噪聲最大值為42.0 dB。

3.6 公眾意見調(diào)查

公眾參與是建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)的重要組成部分，在項(xiàng)目建設(shè)前需要了解變電站及線路經(jīng)過周邊地區(qū)的有關(guān)單位、專家、公眾和地方政府部門共同關(guān)心的主要問題，并在工程的環(huán)境影響評價(jià)和環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)中加以體現(xiàn)。按照國家環(huán)?？偩帧董h(huán)境影響評價(jià)公眾參與暫行辦法》的要求應(yīng)向公眾公開有關(guān)環(huán)境影響評價(jià)的信息，方式包括媒體公示、張貼公告、填寫調(diào)查表、網(wǎng)絡(luò)公示等[6]。

本次被調(diào)查人員的年齡在20-70歲之間，主要為站址及線路通道附近公司員工、單位職工及居民。從調(diào)查表統(tǒng)計(jì)可以看出，占87.4 %的被調(diào)查者同意該項(xiàng)目在當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)，他們認(rèn)為此項(xiàng)目的建設(shè)是城市發(fā)展的必然，能促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，且線路路徑大部分沿用已有線路走廊，對周圍環(huán)境影響很小，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供可靠保障；有條件同意的代表主要是由于對工程和政策了解不全面，調(diào)查人員通過召開公眾參與宣傳，消除了被調(diào)查者的疑慮。公眾調(diào)查的結(jié)論是絕大多數(shù)被調(diào)查者同意并支持本批工程的建設(shè)。

4 結(jié)論

1）通過環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測評價(jià)、類比監(jiān)測評價(jià)及模式預(yù)測等進(jìn)行綜合分析：除擬建線路經(jīng)過居民區(qū)（對地7.5 m）時(shí)，以最不利同相序排列計(jì)，邊導(dǎo)線3 m范圍內(nèi)工頻電場強(qiáng)度不滿足4 kV/m標(biāo)準(zhǔn)限值要求，需做適當(dāng)抬高導(dǎo)線對地凈空距離外，其它環(huán)境評價(jià)因子均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程要求。通過類比分析和模式預(yù)測分析可知，本次所評的220 kV輸變電工程最終建成投運(yùn)后：敏感點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度均小于《電磁環(huán)境控制限值》4 kV/m、磁場強(qiáng)度100 μT限值要求；畜禽養(yǎng)殖地、耕地、道路等處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度均小于《電磁環(huán)境控制限值》10 kV/m控制限值，噪聲滿足《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）對于擬建輸變電工程，電場強(qiáng)度的影響因素有導(dǎo)線對地高度、雙回路導(dǎo)線相序布置、等效半徑、導(dǎo)線布置方式、相間距離和其它因素的影響；其中，導(dǎo)線對地高度的對電場強(qiáng)度影響最為明顯，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該合理設(shè)計(jì)導(dǎo)線對地高度。

[1] HJ 24-2014,環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 輸變電[S] .

[2] HJ 681-2013.交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測方法（試行）[S].

[3] GB 8702-2014.電磁環(huán)境控制限值[S].

[4] GB 12348-2008.工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] GB 3096-2008.聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6]環(huán)境影響評價(jià)公眾參與暫行辦法（環(huán)發(fā)（2006）28號）[Z].

[7]粟福珩.高壓輸電的環(huán)境保護(hù)[M].北京:水利電力出版社,1989.

[8]梁保英,高升宇,尤一安.高壓輸變電設(shè)備電磁輻射環(huán)境影響分析[J].電力環(huán)境保護(hù).2000,16（3）:57-59.

[9]劉振亞.特高壓交流輸電工程電磁環(huán)境[M].北京:中國電力出版社, 2008,78-81.

[10]張利庭,胡白雪,周浩.特高壓輸電線路下方工頻電磁場的研究[J].能源工程,2006,(4):49-53.

郭磊（1982.3-），男，河南省人，碩士，高級工程師。單位：國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院。主要研究方向：過電壓專業(yè)防雷與接地技術(shù)。

Analysis on the Environmental Impact Assessment of the 220 kV Proposed Electric Power Transmission and Distribution Project

GUO Lei, LI Yuan, DING Guo-jun, ZHANG Yuan
(HAEPC Electric Power Research Institute, Zhengzhou 450052)

With the continuous expansion of the grid, 220 kV voltage grade power transmission networks are involved in the life of people more and more. How to evaluate the environmental influencing factors of the 220 kV electric power transmission and distribution project objectively is a more and more practical serious problem. In this paper, taking 220 kV proposed electric power transmission and distribution project as an example, the author introduces the evaluation factors, especially the current monitoring, analogy monitoring and model predictive, in-depth analysis of the whole process of the environmental impact assessment, it also gives some positive references to instruct such work as the environmental impact assessment of the electric power transmission and distribution project.

electromagnetic environment; public exposure; charge equivalent method; electric field

X828

A

1004-7204（2016）06-0030-05