特高壓變電站的電磁環(huán)境及電暈控制措施

李鑫

摘要：在我國，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了各個行業(yè)的進(jìn)步，近年來的特高壓交流試驗(yàn)工程已經(jīng)正式的投入到運(yùn)行當(dāng)中，特高壓變電站以及相關(guān)的電力設(shè)備共同合成了此工程。在整個工程的運(yùn)行當(dāng)中，不斷的釋放出來大量的高電壓這樣就使得周圍的電磁環(huán)境變得較為復(fù)雜。如果特高壓變電站的電磁環(huán)境的影響過于嚴(yán)的話，就會影響到周圍的無線電臺正常工作以及附近居民正常生活。文章將會對特高壓變電站的電磁環(huán)境以及電暈控制措施的相關(guān)問題進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，希望能夠有效的控制特高壓變電站產(chǎn)生的相關(guān)影響。

關(guān)鍵詞：特高壓變電站;電磁環(huán)境;電暈控制措施

1 特高壓交流變電站的無線電干擾

造成干擾一定有如下幾種原因：

（1）導(dǎo)線和金具的電暈放電。

（2）高壓電氣設(shè)備網(wǎng)母線上面?zhèn)魉碗娏鳌?/p>

（3）由于金具連接的不是很緊密，導(dǎo)致火花放電的情況出現(xiàn)。

上面所介紹的情況，均會形成高頻脈沖電流，這樣一來就造成了無線電干擾的情況。而且在以上的所有情況當(dāng)中，（2）、（3）種情況均屬于隨機(jī)形成的，能夠利用清掃的形式進(jìn)行排除;一般情況下，在設(shè)備在運(yùn)行的時候，如果導(dǎo)體的電位梯度大于12kV/cm的話，那么（1）就會處于主體地位，從而能夠形成無法進(jìn)行清除的固定因素。此外，在設(shè)備里絕緣的局部放電情況，同樣會造成脈沖電流的出現(xiàn)，而且還會通過連接線傳送進(jìn)變電站的進(jìn)線，這樣一來，也會加強(qiáng)無線電干擾的力度。

2 特高壓交流變電站的噪聲

2.1 特高壓變電站主要聲源

特高壓變電站的主要聲源為變壓器、電抗器和帶電構(gòu)架，既有電磁噪聲，也有空氣動力性噪聲和機(jī)械性噪聲。

變壓器的噪聲是由變壓器本體（鐵心、繞組、磁屏蔽、油箱等）及冷卻裝置的振動所引起的。變壓器本體振動的主要來源有：硅鋼片的磁致伸縮所引起的鐵心周期性振動;硅鋼片接縫處和疊片之間因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力所引起的鐵心振動;繞組中負(fù)載電流產(chǎn)生的繞組匝間電動力所引起的振動;漏磁所引起的油箱壁振動等[2]。其中，磁致伸縮和繞組匝間電動力所引起的振動是最主要的來源。變壓器本體振動通過鐵心墊腳和絕緣油兩條路徑傳遞給油箱壁，使油箱壁產(chǎn)生振動，進(jìn)而產(chǎn)生本體噪聲，并以聲波的形式均勻地向四周發(fā)射。冷卻裝置自身產(chǎn)生振動與噪聲，并通過接頭等裝置將振動傳遞到油箱壁。根據(jù)工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，1000kV變壓器聲功率級約為95～106dB（A）。

高壓并聯(lián)鐵心式電抗器的分段鐵心之間存在著磁吸引力，這些磁吸引力會引起額外的振動和噪聲，此外，冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動也會產(chǎn)生噪聲。1000kV系統(tǒng)用高壓并聯(lián)電抗器聲功率級約為90～102dB（A）。帶電構(gòu)架的噪聲主要來自變電導(dǎo)線金具的電暈噪聲。

變壓器和電抗器以低頻噪聲為主，輔助冷卻裝置噪聲則以高頻噪聲為主，帶電構(gòu)架的噪聲頻譜基本與主變壓器、電抗器頻譜一致。

2.2 交流特高壓變電站的噪聲控制

和另外的一些噪聲相同，再對變電站的噪聲進(jìn)行控制的時候，一定要顧忌噪聲源、傳音途徑等方面的因素。而控制噪聲的方式有以下幾種：

（1）控制噪聲源。讓聲源噪音下降，比如變壓器、電抗器等噪音。

（2）阻斷噪聲傳播。在傳音途徑上對噪音進(jìn)行處理，防止噪聲傳播，更改聲源所形成的噪聲傳播途徑，例如使用吸聲、聲屏障等有效方式。

（3）在人耳旁邊對噪音進(jìn)行降低。由于受音器官所采取的噪音防護(hù)，導(dǎo)致在聲源方面不能夠采用有效的辦法，亦或所使用的聲學(xué)措施依然無法實(shí)現(xiàn)理想的效果，在這樣的情況下，就一定要對受音器官制定有效的防護(hù)方案，例如經(jīng)常受到職業(yè)性噪音影響的相干工作人員，要戴上耳塞，或者其他的一些能夠進(jìn)行防護(hù)的工具。

在工作過程中，很難給受音者采取有效的噪音防護(hù)措施，所以只會采用讓噪聲源下降的方式來切斷噪聲傳播途徑。另外，還可以根據(jù)對變電站具體的設(shè)計情況，來合理的調(diào)整站里噪聲的強(qiáng)弱，而且也能夠采用降低帶電體的電暈的方式來讓電暈噪聲下降。通常情況下，主設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及有關(guān)特點(diǎn)能夠直接決定其所形成的噪音的情況，而且也會對變電站的噪音造成一定的干擾。

2.3 交流特高壓變電站的噪聲水平

根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，500kV的變電站的噪音通常在43dB到59dB之間的范圍，330kV變電站廠的噪音通常在35dB到56dB之間的范圍。在特高壓變電站和超高壓變電站中，兩者所形成的噪音程度差不多。根據(jù)環(huán)保方面的相關(guān)規(guī)定，特高壓交流變電站廠在對噪聲進(jìn)行控制的時候，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來執(zhí)行：如果是在晝間，那么噪音通常在60dB，而要是在晚上的話，噪音就會在50dB;而對于居民區(qū)來說，也要根據(jù)有關(guān)規(guī)定內(nèi)容來控制噪音，這樣一來就能夠滿足環(huán)保工作方面的規(guī)定。

3 特高壓變電站在電暈控制方面的具體措施

特高壓變電站的母線以及金具的整體結(jié)構(gòu)型型式將會對電暈放電產(chǎn)生一定的無線電干擾，使噪聲的影響范圍較大，但是可以通過相應(yīng)的控制措施從而徹底的實(shí)現(xiàn)對電暈放電的相關(guān)控制。主要的控制措施在于：

3.1 對變電站的母線型式進(jìn)行優(yōu)化

此方法主要就是采用有限元的方法對變壓站內(nèi)部的管母以及軟母線繼續(xù)擰點(diǎn)位梯度的計算。一般在計算時將會對比使用4*JLHN58K-600以及4*JLHN58K-1600擴(kuò)張性耐熱鋁合金絞線。通過計算可以得出導(dǎo)體表面表現(xiàn)出的電位梯度將會隨著母線對于地面的高度和相間的距離的不斷增加而變小。一般情況下4*JLHN58K-1600的擴(kuò)徑耐熱型鋁合金絞線自身的最大數(shù)值應(yīng)當(dāng)會小于15kv/m，中相由于受到兩側(cè)相對其的影響，表面的電位梯度較比其他兩個邊相來講，電位梯度會稍大一些。但是經(jīng)過綜合的分析，一般會推薦使用4*JLHN58K-1600的擴(kuò)徑耐熱型的鋁合金絞線充當(dāng)特高壓變電站的軟母線型式。

3.2 對變電站的均壓環(huán)進(jìn)行起暈電壓試驗(yàn)

對變壓站內(nèi)部的常用的均壓環(huán)進(jìn)行一定的起暈電壓試驗(yàn)主要是決定其外形與尺寸的一個非常重要的手段之一。通過對均壓環(huán)進(jìn)行起暈電壓試驗(yàn)的結(jié)果表明：如果換徑相同，那么管徑的尺寸越大則整個起暈電壓越高;如果管徑相同，那么環(huán)徑越大則整體的起暈電壓就會越高，一般情況下這個結(jié)果可以為金具的優(yōu)化提供相應(yīng)的試驗(yàn)基礎(chǔ)，也就是說無論是增大環(huán)徑還是增大管徑都可以優(yōu)化使用的金具。

3.3 特高壓變電站的耐張絕緣子串的均壓優(yōu)化

利用三維有限元方式對變壓站的構(gòu)架耐張絕緣子串的金進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化計算。在優(yōu)化的時候應(yīng)當(dāng)考慮絕緣子、母線等各類因素對其的影響，并且還要建立起一個較為精準(zhǔn)的特高壓試驗(yàn)變電站構(gòu)建的三維模型與絕緣子串的模型。為了能夠有效地降低末端塔的耐張絕緣子串的均壓環(huán)表表面的主要場強(qiáng)，主要應(yīng)當(dāng)采取在末端塔的耐張絕緣子串的相關(guān)均壓環(huán)以及屏蔽環(huán)之間要在加上均壓環(huán)的方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]萬保權(quán)，謝輝春，樊亮，張廣洲，劉興發(fā).特高壓變電站的電磁環(huán)境及電暈控制措施[J].高電壓技術(shù)，2010.

[2]盧鐵兵，張波，劉元慶，等.交直流特高壓線路無線電干擾和可聽噪聲產(chǎn)生機(jī)理及本征特性研究2013年度報告[J].科技資訊，2016（6）：169-170.