銅陵順安至濱江π入銅北變220kV線路工程專題報告

銅陵順安至濱江π入銅北變220kV線路工程電磁專題評價報告江蘇省輻射環(huán)境保護咨詢中心2015年9月

目錄1總則 總則1.1項目概況順安至濱江π入銅北變220kV線路工程位于安徽省銅陵市西聯(lián)鄉(xiāng)境內(nèi)，建設規(guī)模如下：該工程共建設220kV線路路徑長度約5.8km，4回，其中順安變側(cè)線路路徑長約2.9km，濱江變側(cè)線路路徑長約2.9km，均采用同塔雙回路角鋼塔架設，導線均采用JL/G1A-400/35鋼芯鋁絞線。本工程共新建22基鐵塔。工程建設的總投資約為2023萬元，其中環(huán)保投資約為9萬元，占總投資額的比例為0.44%。1.2評價因子本項目環(huán)境影響評價因子見表1-1。表1-1環(huán)境影響評價因子評價階段評價項目現(xiàn)狀評價因子單位預測評價因子單位運行期電磁環(huán)境工頻電場V/m工頻電場V/m工頻磁場μT工頻磁場μT1.3評價標準工頻電場、工頻磁場執(zhí)行《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）表1中公眾曝露限值，即工頻電場強度限值：4000V/m；工頻磁感應強度限值：100μT。架空輸電線路線下的耕地、園地、牧草地、畜禽飼養(yǎng)地、養(yǎng)殖水面、道路等場所，其頻率50Hz的電場強度控制限值為10kV/m。1.4評價工作等級本項目220kV輸電線路邊導線地面投影外兩側(cè)各15m范圍內(nèi)存在電磁環(huán)境敏感目標，根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導則—輸變電工程》（HJ24-2014）中電磁環(huán)境影響評價依據(jù)劃分（見表1-2），本項目220kV輸電線路評價工作等級為二級。表1-2電磁環(huán)境影響評價工作等級分類電壓等級工程條件評價工作等級交流220kV輸電線路邊導線地面投影外兩側(cè)各15m范圍內(nèi)有電磁環(huán)境敏感目標的架空線二級1.5評價范圍電磁環(huán)境影響評價范圍見表1-3。表1-3電磁環(huán)境影響評價范圍評價對象評價因子評價范圍架空線路工頻電場、工頻磁場邊導線地面投影外各40m1.6評價重點本工程預測評價的重點是工程運行期產(chǎn)生的工頻電場、工頻磁場對周圍環(huán)境的影響。2環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測與評價本次環(huán)評委托江蘇省蘇核輻射科技有限責任公司（計量認證合格證書號2013100360U）對工程所經(jīng)地區(qū)的電磁環(huán)境現(xiàn)狀進行了監(jiān)測。（1）監(jiān)測項目工頻電場、工頻磁場：環(huán)境保護目標距擬建線路最近處離地面1.5m高的工頻電場強度、工頻磁感應強度。（2）監(jiān)測方法工頻電場、工頻磁場監(jiān)測方法執(zhí)行《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測方法（試行）》（HJ681-2013）。（3）監(jiān)測儀器表2-1本工程現(xiàn)狀監(jiān)測儀器一覽表（4）監(jiān)測結(jié)果現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果表明：擬建220kV線路周圍及環(huán)境保護目標測點處的工頻電場強度為23.1V/m~32.2V/m，工頻磁感應強度為0.021μT~0.684μT。所有測點測值均滿足《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）中工頻電場4000V/m、工頻磁場100μT的標準要求。3環(huán)境影響預測評價本次環(huán)評采用類比監(jiān)測及理論計算兩種方法對架空輸電線路的工頻電場強度、工頻磁感應強度進行分析評價。3.1輸電線路工頻電場、工頻磁場影響理論預測分析根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導則—輸變電工程》（HJ24-2014）附錄C和附錄D中的高壓交流輸電線路下空間工頻電磁場強度的計算模式，計算不同架設方式時，220kV架空線路下方不同凈空高度處，垂直線路方向0m~20m的工頻電場、工頻磁場。具體模式如下：（1）工頻電場強度預測高壓輸電線上的等效電荷是線電荷，由于高壓輸電線半徑r遠遠小于架設高度h，所以等效電荷的位置可以認為是在輸電導線的幾何中心。設輸電線路為無限長并且平行于地面，地面可視為良導體，利用鏡像法計算輸電線上的等效電荷。為了計算多導線線路中導線上的等效電荷，可寫出下列矩陣方程：=＝=式中：U——各導線對地電壓的單列矩陣；Q——各導線上等效電荷的單列矩陣；λ——各導線的電位系數(shù)組成的m階方陣（m為導線數(shù)目）。[U]矩陣可由輸電線的電壓和相位確定，從環(huán)境保護考慮以額定電壓的1.05倍作為計算電壓。對于220kV三相導線，各相的相位和分量，則可計算各導線對地電壓為：圖3-1對地電壓計算圖220kV各相導線對地電壓分量為：UA=（133.4+j0）kVUB=（-66.7+j115.5）kVUC=（-66.7-j115.5）kV[λ]矩陣由鏡像原理求得。地面為電位等于零的平面，地面的感應電荷可由對應地面導線的鏡像電荷代替，用i，j，…表示相互平行的實際導線，用i’，j’，…表示他們的鏡像，電位系數(shù)可寫為：λij=λji式中：：真空介電常數(shù)；；Ri：輸電導線半徑，對于分裂導線可用等效單根導線半徑帶入Ri計算式為：式中：R：分裂導線半徑；n：次導線根數(shù)；r：次導線半徑。由[U]矩陣和[λ]矩陣，利用式等效電荷矩陣方程即可解出[Q]矩陣。空間任意一點的電場強度可根據(jù)疊加原理計算得出，在（x，y）點的電場強度分量Ex和Ey可表示為：圖3-2電位系數(shù)計算圖圖3-3等效半徑計算圖式中：xi、yi：導線i的坐標(i=1、2、…m)；m：導線數(shù)目；和：分別為導線i及其鏡像至計算點的距離。對于三相交流線路，可根據(jù)求得的電荷計算空間任一點電場強度的水平和垂直分量為：==式中：————由各導線的實部電荷在該點產(chǎn)生場強的水平分量；————由各導線的虛部電荷在該點產(chǎn)生場強的水平分量；————由各導線的實部電荷在該點產(chǎn)生場強的垂直分量；————由各導線的虛部電荷在該點產(chǎn)生場強的垂直分量。該點的合成的電場強度則為：+ 式中：（2）工頻磁感應強度預測由于工頻情況下電磁性能具有準靜態(tài)特性，線路的磁場僅由電流產(chǎn)生。應用安培定律，將計算結(jié)果按矢量疊加，可得出導線周圍的磁場強度。和電場強度計算不同的是關(guān)于鏡像導線的考慮，與導線所處高度相比這些鏡像導線位于地下很深的距離d：（m）式中：ρ——大地電阻率，；f——頻率，Hz。在很多情況下，只考慮處于空間的實際導線，忽略它的鏡像進行計算，其結(jié)果已足夠符合實際。如圖3-4，不考慮導線i的鏡像時，可計算在A點其產(chǎn)生的磁場強度：式中：I——導線i中的電流值，A；h——導線與預測點的高差，m；L——導線與預測點水平距離，m。對于三相線路，由相位不同形成的磁場強度水平和垂直分量都應分別考慮電流間的相角，按相位矢量來合成。合成的旋轉(zhuǎn)矢量在空間的軌跡是一個橢圓。圖3-4磁場向量圖計算參數(shù)見表3-1。表3-1本工程220kV輸電線路導線及參數(shù)一覽表工程參數(shù)220kV雙回輸電線路導線型號2×JL/G1A-400/35線路電壓220kV線路運行電流800A線路架設方式雙回路架設直徑33.80mm導線最小對地高度非居民區(qū)6.5m；導線排列垂直排列相序排列BBCCAABACCAB相間距分裂距離400mm主要塔型2E5-SZ2（角鋼塔）備注：1）根據(jù)《110kV~750kV架空輸電線路設計規(guī)范》（GB50545-2010）中規(guī)定的220kV送電線路經(jīng)過非居民區(qū)與居民區(qū)導線對地面的最小距離6.5m和7.5m作為導線最小對地高度的計算參數(shù)。同時選擇地面1.5m高度處的工頻電場強度能滿足居民區(qū)評價標準4kV/m的達標高度進行計算。2）雙回塔選用本工程擬用數(shù)量最多且呼高較小的塔型圖進行計算。計算結(jié)果見表3-2~表3-4。表3-2220kV雙回輸電線路工頻電場強度計算結(jié)果距線路走廊中心距離位置(m)地面1.5m高度處的工頻電場強度（kV/m）非居民區(qū)居民區(qū)6.5m7.5m13m8.5m同相序逆相序同相序逆相序同相序逆相序06.5033.0126.0182.5743.4602.21116.6233.3806.0782.8243.4432.37726.9874.2716.2223.4233.4022.78237.4015.2526.3644.0723.3333.23247.6365.9956.3874.5823.2303.59157.4866.2726.1904.8043.0923.77366.8966.0215.7474.7062.9263.75375.9795.3855.1024.3432.7313.55284.9234.5524.3623.8232.5133.22193.9333.7103.6103.2522.2822.832103.0522.9512.9112.6952.0562.423112.3212.3232.3012.2021.8112.036121.7401.8221.7821.7721.5821.693131.2861.4241.3611.4241.3721.392140.9471.1201.0221.1431.1711.134150.6950.8820.7600.9110.9920.926160.5330.7010.5610.7350.8260.753170.4320.5630.4220.5820.6820.611180.3830.4520.3320.4710.5570.495190.3720.3720.2930.3830.4420.401200.3700.3100.2850.3100.3400.324表3-3220kV雙回輸電線路工頻電場強度預測值（距邊導線2.5m處不同高度）預測點距離地面高度(m)距離邊導線2.5m處的工頻電場強度（kV/m）同相序排列逆相序排列10m13m15.5m9m12m14.5m4.53.770--3.850--7.5-3.713--3.718-10.5--3.758--3.738由表3-2可知，本工程220kV線路采用雙回路同相序排列，當導線高13m時，地面1.5m高度處的工頻電場強度最大值為3460V/m；采用雙回路逆相序排列，當導線高8.5m時，地面1.5m高度處的工頻電場強度最大值為3773V/m，均滿足居民區(qū)評價標準4000V/m要求。由表3-2中的計算結(jié)果可知，當線路周邊有民房時，本工程220kV新建線路采用同相序排列架設時，線路導線與民房房頂?shù)淖钚〈怪本嚯x需距離不小于7m，根據(jù)勾股定理計算可得導線與民房間的凈空距離需滿足8m的要求；采用逆相序排列架設時，線路導線與民房房頂?shù)淖钚〈怪本嚯x需距離不小于6m，根據(jù)勾股定理計算可得導線與民房間的凈空距離需滿足7m的要求。在此條件下，線路臨近的民房的一層、二層、三層處均能滿足4000V/m的評價標準要求。表3-4220kV雙回輸電線路工頻磁感應強度計算結(jié)果距線路走廊中心距離位置(m)地面1.5m高度處的工頻磁感應強度（μT）非居民區(qū)居民區(qū)6.5m7.5m13m8.5m同相序逆相序同相序逆相序同相序逆相序029.0466.81624.7735.44811.7574.395128.8138.68224.5126.87911.6425.517228.08212.62223.7159.87311.3437.852326.71116.92822.35213.09210.84310.354424.59320.67220.44115.91310.19212.573522.63222.39118.72217.3349.51313.802623.07220.62319.00116.1739.44513.001722.33218.28318.57614.6219.25611.910820.96315.88617.72312.9969.02710.772919.29813.66316.61211.4358.7569.6361017.58511.71215.40510.0038.4358.5771115.95610.05114.1938.7348.1017.5951214.4558.65013.0357.6347.7436.7231313.1027.47511.9466.6767.3825.9521411.9016.48610.9575.8577.0235.2721510.8325.65410.0565.1536.6644.687169.8924.9539.2474.5526.3124.162179.0564.3568.5184.0255.9753.715188.3173.8437.8533.5815.6533.324197.6473.4117.2623.1935.3452.976207.0563.0356.7272.8565.0512.677從表3-4中結(jié)果可以看出，本工程220kV線路采用雙回路同相序排列，當導線高13m，線路下方地面1.5m高度處的工頻磁感應強度最大值為11.757μT；采用雙回路逆相序排列，當導線高8.5m時，線路下方地面1.5m高度處的工頻磁感應強度最大值為13.802μT，均滿足100μT公眾曝露限值要求。預測結(jié)果表明：（1）當線路經(jīng)過非居民區(qū)時，本工程220kV線路導線的最低對地高度應不小于6.5m。（2）當線路經(jīng)過居民區(qū)時，當采用同相序排列架設，導線的最低對地高度應不小于13m；當采用雙回路逆相序排列架設時，導線的最低對地高度應不小于8.5m。（3）當線路邊導線外2.5m以外有民房時，線路采用雙回路同相序架設，導線與民房間的凈空距離不得小于8m；線路采用雙回路逆相序架設時，導線與民房間的凈空距離不得小于7m。綜上所述，本次評價中的輸電線路嚴格按照上述要求的高度架設，線路附近環(huán)境保護目標處的工頻電場、工頻磁場均能滿足評價標準要求。3.2架空線路類比分析本次環(huán)評中的220kV輸電線路采用同塔雙回路架設。按照類似本項目的建設規(guī)模、電壓等級、容量、架線型式及使用條件等原則，選擇已運行的江蘇揚州地區(qū)220kV王張2629/平王2H88線作為類比線路。表3-5本工程類比監(jiān)測線路一覽表線路名稱導線架設型式導線最小對地高度運行工況220kV王張2629線2×LGJ-400/35同塔雙回異相序（ACB/ABC）15m電壓：222.3kV電流：134.9A220kV平王2H88線電壓：222.2kV電流：172.1A表3-6本工程及類比監(jiān)測對應情況表本工程線路名稱導線架設型式類比線路名稱導線架設型式順安至濱江π入銅北變220kV線路工程2×JL/G1A-400/35同塔雙回220kV王張2629/平王2H88線2×LGJ-400/35同塔雙回（1）可比性分析本工程220kV輸電線路均采用2×JL/G1A-400/35鋼芯鋁絞線架設，用于類比的220kV王張2629/平王2H88線采用2×LGJ-400/35鋼芯鋁絞線架設，導線載流量及半徑均相同，二者運行產(chǎn)生的工頻電場強度、工頻磁感應強度基本一致。故采用江蘇揚州地區(qū)220kV王張2629/平王2H88線作為本工程輸電輸電線路的類比線路具有可行性。（2）類比監(jiān)測時間及監(jiān)測氣象條件監(jiān)測時間：2015年7月20日天氣狀況：晴溫度28℃~32℃濕度49%~52%風速1.0m/s~1.5m/s（3）類比監(jiān)測結(jié)果類比監(jiān)測點位位于220kV王張2629/平王2H88線#3~#4塔間，導線離地高度15m。表3-7220kV王張2629/平王2H88線工頻電場、工頻磁場類比監(jiān)測結(jié)果測點序號距#3~#4塔間弧垂最低位置處兩桿塔中央連接線對地投影點（m）工頻電場強度（V/m）工頻磁感應強度（μT）10512.30.46923532.00.41234583.40.36545656.10.32956632.00.31567596.10.302710464.20.218815221.20.169920102.60.098102576.30.042113034.20.030123512.80.02913409.50.02214453.80.02115502.90.018從表3-7可見，220kV王張2629/平王2H88線測點處運行產(chǎn)生的工頻電場強度為2.9V/m~656.1V/m、工頻磁感應強度為0.018μT~0.469μT，分別滿足《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）表1中工頻電場4000V/m、工頻磁場100μT公眾曝露限值要求。通過類比分析，線路運行產(chǎn)生的工頻電場強度一般隨導線對地高度的增高而逐漸減少，隨距離的增大而逐漸減少，工頻電場強度最大值一般都出現(xiàn)在輸電線路走廊中心與邊導線之間位置。從類比監(jiān)測可知，對于同類型的輸電線路，只要導線保持足夠的凈空高度，其線路產(chǎn)生的工頻電場強度均小于4000V/m。4電磁環(huán)境保護措施（1）提高導線對地高度，優(yōu)化導線相間距離以及導線布置，雙回線路宜采用逆相序架設方式，以降低輸電線路對周圍電磁環(huán)境的影響。（2）當線路經(jīng)過非居民區(qū)時，本工程220kV線路導線的最低對地高度應不小于6.5m。（3）當線路經(jīng)過居民區(qū)時，當采用同相序排列架設，導線的最低對地高度應不小于13m；當采用雙回路逆相序排列架設時，導線的最低對地高度應不小于8.5m。（4）本工程輸電線路沿線不跨越民房，當線路邊導線外2.5m以外有民房時，線路采用雙回路同相序架設，導線與民房間的凈空距離不得小于8m；線路采用雙回路逆相序架設時，導線與民房間的凈空距離不得小于7m。5電磁專題報告結(jié)論（1）工程概況順安至濱江π入銅北變220kV線路工程位于安徽省銅陵市西聯(lián)鄉(xiāng)境內(nèi)，建設規(guī)模如下：該工程共建設220kV線路路徑長度約5.8km，4回，其中順安變側(cè)線路路徑長約2.9km，濱江變側(cè)線路路徑長約2.9km，均采用同塔雙回路角鋼塔架設，導線均采用JL/G1A-400/35鋼芯鋁絞線。本工程共新建22基鐵塔。工程建設的總投資約為2023萬元，其中環(huán)保投資約為9萬元，占總投資額的比例為0.44%。（2）環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀順安至濱江π入銅北變220kV線路工程擬建