云南至广东±800kV特高压直流输电线路电磁环境影响研究

论文摘要

本论文研究的主要内容为电磁场对生态的影响;电场强度和离子流密度,导线表面场强、标称场强、合成场强和离子流密度的计算分析及工程建设推荐控制限值;电晕引起的无线电干扰、可听噪声的计算分析、理论研究和工程建设推荐控制限值。研究减小电磁环境影响的措施和方案。云南至广东±800 kV直流输电工程是中国南方电网有限责任公司“十一五”西电东送工程重点项目之一,是全世界第一个商业运营的±800 kV直流输电工程。本工程线路起于云南楚雄的楚雄换流站,落点位于广东珠江三角洲东部的增城穗东换流站,线路全长1417 km。本论文根据该工程的实际情况,结合导线选型、交叉跨越、绝缘配合等专研项目的研究成果,借鉴国外特高压线路的电磁环境影响标准以及国内高压直流线路的建设运行经验,通过计算±500 kV超高压直流输电线路的导线表面场强、标称场强、合成场强和离子流密度、无线电干扰、可听噪声,并与实测值进行对比,选出±800 kV特高压直流输电线路上述参数的计算方法进行计算,并进行科学分析,由中国电科院进行实验验证后提出以上电磁环境参数的设计推荐限值,推荐我国首条±800 kV级特高压线路电磁环境影响控制限值,解决±800 kV级特高压线路电磁环境影响问题无相关标准提供限值的问题。通过理论分析、计算比较、以及与现有测量结果的比较,选用CISPR公式分析无线电干扰,选用BPA公式分析可听噪声,选用美国EPRI在直流输电线路模型上进行大量模拟试验的基础上提出的方法分析合成电场和离子流密度。对于±800 kV特高压直流线路,导线通流4 kA,导线高度为13 m～24 m时,地面最大磁感应强度不超过60μT。远小于国际上规定的限值40 mT和我国即将制定的限值10 mT,与地球自身的磁场相接近,因此在分析直流输电线路的场效应时无需考虑直流输电线路周围的磁场。本论文推荐电磁环境影响的限值如下:电场限值:a)对于一般非居民地区(如跨越农田),静电场强限定在15.5 kV/m,合成场强限定在雨天36 kV/m,晴天30 kV/m,离子流密度限定在雨天150 nA/m~2,晴天100 nA/m~2。b)对于居民区,静电场强限定在12 kV/m,合成场强限定在雨天30 kV/m,晴天最大不超过25 kV/m,其80%测量值不超过15 kV/m,离子流密度限定在雨天100 nA/m~2,晴天80 nA/m~2。无线电干扰:±800 kV直流线路的无线电干扰场强标准取距正极性导线对地投影外20 m处晴天时0.5 MHz无线电干扰场强80%/80%值(即在80%时间,具有80%置信度不超过的值),一般地区不超过58 dB(μV/m);无线电干扰(0.5 MHz)海拔修正量以1000 m为基准,每增加330 m,无线电干扰增加1 dB。所以在经过环保的专家评审后建议对于海拔高度大于2000 m时,可以61 dBμV/m作为控制指标。可听噪音限值限值:±800 kV直流线路的可听噪声标准取距直流架空输电线路一般地区正极性导线对地投影外20 m处晴天时由电晕产生的可听噪声50%值不超过50 dB(A),经过人口密集区以L50=45 dBA校核;同时对本工程设计时海拔高度的可听噪声修正:以1000 m为基准,每增加1000 m线路可听噪声增加约3.0 dB。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 国外特高压直流输电线路电磁研究概况
• 1.2 我国直流输电发展概况
• 1.3 电磁环境参数及其影响
• 1.4 工程情况
• 1.4.1 云广±800kV 级特高压直流线路工程情况
• 1.4.2 电磁环境影响的计算条件
• 1.5 研究的主要内容
• 第二章 直流输电工程对生态环境影响
• 2.1 电场对生态环境的影响
• 2.1.1 电流对生态的短期影响
• 2.1.2 电场的长期生态影响
• 2.2 可听噪声对生态环境影响的研究
• 2.2.1 噪声对人的影响
• 2.2.2 美国关于超高压输电线路可听噪声对生态影响的试验研究
• 2.2.3 日本关于低频噪声对家畜家禽影响的试验研究
• 2.2.4 噪声对环境影响的小结
• 2.3 其它影响
• 2.3.1 对景观的影响
• 2.3.2 对土地使用的影响
• 2.4 国内外生态影响研究
• 第三章 直流输电线路电场效应
• 3.1 直流输电线路电场效应的特点及表征参数
• 3.2 人在直流输电线下活动的感受与效应
• 3.2.1 人在高压直流电场下的感受
• 3.2.2 人截获离子电流的感受
• 3.2.3 人接触接地和绝缘物体后的感受
• 3.3 电场和离子流密度的限值选择
• 3.3.1 各国电场和离子流密度的限值
• 3.3.2 ±800kV 直流线路电场限值的建议
• 3.3.2.1 最大合成场强和离子流密度
• 3.3.2.2 临近民房的地面场强
• 3.4 电场强度和离子流密度的计算
• 3.4.1 导线表面场强的计算方法
• 3.4.1.1 逐次镜像法
• 3.4.1.2 “EPRI”的经验公式
• 3.4.1.3 计算结果对比
• 3.4.2 导线起晕场强的确定
• 3.4.3 标称场强、合成场强和离子流密度的计算方法
• 3.4.3.1 标称场强的计算方法
• 3.4.3.2 合成场强的计算方法
• 3.4.3.3 计算方法的小结
• 3.5 电场计算结果的分析
• 3.5.1 地面标称场强的特性分析
• 3.5.2 地面合成场强和离子流密度的特性分析
• 3.5.2.1 不同对地高度对合成场强和离子流密度的影响
• 3.5.2.2 不同极导线间距对合成场强和离子流密度的影响
• 3.5.2.3 不同分裂间距对合成场强和离子流密度的影响
• 3.5.2.4 不同导线组合方案对合成场强和离子流密度的影响
• 3.6 减小直流特高压线路空间场强的措施
• 第四章 磁场
• 4.1 直流线路磁场的计算
• 第五章 无线电干扰
• 5.1 直流线路无线电干扰特性
• 5.2 无线电干扰特性的横向衰减与频谱特性
• 5.2.1 无线电干扰横向衰减特性
• 5.2.2 无线电干扰频谱特性
• 5.3 大气条件对无线电干扰的影响
• 5.4 无线电干扰允许电平
• 5.5 无线电干扰限值的分析
• 5.5.1 美国能源部规定限值
• 5.5.2 加拿大国家标准规定限值
• 5.5.3 其他规范规定限值
• 5.5.4 我国国家标准规定限值
• 5.5.5 ±800kV 直流输电线路无线电干扰限值
• 5.6 无线电干扰水平预估方法
• 5.7 无线电干扰的预估
• 5.8 无线电干扰的衰减特性
• 5.9 电视干扰
• 5.10 降低特高压直流输电线路无线电干扰的措施
• 第六章 可听噪声
• 6.1 国外情况的调查
• 6.1.1 国外运行线路可听噪音情况
• 6.1.2 国外的可听噪声试验结果
• 6.2 可听噪声的有关标准
• 6.2.1 我国环境噪声标准
• 6.2.2 日本环境噪声标准
• 6.2.3 美国和日本对输电线路可听噪声的主观评价
• 6.2.4 世界各国特高压交流输电线路的电晕噪声情况
• 6.3 交直流可听噪声的差别
• 6.4 直流特高压可听噪声推荐限值
• 6.5 可听噪声的计算
• 6.5.1 可听噪声的计算方法
• 6.5.2 可听噪声的预估
• 6.6 可听噪声的衰减特性
• 6.7 降低特高压直流输电线路可听噪声的措施
• 第七章 海拔高度对电磁环境的影响
• 7.1 直流线路测点选择及概况
• 7.2 海拔高度对直流线路合成电场的影响
• 7.2.1 测量结果
• 7.2.2 海拔对直流线路合成电场的影响分析
• 7.3 海拔高度对直流线路无线电干扰的影响
• 7.3.1 测量结果
• 7.3.2 海拔对无线电干扰的影响分析
• 7.4 海拔高度对直流线路可听噪声的影响
• 7.4.1 测量结果
• 7.4.2 线路可听噪声的海拔修正
• 7.5 小结
• 第八章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的研究成果