城市變電站的發(fā)展及環(huán)保特點(diǎn)分析目錄TOC\o"1-3"\h\u23930城市變電站的發(fā)展及環(huán)保特點(diǎn)分析 1212101.1城市變電站的發(fā)展 157761.2城市變電站的類型及環(huán)保特點(diǎn) 1169881.3降低變電站對(duì)城市居民電磁影響的主要環(huán)保措施 51.1城市變電站的發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市變電站的建設(shè)已經(jīng)越來越密集。我國城市變電站的設(shè)計(jì)經(jīng)過了近幾十年的發(fā)展，目前已形成一套完善的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系。按照電壓等級(jí)劃分，城市變電站分為220kV及110kV變電站。按照建筑物型式劃分，城市變電站分為戶內(nèi)GIS變電站及戶外變電站。其中戶外變電站由可細(xì)分為戶外AIS布置變電站、戶外GIS布置變電站及主變戶外布置GIS配電裝置戶內(nèi)布置的變電站[]。我國城市變電站的建設(shè)始于上世紀(jì)八十年代。最初變電站一般建設(shè)在城市郊區(qū)，以戶外AIS布置的變電站為主。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市用電需求的不斷加大，在城市中心區(qū)域建設(shè)變電站已變得越來越常見。新建的城市變電站也由戶外AIS布置變電站逐步進(jìn)化為戶外GIS變電站、半戶內(nèi)GIS變電站（主變戶外配電裝置戶內(nèi)）及全戶內(nèi)GIS變電站。變電站工程占地面積越來越小、對(duì)環(huán)境的電磁影響也越來越小。1.2城市變電站的類型及環(huán)保特點(diǎn)220kV及110kV變電站、主體的建筑物類型劃分原則及設(shè)計(jì)方案類似。不同的是220kV變電站的電壓等級(jí)高于110kV變電站，其相應(yīng)配套的出線更多，因此占地面積更大。下文110kV電壓等級(jí)為例，說明各類型的變電站設(shè)計(jì)及環(huán)保特點(diǎn)。（1）110kV戶外AIS變電站110kV典型AIS變電站示意圖見圖1.1。主變壓器110kVAIS配電裝置主變壓器110kVAIS配電裝置圖1.1110kV典型AIS變電站示意圖通常，戶外AIS布置的變電站適用于人口密度較低，土地征地費(fèi)用較低的地區(qū)；同時(shí)，外部條件受限較少，站址選擇較為容易的區(qū)域。110kV戶外AIS變電站，主變位于場(chǎng)地中間，110kV配電裝置通?？拷粋?cè)圍墻布置。低電壓等級(jí)的配電裝置（35kV、10kV）一般采用戶內(nèi)布置，通過架空或電纜的方式輸送至各配電房或小型變電箱供用戶使用。由于工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)主要產(chǎn)生于變電站的敞開式布置的配電裝置及斷路器的位置，因此對(duì)于該種布置類型的變電站，在110kV配電裝置附近容易產(chǎn)生較高的電場(chǎng)及磁場(chǎng)[30]。（2）110kV戶外GIS變電站110kV典型戶外GIS變電站示意圖見圖1.2。110kVGIS配電裝置主變壓器110kVGIS配電裝置主變壓器圖1.2110kV典型GIS變電站示意圖戶外GIS布置的變電站適用于人口密度較低，土地征地費(fèi)用較低的地區(qū)；同時(shí)，外部條件受限較少，站址選擇較為容易的區(qū)域。但相對(duì)于戶外AIS變電站，GIS變電站的占地面積較小。主變可以以更緊湊的方式擺放，不同的主變間設(shè)置防火防爆墻保證安全。110kV配電裝置通常靠近一側(cè)圍墻布置。低電壓等級(jí)的配電裝置（35kV、10kV）一般采用戶內(nèi)布置，通過架空或電纜的方式輸送至各配電房或小型變電箱供用戶使用。對(duì)于戶外GIS配電裝置而言，雖然其在110kV配電裝置附近容易產(chǎn)生較高的電場(chǎng)及磁場(chǎng)，但由于配電裝置采用組合電氣式，使用的斷路器、連接部分較少，能減少電磁場(chǎng)的泄漏[]。戶外GIS布置的變電站運(yùn)行產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)要小于戶外AIS布置的變電站，其施工一般直接安裝組合電氣，也較戶外AIS變電站方便及快捷。（3）110kV半戶內(nèi)GIS變電站110kV典型半戶內(nèi)GIS變電站示意圖見圖1.3。配電裝置戶內(nèi)布置主變壓器配電裝置戶內(nèi)布置主變壓器圖1.3110kV典型半戶內(nèi)GIS變電站示意圖半戶內(nèi)GIS布置的變電站適用于人口密度較高，土地征地費(fèi)用較高的地區(qū)；同時(shí)，由于外部條件受限站址選擇困難的區(qū)域，或者大氣污染嚴(yán)重需要對(duì)配電裝置進(jìn)行特殊保護(hù)的區(qū)域。相對(duì)于戶外GIS布置的變電站，半戶內(nèi)GIS布置的變電站將所有不同電壓等級(jí)的配電裝置全部采用組合電氣的方式布置的一座建筑物內(nèi)（按不同電壓等級(jí)分層布置），大大減少了占地面積。同時(shí)，產(chǎn)生電磁影響最為嚴(yán)重的配電裝置全部戶內(nèi)布置，大大降低了變電站圍墻外的工頻電場(chǎng)及工頻磁場(chǎng)。對(duì)于半戶內(nèi)GIS布置的變電站運(yùn)行產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)，除了主變壓器運(yùn)行會(huì)造成主變一側(cè)圍墻外的電磁場(chǎng)略有增加外，主要的影響則是變電站的出線方式。部分半戶內(nèi)GIS布置的變電站采用架空出線，架空出線處母線下方會(huì)帶來電磁場(chǎng)的局部升高。而對(duì)于電纜出線的變電站，出線側(cè)圍墻外的電場(chǎng)強(qiáng)度接近環(huán)境背景值。（4）110kV全戶內(nèi)GIS變電站110kV典型戶內(nèi)GIS變電站示意圖見圖1.4。圖1.4110kV典型戶內(nèi)GIS變電站示意圖戶內(nèi)布置的變電站與半戶內(nèi)布置的變電站在對(duì)電磁環(huán)境的影響上差別不大。多數(shù)變電站采用全戶內(nèi)布置更主要是出于景觀及降低噪聲方面的考慮。戶內(nèi)布置的變電站更多的是采取了電纜出線的方式，同時(shí)，封閉主變也降低了主變及配電裝置連接處可能產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)，其對(duì)環(huán)境的影響最小。1.3降低變電站對(duì)城市居民電磁影響的主要環(huán)保措施（1）GIS配電裝置目前，對(duì)于城市變電站而言，已較少使用常規(guī)敞開式的戶外AIS配電裝置，多采用GIS配電裝置。根據(jù)《關(guān)于500kV變電站工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度的研究》[31]，在廣東省境內(nèi)的10個(gè)500kVAIS配電裝置附近監(jiān)測(cè)了469個(gè)點(diǎn)，在2個(gè)500kVHGIS配電裝置（HybridGasInsulatedSubstation，是一種介于GIS和AIS之間的新型高壓開關(guān)設(shè)備）附近監(jiān)測(cè)了80個(gè)測(cè)點(diǎn)，在2個(gè)500kVGIS配電裝置附近監(jiān)測(cè)了88個(gè)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，在500kV區(qū)域設(shè)備布置為AIS敞開式、HGIS及GIS三種類型中，AIS敞開式布置的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，GIS布置的電場(chǎng)強(qiáng)度最小。（2）半戶內(nèi)或全戶內(nèi)式布置根據(jù)《關(guān)于500kV變電站工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度的研究》[31]，在廣東省境內(nèi)的10個(gè)220kVAIS配電裝置附近監(jiān)測(cè)了265個(gè)測(cè)點(diǎn)，在3個(gè)220kV戶外GIS配電裝置附近布置了54個(gè)測(cè)點(diǎn)，在1個(gè)220kV戶內(nèi)GIS配電裝置附近布置了26個(gè)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，在220kV區(qū)域設(shè)備布置為AIS敞開式、室外GIS和室內(nèi)GIS三種類型中，室內(nèi)GIS類型的電場(chǎng)強(qiáng)度最小，室外GIS類型的電場(chǎng)強(qiáng)度次之，AIS敞開式的電場(chǎng)強(qiáng)度值最大。（3）在保證安全的前提下，在變電站站外種植樹木等措施植物是居民住宅區(qū)內(nèi)常見的介質(zhì)之一，通常被用來美化小區(qū)環(huán)境,然而大多數(shù)人忽視了植物另外一種重要用途,即植物能夠減輕電磁輻射污染，因此國內(nèi)關(guān)于植物對(duì)工頻電磁場(chǎng)分布的影響作用的研究尚不多見。梁保英等[32]曾在1997年~1999年間，分別在江蘇、湖南、北京等地區(qū)對(duì)5條電壓等級(jí)為110kV、220kV、500kV輸變電線路電磁輻射進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，結(jié)果認(rèn)為高大樹木對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽作用非常強(qiáng)，對(duì)工頻電磁場(chǎng)的削減率達(dá)98%以上。浙江大學(xué)仇豐[33]在2002年在杭州市分別在高壓設(shè)施附近的針葉林、落葉林、灌草叢及灌叢附近的工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，在樹林中各測(cè)點(diǎn)，植物對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的削減率均達(dá)到70%以上，可見樹木對(duì)工頻電場(chǎng)具有很強(qiáng)的削減作用。植物對(duì)垂直磁場(chǎng)有輕微削減作用，削減率為4.3%~34.4%。除植物本身材料介質(zhì)的因素外,植物的種類、密度也可影