特高压变电站的电磁环境及电晕控制措施

龙源期刊网特高压变电站的电磁环境及电晕控制措施作者：李鑫来源：《中国电气工程学报》2019年第03期摘要：在我国，经济的发展带动了各个行业的进步，近年来的特高压交流试验工程已经正式的投入到运行当中，特高压变电站以及相关的电力设备共同合成了此工程。在整个工程的运行当中，不断的释放出来大量的高电压这样就使得周围的电磁环境变得较为复杂。如果特高压变电站的电磁环境的影响过于严的话，就会影响到周围的无线电台正常工作以及附近居民正常生活。文章将会对特高压变电站的电磁环境以及电晕控制措施的相关问题进行系统的阐述，希望能够有效的控制特高压变电站产生的相关影响。关键词：特高压变电站;电磁环境;电晕控制措施1特高压交流变电站的无线电干扰造成干扰一定有如下几种原因：（1）导线和金具的电晕放电。（2）高压电气设备网母线上面传送电流。（3）由于金具连接的不是很紧密，导致火花放电的情况出现。上面所介绍的情况，均会形成高频脉冲电流，这样一来就造成了无线电干扰的情况。而且在以上的所有情况当中，（2）、（3）种情况均属于随机形成的，能够利用清扫的形式进行排除;一般情况下，在设备在运行的时候，如果导体的电位梯度大于12kV/cm的话，那么（1）就会处于主体地位，從而能够形成无法进行清除的固定因素。此外，在设备里绝缘的局部放电情况，同样会造成脉冲电流的出现，而且还会通过连接线传送进变电站的进线，这样一来，也会加强无线电干扰的力度。2特高压交流变电站的噪声2.1特高压变电站主要声源特高压变电站的主要声源为变压器、电抗器和带电构架，既有电磁噪声，也有空气动力性噪声和机械性噪声。变压器的噪声是由变压器本体（铁心、绕组、磁屏蔽、油箱等）及冷却装置的振动所引起的。变压器本体振动的主要来源有：硅钢片的磁致伸缩所引起的铁心周期性振动;硅钢片接缝处和叠片之间因漏磁而产生的电磁吸引力所引起的铁心振动;绕组中负载电流产生的绕组匝龙源期刊网间电动力所引起的振动;漏磁所引起的油箱壁振动等[2]。其中，磁致伸缩和绕组匝间电动力所引起的振动是最主要的来源。变压器本体振动通过铁心垫脚和绝缘油两条路径传递给油箱壁，使油箱壁产生振动，进而产生本体噪声，并以声波的形式均匀地向四周发射。冷却装置自身产生振动与噪声，并通过接头等装置将振动传递到油箱壁。根据工程建设经验，1000kV变压器声功率级约为95～106dB（A）。高压并联铁心式电抗器的分段铁心之间存在着磁吸引力，这些磁吸引力会引起额外的振动和噪声，此外，冷却风扇转动也会产生噪声。1000kV系统用高压并联电抗器声功率级约为90～102dB（A）。带电构架的噪声主要来自变电导线金具的电晕噪声。变压器和电抗器以低频噪声为主，辅助冷却装置噪声则以高频噪声为主，带电构架的噪声频谱基本与主变压器、电抗器频谱一致。2.2交流特高压变电站的噪声控制和另外的一些噪声相同，再对变电站的噪声进行控制的时候，一定要顾忌噪声源、传音途径等方面的因素。而控制噪声的方式有以下几种：（1）控制噪声源。让声源噪音下降，比如变压器、电抗器等噪音。（2）阻断噪声传播。在传音途径上对噪音进行处理，防止噪声传播，更改声源所形成的噪声传播途径，例如使用吸声、声屏障等有效方式。（3）在人耳旁边对噪音进行降低。由于受音器官所采取的噪音防护，导致在声源方面不能够采用有效的办法，亦或所使用的声学措施依然无法实现理想的效果，在这样的情况下，就一定要对受音器官制定有效的防护方案，例如经常受到职业性噪音影响的相干工作人员，要戴上耳塞，或者其他的一些能够进行防护的工具。在工作过程中，很难给受音者采取有效的噪音防护措施，所以只会采用让噪声源下降的方式来切断噪声传播途径。另外，还可以根据对变电站具体的设计情况，来合理的调整站里噪声的强弱，而且也能够采用降低带电体的电晕的方式来让电晕噪声下降。通常情况下，主设备的结构以及有关特点能够直接决定其所形成的噪音的情况，而且也会对变电站的噪音造成一定的干扰。2.3交流特高压变电站的噪声水平根据调查发现，500kV的变电站的噪音通常在43dB到59dB之间的范围，330kV变电站厂的噪音通常在35dB到56dB之间的范围。在特高压变电站和超高压变电站中，两者所形成的噪音程度差不多。根据环保方面的相关规定，特高压交流变电站厂在对噪声进行控制的时候，应该根据相关的标准规定来执行：如果是在昼间，那么噪音通常在60dB，而要是在晚上龙源期刊网的话，噪音就会在50dB;而对于居民区来说，也要根据有关规定内容来控制噪音，这样一来就能够满足环保工作方面的规定。3特高压变电站在电晕控制方面的具体措施特高压变电站的母线以及金具的整体结构型型式将会对电晕放电产生一定的无线电干扰，使噪声的影响范围较大，但是可以通过相应的控制措施从而彻底的实现对电晕放电的相关控制。主要的控制措施在于：3.1对变电站的母线型式进行优化此方法主要就是采用有限元的方法对变压站内部的管母以及软母线继续拧点位梯度的计算。一般在计算时将会对比使用4*JLHN58K-600以及4*JLHN58K-1600扩张性耐热铝合金绞线。通过计算可以得出导体表面表现出的电位梯度将会随着母线对于地面的高度和相间的距离的不断增加而变小。一般情况下4*JLHN58K-1600的扩径耐热型铝合金绞线自身的最大数值应当会小于15kv/m，中相由于受到两侧相对其的影响，表面的电位梯度较比其他两个边相来讲，电位梯度会稍大一些。但是经过综合的分析，一般会推荐使用4*JLHN58K-1600的扩径耐热型的铝合金绞线充当特高压变电站的软母线型式。3.2对变电站的均压环进行起晕电压试验对变压站内部的常用的均压环进行一定的起晕电压试验主要是决定其外形与尺寸的一个非常重要的手段之一。通过对均压环进行起晕电压试验的结果表明：如果换径相同，那么管径的尺寸越大则整个起晕电压越高;如果管径相同，那么环径越大则整体的起晕电压就会越高，一般情况下这个结果可以为金具的优化提供相应的试验基础，也就是说无论是增大环径还是增大管径都可以优化使用的金具。3.3特高压变电站的耐张绝缘子串的均压优化利用三维有限元方式对变压站的构架耐张绝缘子串的金进行相关的优化计算。在优化的时候应当考虑绝缘子、母线等各类因素对其的影响，并且还要建立起一个较为精准的特高压试验变电站构建的三维模型与绝缘子串的模型。为了能够有效地降低末端塔的耐张绝缘子串的均压环表表面的主要场强，主要应当采取在末端塔的耐张绝缘子串的相关均压环以及屏蔽环之间要在加上均压环的方式。参考文献：[1]万保权，谢辉春，樊亮，张广洲，刘兴发.特高压变电站的电磁环境及电晕控制措施[J].高电压技术，2010.龙源期刊网[2]卢铁兵，张波，刘元庆，等.交直流特高压线路无线电干扰和可听噪声产生机理及本征特性研究2013年度报告[J].科技资讯，2016（6）：169-170.