变电站与环境宣传（骏景）

白云飘飘 · 发表于 2008-12-3 00:24

变电站与环境宣传（骏景）
电力是基础性行业，在国民经济发展中起着重要的作用，日趋严重的电力短缺使电网建设的紧迫性更加凸显，已成为社会发展的当务之急。为响应党中央关于“构建社会主义和谐社会”的号召，在政府的大力支持下，电力部门应加大与电力相关环保知识的宣传力度，增进广大群众对电磁感应、消防保护等基本常识的了解，为电网建设创造一个良好的外部环境。
一、建设骏景变电站的必要性
当今国内外大中型城市发展到一定阶段时，由于单位面积的负荷密度越来越高，都基本采用在城市中心密集区，建设符合城市规划和环保要求的高电压等级供电设施，以满足城市中心用电的持续增长。如北京、上海、广州目前在城市中心居民密集区都建设有220千伏及110千伏变电站。这些变电站的建设都经过严密的科学论证和环保评估，从投运后的变电站长期监测的数据，其电磁场强度均低于国家的限值标准，不会对人体健康产生影响。
天河公园周边地区，目前是天河区除珠江新城外发展最快的地区，承担着广州市城市“东进”发展的重任。随着建筑密度的快速增长，该地区的负荷密度也越来越高，负荷增长迅速。按照广州城市高压电网规划，该地区的负荷密度将达到5.3万千瓦/平方公里，也就是说每个110kV变电站只能满足附近一平方公里的用电需求，早在2004年，天河区规划分局已经在控制性详细规划中明确公示骏景变电站的位置。
根据广州城市高压电网规划，天河区110kV变压器总容量需求为805万kVA，而该地区现仅有3座220kV变电站及13座110kV变电站，110kV降压总容量341.3万kVA，110kV变压器容量缺口高达463.7万kVA。因此天河区现有的220kV变电站及110kV变电站供电能力已远远不能满足天河区电力负荷增长的需要，还将新建7座220千伏变电站和35座110千伏变电站。
目前，骏景变电站周边的110千伏北棠变电站主变压器在负荷高峰期已连续出现长时间重载甚至过载情况，东圃和员村变电站也接近满负荷运行，新增负荷已经不能接入，骏景变电站的建设可以解决该区域供电紧张及缓解主网主变压器长时间重载运行的状况，妥善解决该地区供电可靠性问题。配电网方面，目前骏景花园周边的10千伏线路过载情况见下表：
序号馈线名称 06年最大负荷过负荷情况描述（％）受影响典型地区解决措施
1 员村F24 446 111 员村住宅待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
2 北棠F18 436 97.5 棠下村待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
3 东圃F25 434 108 旭景花园待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
4 东圃F5 417 104 车陂路口附近一带住宅、商业待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
5 员村F22 396 99 浪奇化工厂、昊天10kV电源待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
6 北棠F8 390 97.5 棠东住宅、商业待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
7 东圃F33 381 95 珠村待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
8 东圃F37 381 95 黄埔大道员村至鱼珠木材厂沿线待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
9 北棠F15 360 90 棠下村九社附近一带待骏景站投产后，新出骏景馈线调整
10 北棠F4、F17、F22 340 85 骏景花园骏景站投产后新出馈线转接，解决北棠主变及相关馈线过载
如果竣景变电站不能按期投运，不仅骏景花园周边地区新建大楼、小区即使建成也无法用电，上表中所列馈线及受影响地区在明年负荷高峰期将无法保证正常供电。因此，加快竣景变电站的建设已经迫在眉睫。
二、按法定程序办理骏景变电站的有关手续
110千伏竣景变电站作为市政府2006年重点建设项目，所有建设手续已经于2006年10月底前办理完毕，取得施工许可证。目前所有的批复文件已经在骏景变电站围墙外宣传栏中作展示，分别如下：
1、建设工程用地规划许可证——穗规地证[2004]405号
2、建设工程用地批准书——穗国土建用字[2006]第159号
3、工程环境影响报告表审批意见——粤环函[2005]1207号
4、消防设计审核意见书——穗公消审[2005]第2487号
5、建设工程规划许可证——穗规建证[2006]3780号
6、建设工程施工许可证——440101200610200301

三、输变电系统的简介
现代工农业生产和人们的生活的各个方面都广泛地应用电能，发电厂把各种形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压的输电线路输送并分配给用户，在通过各种用地设备转换成合适用户需要的各种能量，这些输送、分配电能的设备总成为输变电系统。输变电系统的接线示意图如下：
不同电压等级的输电线路和变电站的作用主要有以下方面：
1、电压等级越高的输电线路，在导线截面没有增大的情况下，输送的电能越多，单位距离内的功率损耗越低、电压降越小，因而更适宜于远距离的电能输送。例如500kV天（生桥）广（东）直流输电线路的线路长度就已经达到1000公里以上，如果采用较低电压等级的输电线路，则线路的损耗将高于实际输送到广东的电能，经济性大打折扣，售电单价将大幅上涨。不同电压等级输电线路的最大输送容量见下表：
电压等级（kV）线路型号正常运行允许最大电流（A）输送容量（万kVA）
500 4×400 2100 1800
220 2×630 1650 600
110 630 744 140
2、在变电站中，较高等级电压转换为低等级的电压，从而实现电能调配的作用，不同电压等级变电站的最大调配容量见下表：
电压等级（kV）变压器数量（台）单台变压器容量（万kVA）总容量（万kVA）
500 4 100 400
220 3 24 72
110 3 5 15
2006年广州地区自然最高负荷达到861.2万千瓦左右，目前广州地区的220千伏变电站有26座，变电容量1251万千伏安；110千伏变电站有150座，变电容量1439.1万千伏安。这样，根据规划导则计算，220千伏变电容量比规划要求少98万千伏安，至少需要投产两个220千伏变电站才能满足2006年广州地区供电负荷的需求；110千伏变电容量比规划要求少135万千伏安，至少需要投产14个110千伏变电站才能满足2006年广州地区供电负荷的需求。
随着负荷的发展，如果变电站的建设继续滞后，广州地区的变电容量缺额将会继续增加，广州将面对因为电网“卡脖子”导致有电送不进的尴尬局面，不得不在较大面积地区采取限制负荷报装以及拉闸限电等措施，才能保证电网的安全稳定运行，对广州地区社会、经济产生很大的影响。

四、输变电系统电磁场感应的基本知识
1、工频电场和磁场
在临近输电线路或电力设施的环境中，只涉及电场与磁场分析，3000Hz以下的极低频电场和磁场是以“场”的形式存在，根本不形成辐射，无法向外界辐射能量，仅在人体中通过电场或磁场耦合，感应较小的电场或电流，与高频电磁辐射的生物作用机理不同，并不类似高频电磁场那样以电磁波形式形成有限的电磁能量辐射或形成体内能力吸收。电磁辐射是指电磁能量通常是通过天线向外进行发射的，而电力设施在周围环境中产生的是工频电场与工频磁场，频率只有50赫兹，波长达6000kM，因此不可能在其周围（所谓“静场区”）形成有效的电磁能量辐射。
所谓“工频电磁辐射”的不确切概念，长期被国内一些文件引用并在社会上谬传，在很大程度上增加了公众对低频电场和磁场的误解。有鉴于此，世界卫生组织（WHO）以及NIEHS、ICNIRP等权威的环境卫生组织和机构，在电磁环境与公众健康领域中，均无例外地严格引用“电场、磁场”（100kHz以下）、电磁场（100kHz以上）或统一运用ELF这一术语，不会采用“电磁辐射”这一不适当的概念。
部分群众对《电磁辐射防护规定》第二十条中“在集中使用大型电磁辐射发射设施或高频设备的周围，按环境保护和城市规划要求划定的规划限制区内，不得修建居民住房和幼儿园等敏感建筑。”存在疑问，在广东省环保局《对广东省政协第九届三次会议第656号提案会办意见》（粤环函[2005]1137号文）中，已经明确指出“发射系统包括电视、广播电视台、雷达系统等，电力设施的工作频率为50Hz，属于低频范围，因此，《办法》第二十条在此并不适用。”
2、工频电、磁场对人体的影响
近年来，在谈及工频电、磁场对人体的影响时，国内经常有“专家”将高频电磁辐射和工频电、磁场混为一谈，还将“电磁辐射对人体的五大影响”生硬地套用在工频电磁场上。以上说法谬误之处在于，对不同频率的电场、磁场、电磁场暴露源对人体具有不同的作用机理与影响的事实视而不见。在世界卫生组织的官方网站上，世界卫生组织（WHO）在1998年以正式文件的形式公布了其对不同频率电磁源与公众健康关系的官方意见，阐述了不同频率电磁源暴露对人体的不同影响、作用机理和安全限值，指出不同频率的电磁源对生物体的作用是不同的，主要如下：
（1）离子辐射是极高频的电磁波（X射线和γ射线），具有足够的光子能量使DNA产生电离，形成确定的伤害。
（2）非离子辐射的光子能量较弱，不足以使DNA产生电离，但会产生其它生物影响，只有当这种影响超过人体正常的补偿范围时，这些影响才会有害健康。高于10GHz的电磁场主要存在与雷达附近，功率密度超过1000W/m2时，对人体产生有害的影响；1MHz至10GHz之间频段，主要在距离FM调频天线很近的地方存在，至少4W/kg的暴露量才会对人体产生有害的影响；低于1MHz的电、磁场不会引人体发热，但却可以让生物组织感应电流和电场，感应电流至少超过100mA/m2以上才会对人体的正常功能产生影响。
关于居住在110千伏及以上变电站、线路周围的居民，是否会引发癌症、白血病问题，世界卫生组织第263号文件《电磁场和公众健康——极低频场和癌症》说明:“现在仍没有令人信服的证据显示，极低频电磁场会直接破坏生物分子，故不大可能引起癌变。”世界卫生组织认为，暴露在我们居住环境中的极低频的电磁场，不会导致包括DNA在内的生物分子直接受损，不可能引发癌症等疾病。迄今为止进行的动物实验结果显示:极低频电磁场不会引发或助长癌症、白血病。110千伏及以上变电站、线路产生的电磁场属于低频，是安全的。
3、工频电、磁场强度的标准
目前全世界最权威的电、磁场强度的标准是世界卫生组织推荐的由国际非离子辐射委员会（ICNIRP）和美国电器与电子工程师协会（IEEE）分别制订的国际标准，分别为：
（1）1998年国际非离子辐射防护委员会发布的《限制时变电场、磁场和电磁场暴露（300GHz以下）的导则》；
（2）2002年美国IEEE标准协会标准局批准发布的《IEEE关于人体暴露到0～3kHz电磁场的安全水平标准》（IEEE std.C95.6-2002）
世界卫生组织计划统一协调有关标准，从而形成全球标准。在两个标准中，关于电场强度在公众区域的标准均为5kV／m，关于磁场强度在公众区域的标准为100微特斯拉（美国为904微特），国际非离子辐射防护委员会推荐的标准相对较严，根据世界卫生组织的调查，世界上绝大多数国家和国际权威机构一致认定ICNIRP导则中推荐的公众居住环境的标准是足够安全的。
少数国家包括瑞士、斯洛文尼亚、俄罗斯和意大利等，在接受ICNIRP导则推荐的标准的同时，分别规定了临近“敏感”场所的磁感应强度不得超过1微特的法令规定。需注意到，上述个别国家作出的行政性限值法令是针对电磁感应特别敏感的特殊场所的，与ICNIRP导致推荐的标准不会混淆，对于公众场所的标准上述国家仍为100微特斯拉。
我国《电磁辐射防护规定》对电磁辐射照射限制做了详细的规定，其中输变电系统工作频率所在的功率密度标准限值为0.4W/m2，比西方国家的标准严格4倍以上；电场强度比ICNIRP导则推荐的标准低，为4 kV／m；电磁感应强度的标准与导则一致，为100微特斯拉。说明我国的标准还是比世界上绝大多数国家稍低些的。
国内所谓“1995年美国国家辐射防护委员会(NCRP)提出电磁场暴露导则，该导则还提到瑞典根据住在高压输电线附近，儿童白血病和年磁场电平影响的相关性，提出工频磁场0.2微特斯拉（工频电场10V/m）作为输电线路通过居民区的导则。”的说法是错误的，该说法实际上源于一份适用核辐射环境领域、未曾发布即流产的《实施计划（草案）》，由于其不具现实性，当即遭到美国国家辐射防护委员会(NCRP)的否认，声明其不代表NCRP的官方观点。
4、电、磁场作用的距离
由导磁效果良好的金属形成的密封可以有效地控制高压设备产生的电、磁场强度，城区110千伏变电站属于全封闭室内变电站，高压进出线全部采用带金属铠装的电力电缆，起到良好的屏蔽作用，可以极大地衰减电、磁场。变电站所采用的变压器、GIS开关设备、高压开关柜均有密封的金属外壳，且外壳均有良好的接地，电磁屏蔽效果非常好，也可以极大地衰减电、磁场。随着距离的增大，电、磁场强度的数值还会以距带电设备距离的平方成反比的速度下降。
由于变电站围墙外1米的电场磁场水平与背景水平(建站之前)已经无太大出入，至今没有一个欧洲国家对变电站与民宅的距离作出限制性规定，只有针对输电线路与民宅的距离作出规定，世界上也没有任何国家对变电站墙界与民宅的距离作出限制性规定，建变电站与民宅保持一定距离主要是出于消防和景观需要。
以下是两宗广州市较典型的环境影响实例：
（1）在110kV骏景变电站的环境影响报告书中，环保部门引入了110kV领馆变电站作类比测量，检测结果表明，领馆变电站在其周边距离围墙3～5米处，电场强度就已经下降到1V/m（测量仪器最低测量下限）以下，远低于4000V／m的规定值；磁场感应强度只有在高压电缆走廊上方分部达到1.4和1.7微特斯拉（远低于100微特的规定值），其余6个点的磁感应强度均在0.7微特斯拉以下。上述结果与骏景变电站所在地点目前测量的本底值（0.58～0.82微特斯拉）相当，说明将来骏景变电站投运后对围墙外3～5米处的电、磁影响与目前的水平相当，随着距离的增大，这种影响将迅速下降到可忽略的程度。110kV领馆变电站环境测量点分布图如下：
（2）在220kV永福变电站的环境影响报告书中，环保部门引入了220kV五仙门变电站作类比测量，测量结果表明，五仙门变电站在其周边距离围墙3～5米处，电场强度在25V／m左右，远低于4000V／m的规定值；在磁场感应强度方面，除了在高压电缆走廊上方的数据在0.69～2.5微特斯拉之间（远低于100微特的规定值），其余位置的数据均在0.6微特斯拉以下。220kV五仙门变电站环境测量点分布图如下：
事实上，由于家用电器工作时往往距离人体太近，其产生的电磁场强度比输变电系统的还要大，现代人就生活在这样一种电磁场无处不在的环境中，无需过分担忧。下表中磁场感应强度是美国环境保护局的测量结果，电场强度参照省环保局资料，均为距离家电30cm处：
家电名称电场强度（V/m）磁感应强度（微特斯拉）
吸尘器 50 20
电视机 60 2
电吹风 80 0.1
电热炉 8 3
微波炉 * 20
空气清新器 * 5
电冰箱 120 *
搅拌机 100 *
*号部分数据缺
5、输变电系统的谐波
为了确保广大用户的用电质量，电力系统在电力输送过程中不允许谐波的大量存在，必须控制在标准范围内。变压器产生的高次谐波主要以三次谐波为主，而变压器的结构上已经考虑了这个因素，通过绕组的结构能够完全过滤掉三次谐波，确保用户的用电质量。其次，三次及以上谐波的磁场全部通过变压器铁芯和外壳传播和闭合，不会向变压器以往空间传播。
对于110千伏以上的输电线路或者户外变电站，由于电压很高，在导线表面会产生“电晕”现象，从而会产生十分微弱的电磁杂波。根据实际测量，500千伏的高压输电线，其单位面积的电磁杂波功率相当于家里收音机的千分之一，对人体和家用电器不会造成任何影响。对于在一定距离内的精密的通讯设施，如军用的无线电收发信台站、机场导航台等，这种电磁杂波（频率在0.15～30MHz之间）会造成一定程度的干扰，电力部门一般会在变电站和线路规划选址过程中予以考虑，一般保持在距离300～500米外。
室内变电站所有的设备均有密封的金属外壳，高压进出线全部采用带金属铠装的电力电缆，因此其对周围通讯设施所造成的电磁干扰更低。

五、变电站的“四防”
1、消防保护措施
110千伏骏景变电站在2005年12月28日完成建筑消防设计审核（穗公消审[2005]第2487号）。审核意见要求变电站建筑物边线四周防火间距不应小于10米，现拟建的变电站距北边哈曼顿公寓26米，东北侧距竣景中学30米、竣景小学50米，南侧距竣仁轩20米。变电站内的消防设施根据各电气设备间的布置及消防要求设有火灾自动报警系统、水喷雾灭火系统、七氟丙烷气体灭火系统、消火栓灭火系统。110千伏骏景变电站的消防设计满足“预防为主，防消结合”的要求。
室内变电站只有变压器和电容器为充油设备，在设备发生短路的情况下可能会发生局部火灾。电容器的油量小，电压等级低，只有10千伏，短路的能量较低，即使个别电容器出现着火的情况，因发生故障后保护开关能够在0.1秒左右快速切断故障电流，基本上可以自行熄灭。情况比较严重的，可以通过温感和烟感报警系统启动七氟丙烷气体灭火系统进行扑灭。
变压器的油量较大，在设计时，就考虑了在变压器四周设封闭环绕集油沟，并设置1个25m3的事故油池，将变压器泄漏的绝缘油搜集在油池中，火不会沿管道引燃油池中的变压器油。变压器油采用＃25环烷基油，有较好的热稳定性，无挥发性气体产生，与汽油不同，不会因挥发气体到达一定浓度后产生爆炸。另外，在保护开关在快速切断故障电流后，通过水喷雾灭火系统，可迅速控制火场温度，并自动灭火。变压器房的四周均采用钢筋混凝土结构的防火、防爆间墙，一台变压器发生短路并引起火灾后，不会对相邻设备、附近的建筑造成危险。
2、防爆措施
变压器的故障通常分为内部短路和套管短路两种。如发生内部短路，则变压器的压力释放阀会启动，释放变压器油和气体，确保变压器箱体不会因短路产生的气体压力而产生变形现象。如果是高压套管短路，则套管会因短路高温发生爆裂，并伴随有变压器着火的现象（通常户外变电站变压器发生故障而被附近居民、媒体看到的基本属于这种故障）。因为室内变电站距离附近建筑普遍较近，在变电站的设计过程中，设计单位已经充分考虑了防爆方面的要求，套管碎片不可能离开变压器室。如变压器室的墙体全部采用了钢筋混凝土机构，大门采用大型槽钢拼接而成，完全满足设备事故下安全防护的强度要求。
事实上，由于户外变电站的设备距离相邻建筑物较远、户内变电站在防爆方面充分的考虑，多年来广州从未发生过变电站设备事故波及相邻建筑和人员的情况。
3、防噪音
《城市区域环境噪声标准》中城市五类区域的标准值如下表：
单位：dB
类别昼间夜间
0 50 40
1 55 45
2 60 50
3 65 55
4 70 55
其中：
0类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。
1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。
2类标准适用于居住、商业、工业混杂区。
3类标准适用于工业区。
4类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。
城区大部分地区属于2类地区，为了降低变电站投运后的噪声水平，室内变电站采取的措施主要包括：优化变电站平面布局、选用自冷式低噪声变压器、变压器基础垫衬减振材料、排风机采用低噪声风机且风口向下等方式。基本保证变电站投运后与目前的噪声水平变化不大，在2类区标准范围内。
4、防雷
部分群众认为变电站和输电线路有高压电，会诱发雷击。这种观点是错误的，雷击产生的原因是雷雨云本身积聚了大量的电荷，地面及其建筑物感应出相反极性的电荷，在一定条件下，两种电荷之间的空气被电离从而发生强烈放电。由于电压高达几百万伏，雷击点发生雷击前电场强度高达数万伏/米，变电站室外只有不到1伏/米的电场强度，相对而言简直是微不足道，根本不会诱发雷击。
众所周知，较高的树木、建筑物容易受雷击，在郊区旷野中的电力线路、铁塔、变电站避雷针的高度往往比周围的树木和建筑物还要高，故受到雷击的几率较高是很正常的，并不是因为电力线路、变电站带电诱发雷击。实际上避雷针并不带电，一般的郊区加油站、煤气站都有，作用在于保护附近重要的设备、油气罐。

六、宣传和沟通工作
为正确处理电力设施建设与城市环境的关系，科学分析电磁辐射对人体健康的影响，实现科学决策，市政府2006年8月8日日召开了“电力设施建设与城市环境专家咨询会议”，邀请了全国各地环保、医学、经济、城建与城市规划等领域的20位著名专家，就电力设施建设与城市环境保护问题进行咨询。副市长甘新和市有关部门负责人参加了会议。
广州现在的电网结构已远远不能满足电力供应需求，面临的严重缺电局面已影响到城市发展和市民日常生活。但是，在电力建设过程中，遇到了很多困难和来自社会的压力。虽然市民普遍对电力建设表示支持，但一涉及到具体项目，仍有一些市民对电力基础设施建设是否影响身体健康心存疑虑。
对我市电力设施建设与城市环境的问题，市委、市政府高度重视，按照市长张广宁的要求，市政府从广大市民的根本利益出发，邀请来自全国各地的专家进行决策咨询，结合我市经济、社会、环境发展现状和趋势，对电力建设、城市规划和城市环境问题进行深入的探讨和研究，一方面为政府决策提供技术支持，另一方面也是从科学的角度解决市民的疑惑。
参加此次咨询会的20位专家都是国内在环保、医学、经济、城市建设和规划方面的资深专家，很多是学科研究的带头人，在国内外享有非常高的学术声誉。包括国家环保总局科技顾问委员会委员、国家环境保护总局核安全中心研究员、原国家环境保护总局核环境与辐射环境管理司司长赵亚民等7 位环保方面的专家；中山大学城市与区域研究中心教授、博士生导师魏清泉等3位经济方面的专家；华东电力试验研究院研究员杨新村等7位电力方面的专家；广东省城乡规划设计院总工程师马向明等3位规划方面的专家。
会议期间，专家们详细了解我市经济、规划和电力建设等方面的情况，对我市的电力设施建设与城市环境等问题进行深入细致的分析，就电网建设对保障经济持续发展及促进居民生活水平提高的重要性和影响关系、城市中心区建设变电站的必要性、如何从城市规划各个层次保障电力设施建设、变电站和高压线产生的工频电场、工频磁场是否对人体健康造成危害等政府和市民关注的问题进行了探讨，为推动我市电力设施建设、保持社会稳定、建设和谐社会提供了科学、权威的意见和建议。
市政府将本着以人为本、执政为民的科学态度，高度重视专家们的宝贵建议和意见，并作为我市落实科学发展观，指导经济社会发展科学决策的权威依据。