CN103760427A - 一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，包括以下步骤：确定各功能区域的边界坐标；确定各功能区域内的测量路径；根据布置的测点进行现场实测；绘制变电站工频电磁场分布图。本发明提供一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，以获取在实际工况运行情况下，变电站内工频电磁场的水平，为电网环境评价提供数据支撑依据。

Description

一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法

技术领域

本发明涉及一种统计方法，具体讲涉及一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法。

背景技术

随着电网建设事业的快速发展，政府和社会公众对环保提出的要求越来越高，而变电站的选址在满足电能质量的情况下，不得不受负荷分布和供电半径要求的制约而选在离居民居住较近的地方，这使得变电站电磁环境的影响问题变得较为突出，已引起了社会各界的高度重视。开展变电站内工频电磁场分布规律的研究，对于指导现阶段变电站站界电磁环境的超标治理和后期工程规划具有重要的现实意义。

虽然此前已有不少关于变电站内工频电磁场计算方面的研究，但大多都是借助于国外的相关软件对站内主要设备或母线等进行建模，进而计算得到工频电磁场的分布。事实上，这种计算得到的站内工频电磁场分布与实际测量值偏差较大，主要原因是计算软件无法模拟变电站内复杂的环境，如构架、埋地电缆等的影响。因此，开展现场实际测量，进行有效的分区域统计是撑握变电站内工频电磁场分布规律的最有效方法，这对变电站站界处电磁环境的超标治理具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，以获取在实际工况运行情况下，变电站内工频电磁场的水平，为电网环境评价提供数据支撑依据。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定各功能区域的边界坐标；

步骤2：确定各功能区域内的测量路径；

步骤3：根据布置的测点进行现场实测；

步骤4：绘制变电站工频电磁场分布图。

所述步骤包括以下步骤：

步骤1-1：将变电站进行功能分区；

根据变电站的电压等级以及站内所包含的设备，将变电站进行功能分区，分为主变区、高压电抗器区、电容器区和不同电压等级配电区；

步骤1-2：通过测量站内边界距离，计算确定各功能区域的边界坐标；

1）获取站内边界距离的方法包括：通过变电站的CAD图直接读取站内各边界距离；或现场测量围墙边界距离，通过记录和处理数据获取变电站的边界距离；

2）在获取的变电站边界距离的基础上，设置变电站的平面坐标原点，坐标原点设置在站界转角处或某个功能区域的转角处，并通过CAD图直接读出或测量得出各功能区域的边界坐标。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：根据所划分的不同功能区域，选择进行工频电磁场测量的范围；

步骤2-2：确定各功能区域内的测量路径；

步骤2-3：确定各测量路径上测点之间的距离，以及测点到设备或围墙的距离。

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：根据布置的测点对每条路径进行描述，并记录测点数据；

步骤3-2：根据变电站的平面分布图形或现场监测照片描述测点位置；

步骤3-3：记录测量的时间段以及监测条件，监测条件包括运行条件和环境条件；运行条件包括运行工况，所述环境条件包括气象参数和测点周围环境信息。

所述步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：整理所有测量路径上的测点数据；

步骤4-2：根据各功能区域的边界坐标以及测量路径的长度，计算每个测点在变电站中对应的平面坐标(x,y)；

步骤4-3：将每个测点的平面坐标与测量值一一对应，形成（x,y,z）坐标，即测量值对应为z坐标；

步骤4-4：利用数学软件将（x,y,z）坐标绘制成整个变电站工频电磁场的三维或二维分布图。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，通过开展现场实际测量，进行有效的分区域统计是撑握变电站内工频电磁场分布规律最有效的方法，这种方法能直观的体现站内工频电磁场的实际水平，对变电站站界处电磁环境的超标治理，以及后期工程的电磁环境预测具有重要的现实意义。

附图说明

图1是本发明实施例中1000kV变电站功能分区示意图；

图2是本发明实施例中1000kV变电站原点坐标的选取示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定各功能区域的边界坐标；

步骤2：确定各功能区域内的测量路径；

步骤3：根据布置的测点进行现场实测；

步骤4：绘制变电站工频电磁场分布图。

所述步骤包括以下步骤：

步骤1-1：将变电站进行功能分区；

根据变电站的电压等级以及站内所包含的设备，将变电站进行功能分区，分为主变区、高压电抗器区、和不同电压等级配电区；

步骤1-2：通过测量站内边界距离，计算确定各功能区域的边界坐标；

1）获取站内边界距离的方法包括：通过变电站的CAD图直接读取站内各边界距离，此方法最为准确；或现场测量围墙边界距离，通过记录和处理数据获取变电站的边界距离，此测量方法耗时较长，且存在一定的误差；

2）在获取的变电站边界距离的基础上，设置变电站的平面坐标原点，坐标原点的设置须遵从直观且易于其他坐标计算简便的原则，一般设置在站界转角处或某个功能区域的转角处，并通过CAD图直接读出或测量得出各功能区域的边界坐标。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：根据所划分的不同功能区域，选择进行工频电磁场测量的范围；

结合不同功能区域的特点，明确该区域内工频电磁场的测量范围，如不同电压等级配电区，须在带电构架下方进行测量，主变区须在主变的四周进行测量，高压电抗器区也是在其四周进行测量。

步骤2-2：确定各功能区域内的测量路径；

由于不同功能区的布置结构不同，因为测量路径的设置也有所不同，如不同电压等级配电区，须在进线或出线两相之间（A相与B相或B相与C相）的构架下方的进行测量，主变区和高压电抗器区均须在测量面的中心处进行测量。

步骤2-3：确定各测量路径上测点之间的距离，以及测点到设备或围墙的距离。

在不同电压等级配电区的带电构架下方，一般以2m为间隔进行测量。在主变和高压电抗器四周，一般在测量面中心处，距离设备1m的地方进行测量，若测量环境条件不允许，可在距离设备1.5m或2m的地方进行测量。

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：根据布置的测点对每条路径进行描述，并记录测点数据；

在明确所选择的测量范围基础上，对设置的每条监测路径进行描述，如说明路径所处的位置，具体在哪回进出线的两相之间，路径所经过的区域等。

步骤3-2：根据变电站的平面分布图形或现场监测照片描述测点位置；

每个测点都须要有相应的测点位置描述。如在不同电压等级配电区内，须说明测点到A相和B相投影的距离，或B相和C相的投影距离，还须说明测点周围是否有构架，测点到构架的距离，以及构架相对测点的方位。在主变区和高抗区，须说明测点到测量面的上、下、左、右边界的距离，以及测点到防火墙的距离。

步骤3-3：记录测量的时间段以及监测条件，监测条件包括运行条件和环境条件；运行条件包括运行工况，所述环境条件包括气象参数和测点周围环境信息。

所述步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：整理所有测量路径上的测点数据；

步骤4-2：根据各功能区域的边界坐标以及测量路径的长度，计算每个测点在变电站中对应的平面坐标(x,y)；

在确定了各功能区域边界坐标的基础上，通过设置测量路径的长度，以及各测量路径间的距离，结合前述确定各测点间的距离，计算每个测点在变电站中对应的平面坐标(x,y)。

步骤4-3：将每个测点的平面坐标与测量值一一对应，形成（x,y,z）坐标，即测量值对应为z坐标；

步骤4-4：利用数学软件将（x,y,z）坐标绘制成整个变电站工频电磁场的三维或二维分布图。

下面以分析1000kV变电站内工频电磁场的分布规律为例，对本发明作进一步详细的说明，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

具体步骤如下：

（1）将变电站进行功能分区，确定须要开展工频电磁场测量的范围，同时确定各功能区域的边界坐标；

根据1000kV电压等级变电站内的设备情况，以及结构分布，首先进行功能分区，如图1所示，可分为不同电压等级的配电区（包含500kV配电区、低电压等级配电区、1000kV配电区）、主变区、电抗器区等。在明确了功能分区后，可根据计算便捷的特点设定原点坐标，如图2所示，原点设在主控楼区的西南方向，即500kV配电区与低电压等级配电区之间。

通过测量变电站围墙的距离，计算确定各功能区域的边界坐标，分别计算确定每个区域的边界坐标。

（2）确定各功能区域内的测量路径，包括测点之间的距离，以及测点到设备或围墙的距离；

根据各功能区域的特点，确定相应的测量路径。如不同电压等级的配电区，可在构架下方沿进出线方向测量，一般选择在同一回路的两相之间，以及两回线路之间；在主变区、电抗器区和电容器区，可在设备四周测量，同时在设备开阔侧沿垂直于设备方向进行测量；在主控楼区，可在主控楼前空旷处和主控楼进出口处设置测点。在带电构架下方，可设置间隔2m一个测点，在设备或构架间距较长的测量路径上，可设置间隔5m一个测点。在设备周围测量时，一般取距离设备1m，且在测量面的中心处测量，若测量环境不允许，可在距离设备1.5m或2m的地方测量。

（3）根据布置的测点开展现场实测；

根据所确定的各功能区域的测量路径，参照《高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁感应强度测量方法》DL/T988-2005开展站内工频电磁场的测量，测量仪表应架设在地面上1.5m高度处，测量人员应离测量仪表的探头至少要2.5m，避免在仪表处产生较大的电场畸变。场强仪和固定物体的距离应该不小于1m，将固定物体对测量值的影响限制到可以接收的水平之内。测量高压设备附近的工频电场时，测量探头应距离该设备外壳边界2.5m，并测量出高压设备附近场强的最大值；测量高压设备附近的工频磁场时，测量探头距离设备外壳边界1m即可。

同时，工频电、磁场测量时，所测变电站尽量是满负荷运转，同时需记录测量时的实时工况、运行参数、气象参数，以及测点位置，必要时配以变电站平面分布图或现场监测照片加以说明。为避免通过测量仪表的支架泄露电流，测量时的环境湿度应在80%以下。

（4）整理所有的测点值，并根据各功能区域的边界坐标计算每个测点对应的坐标，再利用数学软件绘出整个变电站工频电磁场的三维或二维分布图。

基于上述测量方法，按每条路径上测点的位置整理数据，同时，结合前面计算的区域边界坐标，计算每一个测点的（x,y）坐标，与每个测点的数据相对应，形成（x,y,z）从坐标。

待所有的测点均确定了相应的坐标，可采用一般的数学计算软件绘制整个变电站的工频电磁场分布图，如采用matlab软件可绘制三维云图，也可以绘制二维平面图，通过设置测量数据的区间颜色显示，可得出整个变电站内工频电磁场分布规律。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定各功能区域的边界坐标；

步骤2：确定各功能区域内的测量路径；

步骤3：根据布置的测点进行现场实测；

步骤4：绘制变电站工频电磁场分布图。

2.根据权利要求1所述的变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，其特征在于：所述步骤包括以下步骤：

步骤1-1：将变电站进行功能分区；

根据变电站的电压等级以及站内所包含的设备，将变电站进行功能分区，分为主变区、高压电抗器区、电容器区和不同电压等级配电区；

步骤1-2：通过测量站内边界距离，计算确定各功能区域的边界坐标；

1）获取站内边界距离的方法包括：通过变电站的CAD图直接读取站内各边界距离；或现场测量围墙边界距离，通过记录和处理数据获取变电站的边界距离；

2）在获取的变电站边界距离的基础上，设置变电站的平面坐标原点，坐标原点设置在站界转角处或某个功能区域的转角处，并通过CAD图直接读出或测量得出各功能区域的边界坐标。

3.根据权利要求1所述的变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：根据所划分的不同功能区域，选择进行工频电磁场测量的范围；

步骤2-2：确定各功能区域内的测量路径；

步骤2-3：确定各测量路径上测点之间的距离，以及测点到设备或围墙的距离。

4.根据权利要求1所述的变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：根据布置的测点对每条路径进行描述，并记录测点数据；

步骤3-2：根据变电站的平面分布图形或现场监测照片描述测点位置；

步骤3-3：记录测量的时间段以及监测条件，监测条件包括运行条件和环境条件；运行条件包括运行工况，所述环境条件包括气象参数和测点周围环境信息。

5.根据权利要求1所述的变电站内工频电磁场分布规律的统计方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：整理所有测量路径上的测点数据；

步骤4-2：根据各功能区域的边界坐标以及测量路径的长度，计算每个测点在变电站中对应的平面坐标(x,y)；

步骤4-3：将每个测点的平面坐标与测量值一一对应，形成（x,y,z）坐标，即测量值对应为z坐标；

步骤4-4：利用数学软件将（x,y,z）坐标绘制成整个变电站工频电磁场的三维或二维分布图。

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