采用±800kV特高压直流输电技术减小对环境影响

1、国家电网公司高度重视特高压输电对环境影响问题




电磁环境主要包括电场效应、可听噪声和无线电干扰等几方面内容，它们是输电工程设计、建设和运行中必需考虑的重大技术问题之一。随着经济的不断发展和民众环境意识的增强，输电工程的电磁环境影响越来越受到人们的关注，受到环保的严厉制约，成为决定输电线路结构，影响建设费用等的重要因素。




国家电网公司一直高度重视特高压输电对环境影响问题，从2004年底开始启动特高压输电技术可行性研究和关键技术研究，其中经历了特高压直流输电线路电磁环境限值的专家讨论、报批和确定。在国家有关部门的关心指导和社会各界的大力支持下，国家电网公司组织各方力量，对特高压输电技术进行了深入研究和系统论证，全面完成了四川-上海±800kV特高压直流输电示范工程的前期工作。国家发展和改革委员会于2007年4月26日正式核准建设该示范工程。




与此同时，为妥善解决好特高压直流输电线路的电磁环境问题，以期获得公众所能接受而经济上又合理的输电线路设计，国家电网公司于2006年开始在北京中关村科技园区昌平园建设特高压直流试验基地，其中1km长的试验线段，电晕笼和电磁环境模拟试验场专门用于电磁环境的研究。采用1km长的试验线段按1：1的模型模拟四川-上海±800kV特高压直流输电示范工程线路进行电磁环境试验，测量数据将于近期得到。




2、采用特高压直流输电将有利于环境保护




采用特高压直流输电对满足国民经济发展对电力的需求，促进电力产业技术升级和可持续发展，实现跨大区、流域的水电火电互济，提高能源利用率具有重要意义。




将煤炭基地的能源直接转化为清洁的电能，采用长距离特高压输电方式输往各地，避免了长距离分散运输煤炭等资源和建设更多热力发电厂，不仅减少了交通运输压力，而且能更有效地保护环境。




同时，特高压直流输电可提高输送容量，节能线路损耗，减少工程投资，提高土地利用率。以四川-上海±800kV特高压直流输电示范工程和三-常±500kV输电工程为例，输送容量分别为6400MW和3000MW，线路导线分别采用6×LGJ-720和4×LGJ-720。±800kV输电线路输送能力相当于2.1条±500kV线路的输送能力，±800kV直流输电工程单位输送容量综合造价约为±500kV直流输电工程的3/4。如果按照合成场强15kV/m确定线路走廊宽度，±800kV输电线路的走廊宽度约76米，单位走廊宽度输送容量为84MW/m，约为±500kV的1.24倍。在输送容量和导线总截面相同的情况下，±800kV输电线路的电阻损耗约为±500kV输电线路的1/2.56（39%）。




3、特高压直流输电电磁环境的特点




在条件基本相同的情况下，特高压直流输电线路对环境的各种影响一般要比特高压交流的弱一些。特高压直流输电线路附近的人或动物截获的电流是微不足道的，不太容易使人感觉到的电场或烦恼电击。到目前为止，还没有关于邻近直流线路的人员任何有害影响的报道。




（1）电场效应




由于直流线路产生电晕后空间将充满带电离子，此时电场由两部分电荷产生：导线上电荷产生的电场称为标称电场或静电场。空间带电离子产生的电场称为离子流场。标称电场与离子流场叠加形成合成电场。直流输电线路线下的电场效应与交流相比有很大的不同，体现在：直流是单方向的，不会产生电磁感应；合成电场普遍高于同一电压等级的交流线路线下的电场，可感觉到的场强也比交流高很多，在相同的电场下两者产生的效应不同。




（2）直流磁场




特高压直流输电线路的磁场为静态场，线下的磁场强度和地磁相比属同一数量级。对这一水平的磁场，人类早已习惯，不会影响人的健康，否则，人类在地球上生存都成问题。




（3）可听噪声




输电线路导线产生电晕后，伴随电晕放电还同时会产生可听噪声，随着电压等级的升高，它已成为设计特高压交直流线路必须考虑旳重要因素。对于直流输电线路，雨天时可听噪声较晴天反而有所减小，这是因为雨天时导线表面离子比晴天时的多，使得导线不规则的面都被较浓的电荷所包围，减小了电晕放电强度。空中飘落物附在导线上会使局部表面场强增大，可听噪声增加。这些飘落物会随季节变化，夏季较多。




（4）无线电干扰




直流输电线路在正常运行电压下允许导线发生一定程度的电晕放电，会对线路周围无线电正常接收产生干扰。根据美国EPRI和BPA的试验研究，认为雨天直流线路无线电干扰反比晴天有所降低。主观评价结果认为：对直流输电线路，满意的无线电干扰信噪比为20dB(μV/m)，而对交流输电线路较为满意的收听的信噪比为26dB(μV/m)，由此可见直流输电线路因电晕对无线电广播的干扰要比交流线路小。




4、我国±800kV特高压直流输电电磁环境水平




国家电网公司四川-上海±800kV特高压直流输电示范工程额定输送容量为6400MW。综合考虑电气性能、环境影响、机械特性、建设和运行成本，线路选用6×720mm2导线，导线分裂间距取45cm；一般情况下极导线间距取22m；线路通过一般地区极导线对地最小高度取18m，线路邻近居民区极导线对地最小高度取21m。按此设计，±800kV直流输电线路电磁环境水平与±500kV直流输电线路的相当。




当特高压直流输电线路极导线对地最小距离为18m时，起晕场强为18kV/cm时的最大地面合成电场约为27.5kV/m，小于标准值30kV/m，而地面最大离子流密度约为标准值100nA/m2的1/3。在常规海拔下，距正极性导线对地投影外20m处的可听噪声约为41dB(A)，无线电干扰50%值约为45dB(μV/m)。在常规海拔下，可听噪声和无线电干扰都满足控制值要求，且有较大裕度。我国直流特高压线路经过地区的最高海拔为3000m左右，高海拔地区的可听噪声和无线电干扰可在常规海拔的基础上修正，修正后的结果也满足控制值要求。