500 kV變電站噪聲控制措施比較研究

林旗力，唐 蕾，施華彪，楊文杰

(1.中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院，上海 200001;2.國(guó)網(wǎng)浙江龍泉市供電公司，浙江 龍泉 323700)

0 引言

隨著電網(wǎng)的發(fā)展和城鎮(zhèn)區(qū)域的擴(kuò)大，新建的500kV變電站周?chē)霈F(xiàn)居民住宅等噪聲敏感建筑物的現(xiàn)象有增加的趨勢(shì)［1］。在人們從電網(wǎng)建設(shè)獲得諸多便利的同時(shí)，500kV變電站噪聲問(wèn)題也日益突出。聲學(xué)系統(tǒng)一般是由聲源、傳播途徑和接收器三個(gè)環(huán)節(jié)組成［2］。首先考慮從聲源環(huán)節(jié)降低變電站噪聲影響，對(duì)于新建變電站而言，主變壓器(主變)、高壓電抗器(高抗)等主要噪聲源設(shè)備選型時(shí)應(yīng)選用低噪聲設(shè)備;對(duì)于現(xiàn)有變電站而言，可考慮對(duì)變電站主噪聲源設(shè)備進(jìn)行改造。但該方法降噪效果有限，且易對(duì)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響［3］。除了對(duì)聲源采取降噪措施外，聲傳播途徑的降噪也是噪聲控制的重要要素。例如我國(guó)現(xiàn)有500kV變電站常利用防火墻等從聲傳播途徑上降低噪聲，但該方法僅對(duì)特定方向的降噪效果較明顯［4］。

本文以某500kV變電站為例，根據(jù)變電站的總平面布置，結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果與工程經(jīng)驗(yàn)，提出了多種主變?cè)肼暱刂拼胧⒉捎肅adna/A噪聲預(yù)測(cè)軟件分析比較了各措施降噪效果，以期為500kV變電站的設(shè)計(jì)和噪聲防治提供參考。

1 研究方法

1.1 研究對(duì)象

某500kV變電站站址區(qū)域地勢(shì)平坦，圍墻內(nèi)占地約5.9hm2。圖1為變電站平面布置示意。變電站內(nèi)2組高抗采用戶內(nèi)式設(shè)計(jì)，噪聲影響很小。因此，其主要聲源為位于站區(qū)中央的4組主變。主控樓、主變防火墻以及站區(qū)圍墻高度分別為11.6m、9.0m以及2.5m。站外噪聲敏感建筑物位于東側(cè)廠界外80m(圖1)，該建筑物共7層。根據(jù)聲環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)結(jié)果，噪聲敏感建筑物處晝、夜間環(huán)境噪聲背景值較高，分別為56.3dB(A)與48.7dB(A)。

圖1 某500kV變電站總平面布置示意

1.2 主變?cè)肼暱刂拼胧?/h3>

為有效降低變電站主變?cè)肼曈绊?，尤其是?duì)噪聲敏感建筑物的影響，根據(jù)圖1給出的變電站總平面布置，結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果與工程經(jīng)驗(yàn)，本文提出了A、B、C 3種主變?cè)肼暱刂拼胧?，具體見(jiàn)表1。

表1 某500kV變電站主變?cè)肼暱刂拼胧?/p>

1.3 降噪效果預(yù)測(cè)分析方法

1.3.1 預(yù)測(cè)模式

本文參照國(guó)家電網(wǎng)公司《特高壓輸電工程變電(換流)站可聽(tīng)噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算及影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》［5］，采用德國(guó)Data公司 Cadna/A噪聲預(yù)測(cè)軟件(Version 3.6.117)分析各措施降噪效果［6－7］。

1.3.2 聲源參數(shù)

根據(jù)《特高壓輸電工程變電(換流)站可聽(tīng)噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算及影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，主變聲源簡(jiǎn)化為平行于地面的面聲源，面積為28m2(4m×7m)，高度為2m。從聲源各倍頻帶聲功率級(jí)(A計(jì)權(quán))參數(shù)可知。主變的聲功率級(jí)(A計(jì)權(quán))峰值位于中心頻率為125Hz的倍頻帶范圍內(nèi)，這是由于磁致伸縮引起設(shè)備本體振動(dòng)是以額定頻率(50Hz)的2倍為基頻，使得頻率為100Hz的聲能量在設(shè)備本體輻射的聲能量中所占比例最大［8］。

1.3.3 預(yù)測(cè)高度

根據(jù)《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 12348 －2008)［9］，當(dāng)廠界有圍墻且周?chē)惺苡绊懙脑肼暶舾薪ㄖ飼r(shí)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在廠界外1m、高于圍墻0.5m以上的位置。由于該變電站僅東廠界(即變電站圍墻)外存在噪聲敏感建筑物，東廠界噪聲排放預(yù)測(cè)高度取3.1m(高于站區(qū)圍墻0.6m)，其余三側(cè)噪聲排放預(yù)測(cè)高度取1.5m。根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3096 －2008)［10］，本文將對(duì)噪聲敏感建筑物每一層樓面1.5m高度處的聲環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1.3.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

廠界噪聲排放評(píng)價(jià)采用《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅱ類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)限值，即晝間60dB(A)，夜間50dB(A);廠界外聲環(huán)境(包括噪聲敏感建筑物處)評(píng)價(jià)采用《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅱ類(lèi)聲環(huán)境功能區(qū)限值。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 廠界噪聲排放

表2給出了某500kV變電站廠界噪聲排放預(yù)測(cè)結(jié)果。

表2 某500kV變電站廠界噪聲排放預(yù)測(cè)結(jié)果

從表2可知，在未采用措施的情況下，500kV變電站東側(cè)廠界噪聲排放夜間超標(biāo)1.9dB(A)。采用噪聲控制措施后，東側(cè)廠界噪聲排放最大值可減小6.4～9.7dB(A)，晝、夜間均可達(dá)標(biāo)。降噪效果由好至差依次為措施C、措施B和措施A。

2.2 站外聲環(huán)境質(zhì)量

圖2給出了某500kV變電站對(duì)站外噪聲敏感建筑物噪聲影響預(yù)測(cè)結(jié)果。在假設(shè)各樓層背景噪聲相同的前提下，將變電站對(duì)噪聲敏感建筑物噪聲貢獻(xiàn)值疊加噪聲背景值后，得到噪聲敏感建筑物聲環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)結(jié)果(見(jiàn)表3)。

從圖2與表3可知，隨著樓層的增加，噪聲的影響也增加。措施A對(duì)站外噪聲敏感建筑物的降噪效果較差，采用措施A后，噪聲敏感建筑物各樓層處的聲環(huán)境質(zhì)量夜間仍無(wú)法達(dá)標(biāo)。措施B與措施C的效果明顯好于措施A，其中措施B對(duì)較高樓層(高于5層)的降噪效果較好，措施C對(duì)較低樓層(低于5層)的降噪效果較好。

圖2 某500kV變電站對(duì)站外噪聲敏感建筑物噪聲預(yù)測(cè)

表3 某500kV變電站外噪聲敏感建筑物聲環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)結(jié)果 dB(A)

2.3 討論

在500kV變電站設(shè)計(jì)中，措施A為常用的噪聲控制措施，其投資少，并且對(duì)設(shè)備影響也較小。措施B的降噪效果較好，投資適中，但其在主變附近設(shè)置隔聲墻，則需在變電站內(nèi)預(yù)留建設(shè)場(chǎng)地，并且易對(duì)主變運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，在變電站內(nèi)已預(yù)留建設(shè)場(chǎng)地，并滿足電氣專(zhuān)業(yè)要求的前提下，則可采用措施B。措施C的降噪效果較好，缺點(diǎn)是投資略高。但是目前不少500kV變電站的GIS設(shè)備已開(kāi)始采用戶內(nèi)布置，措施C的采用可與GIS設(shè)備戶內(nèi)布置設(shè)計(jì)相結(jié)合，這樣既能減小噪聲影響，又不增加額外投資。此外，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，變電站內(nèi)其他配套建筑也可起到降噪作用。

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［5］國(guó)家電網(wǎng)公司.1000kV輸電工程變電(換流)站可聽(tīng)噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算及影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范［S］.

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［9］GB 12348－2008，工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［10］GB 3096－2008，聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.