交流1 000kV變電站廠界噪聲治理技術(shù)研究

齊建召，張國華，李永桂

（河北省電力勘測設(shè)計研究院，石家莊 050031）

交流1 000kV變電站廠界噪聲治理技術(shù)研究

齊建召，張國華，李永桂

（河北省電力勘測設(shè)計研究院，石家莊 050031）

為了降低天津南1 000kV變電站的廠界噪聲，對荊門交流1 000kV變電站噪聲源強和主變壓器與高壓電抗器的噪聲源頻譜特性進行調(diào)研，運用計算機噪聲模擬軟件SoundPLAN對天津南交流1 000kV變電站的噪聲進行了預(yù)測，提出了噪聲控制措施，并說明治理效果。

廠界噪聲；源強及特性；SoundPLAN預(yù)測；噪聲控制

隨著交流特高壓電網(wǎng)的迅速發(fā)展，交流特高壓變電站的廠界噪聲逐漸引起人們的重視。國家相關(guān)環(huán)保法律規(guī)定，建設(shè)項目在投入生產(chǎn)或者使用之前，其環(huán)境噪聲污染防治設(shè)施必須達到國家規(guī)定要求，否則，該建設(shè)項目不得投入生產(chǎn)或者使用。該文在荊門交流1 000kV變電站噪聲調(diào)研的基礎(chǔ)上，開展了天津南交流1 000kV變電站主要噪聲源的源強、頻譜特性、Box-in技術(shù)和隔聲屏障研究。運用SoundPLAN噪聲預(yù)測軟件［1］對天津南交流1 000kV變電站進行了建模、預(yù)測，提出了噪聲控制措施，使得廠界排放噪聲滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1 交流1 000kV變電站噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)

交流1 000kV變電站廠界排放的噪聲必須滿足GB 12348－2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》中對相應(yīng)聲環(huán)境功能區(qū)的要求。

GB 12348－2008對不同聲環(huán)境功能區(qū)的噪聲限值見表1。

表1 工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn) dB（A）

根據(jù)環(huán)境保護主管部門的環(huán)評批復(fù)要求，天津南交流1 000kV變電站廠界環(huán)境噪聲執(zhí)行2類聲環(huán)境功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，即晝間噪聲不高于60dB（A），夜間噪聲不高于50dB（A）。

2 荊門交流1 000kV變電站噪聲源調(diào)研

天津南交流1 000kV變電站的設(shè)備選型與荊門交流1 000kV變電站類似。根據(jù)已運行的荊門1 000kV變電站噪聲測試結(jié)果分析，交流特高壓變電站的主要噪聲源包括主變壓器、高壓電抗器、并聯(lián)低壓電抗器等大型聲源設(shè)備［1］。

2.1 主要噪聲源強

對荊門特高壓變電站噪聲測試結(jié)果進行校核，經(jīng)校核后的交流1 000kV變電站主要噪聲源強見表2。

表2 交流1000kV變電站主要噪聲源強

從表2可知，交流1 000kV變電站的噪聲主要來自1 000kV主變壓器和1 000kV高壓電抗器電氣設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲。

2.2 主變壓器與高壓電抗器的噪聲源頻譜特性

2.2.1 1 000kV主變壓器噪聲源頻譜特性

主變壓器的噪聲包括主變壓器本體噪聲和冷卻裝置噪聲。主變壓器本體噪聲包括鐵心、繞組、油箱（包括磁屏蔽）等振動產(chǎn)生的噪聲；主變壓器冷卻裝置噪聲包括冷卻風(fēng)扇和油泵引起的噪聲。

主變壓器本體噪聲產(chǎn)生的主要原因是硅鋼片磁致伸縮引起的鐵心振動、硅鋼片接縫處和疊片間的漏磁引起鐵心的振動、繞組負(fù)載電流漏磁所引起的振動等，其頻率范圍為100～500Hz。主變壓器噪聲頻譜曲線見圖1。

圖1 主變壓器噪聲頻譜曲線

從圖1可知，在頻率范圍為100～500Hz區(qū)間的聲壓級較高，主變壓器的低頻噪聲較強。

2.2.2 1 000kV高壓電抗器噪聲源頻譜特性

1 000kV高壓電抗器噪聲產(chǎn)生的主要原因是主磁路間隙材料在麥克斯韋爾力作用下伸縮而引起鐵餅振動及鐵心磁致伸縮導(dǎo)致鐵心振動產(chǎn)生的，其中前者占主導(dǎo)作用，后者由于電抗器磁路磁通密度較低，引起的振動和噪聲較小。1 000kV高壓電抗器噪聲的頻譜曲線見圖2。

圖2 高壓電抗器噪聲頻譜曲線

從圖2可知，在頻率范圍為100～500Hz的聲壓級較高，主變壓器的低頻噪聲較強。

從噪聲控制的角度看，噪聲的頻率越低，常規(guī)的治理方法治理難度越大，因為低頻噪聲的波長較長，隨距離衰減慢，也不容易被吸收。

3 天津南交流1 000kV變電站噪聲治理方案

3.1 噪聲模擬計算

為了獲得無任何噪聲治理措施情況下的廠界噪聲數(shù)據(jù)，采用環(huán)保部環(huán)評中心認(rèn)可的SoundPLAN噪聲預(yù)測軟件對天津南交流1 000kV變電站進行模擬計算。

在SoundPLAN預(yù)測軟件中導(dǎo)入天津南交流1 000kV變電站的平面圖，設(shè)定地形和計算區(qū)域，建立建筑物、設(shè)備、圍墻的模型，輸入各噪聲源數(shù)據(jù)，進行噪聲模擬計算。天津南交流1 000kV變電站不采取任何降噪措施時的噪聲分布云圖見圖3。

圖3 天津南特高壓變電站治理前噪聲分布

從圖3可知，由于高壓電抗器離南側(cè)圍墻距離較近，南側(cè)廠界噪聲最大預(yù)測值為70dB（A），西北側(cè)廠界由于受主變壓器噪聲的影響，最大噪聲預(yù)測值為61dB（A），這兩處廠界噪聲超過了GB 12348－2008中2類聲環(huán)境功能區(qū)夜間噪聲50dB（A）的限值。

為了保證天津南交流1 000kV變電站廠界噪聲達標(biāo)排放，需對變電站增加噪聲控制設(shè)計。

3.2 噪聲控制措施

為了降低天津南交流1 000kV變電站的廠界噪聲，可以從規(guī)劃防治對策、管理措施和技術(shù)防治措施3個方面來降低噪聲。規(guī)劃防治對策是從變電站的選址、規(guī)劃布局、總圖布置和設(shè)備布局等方面進行調(diào)整，以減少噪聲的影響，如采用“鬧靜分開”和“合理布局”的設(shè)計原則，使高噪聲設(shè)備盡可能遠離廠界。管理措施主要包括提出環(huán)境噪聲管理方案，提出降噪設(shè)施的運行使用、維修保養(yǎng)等方面的管理要求。技術(shù)防治措施是增加降噪設(shè)備或措施來降低廠界噪聲。對于天津南交流1 000 kV變電站，技術(shù)防治措施是最可行的噪聲控制措施。

根據(jù)噪聲預(yù)測的廠界噪聲超標(biāo)程度，對天津南交流1 000kV變電站增加噪聲控制設(shè)計。具體降噪措施見表3。

表3 降噪措施

由于受到1 000kV主變壓器噪聲的影響，西北廠界噪聲超標(biāo)，設(shè)計在西北廠界設(shè)置長度為105 m，高度為5.5m的隔聲屏障，以降低主變壓器噪聲對廠界的影響。隔聲屏障插入損失不小于12 dB。1 000kV高壓電抗器離南廠界距離較近，超標(biāo)嚴(yán)重，設(shè)計對3座高壓電抗器設(shè)置降噪量不小于20dB較高的Box-in。為了保證設(shè)備的通風(fēng)散熱，在Box-in上設(shè)置通風(fēng)換氣裝置。

為了降低其它區(qū)域廠界處的噪聲，提高圍墻設(shè)計高度，高度設(shè)計為2.8m，以增大圍墻外的“聲影區(qū)”，從而降低廠界噪聲。

4 天津南交流1 000kV變電站噪聲治理效果

在對天津南1 000kV特高壓變電站增加降噪措施后，利用SoundPLAN預(yù)測軟件計算采取噪聲治理措施后的噪聲分布見圖4。

從圖4可以看出，在增加噪聲治理措施后，天津南1 000kV交流特高壓變電站廠界處噪聲小于50dB（A），滿足GB 12348－2008中2類聲環(huán)境功能區(qū)的噪聲限值要求。目前，在1 000kV交流特高壓變電站噪聲控制中，隔聲屏障和Box-in是應(yīng)用最廣泛的2種噪聲控制措施，這2種噪聲控制措施的性能對比見表4。

圖4 天津南特高壓變電站治理后噪聲分布

表4 隔聲屏障與Box-in性能對比

在國內(nèi)運行1 000kV交流特高壓變電站中，尚沒有主變壓器設(shè)置Box-in的案例。1 000kV主變壓器一般布置在站址的中心，離廠界較遠，采用隔聲屏障一般能夠保證廠界噪聲達標(biāo)。1 000 kV高壓電抗器一般離廠界較近，天津南1 000kV交流特高壓變電站高壓電抗器離廠界距離約20 m，高壓電抗器噪聲在廠界處超標(biāo)量為20dB，而隔聲屏障降噪量一般很難超過15dB，不能滿足降噪要求，因此對高壓電抗器采用降噪量較高的Box-in技術(shù)。

5 結(jié)束語

對天津南1 000kV交流特高壓變電站的主變壓器和高壓電抗器增加噪聲控制措施后，能有效減少噪聲對變電站周邊環(huán)境的影響，保證廠界噪聲排放滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，促進變電站與環(huán)境的和諧發(fā)展。

［1］倪 園，張廣州，張小武，等.特高壓交流試驗基地的噪聲評估與治理［J］.高電壓技術(shù)，2009（08）：1856-1861.

本文責(zé)任編輯：羅曉曉

ResearchonBoundaryNoiseControlTechnologyof1000kVACSubstation

Qi Jianzhao，Zhang Guohua，Li Yonggui
（Hebei Electric Power Design ＆ Research Institute，Shijiazhuang 050031，China）

In order to reduce the boundary noise of the Tianjin south 1 000kV substation ，Based on the research of Jingmen 1 000kV AC substation noise，this paper carries out research of the main noise source intensity，spectrum characteristics，forecastes noise on Tianjin south 1 000kV AC substation using computer simulation software SoundPLAN，and puts forword the noise control measures.

factory boundary noise；noise source intensity and characteristics；SoundPLAN prediction；noise control

TB535

B

1001-9898（2015）03-0003-03

2015-03-02

齊建召（1977－），男，高級工程師，主要從事電力系統(tǒng)環(huán)境保護設(shè)計、環(huán)境影響評價、噪聲控制設(shè)計研究。