110kV～750kV變電站噪聲超標原因分析及控制措施

錢詩林 張嵩陽 張遠 陳豪然 郭星

（國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院，河南 鄭州 450052）

110kV～750kV變電站噪聲超標原因分析及控制措施

錢詩林 張嵩陽 張遠 陳豪然 郭星

（國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院，河南 鄭州 450052）

目前變電站噪聲超標現(xiàn)象時有發(fā)生，特別是城市變電站，噪聲超標擾民已成為當前變電站主要環(huán)保問題。本文對46座噪聲超標變電站進行調(diào)研分析，歸結(jié)了當前變電站噪聲超標的主要原因，并從設計角度提出了控制措施。

變電站；噪聲；超標；控制措施

2015年1月1日起實施的新環(huán)保法、輸變電工程環(huán)境影響評價技術(shù)導則及輸變電工程竣工環(huán)保驗收技術(shù)規(guī)范等對輸變電工程環(huán)保提出了更高更精細的要求［1，2，3］，變電站噪聲達標排放已成為不可觸碰的底線。而目前變電站噪聲超標現(xiàn)象時有發(fā)生，特別是城市變電站，噪聲超標擾民已成為當前變電站主要環(huán)保問題［4，5，6］，亟待解決。本文在對46座超標變電站調(diào)研的基礎上分析其主要超標原因，并從設計的角度提出了應對策略，為從設計源頭控制變電站噪聲提供技術(shù)參考。

1 噪聲超標變電站情況分析

本次共調(diào)研噪聲超標變電站46座，涵蓋110kV、220kV、500kV及750kV四個電壓等級，同時含有戶外、半戶內(nèi)、全戶內(nèi)三種布置形式，具有代表性，詳見下表1。

表1 超標站電壓等級、布置方式分布情況統(tǒng)計

目前110kV和220kV變電站在城市和農(nóng)村均有大量分布，而500kV及以上電壓等級變電站主要位于郊區(qū)或農(nóng)村地區(qū)。調(diào)研的46座噪聲超標變電站位置分布詳見下圖1所示，可以看出對于110kV和220kV變電站，噪聲超標主要集中在城市變電站。

圖1 噪聲超標變電站所處位置分布圖

2 變電站超標原因分析

針對噪聲超標站，對超標數(shù)據(jù)進行歸納研究與分析，超標原因主要為以下幾方面：

（1）變電站主變噪聲過大導致超標

目前110kV變電站主變噪聲水平主要集中在60～70dB（A），220kV變電站主變噪聲水平主要集中在65～75dB（A），330kV、500kV、750kV變電站主變噪聲水平主要集中在70～80dB（A）［7，8］，主變噪聲水平與電壓等級成正比關系，隨著電壓等級的升高噪聲水平增大。但是部分變電站由于變壓器運行時間長、設備老化等原因?qū)е伦儔浩髟肼曔^大，根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，部分110kV和220kV變電站的變壓器噪聲高達80dB（A）以上，有的甚至接近90dB（A），比如220kV A變電站主變噪聲高達83.5dB（A），220kV B變電站主變噪聲高達88.4dB（A）。

（2）變電站站址聲功能級別提高導致超標

變電站所處的聲功能區(qū)級別決定了噪聲排放所采取的標準，隨著城市規(guī)模的發(fā)展，以前四周空曠的變電站逐漸被居民樓等環(huán)境敏感目標包圍，其聲功能級隨之提高，噪聲排放標準也隨之提高，由此導致部分變電站廠界噪聲超標，本次調(diào)研的28座110kV變電站中有16座屬于站址區(qū)域聲功能提級導致超標。

（3）變電站平面布置不合理導致超標

根據(jù)調(diào)研，部分變電站平面布置不合理，主變過于靠近一側(cè)圍墻，導致廠界噪聲超標，如500kV C 變電站2#主變距離北側(cè)圍墻僅有14m，導致北側(cè)圍墻嚴重，220kV D變電站1#、2#主變距離西側(cè)圍墻約15m，導致西側(cè)圍墻超標嚴重。

（4）高壓電抗器噪聲導致超標

在330kV及以上電壓等級變電站中，電抗器作為變電站主要噪聲源，由于距離廠界較近導致廠界超標的現(xiàn)象較為普遍。在收集到的12座500kV超標變電站中全部是由于高壓電抗器導致廠界超標，在此以500kV E變電站為例進行說明：

根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，靠近電抗器附近的南側(cè)兩處廠界噪聲夜間監(jiān)測結(jié)果超標（1#廠界點夜間噪聲54.1dB（A），2#廠界點夜間噪聲53.5dB（A），廠界排放標準為2類，夜間標準為50dB（A）。后經(jīng)復測，500kV E變電站電抗器四周噪聲水平分布在63.4～72.1dB（A），且電抗器距離南側(cè)圍墻不足8m。電抗器噪聲大，加之距離廠界近，導致廠界噪聲超標。

下圖2為通過軟件計算分析E變電站超標情況的預測圖，預測結(jié)果（1#廠界點噪聲預測值為54.2dB（A），2#廠界點噪聲預測值為53.6dB（A）與實測結(jié)果擬合性較好，經(jīng)過預測分析和現(xiàn)場復測500kV E變電站廠界超標確為高壓電抗器噪聲引起。

圖2 500kV E變電站噪聲預測圖

（5）出線處帶電構(gòu)架電暈噪聲過大導致超標

電壓等級越高，變電站出線處帶電構(gòu)架電暈噪聲就越大，主要體現(xiàn)在500kV和750kV變電站。750kV F變電站和G變電站廠界超標處為750kV出線處，主要是由750kV線路電暈噪聲較高引起。

（6）綜合原因?qū)е鲁瑯?/p>

對于廠界噪聲超標的110kV和220kV城市變電站，其超標是由主變噪聲過大及平面布置設計緊湊二者綜合作用的結(jié)果。在此以110kV H變電站為例進行說明：110kV H變電站位于市區(qū)，半戶內(nèi)布置，現(xiàn)有容量為2×50MVA，發(fā)生噪聲超標擾民現(xiàn)象。一方面，經(jīng)監(jiān)測主變噪聲最大值為72.0 dB（A），主變噪聲較大；另一方面該站設計緊湊，1#主變距離變電站東側(cè)圍墻僅2.8m；二者共同作用導致廠界噪聲超標，夜間東側(cè)圍墻最大值為59.9 dB（A）（廠界噪聲執(zhí)行2類標準，超標高達9.9 dB（A））。這種情況在超標的城市變電站中比較普遍。

對于高電壓等級的500kV、750kV變電站，其廠界超標主要是由電抗器噪聲以及高壓出線電暈噪聲綜合作用引起的。

3 變電站噪聲控制措施

變電站噪聲超標與變電站的設計有著密切關系，當前變電站設計規(guī)范過于關注電氣設備的安全性、可靠性以及建設的經(jīng)濟性，缺乏對環(huán)境保護的充分考慮，對噪聲控制措施要求不明確，導致當前變電站噪聲超標現(xiàn)象較為普遍。如果在設計中充分考慮變電站噪聲影響，進行針對性設計，便可從源頭解決變電站噪聲超標問題。

（1）對于因主變噪聲過大而導致廠界噪聲超標的情況，除了變壓器運行時間長設備老化等原因，在設計時首先應選取低噪聲變壓器，并考慮防火墻對噪聲的阻隔作用，可將主變兩側(cè)的防火墻設計成吸聲消聲防火墻，從而控制主變噪聲。

（2）對于因站址聲功能級別提高而導致廠界噪聲超標的情況，首先在設計選址階段就應充分考慮站址的聲功能區(qū)變化，盡量避開聲功能較高的地區(qū)及可能發(fā)展為高聲功能的地區(qū)，如果必須在聲功能較高區(qū)域建設變電站，則應考慮噪聲控制措施，可采取全戶內(nèi)布置、優(yōu)化站區(qū)平面布置或增設聲屏障等措施控制廠界噪聲排放。

（3）對于因平面布置不合理而導致廠界噪聲超標的情況，在設計時應合理考慮平面布置，將主要噪聲源布置在變電站中央或盡量靠近噪聲排放標準較寬松的一側(cè)。

（4）對于因高壓電抗器噪聲而導致廠界噪聲超標的情況，除了在設計時考慮選取低噪聲電抗器，考慮采用吸聲消聲防火墻等措施，還應考慮在滿足功能性、安全性的前提下，盡量加大高壓電抗器與站界間距離，并適當增加近電抗器處圍墻高度，從而控制高壓電抗器噪聲的排放。

（5）對于因出線處帶電構(gòu)架電暈噪聲而導致廠界噪聲超標的情況，可通過對母線和金具的布置和設計進行優(yōu)化，改善母線及金具的電壓分布的方式控制帶電構(gòu)架電暈噪聲。

在變電站設計中應針對擬建站的具體情況，采取適宜的噪聲控制措施，并將噪聲控制措施的費用列入工程概算，保障其能夠得到落實，確保設計出變電站噪聲排放滿足標準要求。

4 結(jié)語

通過調(diào)研，對46座噪聲超標變電站進行研究分析，歸納其超標原因主要為主變噪聲過大、站址聲功能級別提高、平面布置不合理、高壓電抗器噪聲、出線處帶電構(gòu)架電暈噪聲過大以及上述因素的綜合等六個方面；并針對超標原因，提出了在設計中通過選取低噪聲變壓器、站址避開高級別聲功能區(qū)、優(yōu)化站區(qū)平面布置、合理控制高壓電抗器噪聲及出線處帶電構(gòu)架電暈噪聲等方式控制變電站噪聲，達到變電站噪聲達標排放的目的。本文對從設計上控制變電站噪聲具有指導意義。

［1］ 環(huán)境保護部 HJ 24-2014環(huán)境影響評價技術(shù)導則 輸變電工程［S］. 北京：中國環(huán)境科學出版社，2014.

［2］ 環(huán)境保護部 HJ 705-2014建設項目竣工環(huán)境保護驗收技術(shù)規(guī)范 輸變電工程［S］. 北京：中國環(huán)境科學出版社，2014.

［3］ 環(huán)境保護部 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 GB 12348-2008 工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準［S］. 北京：中國環(huán)境科學出版社，2008.

［4］ 王成芳，杜天蒼.城市變電站選址面臨的尷尬及其對策思考［J］.規(guī)劃師，2008，24（2）：42-45.

［5］ 耿明，吳健等. 110kV戶內(nèi)變電站降噪措施及設計優(yōu)化研究［J］.陜西電力，2013，11：80-85.

［6］ 邵宇鷹，張思平. 變電站噪聲特性及降噪控制措施［J］.電力與能源，2014，35（4）：542-544.

［7］ 吳孝煊，楊亞平等. 500kV變電站噪聲測試與特性分析［J］.華東電力，2010，38（6）：887-889.

［8］ 呂敬友，黃玉等. 變電站噪聲對環(huán)境的影響與防治措施［J］.電力與能源，2011，32（2）：162-164.

錢詩林（1986.07-），男，漢族，工程師，碩士，研究方向：輸變電工程電磁環(huán)境及高電壓技術(shù)。

TM63

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1003-5168（2015）11-057-02