戶內(nèi)配電變壓器低頻噪聲綜合治理技術(shù)

胡勝，李鐵楠，周冠東，吳曉文，彭曉鳳(.國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長沙40007；.國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙40004；.國網(wǎng)湖南省電力公司婁底供電分公司，湖南婁底47000)

戶內(nèi)配電變壓器低頻噪聲綜合治理技術(shù)

胡勝1，李鐵楠1，周冠東2，吳曉文1，彭曉鳳3
(1.國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長沙410007；2.國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙410004；3.國網(wǎng)湖南省電力公司婁底供電分公司，湖南婁底417000)

本文針對某小區(qū)配電變壓器低頻噪聲超標問題，根據(jù)低頻噪聲傳播特性，提出了低噪聲配電變壓器更換、加裝減振器、優(yōu)化變壓器防護罩設(shè)計等多方面噪聲治理措施。現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明綜合治理措施取得了良好效果，居民房間中的A聲級和倍頻帶聲壓級均可達到噪聲排放限值要求。

配電變壓器；低頻；結(jié)構(gòu)噪聲；治理

隨著城市人口密度與用電規(guī)模的逐漸增大，配電變壓器距離居民住宅越來越近。甚至還有大量配電變壓器由于空間限制，不得不設(shè)置于住宅樓內(nèi)。如果戶內(nèi)式配電變壓器的設(shè)計方案不合理或設(shè)備噪聲值偏大，易引起居民住宅中低頻噪聲超標〔1－3〕。傳統(tǒng)的隔聲、吸聲等噪聲治理方法成本較高，對低頻結(jié)構(gòu)噪聲的降噪效果并不理想，因此需針對配電變壓器噪聲與振動特性開發(fā)出新的控制技術(shù)〔4－6〕。

1 現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果

某小區(qū)3號公變位于負一樓，容量為800 kVA的干式變壓器。居民房間中噪聲監(jiān)測布點見圖1，A聲壓級結(jié)果見表1，噪聲倍頻帶聲壓級見圖2—3。監(jiān)測結(jié)果表明，3號公變樓上居民房間的晝夜間噪聲A聲壓級均小于文獻〔7〕中1類噪聲排放限值要求，但居民房間中主臥、次臥、客廳和飯廳的噪聲倍頻帶聲壓級均超過文獻〔7〕中1類噪聲排放限值要求。

圖1 某小區(qū)公變噪聲監(jiān)測布點

表1 居民房間噪聲環(huán)境測試結(jié)果dB(A)

圖2 主臥和次臥噪聲倍頻帶聲壓級

圖3 客廳和飯廳噪聲倍頻帶聲壓級

2 噪聲超標原因分析

1)該小區(qū)現(xiàn)有的變壓器噪聲較大，是引起噪聲超標的主要原因。變壓器噪聲測試結(jié)果見表2。變壓器噪聲是由電力變壓器本體(鐵芯、繞組)的振動及冷卻裝置(冷卻風扇、油泵)的振動所引起的〔8〕。本體振動的主要來源有:硅鋼片的磁致伸縮所引起的鐵芯周期性振動；硅鋼片接縫處和疊片之間因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力所引起的鐵芯振動；繞組中負載電流產(chǎn)生的繞組匝間電動力所引起的振動；漏磁所引起的油箱壁振動。其中鐵芯硅鋼片磁致伸縮引起的振動是最主要的來源。變壓器電磁噪聲的基頻為供電頻率的2倍，如50 Hz電力變壓器，則其電磁噪聲的基頻為100 Hz。除基頻外，還有高次諧波的噪聲成分，體積較大的變壓器，其最響的諧波頻率較低，而體積較小的變壓器，其最響的諧波頻率較高。

表2 3號公變噪聲測試結(jié)果dB(A)

2)該小區(qū)3號公變設(shè)置在負一層，配電變壓器噪聲與振動會通過梁柱、墻體等固體介質(zhì)傳播至居民房間，固體傳播過程經(jīng)過3個階段:振動源(聲源)、固體傳振(聲)介質(zhì)、固體表面激發(fā)空氣產(chǎn)生再生噪聲。配電變壓器噪聲與振動通過地面?zhèn)鬟f到梁和墻壁，在居民房間形成再生噪聲，從而引起居民房間結(jié)構(gòu)噪聲超標〔9〕。

3)變壓器防護罩隔聲效果差。由于現(xiàn)有變壓器防護罩散熱口在頂部，且為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，變壓器的噪聲通過頂部直接傳播到樓板上，從而對樓上住戶產(chǎn)生一定的影響。

3 降噪方案

1)3號公變的更換

從噪聲源本體來降低噪聲與振動是最有效的手段之一，從測試結(jié)果分析該小區(qū)現(xiàn)有的變壓器噪聲較大，是引起噪聲超標的主要原因。因此有必要對變壓器進行更換。新更換的變壓器采用新型的感應(yīng)濾波變壓器，能有效抑制諧波對變壓器噪聲的影響。新型變壓器的出廠噪聲測試結(jié)果見表3，測試結(jié)果表明該變壓器的噪聲明顯優(yōu)于同類型干式變壓器。

2)變壓器隔振裝置

為了進一步降低通過墻壁和梁柱傳遞到住戶家中的結(jié)構(gòu)噪聲，為變壓器設(shè)置隔振裝置。變壓器隔振裝置主要由減振器、橫擔、吊桿三部分組成，如圖4所示。變壓器的槽鋼與吊桿焊接，吊桿鉚接在由減振器支撐的橫擔上。根據(jù)800 kV變壓器的重量，設(shè)計減振器的個數(shù)為8個。同時將高低壓電纜與配電變壓器的連接改為軟銅排，避免振動通過電纜傳播。

表3 新型變壓器出廠噪聲測試結(jié)果dB

圖4 小區(qū)公變隔振裝置示意圖

3)優(yōu)化變壓器防護罩設(shè)計

將變壓器防護罩改為底部進風和側(cè)面出風，有效避免配電變壓器噪聲對樓板的直接傳播。

4 治理效果

治理后的居民房間環(huán)境噪聲測試結(jié)果如表4所示，主臥和客廳的噪聲倍頻帶聲壓級結(jié)果分別見圖5－6。由測量結(jié)果分析可知，采取上述治理措施后，該小區(qū)3號公變樓上住戶家中的A聲級和倍頻帶聲壓級均可達到文獻〔7〕1類聲噪聲排放限值要求。

表4 治理后居民房間噪聲環(huán)境測試dB(A)

圖5 治理后主臥噪聲倍頻帶聲壓級

圖6 治理后客廳噪聲倍頻帶聲壓級

5 結(jié)論

針對某小區(qū)配電變壓器低頻噪聲超標現(xiàn)象，根據(jù)低頻噪聲傳播特性，提出了低噪聲配電變壓器更換、加裝減振器、優(yōu)化變壓器防護罩設(shè)計等多方面噪聲治理措施，取得了良好的降噪效果，為今后配電變壓器低頻結(jié)構(gòu)噪聲控制提供了參考。

〔1〕張琛，石磊，趙宇彤，等.城市配電室噪聲與振動控制分析〔J〕.環(huán)境工程學(xué)報，2016，10(2):971-975.

〔2〕林濤，丁蘭嵐，林青川.城市居民區(qū)配套設(shè)備噪聲頻率特性分析〔J〕.四川環(huán)境，2012，31(5):137-139.

〔3〕黃敏均.戶內(nèi)配電變壓器低頻噪聲監(jiān)測分析與治理〔J〕.江蘇電機工程，2011，30(2):55-58.

〔4〕樊小鵬，李麗，劉嘉文.戶內(nèi)配電變壓器結(jié)構(gòu)噪聲污染分析及控制措施〔J〕.噪聲與振動控制，2014，34(6):135-139.

〔5〕何偉光，何浩明，梁璟晟.一種新型復(fù)合材料在配電房噪聲控制中的應(yīng)用研究〔J〕.電子測試，2015(9):144-147.

〔6〕嵇正毓，張華，楊于生，等.用空氣彈簧降低變壓器結(jié)構(gòu)噪聲的工程實踐〔J〕.污染防治技術(shù)，2011，24(1):61-64.

〔7〕環(huán)境保護局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準:GB 12348—2008〔S〕.北京:中國標準出版社，2008.

〔8〕嵇正毓，張華，楊于生，等.用空氣彈簧降低變壓器結(jié)構(gòu)噪聲的工程實踐〔J〕.污染防治技術(shù)，2011，24(1):61-64.

〔9〕葉志東，謝鵬林，吳千.基于設(shè)計工藝的10 kV配電變壓器噪聲污染分析及對策〔J〕.電工技術(shù)，2008(6):27-28.

The Com prehensive Treatment Technology for Low-Frequency Noise of Indoor Distribution Transformer

HU Sheng1，LITienan1，ZHOU Guandong2，WU Xiaowen1，PENG Xiaofeng3
(1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China；2.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410004，China；3.State Grid Hunan Electric Power Corporation Loudi Power Supply Company，Loudi417000，China)

With the economic and social development，more and more attentions have been paid to the low-frequency noise caused by indoor distribution transformers.In order to solve the problem that the low-frequency noise of an indoor distribution transformer，the comprehensive control measures had been put forward based on the propagation characteristic of the low frequency noise，including changing low noise distribution transformer，equippingwith shock absorber，optimizing the design of the transformer shield.Field application results showed that the A-weighted sound pressure level and that in octave bands of the residents′home can meet the demands of noise emission limits，which means that the control measures have achieved good effects.

distribution transformer；low-frequency；structural noise；control

TB53

B

1008-0198(2017)03-0036-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.03.010

國網(wǎng)湖南省電力公司科技項目(5216A5140021)

2016-07-07 改回日期:2016-12-17

胡勝(1979)，博士，高級工程師，從事電力設(shè)施噪聲與振動控制技術(shù)研究。