聲強(qiáng)法測定高抗聲場特性數(shù)據(jù)分析

嚴(yán)利雄　劉曉華　嚴(yán)玲玲　聞鋮　陳興旺　王奇

摘要：在我國的變電站運行中，噪聲污染問題已引起了許多的問題。針對輸變電工程噪聲問題的深入研究后發(fā)現(xiàn)，并聯(lián)電抗器由于通常布設(shè)在臨近站區(qū)圍墻處，是造成廠界和敏感點噪聲超標(biāo)的重要原因。因此，全面掌握變電站噪聲特性，如何是使用聲強(qiáng)法測定高抗聲場特性數(shù)據(jù)分析，獲得準(zhǔn)確的聲源參數(shù)，對于500kV變電站聲環(huán)境影響預(yù)測及評價具有重要意義。

關(guān)鍵詞：輸變電工程;高抗聲場; 聲強(qiáng)法; 噪聲防治

一、引言

隨著電力工程的發(fā)展和城市區(qū)域的擴(kuò)大，500kV變電站四周不再是郊區(qū)和農(nóng)村，變電站環(huán)境噪聲對居民的干擾日漸突出。我國對環(huán)境保護(hù)的要求也越來越嚴(yán)格，變電站的噪聲控制在設(shè)計階段已經(jīng)成為重要考慮因素[1-2]，運用噪聲預(yù)測軟件對變電站環(huán)境噪聲影響進(jìn)行預(yù)測已成為電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重要手段，變電站中聲源設(shè)備眾多，包括變壓器、高壓并聯(lián)電抗器（以下簡稱高抗）、低壓電抗器、低壓電容器、導(dǎo)線電暈等，針對變電站主要聲源的監(jiān)測都有相應(yīng)的規(guī)范[3-5]。其中，高抗作為最主要的噪聲源，其噪聲特性一直受到廣泛關(guān)注[6-10]，研究者也不斷探索其噪聲監(jiān)測方法。

二、現(xiàn)場測試方法

2.1 樣本

本次現(xiàn)場測試主要對象為湖北境內(nèi)15座500kV變電站的共37組高壓并聯(lián)電抗器（以下簡稱高抗），編號為1-37，變電站高抗基本情況如下：

2.2 測試方法

2.2.1 測試方法

對于變壓器、電抗器等設(shè)備聲功率級的測量，《電力變壓器 第10部分：聲級測定》（GB/T1094.10-2003）中給出了聲壓法和聲強(qiáng)法兩種測試方法，兩種方法分別借鑒《聲學(xué) 聲壓法測定噪聲源的聲功率級 反射面上方采用包絡(luò)測量表面的簡易法》（GB/T 3768-1996，eqv ISO 3746：1995）和《聲學(xué) 聲強(qiáng)法測定噪聲源的聲功率級 第1部分：離散點上的測量》（GB/T 16404-1996，eqv ISO 9614-1：1993）。

采用《電力變壓器 第10部分：聲級測定》（GBT 1094.10-2003）中的聲壓法和聲強(qiáng)法同時進(jìn)行測試。測試過程中應(yīng)盡量減少其他背景噪聲的干擾，在無法關(guān)閉其他聲源的情況下，背景噪聲應(yīng)盡可能保持恒定。在某測點測試過程中如遇較為明顯的暫態(tài)噪聲干擾時（如動物鳴叫、車輛經(jīng)過等），應(yīng)暫停并重新對該測點進(jìn)行測試。

2.2.3 現(xiàn)場測試條件

（1）反射面

聲強(qiáng)法測試允許在距試品規(guī)定輪廓線至少為1.2m處有兩面反射墻壁，但現(xiàn)場實際情況是由于場地布置原因，防火墻距離高抗的距離不足1.2m，高抗邊緣距防火墻距離見下圖：

由于聲強(qiáng)法測試條件要求規(guī)定輪廓線與反射面的距離大于1.3m，而基本輪廓線與規(guī)定輪廓線的距離為0.3m，故設(shè)定滿足聲強(qiáng)法測試條件的基本輪廓線與設(shè)備距離為1.6m（圖中橫線），現(xiàn)場測試的37組高抗基本兩側(cè)都有防火墻，圖中為高抗基本輪廓線與防火墻距離，可以看出，超過一半高抗?jié)M足聲強(qiáng)法測試聲功率級的條件。

（2）規(guī)定輪廓線

采用《電力變壓器 第10部分：聲級測定》（GBT 1094.10-2003）中對基準(zhǔn)輪廓線和規(guī)定輪廓線的要求，基準(zhǔn)輪廓線為高抗散熱片外邊緣連接后的外包線;由于現(xiàn)場測試氣溫較低，高抗風(fēng)冷都未開啟，在風(fēng)冷卻設(shè)備（如果有）停止運行條件下進(jìn)行聲級測量時，規(guī)定的輪廓線應(yīng)距基準(zhǔn)發(fā)射面0.3m，故規(guī)定輪廓線距離基準(zhǔn)輪廓線0.3m，設(shè)備基本輪廓線、規(guī)定輪廓線與設(shè)備間關(guān)系圖如下：

測試的油箱高度大于2.5m，有兩個輪廓線，分別位于油箱高度的1/3和2/3處的水平面上，本次測試的高抗高度基本在2.9m至3.5m，兩條規(guī)定輪廓線的高度為1m和2m。

（3）現(xiàn)場測試布點

現(xiàn)場測試37組高抗規(guī)定輪廓線的長度22-26m不等，測試探頭位于兩個規(guī)定輪廓線上， 布點間的間距為0.9m-1m之間，37組高抗單相高抗的兩組規(guī)定輪廓線的測點數(shù)為40至52個。

2.3 現(xiàn)場測試分析

2.3.1 高抗運行條件

高抗主要運行條件有運行電壓、運行電流、有功功率、無功功率、高抗油溫等。

從圖中可以看出，高抗的運行電壓較為穩(wěn)定，在307kV左右，與設(shè)備的額定電壓相差不大;運行電流也與額定電流相差不大，可以看出在帶電運行狀態(tài)下，高抗基本在出廠條件下運行，設(shè)備運行狀況較為穩(wěn)定;設(shè)備的有功功率較小，可以不作為與聲功率級相關(guān)的參數(shù);高抗的額定功率有40000kVar、50000kVar、60000kVar，而對應(yīng)的無功功率為110MVar左右、140MVar左右和168MVar左右。

2.32 數(shù)據(jù)分析

從運行條件看，各組高抗的運行電壓變化不大，高抗的運行電流和有功功率與設(shè)備的額定容量成正比，現(xiàn)依據(jù)設(shè)備的額定容量將高抗分為三種類型，現(xiàn)將3種類型高抗的平均聲強(qiáng)級和聲功率級進(jìn)行比較

從圖中可以看出，不同類別的高抗對應(yīng)的平均聲強(qiáng)級和聲功率級與高抗的額定容量并未顯著關(guān)系。

三、結(jié)論

聲強(qiáng)法對變電站高抗聲源源強(qiáng)的測定在實際測試中相比聲壓法更易實現(xiàn)，測試條件更易滿足;

通過對現(xiàn)場高抗運行工況分析發(fā)現(xiàn)，500kV高抗運行的工況較為穩(wěn)定，運行電流和有功功率基本是與高抗的出廠工況相關(guān)，高額定容量對應(yīng)的運行電流和無功功率高，但通過聲強(qiáng)法對高抗進(jìn)行平均聲強(qiáng)級和聲功率級的測定發(fā)現(xiàn)，高額定容量所對應(yīng)的高運行電流和運行無功功率并不代表更高的聲強(qiáng)級和聲功率級。

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