±1 100 kV換流站BOX-IN裝置降噪效果的測試與分析

徐 鵬, 姚為方, 華雪瑩, 王潤芳, 邢 琛

(1.安徽新力電業(yè)科技咨詢有限責任公司, 安徽 合肥 230601;2.國網安徽省電力科學研究院, 安徽 合肥 230601)

0 引言

隨著社會經濟的飛速發(fā)展，對電力能源的依賴程度不斷加深，電能已成為國家穩(wěn)定發(fā)展、百姓安居樂業(yè)的命脈。我國能源和經濟社會發(fā)展并不均衡，電能高消費區(qū)域多在東部沿海城市，而能源資源卻主要集中在中西部內陸地區(qū)，如何將西部地區(qū)的能源轉化成電能，再通過低損耗方式輸送到東部地區(qū)供使用，便成為了縮短東西部地區(qū)經濟發(fā)展差距的關鍵[1]。特高壓輸電工程一般指直流電壓達到±800 kV以上，交流電壓達到1 000 kV以上的高電壓等級輸電工程，其具有輸送距離長、能量損耗小、輸送容量大等優(yōu)勢。

國內外對于變電站噪聲的相關研究已開展多年，但由于條件限制鮮有對±1 100 kV特高壓換流站BOX-IN裝置降噪效果的研究。本文以一座±1 100 kV換流站所安裝的換流變BOX-IN裝置為研究對象，在換流變高噪?yún)^(qū)域開展噪聲環(huán)境的測試和分析，為特高壓換流變噪聲環(huán)境優(yōu)化和職業(yè)衛(wèi)生保護等方面工作提供參考依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究對象

測試對象選取我國境內某±1 100 kV換流站，±1 100 kV直流輸電工程是國家“西電東送”戰(zhàn)略的重點工程，是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最長、技術水平最先進的特高壓工程[2]。該換流站內共設有兩組換流變和4組排風扇，換流變安裝有BOX-IN裝置，本次測試主要圍繞1#高壓閥廳、1#低壓閥廳、2#高壓閥廳、2#低壓閥廳、4組排風扇等周邊相關區(qū)域開展。

1.2 BOX-IN降噪技術

BOX-IN為一種隔聲結構的簡稱，通過采用可拆卸的特種材質隔聲板，將聲源本體像盒子一樣封閉起來，同時也不影響其主體功能。換流變BOX-IN降噪技術主要采用可拆卸的隔音室封閉換流變本體，隔音室上設置有通風散熱消聲器，把換流變冷卻風扇放在隔音室外面總體方案主要由開孔布置、結構方案、通風方案、溫度控制方案、消防方案、聲學材料選用等部分組成[3,4]。

1.3 主要噪聲源

換流站內噪聲環(huán)境與其他電壓等級變電站有所不同，噪聲源更為復雜，主要涉及有換流變壓器、換流變冷卻風扇、調相機變壓器、冷卻塔、平波電抗器、交直流濾波器場，以及輸電線路的電暈放電[5]。站區(qū)內高噪聲區(qū)域主要集中在換流變及調相機區(qū)域，特高壓換流站在建設時會采用BOX-IN、隔聲罩和聲屏障等降噪措施，對噪聲排放起到一定限制作用，換流變區(qū)域噪聲主要由換流變本體及多組排風扇產生[6]。

1.4 測試方法

布點方法：換流變區(qū)域平面布置示意圖1所示。由于受到安全因素等條件限制，本次測試布點主要選取在換流變區(qū)域巡檢道路附近開展，布點位置保持與設備安全距離，結合站區(qū)巡檢道路系統(tǒng)將換流變區(qū)域進行網格狀監(jiān)測，共布設約60個測試點位，測試各點位1分鐘等效A聲級。本次測試均在站區(qū)內換流變安全區(qū)域開展，不涉及廠界排放噪聲測試。

圖1 換流變區(qū)域平面布置示意圖

測量方式：選在無雨無雪的氣象條件下進行，聲級計加風罩。聲級計通過手持或木架固定在距離地面1.2米高度的位置，人體距離傳感器0.5米以上。在BOX-IN裝置安裝之前和安裝完成后在每個測點各監(jiān)測一次。測試現(xiàn)場如圖2所示。

由于換流變設備噪聲較為穩(wěn)定，站區(qū)內外較為空曠，背景噪聲干擾相對較小，且受制于安全因素，本次站區(qū)內測試只在白天(6：00～18：00)開展，測試各點位1分鐘等效連續(xù)A聲級。

1.5 測試環(huán)境

測試氣象環(huán)境見表1。

表1 測試氣象環(huán)境

1.6 測試儀器

本次測試主要采用一套AWA6228多功能聲級計，測量范圍為35 dB～130 dB(A)，頻率計權為20 Hz～10 kHz。檢測時設備狀態(tài)良好，檢測儀器均在檢定有效期內。

2 結果與討論

通過對換流站站區(qū)內布設的采樣點進行匯總分析后，可以得到換流變區(qū)域可聽噪聲范圍值(見表2)，之后采用surfer軟件模擬繪制區(qū)域可聽噪聲等值分布圖(見圖3和圖4)。

表2 換流變區(qū)域可聽噪聲范圍值

(a)BOX-IN安裝前 (b)BOX-IN安裝后圖3 BOX-IN裝置安裝前后降噪效果圖

(a)BON-IN安裝前 (b)BOX-IN安裝后圖4 BOX-IN裝置安裝前后噪聲等值線對比圖

由圖3和圖4可以得出：

(1)換流變的主要噪聲源集中在右側區(qū)域，該側室外安裝有四組排風扇，成為了噪聲值主要貢獻裝置；換流變其他側由于完全室內封閉，噪聲排放相對較小。

(2)在BOX-IN裝置未安裝前，換流變噪聲值在72 dB(A)以上的高噪?yún)^(qū)域主要集中在高低壓閥廳及排風扇一側，且在兩組換流變的排風扇之間還出現(xiàn)了噪聲值77 dB(A)以上的超高區(qū)域；安裝BOX-IN裝置之后，噪聲值72 dB(A)以上高噪?yún)^(qū)域范圍有明顯的縮減，只出現(xiàn)在排風扇右側區(qū)域，且噪聲值在77 dB(A)以上的超高區(qū)域基本消失。

(3)在BOX-IN裝置安裝后，1#換流變區(qū)域的降噪效果明顯，噪聲降幅較大；2#換流變由于靠近其他高噪聲設備，噪聲測試值范圍降幅較小，且其低壓閥區(qū)域的降噪效果優(yōu)于高壓閥區(qū)域。

(4)BOX-IN裝置的安裝使得換流變區(qū)域噪聲水平下降了約5～10 dB(A)；裝置安裝后改變了排風扇側各區(qū)域噪聲峰值出現(xiàn)的位置，這是由于噪聲疊加位置發(fā)生改變而造成的。

3 結論

本文通過對某±1 100 kV特高壓換流站內換流變BOX-IN裝置安裝前后的噪聲環(huán)境測試，分析并得出以下結論：

(1)BOX-IN裝置的安裝可以有效的降低區(qū)域噪聲環(huán)境，換流變被封閉后噪聲排放得到有效控制，而排風扇由于無法封閉成為了噪聲的主要排放源。

(2)BOX-IN裝置的安裝能夠將換流變區(qū)域整體噪聲水平下降5～10 dB(A)，77 dB(A)以上的噪聲區(qū)域基本消失，高噪聲區(qū)域范圍明顯縮減，設備降噪效果較為明顯。

(3)BOX-IN裝置的安裝改變了換流變的噪聲排放，對不同噪聲源疊加產生的高噪?yún)^(qū)域產生影響，可以改變疊加高噪聲區(qū)域位置，對某些特定點位降噪有積極意義。

(4)由于站內其他噪聲設備影響，換流變BOX-IN實際降噪水平應優(yōu)于監(jiān)測水平，其對站區(qū)噪聲控制優(yōu)化及職業(yè)衛(wèi)生工作起到積極作用，同時也有良好的社會效益[7]。