交流1 000kV變電站廠界噪聲治理技術研究

齊建召，張國華，李永桂

（河北省電力勘測設計研究院，石家莊 050031）

交流1 000kV變電站廠界噪聲治理技術研究

齊建召，張國華，李永桂

（河北省電力勘測設計研究院，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預測；噪聲控制

隨著交流特高壓電網的迅速發展，交流特高壓變電站的廠界噪聲逐漸引起人們的重視。國家相關環保法律規定，建設項目在投入生產或者使用之前，其環境噪聲污染防治設施必須達到國家規定要求，否則，該建設項目不得投入生產或者使用。該文在荊門交流1 000kV變電站噪聲調研的基礎上，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技術和隔聲屏障研究。運用SoundPLAN噪聲預測軟件［1］對天津南交流1 000kV變電站進行了建模、預測，提出了噪聲控制措施，使得廠界排放噪聲滿足國家相關標準。

1 交流1 000kV變電站噪聲控制標準

交流1 000kV變電站廠界排放的噪聲必須滿足GB 12348－2008《工業企業廠界環境噪聲排放標準》中對相應聲環境功能區的要求。

GB 12348－2008對不同聲環境功能區的噪聲限值見表1。

表1 工業企業廠界環境噪聲排放標準 dB（A）

根據環境保護主管部門的環評批復要求，天津南交流1 000kV變電站廠界環境噪聲執行2類聲環境功能區標準，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變電站噪聲源調研

天津南交流1 000kV變電站的設備選型與荊門交流1 000kV變電站類似。根據已運行的荊門1 000kV變電站噪聲測試結果分析，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、并聯低壓電抗器等大型聲源設備［1］。

2.1 主要噪聲源強

對荊門特高壓變電站噪聲測試結果進行校核，經校核后的交流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高壓電抗器電氣設備所產生的噪聲。

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）等振動產生的噪聲；主變壓器冷卻裝置噪聲包括冷卻風扇和油泵引起的噪聲。

主變壓器本體噪聲產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致鐵心振動產生的，其中前者占主導作用，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據，采用環保部環評中心認可的SoundPLAN噪聲預測軟件對天津南交流1 000kV變電站進行模擬計算。

在SoundPLAN預測軟件中導入天津南交流1 000kV變電站的平面圖，設定地形和計算區域，建立建筑物、設備、圍墻的模型，輸入各噪聲源數據，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圍墻距離較近，南側廠界噪聲最大預測值為70dB（A），西北側廠界由于受主變壓器噪聲的影響，最大噪聲預測值為61dB（A），這兩處廠界噪聲超過了GB 12348－2008中2類聲環境功能區夜間噪聲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排放，需對變電站增加噪聲控制設計。

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

根據噪聲預測的廠界噪聲超標程度，對天津南交流1 000kV變電站增加噪聲控制設計。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，設計在西北廠界設置長度為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，超標嚴重，設計對3座高壓電抗器設置降噪量不小于20dB較高的Box-in。為了保證設備的通風散熱，在Box-in上設置通風換氣裝置。

為了降低其它區域廠界處的噪聲，提高圍墻設計高度，高度設計為2.8m，以增大圍墻外的“聲影區”，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類聲環境功能區的噪聲限值要求。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

在國內運行1 000kV交流特高壓變電站中，尚沒有主變壓器設置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。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。

5 結束語

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境的影響，保證廠界噪聲排放滿足國家相關標準，促進變電站與環境的和諧發展。

［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，2009（08）：1856-1861.

本文責任編輯：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，主要從事電力系統環境保護設計、環境影響評價、噪聲控制設計研究。