110kV～750kV變電站噪聲超標(biāo)原因分析及控制措施

錢詩林 張嵩陽 張遠(yuǎn) 陳豪然 郭星

（國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南 鄭州 450052）

110kV～750kV變電站噪聲超標(biāo)原因分析及控制措施

錢詩林 張嵩陽 張遠(yuǎn) 陳豪然 郭星

（國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南 鄭州 450052）

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

變電站；噪聲；超標(biāo)；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(dǎo)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(xì)的要求［1，2，3］，變電站噪聲達(dá)標(biāo)排放已成為不可觸碰的底線。而目前變電站噪聲超標(biāo)現(xiàn)象時有發(fā)生，特別是城市變電站，噪聲超標(biāo)擾民已成為當(dāng)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(biāo)變電站調(diào)研的基礎(chǔ)上分析其主要超標(biāo)原因，并從設(shè)計的角度提出了應(yīng)對策略，為從設(shè)計源頭控制變電站噪聲提供技術(shù)參考。

1 噪聲超標(biāo)變電站情況分析

本次共調(diào)研噪聲超標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)主要集中在城市變電站。

圖1 噪聲超標(biāo)變電站所處位置分布圖

2 變電站超標(biāo)原因分析

針對噪聲超標(biāo)站，對超標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納研究與分析，超標(biāo)原因主要為以下幾方面：

（1）變電站主變噪聲過大導(dǎo)致超標(biāo)

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(guān)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(shè)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(dá)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(dá)83.5dB（A），220kV B變電站主變噪聲高達(dá)88.4dB（A）。

（2）變電站站址聲功能級別提高導(dǎo)致超標(biāo)

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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)包圍，其聲功能級隨之提高，噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)也隨之提高，由此導(dǎo)致部分變電站廠界噪聲超標(biāo)，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(dǎo)致超標(biāo)。

（3）變電站平面布置不合理導(dǎo)致超標(biāo)

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(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)，如500kV C 變電站2#主變距離北側(cè)圍墻僅有14m，導(dǎo)致北側(cè)圍墻嚴(yán)重，220kV D變電站1#、2#主變距離西側(cè)圍墻約15m，導(dǎo)致西側(cè)圍墻超標(biāo)嚴(yán)重。

（4）高壓電抗器噪聲導(dǎo)致超標(biāo)

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(dǎo)致廠界超標(biāo)的現(xiàn)象較為普遍。在收集到的12座500kV超標(biāo)變電站中全部是由于高壓電抗器導(dǎo)致廠界超標(biāo)，在此以500kV E變電站為例進(jìn)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(biāo)（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(biāo)準(zhǔn)為2類，夜間標(biāo)準(zhǔn)為50dB（A）。后經(jīng)復(fù)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(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)。

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

圖2 500kV E變電站噪聲預(yù)測圖

（5）出線處帶電構(gòu)架電暈噪聲過大導(dǎo)致超標(biāo)

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(biāo)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?biāo)

對于廠界噪聲超標(biāo)的110kV和220kV城市變電站，其超標(biāo)是由主變噪聲過大及平面布置設(shè)計緊湊二者綜合作用的結(jié)果。在此以110kV H變電站為例進(jìn)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(biāo)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(shè)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(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)，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(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)高達(dá)9.9 dB（A））。這種情況在超標(biāo)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(biāo)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(biāo)與變電站的設(shè)計有著密切關(guān)系，當(dāng)前變電站設(shè)計規(guī)范過于關(guān)注電氣設(shè)備的安全性、可靠性以及建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，缺乏對環(huán)境保護(hù)的充分考慮，對噪聲控制措施要求不明確，導(dǎo)致當(dāng)前變電站噪聲超標(biāo)現(xiàn)象較為普遍。如果在設(shè)計中充分考慮變電站噪聲影響，進(jìn)行針對性設(shè)計，便可從源頭解決變電站噪聲超標(biāo)問題。

（1）對于因主變噪聲過大而導(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)的情況，除了變壓器運行時間長設(shè)備老化等原因，在設(shè)計時首先應(yīng)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(shè)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(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)的情況，首先在設(shè)計選址階段就應(yīng)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(shè)變電站，則應(yīng)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(shè)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(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)的情況，在設(shè)計時應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)較寬松的一側(cè)。

（4）對于因高壓電抗器噪聲而導(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)的情況，除了在設(shè)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(yīng)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(dāng)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(dǎo)致廠界噪聲超標(biāo)的情況，可通過對母線和金具的布置和設(shè)計進(jìn)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(shè)計中應(yīng)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(shè)計出變電站噪聲排放滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)語

通過調(diào)研，對46座噪聲超標(biāo)變電站進(jìn)行研究分析，歸納其超標(biāo)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(biāo)原因，提出了在設(shè)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(dá)到變電站噪聲達(dá)標(biāo)排放的目的。本文對從設(shè)計上控制變電站噪聲具有指導(dǎo)意義。

［1］ 環(huán)境保護(hù)部 HJ 24-2014環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 輸變電工程［S］. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2014.

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

［3］ 環(huán)境保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)［S］. 北京：中國環(huán)境科學(xué)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(shè)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