換流站降噪方案研究

蘇　煒，申永成，王增軍，汪　斌，岳天琛

（1.華東電力設(shè)計院有限公司，上海　200001；2.國網(wǎng)山東省電力公司，濟(jì)南　250001；3.國網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司，山東　淄博　255032）

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換流站降噪方案研究

蘇煒1，申永成2，王增軍3，汪斌1，岳天琛1

（1.華東電力設(shè)計院有限公司，上海200001；2.國網(wǎng)山東省電力公司，濟(jì)南250001；3.國網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司，山東淄博255032）

摘要：依據(jù)換流站噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合站內(nèi)主要噪聲設(shè)備的噪聲水平，通過采取合理布置噪聲源和控制設(shè)備本體噪聲等措施，提出換流站降噪控制措施。在此基礎(chǔ)上，利用Cadna/A和SoundPlan噪聲計算軟件進(jìn)行換流站噪聲預(yù)測計算和分析，提出臨沂換流站降噪方案。

關(guān)鍵詞：換流站；噪聲控制；降噪方案

0　引言

中國是首個建設(shè)±800 kV特高壓直流輸電工程的國家。特高壓換流站的噪聲問題比高壓換流站更為嚴(yán)重［1］。對特高壓直流輸電工程的建設(shè)而言，可聽噪聲將成為特高壓直流換流站選址和設(shè)計的重要控制條件之一。

1　換流站噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)

目前我國執(zhí)行GB 12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)中對工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放有限值要求，具體限值詳見表1。

根據(jù)換流站所在區(qū)域的當(dāng)?shù)丨h(huán)評標(biāo)準(zhǔn)，臨沂換流站站界執(zhí)行GB 12348—2008中的2類標(biāo)準(zhǔn)，即夜間50 dB。

2　換流站內(nèi)主要噪聲源

對換流站周邊環(huán)境產(chǎn)生影響的主要是換流站內(nèi)的戶外噪聲源設(shè)備，這些設(shè)備分布在整個換流站，主要有：換流變壓器，換流變壓器冷卻風(fēng)扇，平波電抗器，交流濾波器組的電抗器和電容器，直流濾波器組的電抗器和電容器和閥冷卻風(fēng)扇。

表1　工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放限值

3　換流站噪聲控制措施

3.1合理的換流站總平面布置

換流變壓器根據(jù)以往工程的成功經(jīng)驗，每極高、低端閥廳采取面對面布置，使閥廳在滿足工藝要求的前提下具有很好的隔聲屏障功能，減少了換流變壓器噪聲對站界外的影響。

500kV GIS采用戶內(nèi)式，利用GIS室的屏障作用，減少500 kV交流濾波器場的噪聲向南側(cè)傳播。站前區(qū)布置在換流站的南側(cè)，建筑物可以起到隔聲阻擋的作用。通過總平面的合理優(yōu)化布置為進(jìn)一步降噪控制創(chuàng)造了較好的條件。

3.2換流變壓器

換流變壓器是換流站內(nèi)主要的噪聲源，其控制結(jié)果將影響整個換流站的噪聲控制。根據(jù)以往特高壓工程的經(jīng)驗，對換流變壓器采用全封閉隔聲罩的降噪措施［2］，即Box-in，隔聲罩的隔聲量要求不低于20 dB。

3.3干式電抗器

控制干式電抗器噪音的關(guān)鍵是限制線圈的振動。典型限制線圈振動的技術(shù)有：調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸、間隙和機(jī)械支撐使共振頻率遠(yuǎn)離臨界頻率；導(dǎo)體采用雙層橫截面結(jié)構(gòu)，使線圈的重量加倍，最大可降低電抗器噪音大約6 dB；采用特殊制造的低噪聲電抗器。采取以上措施后，能使電抗器聲音衰減10～20 dB左右。

3.4電容器

電容器降噪通過內(nèi)部降噪和設(shè)備布置兩方面考慮。對于內(nèi)部降噪，可采取以下措施：通過增加串聯(lián)電容器元件的數(shù)目，減小電容器罐里的電介質(zhì)應(yīng)力和振動力；通過改進(jìn)的機(jī)械阻尼使電容器元件布置更緊密，提高電容器元件組的剛度；設(shè)計電容器時考慮共振頻率，以免發(fā)生共振。對于設(shè)備布置，考慮500 kV、1 000 kV電容器均采用雙塔布置，降低設(shè)備高度，可有效降低換流站圍墻高度。

3.5冷卻風(fēng)扇

冷卻風(fēng)扇噪聲主要由葉片附近產(chǎn)生的氣流漩渦引起。降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、改良葉片形狀、提高葉片的平衡度、增大直徑和輪轂比、采用纖維塑料葉片等，都可有效降低冷卻風(fēng)扇的噪聲。

4　臨沂換流站噪聲預(yù)測

4.1計算軟件

換流站噪聲預(yù)測采用的聲場仿真軟件Cadna/A進(jìn)行計算，并通過SounPlan軟件進(jìn)行校核。采用兩種不同的噪聲計算軟件能夠保證噪聲計算結(jié)果的合理性。

4.2噪聲源的選取

國家電網(wǎng)直流建設(shè)部于2015年組織編制了《±800 kV特高壓直流輸電工程換流站標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計文件之（十）——換流站噪聲計算及降噪標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計指導(dǎo)書（試行）》，該指導(dǎo)書統(tǒng)一規(guī)定了±800 kV換流站噪聲計算的主要噪聲設(shè)備的源強(qiáng)、噪聲頻譜、聲源形式，以及計算方法和采取噪聲治理措施的原則等。預(yù)測計算中設(shè)備噪聲的聲功率級及頻譜均按照該指導(dǎo)書選取，如表2所示［3］。

表2　換流站設(shè)備噪聲源參數(shù)

4.3噪聲預(yù)測計算

4.3.1不采取降噪措施噪聲預(yù)測

全站圍墻高2.5 m，不采取輔助降噪措施，計算得圖1所示的噪聲分布圖。

從噪聲分布圖可以看出，不采取輔助降噪措施時，換流站各側(cè)圍墻外均存在噪聲超標(biāo)區(qū)域，必須采取輔助措施降低換流站噪聲影響。

4.3.2降噪方案及降噪后噪聲預(yù)測

考慮利用護(hù)坡對噪聲的阻擋作用以降低圍墻及聲屏障的高度，逐級試算后確定方案。

1）換流變加隔聲罩。

2）換流站北側(cè)挖方區(qū)坡頂立圍墻，圍墻高度為3.5 m、5m、6m；北側(cè)填方區(qū)圍墻加高至4m、6 m；換流站西側(cè)挖方區(qū)坡頂立圍墻，圍墻高度為2.5m、6m，其中6 m高的圍墻長約90m，其余部分圍墻高度為2.5m。

圖1　不采取降噪措施時的噪聲分布圖

3）智圣500 kV變電站220 kV配電裝置北側(cè)圍墻加高至4 m、6 m，6 m高部分長約90 m，智圣站500 kV主變的最西側(cè)設(shè)置1座8 m高的防火墻。

圖2　圍墻加高示意圖

換流站及變電站具體的圍墻加高范圍如圖2所示。換流站和變電站圍墻均為實體圍墻。

采取降噪措施后，計算得圖3所示的噪聲分布。

圖3　采取降噪措施后的噪聲分布圖

從噪聲分布圖可以看出，采取降噪措施后，臨沂換流站噪聲排放達(dá)到GB 12348—2008的2類標(biāo)準(zhǔn)。

5　結(jié)語

分析換流站主要噪聲源，針對不同噪聲源采取相應(yīng)改進(jìn)措施，如換流變壓器加隔聲罩，換流站四周設(shè)立2.5～6 m圍墻等。采取上述措施后，根據(jù)預(yù)測計算，臨沂換流站站界噪聲排放可達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》2類標(biāo)準(zhǔn)，該解決方法可為特高壓換流站降噪提供參考。

參考文獻(xiàn)

［1］俞敦耀.±800 kV特高壓換流站噪聲控制探討［J］.電力建設(shè)，2009（3）：13-15.

［2］張慶寶，鄧長紅，俞敦耀，等.特高壓直流換流站噪聲控制方案研究［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2009，3（5）：15-17.

［3］國家電網(wǎng)直流建設(shè)部.換流站噪聲計算及降噪標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計指導(dǎo)書（試行）［R］.2015.

Research on Noise Reduction Scheme of Converter Stations

SU Wei1，SHEN Yongcheng2，WANG Zengjun3，WANG Bin1，YUE Tianchen1
（1. East China Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，Shanghai 200001，China；2. State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250001，China；3. State Grid Zibo Power Supply Company，Zibo 255032，China）

Abstract:According to the noise control standard of converter station and the noise level of main equipment，the noise reduction measure including reasonable arrangement of the noise source and control measure of equipment noise is proposed. On this basis，forecast calculation and analysis of the noise are conducted using Cadna/A and SoundPlan software，and the noise reduction scheme of Linyi converter station is proposed.

Key words:converter station；noise control；noise reduction scheme

中圖分類號：TB53

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1007-9904（2016）05-0066-03

收稿日期：2016-03-03

作者簡介：

蘇煒（1972），男，高級工程師，從事?lián)Q流站設(shè)計工作。