基于Predictor-LimA模型的城市典型戶外式110kV變電站噪聲預(yù)測

黃軼康，邱勇軍，張袁豐

（江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211102）

0 引 言

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，部分變電站逐漸處于城市中心或人口密集區(qū)，造成變電站與居民住宅等環(huán)境敏感目標(biāo)的矛盾不斷增加[1]。因為噪聲來源廣、危害性大[2]，國家有關(guān)部門已將相關(guān)條例納入法制化管理，所以研究城市變電站的噪聲，對保護(hù)人們利益和保障輸電工程規(guī)劃、建設(shè)及運行具有重大意義[2-3]。

本文首次嘗試采用Predictor-LimA模型建立戶外式城市變電站噪聲傳播預(yù)測模型，以3D形式準(zhǔn)確展示變電站噪聲聲源的大小、噪聲傳播的范圍以及噪聲的影響程度。

1 研究方法

1.1 預(yù)測模型簡介

城市典型戶外式110kV變電站噪聲預(yù)測模型由Predictor-LimA模型模擬而成。Predictor-LimA由丹麥的B&K開發(fā)，是一款環(huán)境噪聲預(yù)測專用軟件。該軟件可模擬多種聲源，包括風(fēng)機(jī)、墻面、屋頂、移動點源、公路及鐵路等[4]，同時支持戶外噪聲影響設(shè)施如隔音屏障、建筑、橋梁、地面區(qū)域、綠化區(qū)域、工業(yè)場地及住宅區(qū)域[5]等。

1.2 區(qū)域網(wǎng)格的構(gòu)建

選取江蘇省某110kV典型戶外式變電站為研究對象，應(yīng)用Predictor-LimA軟件進(jìn)行噪聲預(yù)測，將預(yù)測值與實際值進(jìn)行對比分析。模型網(wǎng)格單元的大小為1 m×1 m，變電站網(wǎng)格單元東西方向長度為45 m，南北方向長度為55 m，噪聲預(yù)測研究區(qū)域拓寬至變電站外圍四周各10 m，共概化出5 183個網(wǎng)格單元。如圖1所示，城市110kV戶外式變電站噪聲預(yù)測模型都建立在該空間概化結(jié)果之上。

圖1 研究區(qū)域計算網(wǎng)格圖

2 模型建立

2.1 模 型

以江蘇省內(nèi)某典型城市戶外式變電站為實例，根據(jù)變電站尺寸和站內(nèi)設(shè)備布置情況設(shè)置預(yù)測點位。利用Predictor-LimA軟件進(jìn)行建模，模型涉及110kV主變壓器、主控室及圍墻。按照《變電站噪聲控制技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T 1518-2016）要求，將110kV主變等效為5 m×4 m×3.5 m的面聲源，將主控室圍墻和變電站圍墻均等效為反射率為0.8的聲屏障，高度則均按照實際尺寸。

2.2 聲源識別

通常，變電站內(nèi)產(chǎn)生的噪聲來自變壓器和電抗器。變壓器噪聲由本體噪聲和冷卻系統(tǒng)噪聲疊加而成[6-8]。110kV變電站的主要聲源為主變壓器噪聲，參照《變電站噪聲控制技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T 1518-2016）中110kV主變聲源的聲壓級參數(shù)設(shè)置，設(shè)定主變聲源源強(qiáng)。

2.3 預(yù)測布點

按照《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12348-2008）中測量布點的要求，布置模型預(yù)測點位。在變電站四周圍墻外1 m、高于圍墻0.5 m處，各放置1個預(yù)測計算點。

2.4 模擬分析

通常，典型戶外式110kV變電站有2臺主變，且主變尺寸較大，輻射產(chǎn)生的聲場較復(fù)雜，進(jìn)而形成相對集中的區(qū)域性強(qiáng)聲源。選用領(lǐng)先的聲環(huán)境模擬軟件Predictor-LimA進(jìn)行建模和分析計算，得到的噪聲傳播模擬圖如圖2所示。該區(qū)域變電站噪聲傳播構(gòu)成點-面-立體的復(fù)雜聲場模型。

3 結(jié)果與討論

本文采用Predictor-LimA軟件建模進(jìn)行噪聲預(yù)測，參照噪聲傳播疊加公式，疊加所在區(qū)域的背景噪聲，計算出各廠界預(yù)測點的最大環(huán)境預(yù)測值，并與聲環(huán)境實測值進(jìn)行對比，結(jié)果如表1所示。

圖2 變電站主變噪聲傳播模擬圖

表1 噪聲預(yù)測值與實測值對比表

由表1可知，考慮主變壓器噪聲和背景噪聲的疊加影響后，計算得到圍墻外側(cè)1 m、高于圍墻0.5 m處廠界的最大噪聲值為50.9 dB（A）。同時，為判斷預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，對比了預(yù)測值與實測值，最大預(yù)測誤差不超過3.07%，平均誤差為1.63%。

4 結(jié) 論

城市典型戶外式110kV變電站內(nèi)的主要聲源屬于典型的面聲源，能采用Predictor-LimA軟件進(jìn)行噪聲預(yù)測，并模擬噪聲地圖，分析可視化的戶外式變電站平面布置，為今后變電站工程的主變噪聲聲環(huán)境影響評價工作提供有效的技術(shù)支持。