探討智能變電站預制艙噪聲控制

劉學寶 徐愛華 呂衛濤

【摘?要】智能變電站預制艙技術的不斷成熟，為變電站建設在能源穩定、環境友好、資源節約等各方面提供了滿足時代要求的可能，而在智能變電站預制艙的推廣過程中，艙內的噪音問題不僅會帶來對周圍環境的噪聲污染，而且還會影響艙內人員對其正常的調試及運行檢測，解決預制艙的噪聲問題成為當下智能變電站預制艙研究的熱門關注點，本文嘗試從預制艙噪聲的表現形式入手，對其控制必要性進行分析，并在此基礎上探索出解決該噪聲的可行性措施。

【關鍵詞】智能變電站;預制艙;噪聲;控制

作為國家電網的新型預裝式智能變電站的核心設備，預制艙技術的普遍應用為變電站的建設模式向節省占地、縮短工期以及環境友好的未來發展模式提供了可能，這也滿足了國家對于資源節約型、環境友好型社會建設的發展要求，自被廣泛推出以來，整站預制的生產模式為變電站在未來的高速發展鋪平了道路。

1.智能變電站預制艙的發展及其結構

從2014年開始，為了滿足經濟社會快速發展對電能的極速要求，開展變電站的智能化成為未來發展的關鍵趨勢，智能化變電站的運行模式能更好的為用戶提供穩定、便捷的電能輸出。基于此，在國家電網對智能變電站的積極引導下，開始了對于配送式變電站建筑模式的探索，一次預制艙和二次預制艙的應用模式被逐漸的普及開來。在之后的2016年，國家電網通過智能變電站模塊化試點工作的開展，也使該模式日漸成熟，并被廣泛的采用。

預制艙是一個整體性較強的設備，往往會在出廠之前便完成相關部件及系統的組裝和調試，在部分構成上，它包含了二次設備屏柜、屏間電纜、輔助控制系統及艙體等基礎部件，整列的設備也決定了其在運行過程中具備溫度監控、消防、照明、通信等系統功能。

2.預制艙噪音控制的必要性

預制艙的功能配置能為艙內工作人員盡可能的提供較為舒適的工作環境，然而由于預制艙本身固有的面積狹小、封閉性強等特點，致使艙內噪聲不僅不能得到有效疏解，而且會由于空間反射造成噪聲加重，致使聲音分貝會過大，與國內的艙內標準是不相符合的。噪聲的存在給艙內的安靜環境帶來的較大的破壞，從而影響了艙內人員的工作專注力，也違背了智能化、環境友好型的現代變電站建設的基本宗旨。因此，加強預制艙的改造，降低艙內噪音成為當下電力行業討論的話題，要對該問題進行有效的控制，還需從其致因及表現形式入手。

3.預制艙噪聲的致因

預制艙噪聲主要是由艙內裝置設備噪聲和工業空調噪聲兩部分組成，前者屬于艙內核心設備的噪音，所占比重較低，而后者則是艙內噪音的主要源頭，造成艙內噪聲污染的主要根源就來自于空調的風機，空調風機在運轉過程中又會根據其結構將聲音源頭細分為旋轉致因和渦流致因。旋轉噪聲主要是由于葉片圓周對稱性不達標，且與風阻不相協調而導致的，葉片的旋轉速度直接決定了旋轉噪聲的強弱程度;渦流噪聲則是由于氣流對葉片產生壓力脈動而引起的，其與風機的圓周速度成正相關，風機的圓周速度越高，產生的渦流噪聲也就越大。

4.預制艙噪聲控制措施探討

4.1噪音阻隔設計

對噪聲進行阻隔是控制噪聲、降低其影響最直接有效的手段，該手段的運用需要借助隔聲板材作為屏障，將噪聲進行特定空間的阻隔，將其控制在不被影響的范圍之外。在具體操作中，可以結合預制艙的結構、外觀及功能布置，將空調風機進行合理位置的設計，以便于進行聲音阻隔的設置，例如，將風機獨立于單一的密閉空間中，再輔以隔音板的包裹，則能夠最大化降低其運轉過程中帶來的噪聲污染。

4.2置入阻性消聲器

阻性消聲器主要是通過對聲音吸收之后，經由聲音摩擦振動而轉化成熱能的方式對噪聲進行處理。在阻性消聲器的置入過程中，首先需要通過風機的風壓來確定消聲器的截面大小，進而確定其構造及形式。其次，在吸聲材料的選擇時，可以根據材料密度及厚度在吸聲功能上的不同，在泡沫塑料、玻璃棉以及多孔吸聲磚等多種材料間進行靈活選擇。最后，在阻性消聲器進行完整的設計后，還需要對其進行結果的校驗，最終根據校驗結果確定消聲器的外形尺寸和材料構成，從而使外置消聲器能夠符合空間要求和降噪標準。

4.3合理設計出風口

風噪的產生多是由于出風口不規則的風向流動，尤其是在風機高速運轉的過程中，過大風力受到出風口的密集阻攔，形成氣流與出風口的摩擦性噪聲，并且以往出風口的孔網設計更加重了共振噪音的產生。因此在出風口設計與改造中，可以對其出風孔隙形式進行調整，將原來的小孔形狀改為橫條狀，可以實現風力導向的作用，此舉的好處在于不僅使風力提高，并且保持了其穩定性，而且合理的出風口設計能確保風向的合理性導流，從而使原本散亂的風向得到梳理，在降低風噪的同時，也以此提高了空調的定向送風的效果。

4.4調整風機轉速

研究表明，空調風機的噪聲與風機的轉速成正相關的關系，風機轉速越高，產生的噪聲越大，而在某種情況下，保持風機一定的運轉速度才能滿足預制艙內對于空調送風效果的要求，因此在空調風機調整的過程中要在滿足預制艙對于溫度需求的前提下，進行風機運轉速度的調控，以此實現制冷與降噪的雙重效果。

結束語

智能變電站預制艙作為一個簡單化的變電設施，在滿足其基本功能的同時，還需要對其整體的運行環境進行改善。在預制艙的噪聲控制過程中，需要明確噪聲的主體來源為空調風機的運轉，因此將解決預制艙噪聲的主體措施放在對空調風機噪聲的控制上能夠有效的降低室內工作環境的聲音分貝。除此以外，對于設備噪聲的控制則體現在對設備的日常維護以及故障檢修方面，通過確保基礎設備的正常運行來穩定設備聲音的范圍，從而盡可能的確保預制艙整體噪聲保持在可控制、可接受的范圍標準之內。

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（作者單位：1.2.青島特銳德電氣股份有限公司;3.青島眾瑞智能儀器有限公司）