高压变电站噪声污染预测与防治技术研究

高压变电站噪声污染预测与防治技术研究

路星福

身份证号码 :37140219840724**** 山东 济南 250017

摘要：随着现代工业的发展，城市化进程的加快，电力赁荷迅速攀升，变电站数量的增加，目前我国己有数个特高压变电站项目投入运行。变电站规模越大，电压等级越高，导致其产生的噪声污染问题影响面及影响程度亦越大。变压器噪声分为本体噪声和冷却装置噪声，本体噪声频率一般低于500 Hz，冷却装置噪声频率为1 kHz到3 ld-Iz，电抗器噪声频率多在20 Hz到1kHz左右。变电站的噪声源强受变压器有无防爆墙、有无散热装置等因素的影响，另外，变电站噪声中高频段在障碍物的阻挡下衰减快，低频段衰减慢，因此，低频段噪声成为噪声控制中的重点对象。

关键词：高压变电站；噪声预测；噪声控制

利用噪声控制模型在特高压变电站设计中的应用对工程后续阶段的设计和建设提出了推荐的降噪方窠，方便控制工程将来运行后对周围环境产生的噪声影响，产生显著的社会效益，也为特高压变电站的噪弃控制设计创新开辟思路。将设计优化方案总结椎广，随着技未更新不断探索，进一步实现国家电网公司＂奉献清洁能源建设。

一、高压变电站变压器噪声特性

变压器噪声主要为低频噪声，可以在频率500 Hz及其前面几个低频表现出来，其峰值通常在500Hz以下。变压器噪声水平在60dB(A)～90dB(A)之间。变压器本体电磁噪声频率一般低于500 Hz，属于低频噪声；而风冷机械噪声频率最大为l kHz到3kHz，属于中高频噪声。另外，再细观变压器本体噪声的频谱图不难发现，其呈现出一定的规律性，即变压器本体噪声具有一系列的音调特性。所以，变压器噪声具有低频特性和音调特性这两种特征。变压器的噪声是不稳定的，运行功率低或空载时，噪声值相对会比较低，而满负荷运行时，噪声级水平则会比较高。从控制噪声的角度出发，频率越低的噪声，治理难度就会越大，因为低频噪声的波长长，随距离衰减比短波要慢，也不容易被吸收。

二、高压变电站变压器噪声预测方法

噪声预测主要是根据噪声源与预测点之间的环境情况依照物理原理进行的理论计算。通过对交通噪声、机械设备噪声、工厂企业噪声等的研究之后，使噪声的预测方法越来越成熟。对于变电站噪声，实际可以看成是机械设备噪声的预测，变电站内的噪声源主要是变压器，而相对于面积比较大的变电站而言，变压器往往可以看成是点声源，对于其次的噪声源如电抗器和开关设备，同样可以看成是点声源来进行计算。通过实际研究考察发现，变电站内影响噪声传播的主要因素有距离、地表植被、传播介质的吸收、传播途径中的障碍物四点，通过对衰减修正，预测点的噪声值为噪声源噪声值减去修正值再与本底噪声值和反射声值进行叠加计算得出。基于站内各噪声传播影响因子的分析，在扣除背景噪声的情况，变电站噪声源(稳态点声源)对预测点噪声影响的计算方法如下：

在进行变电站内噪声的预测计算时，需要以倍频带为计算频率进行分别计算，倍频带中心频率分别为63 Hz、125 Hz、250 Hz、500 Hz、1000 Hz、2000 Hz、4000 Hz和8000 Hz，在计算中分别减去以下衰减因素，最后再进行叠加。几何发散衰减主要有多个影响因子，包括声源高度，测点高度，反射面系数以及距离因素，其中距离因素是几何衰减的主要影响因子，在本次测量中，点声源的高度与测点高度(手持噪声计)基本一致，在没有其他因素的干扰下，几何衰减在本次测量中可以看作是距离的影响占主导。

传播途径的障碍物衰减，当声波遇到专用隔声板、围墙、土坡、建筑物等屏障，透射声能可忽略，因此在声屏障后的空间范围内的声能，完全由声波的绕射得到的。声波的绕射能力与障碍物或孔洞的大小有关，当声波波长远大于障碍物尺寸时，只有在离障碍物很近时才有声影区，甚至没有声影区，大部分声波绕过了障碍物；当声波波长远小于障碍尺寸时，大部分声波被反射回来，在障碍物后面有较大而明显的声影区。因此遮挡物衰减与遮挡物的尺寸、位置和声频等因素有关。

传播介质吸收衰减，在静止的各向同性的空气中，声音的吸收由两种因素引起：第一，由于空气的热传导和粘滞性而引起声波中能量的损失，这种类型的吸收只有在非常低的温度下才显著；第二，声波的能量被空气中分子的弛豫效应所吸收，这一分子吸收主要决定于温度和湿度。声波在同一介质中传播时，被吸收的声能与频率、温度、湿度的关系已经得到理论和实验的证实，高频声能的衰减比低频快，低湿度比高湿度时衰减得快。

三、高压变电站噪声污染控制方法

1、对噪声源的控制措施

（1）选择低噪声设备。在对变电站内的设备进行招标购买的时候，通过对比不同生产厂家生产的设备噪声大小，挑选噪声水平低的设备，并且低噪声设备往往也是质量相对较好的设备。

（2）对噪声设备进行降噪加工。当购买的设备噪声仍比较大的时候，还可以在设备机壳、管道上涂上阻尼材料或者包裹吸声材料，又或者是两者同时使用。

（3）通过改进工艺来降低噪声水平。例如，在连接变电站内的设备的时候，用低噪声的焊接代替容易产生噪声的铆接，尽量避免发生因为主变振动而带动的机壳振动产生噪声。

2、传播途径的治理

（1）合理布局变电站内的噪声源设备。对变电站进行总体布置设计时，应将噪声水平比较大的设备尽可能布置在变电站的中央，这样可以充分利用变电站内场地的空间和建筑物来对噪声进行衰减和阻隔，或者采用“闹静分离”的原则，将噪声水平比较高的设备布置在远离噪声敏感建筑物的地方，以使噪声到达厂界处时能够通过足够的几何发散衰减得到有效降低，以此来减少变电站噪声对周边居民生活的影响，另外，还可以用划定噪声控制区的方法来进行治理，但是噪声控制区的划分应先经过当地规划部门同意，划定该区域内以后不得新建学校、医院、居民住宅、养老院等噪声敏感建筑。

（2）对于大面积的户外变电站，并且其周围有环境敏感点的噪声治理，可以采用隔声屏加吸声材料的技术。目前，隔声屏的设计有全封闭的，半封闭的和局部隔离等。隔声屏的形式、厚度、长度、高度、结构和材质可以根据检测到的噪声特性、水平和需要散发的热量以及敏感点位置来计算。由于隔声屏对中高频的噪声治理比较适用，所以当冷却装置及风机等是噪声的主要贡献者的话，此方法能有效降低其噪声水平，并且成本中等。

（3）使用有源噪声控制系统控制低频噪声。目前越来越多的高压变电站开始建设在了居民生活区，并且在居民区里寸土寸金，以至于变电站的建设面积非常有限，噪声设各到居民区的距离也很小，当采用消声、隔声、吸声措施之后，噪声水平得到了一定的降低，但对于低频噪声控制效果差，衰减的比较慢，到达居民区的噪声依然很难达到一、二类地区的要求，此时可以考虑使用有源噪声控制法。有源噪声控制法是一个全新的噪声控制方法，能有效降低低频段的噪声、体积小、成本低等优点。有源噪声控制系统由误差信号调节器、传感器和电子控制装置三部分组成，当有源噪声控制系统接收到噪声信号时，将产生反相位的噪声信号传递给扬声器，扬声器发出反相位声波，与噪声声波相互干涉以致抵消，从而达到降噪的效果。

噪声控制只能通过噪声源控制、传播途径的治理措施进行，然而对于变电站的噪声，根据实际却只有前两种方法是可行的。在变电站的建设之前必须充分考虑好站内设备的布局，将噪声源设备集中布置在站内建筑的后面，综合利用以上噪声控制方法，通过足够的几何发散衰减和遮挡物衰减，以使噪声在达到噪声敏感区之后达到国家控制标准。

参考文献：

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