±500kV换流站噪声污染分析及控制措施

±500kV换流站噪声污染分析及控制措施

曹秀雨 董璐伟

国网内蒙古东部电力有限公司内蒙古超特高压分公司 内蒙古呼伦贝尔 021000

摘要:为了保证500千伏换流站的实际运行效率，本文将详细分析500千伏换流站噪声污染的原因，旨在制定500千伏换流站噪声污染控制措施，从而有效保证500千伏换流站的先进运行。

关键词:±500kV；换流站；噪声污染

引言

噪声污染已成为当前社会污染的重要组成部分。在500千伏换流站运行过程中，噪声污染是不可避免的。为了保证500千伏换流站高效稳定运行，不需要严格分析噪声污染现象。本文将对500千伏换流站噪声污染分析及控制措施进行详细研究。

1换流站电力设备噪声控制模式

根据相关资料，换流站噪声的主要来源是变压器、电抗器和滤波器组。在额定电压和负载下，变压器的噪声可达88 dB，在谐波下，可达110 dB，而电抗器和滤波器的噪声水平与变压器大致相同。可见，生活在换流站附近的居民，在噪声的影响下，生活质量必然会降低。

就换流站噪声源而言，噪声控制的方法主要体现在以下几个方面。(1)改进内部结构，使结构精度不断提高，采取有效措施提高内部阻尼，进一步降低声源的噪声发射功率。(2)应用干扰、隔音、减振等多种降噪方法，控制声源在传播路径中的噪声辐射。从实际应用结果来看，最有效的控制措施是改进结构，但这一措施在成熟的设备中很难应用，因此控制声音接收点和声功率成为主要的应用方法。

2 500千伏换流站噪声污染原因分析

换流站噪声一般包括电磁噪声、气动噪声、机械振动噪声等。500千伏换流站噪声污染源主要包括三个等级，即换流变压器噪声、平波电抗器噪声和交流滤波器组噪声。为了详细分析500千伏换流站的噪声污染源，需要从换流变压器噪声、平波电抗器噪声和交流滤波器组噪声三个层面，详细控制500千伏换流站不同仪器设备噪声产生的实际原因。

2.1换流变压器噪声

换流变压器噪声主要由换流站内声级最高的室外噪声源引起，随着换流变压器的运行产生不同程度的噪声。换流变压器噪声的大小与换流变压器制造商、换流变压器型号和换流变压器功率密切相关，客观来说，换流变压器功率越大，换流变压器产生的噪声越大。一般在额定功率条件下，500千伏换流站换流变压器的平均噪声一般在863354100分贝(A)左右。在换流变压器中，换流变压器的实际内部噪声源一般分为三部分，即铁芯、绕组和冷却系统。一般情况下，铁芯产生的噪声是在500千伏换流站交变磁场的作用下，引起硅钢片尺寸发生微小变化，并随着磁致伸缩周期的变化，形成功率信号的半周期。因此，一般情况下，磁致伸缩引起的变压器本体振动是电源频率的两倍。此外，对于交流变压器，相对较小的DC相互作用也会引起交流变压器的噪声。绕组的噪声是由电流影响引起的绕组振动引起的。冷却系统产生噪声主要是因为以中高频噪声为主的噪声比较强，随着中高频噪声距离的增加，引起相互作用现象。

2.2平波电抗器噪声

平波电抗器产生的噪声也与平波电抗器的生产厂家、尺寸结构和运行方式有直接关系。500千伏换流站一般采用两种类型的平波电抗器，即干式空心平波电抗器和油浸式铁心平波电抗器[3]500千伏换流站干式空心平波电抗器的平均噪声水平约为70dB(A)；500千伏换流站油浸铁心平波电抗器的平均噪声水平约为85dB(A)。干式空心平波电抗器和油浸式空心平波电抗器的运行方式有很大的不同。干式空心平波电抗器的线圈一般由几层环氧树脂浸渍密封的线圈组成，其材料为绝缘铝。在500千伏换流站中，主要是12脉波桥结构，因此在谐波分量过程中，一般为12次和24次谐波，在50Hz交流系统中，平波电抗器的噪声一般为600/1200Hz。油浸铁心平波电抗器的铁心结构和绕组绝缘结构与换流变压器非常相似，因此降噪相对方便。油浸式铁心平波电抗器的主要材料是非磁性绝缘材料。油浸式铁心平波电抗器经常受到铁心磁通等内容的阻碍。因此，铁芯的磁通密度往往随着噪声的含量而变化。

2.3交流滤波器组噪声

交流滤波器组的噪声主要由滤波电容和滤波电抗器组成。交流滤波电抗器的类型一般为空芯电抗器，其主要机理与空芯平波电抗器相似。在电场的实际作用下，往往容易引起电容器内部的振动，通过外壳的振动就是箱壁的振动，形成电容噪声。交流滤波器组的噪声一般由滤波频率决定，不同的滤波对交流滤波器组的噪声有直接影响。据调查分析，交流滤波噪声的主要频点一般在630Hz、100Hz、500Hz左右，高频带的噪声水平也有所不同。

3 ±500kV换流站噪声污染控制措施

3.1控制声源

首先，控制换流变压器的声源。从换流变压器声源的结构可以看出，换流变压器铁心是换流变压器声源所在的地方，因此需要对换流变压器铁心进行有效处理，以有效降低声源的噪声。在实际控制换流变压器声源的过程中，首先可以积极使用磁致伸缩小的高磁导率材料的针来降低噪声。我们也可以通过降低磁通密度来及时降低噪声，保证噪声密度实际降到0.1T以下如果磁通密度降低，铁芯、变压器等系数的截面积增大，那么实际磁通密度就要及时降低，保证磁通密度不能超过标准范围的10%。

其次，平波电抗器噪声源处理。平波电抗器噪声源治理的关键是限制线圈振动。当限制线圈的振动时，谐振频率通常可以通过调节套环的尺寸、间隔棒和机械支撑的形式来保证。此外，可以选择双层横截面，以确保线圈的重量和稳定性。对于油浸式铁芯平波电抗器，应综合消除线圈与铁芯之间的谐振噪声，并通过换流变压器和空芯平波电抗器来保证降噪效率。

最后，对于交流滤波器组，类似于空心平波电抗器的降噪形式。充分考虑电容器表面的振动，积极增加串联电容器元件的数量，减少电容器槽内的介质，降低介质应力和镇流定理。还可以通过改进机械按压堆叠电容器元件的形式来增强电源键的刚性。

3.2噪声控制隔离

噪声隔离的手段主要是通过控制设备的内部过程来隔离噪声，充分考虑从传声渠道的形式上控制噪声污染，比如可以主动增加声屏障，仍然可以降低15dB(A)的噪音。此外，还可以设置隔音室，布置隔音罩等。相比之下，这种效率大大提高了降噪效率，可以有效降低25dB(A)的噪声。同时，也可以出台积极的环保政策。通过植树造林的方式，及时选择合理、科学、绿色的噪声控制和隔离措施，增强树木隔离的实际效能。

结束语

总之，500千伏换流站噪声污染是严重阻碍我国电力技术发展进步的方向。当前，随着我国电力工作的不断发展和进步，只有不断保证电力工作设备的高效、规范运行，才能有效推动我国电力企业现代化和技术的不断发展。在解决500千伏换流站噪声污染问题的过程中，需要详细分析500千伏换流站噪声污染的实际内容，总结造成500千伏换流站噪声污染的实际因素，结合不同问题进行优先解决。结合500千伏换流站的实际情况，保证噪声控制的高效率。

参考文献:

【1】樊小鹏,李丽,刘嘉文.±500kV换流站噪声污染分析及控制措施研究[J].电力科技与环保,2017,33(2):5-8.

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【3】魏杰,高海峰,黄瑞平,etal.±500kV换流站直流场主设备典型外绝缘故障分析及对策[J].电网技术,2012,36(12):276-282.

【4】唐志胜.HVDC换流站交流滤波电容器噪声、振动分析及控制[D].2011.