摘要：对500kV变电站的主要设备噪声和站界噪声进行测试，统计分析500kV变电站噪声水平分布特性、频谱特性以及衰减特性，指出变电站噪声的主要频段范围(1/3倍频程)并提出相应的控制措施。
关键词：500kv变电站；噪声影响；防治措施
随着电力工程的发展和城市区域的扩大，500kV变电站四周不再是郊区和农村变电站环境噪声对居民的干扰日渐突出。500kV变电站按主要设备型式和配电装置型式分为GIS、HGS和AIS(磁柱式、罐柱式)三种典型方案。本文通过对一座典型的500kV AIS变电站主要噪声源和厂界噪声进行监测分析，说明其噪声防治措施，为500kV变电站的设计和噪声防治提供参考。
1.变电站噪声的危害
从物理学角度而言，噪声就是在振幅和频率上完全无规律的一种震荡的声音。但是从噪声污染及环境保护的角度看，凡是人们不需要的，并且使人厌烦，对生产和生活都有碍的声音称为噪声。其危害最直接的表现就是影响人们的日常工作和正常睡眠。有研究表明，长时间接触强烈噪声还会影响孕妇的健康和胎儿的发育。此外，根据有关部门调查，在噪声级在70dB(A)的环境中，谈话就会感到困难;在85dB(A)、90dB(A) 的环境中工作30年，耳聋的可能性分别为8%、18%。然而，噪声危害中，又以低频噪声的危害最为特殊。所谓低频噪声是指中心频率在500Hz(倍频程)以下的声音;也有科学研究人员将低频噪声定义为频率在20Hz～250Hz之间的声音。低频噪声以其声波长、衰减慢、穿透性强等特性，使得人们对低频噪声烦恼度的反映高于同一响度条件下的其他噪声。变电站的噪声危害就主要来自于低频噪声。
2.500kV国网A变电站概况
500kV国网A变电站于2005年建成投运，站址位于农村微丘区域，经过多期建设变电站现有1组750MVA主变压器(简称1号主变)，7回500kV出线，4回220kV出线、1组150Mvar高压电抗器(简称Ⅰ线高抗)、1组180Mvar高压电抗器(简称Ⅱ线高抗)及多组低压并联电抗器和低压并联电容器。500kV国网A变电站属于典型AIS变电站，站区围墙高约2.5m。变电站电气布置分三个区，自西向东依次为500kV 配电装置区、主变和35kV配电装置区、220kV配电装置区。
1号主变位于站址中央，距东、南、西、北四侧围墙的距离分别为114、85、177 和70m。高抗位于500kV 出线侧，靠近围墙，其中Ⅰ线高抗距较近两侧围墙距离分别为11、21m，Ⅱ线高抗距最近两侧围墙距离分别为12、18 m。1号主变和高抗外形尺寸高约11m，声源位置高于变电站围墙。
3.变电站噪声监测、
变电站运行期间站内噪声源有变压器、高压并联电抗器和其他电气设备。变电站其他电气设备的噪声较小，带电构架电晕噪声小于55.9dB(A)，中性点电抗器设备、电压电抗器和电容器噪声小于60dB(A)。500kV国网A变电站运行期站内主要噪声源为1号主变、Ⅰ线高抗和Ⅱ线高抗。2009年，对500kV国网A变电站主要噪声源进行了监测，监测期间变电站高压侧运行电压为529．8～531．7kV，有功功率为226．1 ～ 457．1MW。监测结果表明，1号主变噪声测试值为72．2 ～74．5dB(A)，Ⅰ线高抗噪声测试值55．0 ～ 70．6 dB(A)，Ⅱ线高抗噪声测试值为48．9～71．4dB(A)。高抗无防火墙遮挡侧的监测点位噪声值为65．5～71．4dB(A)，有防火墙遮挡侧监测点位噪声48．9 ～ 58．7dB(A)，说明有防火墙对噪声有一定的阻隔作用。500kV国网A变电站位于乡村地区，未划分声环境功能区，变电站西侧紧邻噪声敏感建筑，运行期厂界噪声执行Ⅰ类标准，即昼间50dB(A)、夜间45dB(A) 。
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4.500kV变电站噪声防治措施
500kV变电站因其电压等级较高，高噪声设备较多，对环境的影响与危害较大。因此，对变电站的噪声控制必须贯穿于工程项目的可研、环评、设计、施工、环保验收以及运行维护的全过程中。对新建变电站，应在设计阶段从站址选择、总平面布置、选用低噪声设备等多方面进行预防控制。对已运行变电站的降噪改造，应在满足不影响设备正常运行及维护的基础上，从技术经济的角度提出相应的降噪措施及施工方案。
4.1新建变电站噪声控制
新建变电站的噪声控制，应在项目可行性研究和环境影响评价阶段，充分考虑站址、布局方式、设备类型及布置等因素，并采取必要的隔声、消声等降噪措施。在项目的设计阶段，应对可研和环评阶段制定的降噪措施及相关降噪要求予以落实。在项目施工阶段，严格执行环评和设计阶段制定的噪声控制措施和要求。
①站址的选择
为减少变电站对周边噪声敏感建筑物的环境影响，降低引发环境纠纷的风险，减小环保拆迁，应尽量将站址布局在声环境质量要求较低的区域，如4类、3类及2类声环境功能区。
②变电站的布局设计及优化
500kV变电站的布局应根据其本身的特点、所在地声环境功能区类别及其周边噪声敏感建筑物的情况确定变电站的总体布局方式。应尽量将站内变压器、电抗器等设备布置在站址中央区域或远离站外噪声敏感建筑物区域，并在设备外侧设置防火墙，同时对防火墙的隔声效果进行综合设计。尽可能将控制楼等高大建筑物布置在主要噪声设备与站外噪声敏感建筑物之间，将其作为主要噪声源的第一道声屏障，以减少变电站噪声对周边环境的影响。如果变电站不同方位执行的声环境功能区类型不同，可酌情考虑将主要噪声设备布局在声环境要求较低的方位。例如，紧靠交通干线的变电站，距离道路一定距离的区域执行4a类声环境功能区限值要求，因此可酌情将主要噪声设备布局在该方位。
③设备选型
由于主变、高抗等高噪声设备均以低频噪声为主，传播远，穿透性强，在其传播过程中进行噪声控制难度较大，只有通过对声源的直接控制是才是控制变电站噪声的根本措施，因此变电站的设备选型就显得尤为关键。在设备选型过程中，应将噪声指标作为衡量设备性能的重要参数进行严格控制，在技术和经济许可的条件下，尽可能选用噪声(声功率级)低的设备，同时在安装过程中，采取必要的隔振降噪措施。此外，鉴于自冷和风冷的噪声差别较大，在满足技术性能和经济性合理的情况下，应优先选用自冷式设备。
4.2在运变电站噪声控制
在运变电站噪声治理首先应对变电站噪声进行现场调查和监测，掌握站内主要噪声源的强度及特性，分析引起噪声超标的原因。若因系统原因引起(如谐波、直流偏磁等)，则进行谐波治理(如安装无源滤波装置或有源滤波装置等)或者抑制中性点直流电流(包括在变压器中性点装设电阻，限制直流电流的大小;在输电线上装设串联电容补偿，阻断直流的通路; 在变压器中性点装设电容，阻断直流电流等3种方法。这主要针对换流站与变电站合建的情况)。若是非系统原因引起，则结合变电站的布置形式和周围环境状况制定详细的降噪技术方案。
结语：
变电站的噪声污染已成为继电磁污染之后变电站最为突出的一个环境问题。因其噪声频率低，波长长，穿透性强，衰减慢等特点，给变电站的噪声治理工作带来了很大的困难。因此，变电站的噪声控制应坚持预防为主，防治结合的原则。
参考文献：
[1]肖全华，李舒才，谭亮英.噪声对女性生殖机能妊娠结局影响回顾性队列研究[J].中国职业医学，2001，28(3):42-44.
[2]孟苏北.城市住宅区低频噪声对人类健康的危害[J].中国医药导报，2007，4(35):17-19.
论文作者:赵晓丹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/11
标签：噪声论文; 变电站论文; 设备论文; 噪声控制论文; 低频论文; 环境论文; 高抗论文; 《基层建设》2019年第22期论文;