摘要：通过对110kV城南变电站周边居民的噪声建议及环保局对变电站噪声水平现状的监测，结合噪声特性和该变电站内风管的布局和设置，对城区内的该变电站环境噪声治理提出相应的解决方案。
关键词：变电站；噪声；治理
Noise analysis and control scheme of 110kV Chengnan substation
Zhongshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.，Ltd.
Zhang Yongting，Yang Rongjie
【Abstract】The proposed noise and the Environmental Protection Agency on 110kV Chengnan substation surrounding residents of substation noise level status monitoring，combined with the noise characteristics of the substation and air duct layout and settings，and put forward the corresponding solutions on environmental noise control of the substation.
【Key words】Electricity Substation；Noise；Control
引言
近十年随着城镇化发展，传统露天变电站由于占地面积大等多方面原因，而室内变电站由于占地面积小，美观等多方面因素，城区的变电站不断演变为室内变电站，同时室内变电站与居民区越拉越近。在夏季的用电高峰期间，变电站的负荷率都很高，启动风机时噪声很大。尤其是居民密集区的变电站的噪声引起的居民投诉颇多。且变电站噪声影响引起的纠纷、上告事件逐步增多，污染缴费也会逐步开展。所以，如何解决变电站的噪声污染对周围居民的影响已经势在必行。在中山110kV城南变电站中，有风机的地方是GIS室、电容室、主变区域等，根据现场观测GIS室的风管及风机产生的噪声尤为严重，在本项目中，将针对该方面进行理论及实践。
1.电力变电站的噪声分析
广东中山供电系统共分3个等级，500KV、220KV、110KV变电站。变电站的类型多种多样，有露天站、室内站。110KV 变电站深入城区，其中以110KV城南变电站及线路构成了城区供电终端供电的主网架。其附近均被楼盘包围，一旦风机启动，容易形成回声。根据附近居民委托第三方噪声监测机构对变电站噪声的监督监测，夜间厂界环境噪声（变电站围墙外1米处）测试，从测试结果来看，噪声水平全都不符合标准，噪声值大多在70 dB（A）以上，最高达到 88 dB（A）。考虑到110kV城南变电站为新投运变电站，风机较新，一旦经过长时间磨损，噪声必定更大。同时监测的结果显示，国产的同一型号不同生产厂家的变压器噪声水平相差有9分贝。
由于110kV城南站先于该居民区建立及投运，当时对噪声水平及变电站的隔声性能几乎没有测试，也没有现在的噪声热岛效应，所以现在通过第三方监测的噪声水平不太理想。在电容室风机启动后，夜间噪声范围在45-70分贝之间。离设备区近的居民区，噪声明显大。测试结果反应，在个别监测点，仅一墙之隔时，由于回声等原因站外噪音声级就很高，且衰减很慢。
2.噪声治理方案
2.1 噪声源
110kV城南变电站一般有变压器、GIS室、电容室、主控室等组成。其主要噪声来源是GIS室启动风机排出SF6时产生的电磁噪声，远大于电容、变压器风机产生的噪声。同时GIS室启动风机时，由于风管长、风管间机械振动产生的气流噪声和机械噪声。根据现场分析机械噪声是设备振动引起的。装置包括冷却风扇、电机等。当GIS室风机投入运行时，风机、风管在运行时会产生振动，辐射噪声。
2.2 噪声特性
根据相关资料，风管产生的噪声属于中低频，对噪声值影响最大的频率是250HZ和500HZ；风机运转时属于中高频，对噪声值影响最大的频率为1KHZ和2KHZ。而主变风机的噪声是不稳定的，空载或运行功率低时，噪声水平较低，满负荷运行时一般噪声级水平较高。根据相关文献，低频的波长较长，尤其是 当发生各个波长叠加后，更难以被遮挡，同时难以按距离衰减率低，不易被吸收，治理难度越大。
2.3 噪声的传播途径
根据现场观测，110kV城南变电站是GIS室的排风口在变压器室内上方，风机启动通过风管的各种声音传至墙壁时发生反射，和变压器风机的声音混合向外传播，声音相互叠加。对门口方向的敏感点影响较大。通过监测发现室外噪声甚至比室内还有增大，声波向居民区直线传播，造成对居民的滋扰。
2.4 现场治理方案
变电站噪声治理主要从噪声源和传播途径两方面进行。降低变压器本身的噪声（噪声源）是最有效、最彻底的主动控制，但难度很大；所以现在的研究大都是被动控制，既在声源的传播途径上采取隔声、吸声、消声、隔振等技术降低变电站噪声对周围环境的影响。
对噪声源的治理可以考虑以下方法：
1、消除共振噪声法
只有电动调节阀共振时，才有能量叠加而产生100多分贝的强烈噪声。有的表现为振动强烈，噪声不大，有的振动弱，而噪声却非常大；有的振动和噪声都较大。这种噪声产生一种单音调的声音，其频率一般为3000～7000赫兹。显然，消除共振，噪声自然随之消失。
2、消除汽蚀噪声法
汽蚀是主要的流体动力噪声源。空化时，汽泡破裂产生高速冲击，使其局部产生强烈湍流，产生汽蚀噪声。这种噪声具有较宽的频率范围，产生格格声，与流体中含有砂石发出的声音相似。消除和减小汽蚀是消除和减小噪声的有效办法。
3、使用厚壁管线法
采用厚壁管是声路处理办法之一。使用薄壁可使噪声增加5分贝，采用厚壁管可使噪声降低0～20分贝。同一管径壁越厚，同一壁厚管径越大，降低噪声效果越好。如DN200管道，其壁厚分别为6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm时，可降低噪声分别为-3.5、-2（即增加）、0、3、6、8、11、13、14.5分贝。当然，壁越厚所付出的成本就越高。
4、采用吸音材料法
这也是一种较常见、最有效的声路处理办法。可用吸音材料包住噪声源和阀后管线。必须指出，因噪声会经由流体流动而长距离传播，故吸音材料包到哪里，采用厚壁管至哪里，消除噪声的有效性就终止到哪里。这种办法适用于噪声不很高、管线不很长的情况，因为这是一种较费钱的办法。
5、串联消音器法
本法适用于作为空气动力噪声的消音，它能够有效地消除流体内部的噪声和抑制传送到固体边界层的噪声级。对质量流量高或阀前后压降比高的地方，本法最有效而又经济。使用吸收型串联消音器可以大幅度降低噪声。但是，从经济上考虑，一般限于衰减到约25分贝。
6、隔音箱法
使用隔音箱、房子和建筑物，把噪声源隔离在里面，使外部环境的噪声减小到人们可以接受的范围内。
7、串联节流法
在电动调节阀的压力比高（△P/P1≥0.8）的场合，采用串联节流法，就是把总的压降分散在电动调节阀和阀后的固定节流元件上。如用扩散器、多孔限流板，这是减少噪声办法中最有效的。为了得到最佳的扩散器效率，必须根据每件的安装情况来设计扩散器（实体的形状、尺寸），使调节阀产生的噪声级和扩散器产生的噪声级相同。
8、选用低噪声阀
低噪声阀根据流体通过阀芯、阀座的曲折流路（多孔道、多槽道）的逐步减速，以避免在流路里的任意一点产生超音速。有多种形式，多种结构的低噪声阀（有为专门系统设计的）供使用时选用。当噪声不是很大时，选用低噪声套筒调节阀，可降低噪声10～20分贝。
现场情况，变电站GIS室风管风机的布局如下：
论文作者:张永挺,杨荣杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
标签：噪声论文; 变电站论文; 风管论文; 风机论文; 分贝论文; 城南论文; 变压器论文; 《电力设备》2017年第29期论文;