一 前言
1.1 研究背景
随着国家现代化建设和人民生活水平的迅速提高，供用电的需求也不断地快速增长，城市的工业用电量和居民家庭生活用电量逐年迅速增加，城市中心用电负荷密度增大。电力供应是靠高压电网输送的，作为用电量大的城市区域必须建设稠密的电网和不同级别的变电站，以传输和分配电能，保证用户的需要，110kV~220kV变电站被迫进入市中心，以用于解决城市基本生活、生产用电的不断增长，大量的变压器被安装在居民集中地区。随着居民对周边环境质量要求不断提高，对变电站的噪声也开始关注，变电站噪声如果超过环评要求的环境噪声标准，便无法通过广州市环保局的验收，则不能按正常时间投产，必须进行专项整改，这样就需要对产生噪声的一切声源进行控制，使之达到噪声环境标准。
在对噪声源的各种分析中，我们发现电力设备噪声及振动、通风设备所产生的噪声是主要的噪声源，因此必须要利用新型环保技术和材料，采取合理的通风、减振和隔声措施来降低噪声，使得变电站噪声符合现行国家标准《声环境质量标准》GB3096和《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348的规定。
1.2 国内外研究现状
电力设备，尤其是变压器产生的噪声问题一直是在世界范围内受到普遍关注的环境问题之一。寻求有效降低变电站噪声的措施越来越重要，如何降低电力设备噪声的影响，是目前电力生产中亟待解决的一个问题。早在本世纪20年代前后，欧美等一些国家已经着手对变电站电力变压器的噪声进行有关的试验研究工作了，我国对变电站电力变压器噪声的试验研究工作要比欧美一些国家晚得多，直到1980年前后，国内的一些变压器制造厂才陆续开始对变压器的噪声进行试验和研究。
世界上许多国家相继制定了各自的环境噪声标准，我国也于1982年颁了中国城市环境噪声标准。就变压器的噪声水平而言，无论是新产品出厂时的测量值，还是老产品运行中的实测值，都明显高于环境噪声标准中的允许值，大型电力变压器尤为明显。变电站的噪声治理问题逐步提到了议事日程上来了。
近几年，国内许多单位对变电站的噪声治理作了一些工作。从一开始头痛医头的单项治理到现在的集吸、隔、消、降于一体的综合噪声治理工艺，变电站变压器的噪声治理取得了一定的效果。但基本上是停留在传统的噪声控制材料、方法上，所用的材料、方法比较适合于中、高频率的噪声控制。传统的治理方法对于中、高频率的噪声控制比较有效，而对于以低频噪声为主的电力变压器噪声的控制效果不是很有效。
1.3 本项目主要研究内容
开展本项目的目的就是通过收集、测量、分析知识城变电站不同区域的噪声源，包括主变、电抗等设备安装运行状况、周边声环境、噪声产生的机理、对环境影响程度等，在对应用在变电站的设备或材料进行试验或测试的基础上，选用合理的降噪、通风设备或材料，制定有效的降噪方案。通过对220kV知识城户内变电站降噪、通风工程相应的设计、施工组织和运行维护指导，为今后新建、改建变电站提供参考，以提高变电站降噪、通风措施设计、施工及运行维护水平，提升变电站通风降噪效果，更好的建设绿色变电站。
二 变电站内噪声及控制的基本方法
2.1 变电站内噪声
变电站内的主要噪声源是变压器（电抗器）等设备运行中铁芯磁致伸缩，线圈电磁作用振动等产生的噪声和冷却装置运转时产生的噪声，特别是大型变压器及其强迫油循环冷却装置中潜油泵和风扇所产生的噪声，并随变压器容量增大而增大。变压器在运行时，其附近的噪声均超过65dB（A），最大达到75dB（A）左右。
在高压变电站内，高压进出线、高压母线和部分电器设备电晕放电声也是噪声源。
高压室抽风机开启时运转声是高压室内的又一噪声源。
高压断路器分合闸操作及其各类液压、气压、弹簧操作机构储能电机运转时的声音也是间断存在的噪声源。
主控室、保护室内的主要噪声源有四类：一是空调运转时的噪声；二是照明日光灯具整流器振动发出的噪声，由于主控室包括保护室等，一般空间较大，为了保证照度，装设了大量的日光灯，当这些灯具工作时，所发出的噪声是不容忽视的；三是部分室内设备如站用电屏或直流屏上的接触器等振动所发出的噪声；四是站内多种音响信号或报警装置动作时发出的声音。
2.2 变电站内噪声控制的基本方法
噪声的特点是与噪声源同步产生，同步停止，噪声污染在噪声周围的局部范围，随着距离的增大或局部环境条件的影响而较快减弱。控制噪声的主要方法，首先是降低声源所发出的噪声，其次是在噪声到达人的耳膜之前，采取阻尼、隔振、吸声、隔声、消声器、个人防护和合理布局等方法，尽量减弱或降低声源的振动，或将传播中的声能吸收掉，或减弱对耳膜等作用，从而达到控制和治理噪声的目的。因此，对噪声的控制，要采取综合的方法来进行。
三 治理方案
3.1 标准及规范
.png)
降噪设计标准应满足的规程规范包括但不限于以下内容：
.png)
《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008。
.png)
《声环境质量标准》GB3096-2008。
.png)
《变电站布置设计技术规程》DLT5056-2007。
.png)
《电力变压器 第10部分 声级测定》GBT1094.10-2003。
.png)
《电力变压器 第10.1部分 声级测定应用导则》GBT1094.101-2008。
.png)
《6kV～500kV级电力变压器声级》JB/T 10088-2004。
.png)
《风机用消声器技术条件》JB/T 6891-2004。
.png)
《风机配套消声器 性能试验方法》J B/T 4364-1999。
.png)
《声学消声器噪声控制指南》GB/T 20431-2006。
.png)
《火力发电厂和变电所设计防火规范》GB50229-2006。
.png)
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003。
.png)
《建筑设计防火规范》GB50016-2006。
.png)
《35kV～220kV城市地下变电站设计规定》DL/T 5216-2005。
.png)
《噪声与振动控制工程手册》：机械工业出版社2002年9月第一版。
3.2 设计难点及要求
噪声源以中低频为主：变电站噪声主要是变压器本体及其冷却系统产生的电磁性、机械性和空气动力性噪声。变压器嗓声主要是由其铁芯硅钢片的磁致伸缩振动和磁动态振动引起的电磁性噪声，其频谱峰值一般在100～500Hz，以中低频为主，具有穿透力强、传播距离远、衰减慢的特点。
有效保证降噪指标达到设计要求，要求设计技术创新，降噪设备结构创新。
在实施降噪工程时，在满足声学指标的同时，还须充分考虑到设备的安全运行、操作、维修和结构等要求。
在降噪方案的制定过程中，必须考虑到当地的环境条件、气候条件。
降噪设备要求具有良好的耐腐蚀性和使用寿命。
3.3 方案设计目标
实施降噪措施后，变电站周边厂界噪声排放达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008中2类标准，即昼间≤60dB（A）、夜间≤50dB（A）。
《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008
单位：dB（A）
.png)
实施降噪措施后，变电站内声环境有良好的改善。
3.4 噪声治理措施
3.4.1 降噪方案
主变内墙模块式吸声体主要由穿孔板和吸声材料组成，加工制作成标准模块，表面喷涂防腐处理，成品提供现场安装。吸声体外护面板采用不低于1㎜镀锌孔板，吸声体与吸声体之间缝隙用“U”型密封条密封。吸声体设计使用寿命大于20年。
主变室大门采用考虑隔声效果兼具检修维护需要，设计为方便安装和拆除模块式吸隔声门。为有效治理变压器低频噪声，门扇采用面密度高的降噪结构，骨架采用型钢制作，保证门扇的强度和刚度。对于门扇下部的进风消声百叶采用崁入式安装在门扇内。为保证降噪效果，门扇四周需做密封处理。大门设计使用寿命大于20年。
3.4.2 声学计算
表 各产品降噪效果计算书
.png)
通过以上降噪效果计算书显示，变压器噪声经过内墙高效复合吸声体、吸声隔声门、消声百叶等设备降噪后，噪声A声级分别为45.6dB（A）和53.5dB（A）。由于消声百叶所占面积比例小，对厂界噪声贡献小，且噪声还将随距离传播衰减（距离增加一倍，声压级衰减6dB），因此，方案设计的降噪设备的吸声、隔声、消声性能完全满足项目降噪指标要求。
四 结论
220kV知识城变电站实施降噪措施后，变电站周边厂界噪声排放完全能达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中2类标准限值，即昼间≤60dB（A）、夜间≤50dB（A）。
220kV知识城变电站实施降噪措施，减少对周边环境的影响，是建设绿色电网的重要环节；同时避免了周边居民的抗议和投诉，也将极大的提升南方电网的企业形象。
论文作者:邱海江
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：噪声论文; 变电站论文; 降噪论文; 变压器论文; 环境论文; 站内论文; 门扇论文; 《基层建设》2019年第28期论文;