摘要：随着现代工业的发展，噪声问题日趋严重，特高压直流换流站发出的强噪声对站区周围的居民点、学校等影响很大，严重干扰人们的正常生活和学习，强噪声对人的听觉系统、神经系统等都会造成损伤。换流站内运行值班人员长期暴露在强噪声环境下，不仅危害身体健康，而且影响正常工作，严重时可导致误操作而引起事故。因此，本文就特高压换流站设备的降噪措施进行分析，以供参考。
关键词：特高压换流站；设备；降噪措施
1特高压换流站噪声源分析
1.1特高压换流变压器
换流站采取每极由2个12脉动换流阀串接方式，有2个独立的阀厅。特高压换流变压器分高端侧换流变压器和低端侧换流变压器，换流变压器的磁芯制造工艺与高压换流变压器的基本相同，因此，可以认为特高压换流变压器和高压换流变压器磁芯方面所产生的噪声机理是相同的。据特高压直流工程的设备资料记载，特高压换流站中总的谐波含量较高压换流站要高许多，但不到2倍，而换流变压器的数量增加了1倍，因此每台换流变压器上的谐波量基本上与高压直流换流站的换流变相当。
1.2电抗器
（1）干式电抗器噪声的产生
经过线圈和因线圈磁场产生的电流相互作用引起线圈振动，这是电抗器产生噪音的主要原因。线圈振幅和声音辐射面大小主要决定声功率级大小，干式电抗器发出的声音主要取决于线圈径向的振幅。既然线圈代表了辐射的主要部分，那么线圈轴向振动相较其他构件轴向振动对总辐射声音的贡献相对低一些。总声功率级可以由各个负载电流下的声功率级对数和求得。声频谱和电抗器负载电流频谱有关，与电抗器使用有很大关系。
（2）直流平波电抗器
由于直流电流和谐波电流相互作用，引起线圈振动，这是干式平波电抗器线圈噪音产生的主要原因。由于换流站是12脉冲桥结构，所以谐波主要是12次和24次谐波。对于50Hz交流系统，平波电抗器噪音为600Hz和1200Hz的谐波；对于60Hz交流系统，平波电抗器噪音为720Hz和1440Hz的谐波。
（3）交流滤波器电抗器
像任何机械结构一样，具有分布质量和结构特性的电抗器的结构谐振频率数目是有限的。当力频谱中的一个或几个频率和这些结构频率一致时，设备振幅被放大和声音被提高的现象就会发生。交流滤波器的电抗器中将通过大量的谐波分量，因此在考虑滤波电抗器的声学性能时，考虑电流的基本和谐波含量是非常有必要的。
表1声源的声功率级（A计权）
1.3交流滤波器电容器
除变压器和电抗器之外，电容器是高压直流换流站的第3主要噪音源。电容器主要用于交、直流滤波器组中，基本是罐式电容器，多个电容器单元的连接形成电容器层架，再经串并联形成电容器塔。电容器产生可听噪音主要是顶部和底部单元，整个电容器组的噪音也是产生于顶部和底部。因此机械共振主要是由电容器组的第一纵向共振控制。特高压直流换流站中的谐波含量较高压直流换流站有所增加，为此在特高压换流站中配置了大量的交流滤波器，滤波器组较高压换流站增加了1倍，据了解到的资料表明谐波量并没有增加1倍。初步分析认为进入滤波器小组的谐波量基本上与高压直流换流站中的滤波器小组相当。电抗器和电容器所产生的噪声水平也是相当的。
1.4换流变压器冷却风扇
对于正常的换流变压器运行时，冷却装置的噪音是可以忽略的；但对于封闭或低噪音换流变压器，则需要考虑由冷却风扇产生的附加声功率。
根据目前特高压换流站设备订货情况及以往高压直流换流站的供货设备参数，表1列出有关声源的声功率级。
2特高压换流站设备降噪措施
2.1换流变压器的降噪方法
根据噪声传播机理和以往对换流变压器噪声控制的经验，并分析噪声源的声频谱资料，在特高压换流站降噪控制方面进行了多方案研究，通过采用SoundPLAN软件进行了预测计算，除了考虑降噪效果外，还重点考虑降噪措施对设备运行、设备制造、检修维护的便利性及投资等诸方面因素，经过全面、综合的技术方案比较后，提出了一种既方便运行维护和快速更换变压器又满足降噪要求的隔声降噪方案——全封闭隔声罩方案。通过该方案的实施，可使换流变压器噪声的影响大大降低。通过该方案的实施，可使换流变压器噪声的影响大大降低。
2.2交流滤波器场降噪方法
交流滤波器的噪声是特高压换流站中另一个主要噪声源，噪声控制需从交流滤波器的运行、维护检修、占地、投资和降噪要求综合考虑。在特高压换流站中对交流滤波器场设备的降噪方案考虑了整个交流滤波器场下沉式加隔声屏障方案、交流滤波器的电容器塔下沉式并四周加隔声屏障方案、交流滤波器场加隔声屏障方案、交流滤波器场优化布置（将滤波器组设备设置在两侧，电容器设备设置在场地中间）加隔声屏障等方案。通过技术经济综合比较，采用了交流滤波器场的优化布置加隔声屏障的方案。
2.3直流场降噪方法
直流场的噪声与直流场布置方式有关，如采用户内直流场，由于高压平波电抗器、直流滤波器高压电容器塔等设备均采用户内布置，直流场的噪声水平和噪声源的高度均较低，噪声对直流场场界的影响相较直流户外场布置要低。如采用户外型布置，平波电抗器的噪声将对直流场附近的场界影响较大。在户外直流场中，由于平波电抗器安装高度约16m且直流场布置在换流站的西侧和南侧，造成这两侧场界的噪声水平高出50dB（A）。为了控制场界的噪声水平，一般可采取以下措施：
（1）对平波电抗器设备的噪声水平应予以限制，由于平抗中通过的基本上是直流电流，谐波分量相对较小，在设备制造上对噪声水平的限制较容易。
（2）直流滤波电抗器采用低噪声电抗器。
（3）在噪声源水平较高条件下，可在直流场周围的相应位置或设备附近设置隔声屏障，可使场界达标满足要求，但该方法受声源高度影响和站外敏感点距离的影响，将使屏障较高。
（4）对直流场内的平抗安装高度予以降低，降低的幅度如果较小，降噪的效果不太理想，降低的幅度较大（5m以上）将造成工程量增大较多，这需要作技术经济上的综合分析，但对于平原地区地下水位较高区域，该方法不合适。
（5）对平波电抗器的布置进行优化，将2个串联的平抗垂直于较近的围墙布置，可降低2～3dB（A）。
3结论
特高压换流站设备存在很多种，不同设备的噪声来源不同，降噪也应采取不同的措施。传统的加装降噪设备以及设置隔声屏障与通风系统的方法，能够达到一定的降噪目的，随着科学技术的发展，box-in等技术逐渐出现，并成为了新型的降噪技术，从长远的角度看，新技术的使用必定能够达到更好的降噪效果。
参考文献：
[1]±800kV特高压直流工程电力电容器噪声现状与降噪措施[J].郝致远，吴方劼，肖鲲.电力电容器与无功补偿.2017(04)
[2]1000kV特高压变电站声环境影响仿真研究[J].李雪亮，徐振，周英，王飞，朱庚富，赵刚.环境工程技术学报.2012(03)
作者简介：
齐建伟（1979.10-），男，山西兴县人，太原理工大学硕士，单位：国网山西省电力公司检修分公司，研究方向：变电站运行检修。
论文作者:齐建伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/7
标签：噪声论文; 滤波器论文; 电容器论文; 谐波论文; 降噪论文; 电抗器论文; 特高压论文; 《电力设备》2018年第2期论文;