摘要：随着生活水平的提高和电力建设的迅速发展，高压变电站噪声污染与公众居住环境之间的矛盾日益突出。通过分析高压变电站噪声污染的产生机理，依据噪声的传播特点，提出有针对性的防控措施，促进高压变电站与居民和谐共处，对于确保电力项目顺利实施及推动经济社会发展，有重要的现实意义。
关键词：变电站噪声污染；优化控制
引言
高压变电站是电力输送的中转站，是电力系统的重要设施，是电网组成中不可或缺的一部分。随着现代经济社会的快速发展及电力负荷迅猛增长，这就要求建设更多的高压变电站才能满足用电需求。城区用电负荷节节攀升，越来越多的变电站布点需深入城市中心。另一方面，随着我国法律法规的不断完善和公众环境保护意识的逐渐提高，变电站环境污染问题，特别是噪声污染问题，成为了变电站面临的敏感问题，由变电站运行噪声扰民而引发的投诉日渐增多。因此，如何在加快电网建设保障电力供应的同时，做好环境保护相关工作，安抚群众情绪，已经成为电网公司的工作重点。
1变电站噪声污染特性
变电站运行将会产生噪声污染，影响人们正常的工作和生活。变电站噪声主要包括变压器与电抗器等设备噪声、通风散热系统噪声和高压进出线噪声等。变电站噪声污染已经引起了普遍的关注。变电站噪声一般分为电磁类噪声和机械类噪声两大类。电磁类噪声主要自于电气设备运行时产生的噪声，包括变压器、电抗器等内部的铁心硅钢片、绕组等部件在交变磁场的作用下，产生的噪声；而机械类噪声主要来来自于变电站内冷却风机、油泵等运行时所产生的噪声。变电站噪声以低频噪声为主，具有明显的音调特性。另外，变电站一般距离居民区较近，而低频噪声的波长较长，当其与房间尺寸接近时，容易引起墙体、天花板的共振现象，从而加剧人们对变电站噪声的烦恼程度。
2变电站噪声污染分析
2.1噪声声源过大
变电站噪声源源强随电压等级的升高而增大。若变电站在设计过程中未考虑采用低噪声设备，会导致变电站主变压器、电抗器等电气设备噪声较大。另外，部分年代久远的变电站由于设备老化等原因其运行噪声显著大于同类型的新建变电站。
2.2变压器噪声污染
变压器是高压变电站中产生噪声最大的污染源设备，变压器噪声污染主要包括2个方面：①由变压器的铁芯、绕组和油箱（包括磁屏蔽等）部件振动产生的本体噪声污染；②由变压器冷却风扇和潜油泵等配套部件振动产生的冷却装置噪声污染。变压器噪声水平在60-90dB之间，本体噪声频率一般低于500Hz，属于低频噪声；冷却装置噪声频率一般介于1000-3000Hz之间，属于中高频噪声。此外，变压器噪声是不稳定的，噪声级水平会随变压器负荷的增加而升高。
2.3开关设备噪声污染
开关设备噪声污染是指高压变电站内负荷开关、高压熔断器、隔离开关和断路器等设备在交变磁场作用下，导致连接开关设备电源引线与变压器间的母线桥的外壳产生振动，形成噪声污染，其噪声水平一般在40-70dB之间。
3加强变电站噪声污染的优化控制
3.1噪声源控制
在条件许可的情况下，优化主变选型，采用新工艺、新技术、新材料、新设备等措施，从声源上降低噪声，如采用高导磁硅钢片、改进叠装工艺；严格控制铁芯尺寸；在铁心和油箱之间增加减振层等。对于冷却系统噪声，尽量采用自冷式散热变压器，选择强迫油循环式风冷变压器，或者选取无噪音风扇等方式降低冷却系统噪声。
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3.2变压器降噪
对于新建变电站，选择工艺先进的变压器，购买具有磁致伸缩小等特点的变压器，可减小铁芯与线圈之间可能出现的位移，降低变压器噪声；对于已经投运的变压器，可考虑建立隔声屏，根据具体情况，采用封闭式、半封闭式、开放式等3种样式，降低变压器噪声影响。另外，可通过改善风扇叶片形状、选用低噪声油泵等措施降低变压器辅助设备的噪音。
3.3开关设备降噪
根据高压变电站开关设备运行实际情况，其产生的噪声为短时脉冲噪声，峰值最多维持10s左右，其大小取决于操作过电压，但对于高压变电站整体噪声水平影响不大。可采取的降噪措施主要为2个方面：在确保安全运行前提下优化开关设备切换顺序；将开关设备操作工作安排在白天，减少夜间噪声污染。
3.4变电站平面布置与布局优化
变电站平面布置与布局优化是噪声优化控制的最经济措施。基于变电站主要备选设备噪声水平值和站界噪声水平预测值以及敏感区域的位置，对变电站设备布置、建筑结构和总体布局进行优化调整，以减小变电站噪声对站界环境的影响：①将主变压器和电抗器等主要噪声源设备布置在站址中央区域或远离站界敏感区域；②利用建筑物的屏蔽作用，将控制楼等建筑物布置在主要噪声源设备与站界敏感区域之间；③将风机等通风散热系统布置在远离敏感区域一侧或变电站楼顶。
3.5隔声措施
隔声降噪措施是目前变电站最为有效的降噪措施，主要适用于露天变电站噪声的处理，需综合考虑噪声的频谱特性、污染程度以及敏感目标位置，主要包括隔声屏障、隔声间、隔声罩、隔声门窗等，其降噪效果不仅取决于隔声材料的隔音量，还取决于其密封性。一般来说，普通的门窗可用隔声门、隔声窗代替；隔声间、隔声罩可将噪声源封闭在一个较小的空间；隔声板可用于堵住孔洞；隔声屏障可阻断声源与接收点之间声波的直线传播；隔声墙可用于修筑设备间和防火墙。隔声屏障有直立型、折板型、弯曲型、半封闭或全封闭型等。隔声屏障的设置应靠近声源、敏感建筑物或可利用的土坡、堤坝等障碍物。变电站周围噪声敏感点多且分布零散，隔声屏障设置宜靠近变压器（电抗器）一侧。周围噪声敏感点集中，离变电站厂界较近，位置较低时，可将声屏障设置在靠近敏感点的厂界附近。隔声屏障一般可取得10-20dB的降噪效果。对于高频噪声，隔声屏障的降噪量相对较高。隔声间从用途来看，可分为两类：一类是防止房间内设备噪声对外界产生影响，如户内变压器室等；二是防止外界噪声对房间内的影响，如值班室、休息室等。隔声间的降噪量在20-50dB。隔声间尽量减少门、窗，必须设置时应采用隔声门、窗，并采取密封措施，需通风散热时进出风口应做消声处理。隔声罩分为全封闭和局部封闭两类，隔声量一般为10-30dB，它对低频降噪效果较差。隔声罩应减少开孔和缝隙，使噪声泄露面积尽量少。当泄露面积占10%、1%、0.1%的隔声罩，其最大隔声量分别为10dB、20dB、30dB。隔声罩内壁面和设备间应留有较大的空间，通常应留设备所占空间的1/3以上。为保证隔声效果，隔声罩各内壁与设备的空间距离，不得小于100mm，且应满足安全运行要求。隔声门按材质有钢制、木质和钢木混合等几类，按开启方式有平开门、卷帘门以及推拉门。隔声门的隔声量一般为25-45dB。主变室外侧为0类、1类声功能区或近距离噪声敏感建筑物分布较多时，主变室不宜设计全开全关式检修大门，可只设小型检修隔声门，隔声量不小于30dB。
结语
随着城市化的发展和变电站设施的建设，变电站噪声污染问题必然会受到越来越多的公众关注。变电站噪声污染的主要来源，指出低频噪声和音调特性是变电站噪声的两大主要特性。介绍了目前国内外在变电站噪声污染评价与控制方面主要采用的方法及其存在的问题。重点介绍了新的噪声污染评价法———主观烦恼度评价法的原理及其在相关领域的使用状况，以及声调控、有源消声和视觉调整等噪声污染控制技术，并展望了其在城市变电站中的广阔使用前景。
参考文献：
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论文作者:陈铿
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：噪声论文; 变电站论文; 噪声污染论文; 隔声论文; 变压器论文; 设备论文; 高压论文; 《基层建设》2020年第1期论文;