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摘要：随着国家经济的快速发展和居民生活质量要求的提高，用电需求量显著增长，城镇、城市用电负荷密度相应的增大，以前变电站远离居民生活区也能满足其用电需求，但目前为满足居民高密度的用电负荷要求，变电站宜靠近居民用电负荷中心。由于变电站在运行中会产生电磁干扰和噪声，电磁干扰值远低于国家要求值，靠近居民区布置，若噪声治理不恰当确实会给居民生活造成困扰。本文就110kV半户内变电站噪声治理技术进行分析研究。
关键词：110kV；半户内变电站；噪声；治理技术
随着城市化建设的脚步逐渐加快，变电站的建设位置离居民的生活区域也是越来越近，在变电站运行期间所产生的噪声对人们的生活产生了越来越大的影响，所以变电站所带来的城市噪声污染受到了公众越来越多的关注。目前，在城市最常见的变电站的电压等级是110kV和220kV，分布的区域较为广泛。
1 变电站噪声超标的主要原因
1.1 噪声来源过于强大
变电站的变噪声源不是一成不变的，它会随着电压的升级而逐渐增大，一般来讲110kV的变电站噪声强度为60-70dB（A），220kV的变电站噪声强度为65-75dB（A），500kV的变电站噪声强度为70-80dB（A）。如果变电站在设计过程中不考虑相应的噪声防护措施的话，比如考虑选择自冷变压器或选择低噪声的主变压器，将会导致主变压器噪声源强过大，在变电站负荷较大时，主变压器全负荷运转会导致源强过大，进而使得变电站四周围墙外噪声超出相应标准限值，对周边声环境质量造成影响。
此外，一些运行年限较久的变电站，因设备老化严重，或者变电站内的主变压器型号较为老旧，也会导致变电站四周围墙外噪声超出相应标准限值。
1.2 变电站本身的平面布置不合理
变电站在设计过程中其本身的平面布置不合理也是导致噪声产生的原因之一，目前变电站的平面布置型式分为户外式、户内式、半户内式。户外式变电站是指除控制设备、直流电源设备等放在室内以外，变压器、断路器、隔离开关等主要设备均布置在室外的变电站，这种变电站占地面积较大，布置型式因主变压器无遮挡，产生的噪声可以直接向四周辐射。户内式变电站变压器、断路器、隔离开关等主要设备均布置在室内的变电站，这种变电站占地面积较小，布局紧凑，主变压器因在室内，受混凝土外墙的屏蔽，主变压器产生的噪声影响较小。半户内式的变电站是指除主变压器以外，其余全部配电装置均位于室内的变电站，这种变电站占地面积介于户外式变电站和户内式变电站之间，因主变压器无遮挡，产生的噪声可以直接向四周辐射。
目前，因布置型式不合理而导致噪声超标的变电站，大部分为户外式变电站，主变压器未能位于变电站中央位置，因过于靠近围墙导致围墙外噪声出现超标现象。也有少部分户内变电站是因为主变压器室过于靠近围墙，且主变压器室相应门窗未采取相应的噪声防护措施而导致噪声超标。如果位于人口密集区域的变电站未能考虑到变电站平面布置所带来的影响的话，将会直接影响到变电站四周人群的生活。
2 110kV半户内式变电站声源分析
110kV半户内式变电站将主变户外布置，主变之间设防火墙；配电综合楼呈L型布置，与主变场地均布置于变电站场地中央；110kVGIS装置、10kV高压室等配电装置户内布置，和主控室均布置在配电综合楼内。变电站以自然通风为主，110kVGIS室和10kV高压室设置轴流风机以满足机械排风要求。
由于户内布置的配电设备产生的噪声被墙体屏蔽，因此110kV半户内式变电站噪声源为户外布置的主变压器和轴流风机。其中，110kVGIS室的轴流风机一般在发生事故及检修人员进入前才开启，平时处于关闭状态；10kV高压室的散热轴流风机，一般在室内温度较高时启动；因此110kV半户内式变电站的主要噪声源为主变压器。
变压器噪声主要来源为电磁噪声和冷却系统噪声。电磁噪声由铁芯在磁通作用下产生磁致伸缩性振动引起，其大小与变压器的功率和磁通密度相关。变压器功率和铁芯的磁通密度越大，电磁噪声越高。电磁噪声由变压器向外辐射，特别是在产生共振时，所辐射的噪声强度更高。
根据冷却方式不同，110kV主变可分为自冷式和风冷式。采用油浸自冷式（ONAN）变压器冷却系统噪声较小；采用油浸风冷式（ONAF）变压器冷却系统噪声较大，当散热风机开启时，其产生的噪声一般大于变压器的电磁噪声。
如对某在运的110kV半户内式变电站主变噪声水平调查显示，110kV主变压器噪声水平一般在58～78dB（A）区间内，采取风冷式的主变噪声更高，调查结果见表1。
表1110kV半户内式变电站主变压器声压级分析
3 如何促进变电站超标噪声的达标治理
3.1 注意噪声来源途径的控制
从噪声的传播途径上进行噪声的控制，可以采取一些隔声，消声等措施，尽可能的将噪声在传播过程中所产生的能量损失减少，这样能够弱化噪声的强度。结合需要可以在变电站厂界内部设置一些隔音装置，例如考虑在户外式变电站主变压器四周设置隔声防火墙；或者在变电站站区内种植草皮、观赏乔木等；或者将主变压器布置在站区正中央，加大传播距离，进而使得噪声在传播过程中衰减；或者在半户内式变电站中，将生产综合楼设计成“L”形，利用建筑物的遮挡，以达到屏蔽噪声的效果。此外还可以将围墙的高度增加以达到隔音的效果。
3.2 吸声处理
主变压器产生的噪声首先在主变压器室内传播，当声波遇到墙面、屋面、地面后被反射回来，反射声波再遇到主变压器室壁面后再次反射，显然主变压器产生的直达声波和一次反射声波、二次反射声波、N次反射声波相互叠加，使室内噪声大大增强。在室内噪声增大时，室外噪声也跟随增大。建筑声学理论研究表明，室内噪声的大小不仅与声源声级有关，还与室内壁面的平均吸声系数有关，要控制主变压器噪声对外环境的影响，对主变压器室内进行吸声处理十分必要。
110kV变电站采用了微穿孔板吸声结构：先将龙骨固定在主变压器室内四周墙面上，离心超细玻璃棉用玻璃纤维布包好，放置在龙骨之间，护面板采用铝合金穿孔板。室内吸声面积控制在主变压器室总内面积的60％左右，因为如再进一步增加室内吸声面积对降低室内噪声效果不大，但工程费用却成线性增长，性价比不高。
3.3 隔振
变电站内的隔振主要是积极隔振，即利用隔振器以降低因机器本身的扰力作用引起的机器支承结构或地基的振动。对变电站内主要的振动噪声源如变压器、电抗器和风机等应采取隔振措施。常用的隔振器材有钢圆柱螺旋弹簧隔振器、橡胶隔振器（垫）、机床隔振器、全金属钢丝绳隔振器、空气弹簧、海绵隔振垫、软木板、玻璃纤维、弹性吊架、管道补偿软连接装置。
结束语：
在运的城区110kV半户内式变电站噪声控制措施应根据变电站噪声预测分析的具体情况，优选低噪声设备，综合考虑变电站平面布局、厂界外的环境条件和地形地貌，采取经济可行的降噪处理措施，并经噪声预测分析复核。对于厂界外近距离有高层建筑物的在运110kV半户内式变电站，可采取优选低噪声主变和使用BOX－IN结构的噪声控制措施，满足厂界和环境敏感点噪声达标需求。
参考文献：
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论文作者:张应田1,贺欣1,于金山2,郑中原2,赵鹏2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：变电站论文; 噪声论文; 户内论文; 变压器论文; 室内论文; 轴流论文; 声波论文; 《电力设备》2018年第4期论文;