关键词：山区变电站；隔声屏障；优化设计
Optimization design of sound barrier for 500kV mountain substation
WANG Yunhui1 ,YAN Tao1,CHEN Yong1,YANG Yongkun1,
ZHU Quanjun2,JIANG Ping3
(1. ?Infrastructure department ofYunnan Power Grid Co, Ltd, Kunming 650051,china;
2. Global Energy Interconnection Research Institute Co, Ltd, Beijing 102209,china;
3.Yunnan Energy Investment Power Design Co, Ltd,Kunming 650051,china)
Abstract:Given the current as the control of 500kv high noise are set very high noise barriers, this large investment construction more trouble, also with a 500kv substation mountains noise reduction design as an example, combining with the characteristics of mountainous area substation exists high slope excavation and the simulation put noise barriers at the fence and the slope at the top of the two plans for economic and technical comparison, and from the attenuation theory of noise barriers is analyzed, the results optimized excavation slope mountain substation layout of noise barriers, and provide a reference for noise reduction design of mountain 500kv substation.
Keywords: Mountainous substation; Sound barrier; Optimize the design.
中图分类号: ＴＭ７６ 文献标识码: Ｂ 文章编号:
0引言
随着环保要求的提高，越来越多的500kV变电站划入了Ⅱ类标准，其厂界环境噪声的相应标准限值为：昼间≤60dB（A），夜间≤50dB（A）[1]，对于500kV变电站大家已经形成了一个共识，其主要声源设备是主变和高抗[2,3]，而目前国内的绝大部分变电站均将高抗布置于围墙的边缘处，导致高抗成为了影响变电站厂界噪声超标的首要因素，目前通常的降噪方案都是在高抗附近围墙位置装设隔声屏障[4-6]，有些变电站高抗组数较多时，常规设计此处的隔声屏障需加高到10米以上，这种做法不仅投资大而且施工也较麻烦，对于山区变电站，一般都有边坡，隔声屏障可结合边坡进行优化，本文以一500kV山区变电站隔声屏障布置为例进行探讨。
1工程概况
该变电站位于昆明滇中新区电子信息产业园东南侧，距长水机场约7.5km，其建设规模如下：主变本期规模2×1000MVA，最终规模4×1000MVA；500kV最终出线8回，本期出线3回；220kV最终出线16回，本期暂定出线11回35kV不出线，场地共设3组高抗，本期一组。变电站围墙内面积站址5.5995hm2,总用地面积8.6995hm2，原始地形为一山地，东高西地，最大高差约30m,设计采用挖高填低，东侧为挖方区，最大挖方边坡高约17米，西侧为填方区，最大填方边坡高度约14米，为降低工程造价，挖填方边坡均采取放坡加必要的支护措施进行处理。
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图1站址平面示意图
根据环评报告该变电站声环境功能应满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中Ⅱ类标准。
2环境影响状况分析
2.1噪声模拟计算
经过对类比变电站的实际勘测，本项目的噪声源主要有500kV主变、500kV主高抗、35kV站用变、35kV电容器组等,可以采用数值分析进行模拟[7]，经过模拟分析可以知道在远期噪声影响分布图中,噪声50dB（A）等值线在变电站西侧、北侧和东侧均出现在征地红线（征地红线在图中标示为黑色点线）外侧，因此在远期阶段需要采取降噪措施，保证变电站远期的厂界噪声可达到国家标准要求。
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为了保证变电站远期的噪声厂界达标，变电站降噪方案选用了在变电站围墙上方增加隔声屏障方案，如上图所示，初步设计时提供了两种。方案1：（1）在变电站西侧围墙，布置长度80米、高度5.0米（含围墙，以下未注同）的隔声屏障；（2）在变电站北侧围墙，布置长度116米、高度6.5米的隔声屏障；（3）在变电站东侧围墙，布置长度150米、高度10.0米的隔声屏障；方案2：西侧和北侧均与方案措施相同，东侧挖方边坡的顶部布置长度171米、高度5米的隔声屏障。从对比分析来看，方案2东侧挖方区域的隔声屏障面积为171×5=855平米远小于方案1的150×10=1500平米，明显优于方案1。
3降噪分析
对于变点站的声源我们可以近似认为是点声源，点声源对于无限长屏障[8]的衰减量可按式（1）计算
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式中：.png)
,为声波波长，A为声源至屏障顶端的距离，B为受声点至屏障顶端的距离，d为声源至受声点之间的直线距离。基本上屏障的衰减量在一定范围内是随着N的增大而增大的，这也就意味着A+B-d的值越大屏障的隔声效果越好[9,10]。对于本工程东侧挖方边坡位置的两种隔声屏障方案示意如图4, 分析该图可以得到式（2）~.png)
图4高挖方边坡处降噪方案示意图
其中：h为边坡高度，h1为声源高度，h2为受声点高度（环评要求离地1.2米），H1为方案1隔声屏障高度，H2为方案2隔声屏障高度；
对于方案1围墙位置的隔声屏障的高度低于声源与受声点的连线在该位置的高度时，隔声屏障对于边坡顶部的噪声衰减值为零，即基本不起作用。因此从定性上就可以发现当有高挖方边坡时，隔声屏障设置于围墙时，隔声屏障有很大部分高度是不起作用的。此外根据本工程的情况，先分析高抗声源，根据本工程实际情况，a=4m,b=22m,c=2m,h=17m,h1=h2=1.2，可以求得两个方案设置得隔声屏障在不同高度下A+B-d的情况见图5，可以发现对于本变电站，由于存在h=17m高挖方边坡的变电站，方案2将隔声屏障置于坡顶的效果明显优于方案1将置于围墙处，这也与前述的设计仿真分析一致，此外若两个位置,都设置的隔声屏障都为10米高，我们变化边坡的高度h如图6，可以发现随着边坡的高度增大，方案2比方案1
的优越性越明显。
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图6两方案隔声屏障随边坡高度变化曲线图
4结束语
山区变电站在进行降噪设计时，应考虑地形的影响，山区变电站存在高挖方边坡时，将隔声屏障置于坡顶的降噪效果明显优于将隔声屏障置于边坡底部围墙处。隔声屏障高度越高，置于坡顶比置于边坡底部优势越明显。边坡高度越高，置于坡顶比置于边坡底部优势越明显。
参考文献
[1] 环境保护部，GB12348-2008工业企业厂界噪声标准[S].北京：中国标准出版社，2008
[2]张红霞，史玉柱，梁汉桥，等.500kV变电站噪声影响及防治措施[C].电力科技与环保，2012, 28（4）：50-51
[3]黎文辉. 高压变电站噪声污染预测与防治技术研究[D]. 广东工业大学, 2015.
[4]樊小鹏, 李丽. 变电站噪声污染评价与控制技术现状与展望 [J]. 电力科技与保,2015,000(006):4-7
[5]陈锦栋，冯苗峰，李明500kV地面变电站噪声污染及治理[C].噪声与振动控制，2015， 35（5），126-129
[6]李宁, 田冬梅, 单大鹏, 等. 城市变电站噪声分析及降噪措施探讨[J]. 高压电器,2015(1):139-144.
[7]段金虎, 魏华杰. 基于Cadna/A软件的特高压变电站噪声模拟研究[J]. 资源节约与环保, 2015(9): 157-157.
[8]张明照. 隔声屏蔽声衰减理论与计算[C].中国安全生产科学技术，2001:52-54.
[9]杨贵恒，杨雪，何俊强，苏红春，张伟噪声与振动控制技术及应用[M].北京：化学工业出版社，2018：203-204
[10]陈秋，李振海.变电站噪声防治与方案研究[C].电力环境保护，2006，22（3）：46-51.
作者简介
王云辉，（1971年），男，学士，高级工程师，云南电网有限责任公司基建部，从事电网工程技术研究及管理.
颜涛，（1969年），男，硕士，高级工程师，云南电网有限责任公司基建部，从事电网工程技术研究及管理.
陈勇，（1970年），男，学士，高级工程师，云南电网有限责任公司基建部，从事电网工程技术研究及管理.
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论文作者:王云辉 颜涛 陈勇 杨永昆 朱全军 江平
论文发表刊物:《中国电业》2020年1期
论文发表时间:2020/4/23
标签：变电站论文; 屏障论文; 隔声论文; 声源论文; 挖方论文; 噪声论文; 方案论文; 《中国电业》2020年1期论文;