换流站高压电抗器降噪计算研究

毛丹君，唐剑潇，王振蛟

（中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司，长春 130021）

随着高压直流工程的不断建设和运行，换流站的噪声对站周围环境的影响问题日益凸现。东北—华北联网高岭直流背靠背工程是继西北—华中联网工程灵宝背靠背换流站试验工程之后，又一个更大功率直流背靠背联网工程，也是目前世界上容量最大的背靠背换流单元。高岭换流站的高压电抗器（以下简称高抗）噪声在一期建设期间没有采取降噪措施，在高岭换流站扩建工程环境评价验收时，高抗侧围墙外边界噪声超标，必须采取降噪措施方能使高抗侧围墙外边界噪声达标。本文针对高抗的降噪进行计算和优化，提出合理的降噪方案。

1 前期降噪情况

1.1 站址情况

东北—华北联网高岭背靠背换流站位于葫芦岛市绥中县高岭镇东北，距高岭镇约3.5km，东南侧为高家洼村，东北侧为杨总坟村。进站道路位于站址的东侧，长度4km。换流站站址处为小高地，地势西高东低，地貌单元为剥蚀丘陵地貌，地面高程在40～75m。

1.2 前期降噪设施

换流站采用BOX－IN 换流变压器，平波电抗器（以下简称平抗）采用设备前设置8m 高声屏障，顶部为直径0.5m 的圆柱形吸声球体，交流滤波器场里电抗器和电容器采用低噪声电抗器、双塔结构电容器组并设置声屏障的综合降噪措施，高抗侧围墙处无降噪措施。

1.3 降噪计算原则

根据2012年5月23日中华人民共和国环境保护部环审134号文件：高岭换流站边界噪声应符合GB 12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》2类要求，其中各类厂界噪声标准值见表1，同时确保换流站周围居民区声环境质量符合GB 3096—2008《声环境质量标准》Ⅰ类标准要求。

表1 GB12348—2008中各类厂界噪声标准值 dB（A）

2 噪声环境评价验收监测结果

高岭换流站扩建工程噪声监测点共15个，其布置见图1，环境评价验收实测值见表2。

从表2可以看出，高抗侧围墙外测点1、2、3点声功率级超过GB 12348—2008 标准中2 类的要求，其余监测点均达标。

图1 高岭换流站噪声监测点布置图

表2 高岭换流站噪声监测结果

3 高压电抗器降噪计算

3.1 噪声源的声功率级水平

在本研究中的作为噪声源设备的声功率级水平资料主要来源于国家电网公司特高压建设部下发的《变电（换流）站噪声预测计算及影响评价的技术指导书》、2011年换流站一期设计单位提供数据以及高压直流换流站的设备资料。计算用声源的声功率级水平见表3。

表3 声源的声功率级水平

3.2 噪声控制计算及分析

3.2.1 高抗侧围墙无降噪措施的噪声预测

已建换流站的换流变采用BOX－IN，平抗前加8.0m 高声屏障，滤波器组围栏外加8.5m 高声屏障。高抗侧围墙无降噪措施，高抗声功率级按照95 dB（A）计算，噪声预测结果见表4。用计算结果与监测结果对比，计算结果中接收点1、3 点达到GB 12348—2008标准中2类的要求，而监测结果中1、2、3点声功率级均超过GB 12348—2008 标准中2类的要求。

表4 无降噪措施高抗声功率级预测值 dB（A）

3.2.2 高抗侧围墙加声屏障后的噪声预测

已建换流站的换流变采用BOX－IN，平抗前加8.0m 高声屏障，滤波器组围栏外加8.5m 高声屏障。由于电气距离原因，高抗正面围墙需向外扩展1.7m（原墙外征地距离3.0m），站内围墙边的隔离开关及电缆沟需向高抗侧移动，否则无法加设声屏障。经与送电、电气一次专业核实，围墙上声屏障限高为6.0 m；高抗现为本体与散热器紧贴的形式，亦不存在设置高抗BOX－IN的条件。高抗侧围墙（围墙高2.3m）上加5.7m 声屏障，噪声预测结果见表5。

从表5可知，在高抗附近围墙上加声屏障后监测点均达到GB 12348—2008标准中2类的要求。

4 电气距离校验结果

根据高岭换流站噪声控制的需求，考虑在东侧高压电抗器位置的围墙上加装声屏障，其中出线位置的围墙距离电气设备较近，需要进行电气距离校验。

表5 高抗侧围墙上加声屏障的噪声预测值dB（A）

现站内运行的设备中，距离此处围墙最近的为500kV隔离开关，其中心线距离围墙中心线7.5m，静触头侧靠近围墙，均压环下沿高度约为9.3m。此处围墙高度为2.3m，站外地面高于站内地面2.2m，因此围墙顶部高于站内地面4.5m。围墙与隔离开关的距离满足空气净距D值要求，但裕度较小，若在此处围墙上装设声屏障，将不满足电气距离校验要求，因此考虑增加围墙与隔离开关的距离。

在墙上设置5.7m 声屏障，则声屏障顶部距站内地面10.2m。受墙外征地距离3.0m 的限制，考虑将围墙向外移动1.7m，经电气距离校验，同时需要隔离开关向站内移动1.0m，并将隔离开关与高抗之间的电缆沟向站内移动0.7m。装设声屏障后的断面图见图2。

图2 电抗器配电装置断面图（装设声屏障后）

5 结论及建议

根据计算结果和费用估算分析，从经济性及降噪效果出发，高岭换流站高抗降噪改造方案推荐采用：高抗侧围墙外扩1.7m，墙内设备内移1.0 m，在高抗侧围墙上加设5.7m 声屏障，措施采取后高抗围墙外1、2、3点均达到GB 12348—2008中2类要求；工程本体总的估算费用为175万元；同时根据系统专业计算结果，施工期间高沙线可以不带电抗器运行，电抗器断电时间可暂按2个月考虑。

根据建模计算结果，高抗处围墙不采取任何降噪措施时，围墙外2点超过GB 12348—2008中2类要求，1、3点达到GB 12348—2008中2类要求，但是实际监测结果为围墙外1、3点超过GB 12348—2008中2类要求，理论计算与实际监测值存在一定差别。噪声计算软件存在一定的计算误差，在输入数据正确的条件下，不排除将有±（1～3）dB（A）的计算误差的可能性，同时在计算中未涉及风等自然因素对噪声的影响，因此在实际评价时需考虑这些误差的存在。