1000kV变电站噪声分析及控制

2015-11-04金岚孔宪扬龚金凤

建材与装饰 2015年30期

关键词：敏感点远景噪声源

金岚孔宪扬龚金凤

（中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司　安徽　合肥　230601）

1000kV变电站噪声分析及控制

金岚孔宪扬龚金凤

（中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司安徽合肥230601）

本文结合某1000kV变电站电气设备的布置，考虑噪声对变电站站内及附近居民的影响，通过噪声预测软件SoundPLAN对变电站本期及远景的环境噪声污染影响进行模拟、计算和预测分析，并提出经济、合理的噪声治理措施。

变电站；噪声预测；降噪措施

随着电压等级的提高、额定电流的增大和受设备制造水平的限制，特高压交流电气设备产生的噪声比常规电压等级设备产生的噪声明显增大，这就要求对特高压变电站噪声问题引起足够的重视。

1　变电站的噪声控制点及标准

变电站噪声必须同时符合两个国家标准的要求：①《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）；②《声环境质量标准》（GB3096-2008）。

2　变电站的主要噪声源

1000kV特高压变电站运行期间的主要噪声源如下：1000kV固定高抗噪声、1000kV主变压器噪声、导线噪声、电容器组和电抗器组噪声源。

3　变电站降噪措施

噪音控制，必须考虑噪音源、传音途径、受音者所组成的整个系统。控制噪音的措施可以针对上述三个部分或其中任何一个部分。变电站的噪声治理主要从噪声源和传播途径两个方面进行。

3.1声源处抑制噪声

在工程中，控制设备噪声源虽是降低变电站噪声最根本最有效的方法，但由于1000kV设备的噪声级水平受设备设计、制造、造价等诸多客观因素的限制，制造上存在一定的困难。

3.2控制传播途径

声在传播中的能量是随着距离的增加而衰减的。声的辐射一般有指向性，处在与声源距离相同而方向不同的地方，接收到的声强度也就不同。不过多数声源以低频辐射噪声为主时，指向性很差；随着频率的增加，指向性就增强。因此，控制噪声的传播方向（包括改变声源的发射方向）是降低噪声尤其是高频噪声的有效措施。建立隔声屏障，或利用天然屏障（土坡、山丘）或种植树木，以及利用隔声材料和隔声结构来阻挡噪声的传播。在变电站设计中，可采用合理的总平面布局，使噪声源远离敏感点。此外，对于固体振动产生的噪声采取隔振措施，以减弱噪声的传播。

3.2.1合理选择站址和合理的平面布置

在站址的选择上，将变电站建在远离噪声敏感点的地方。若周围有噪声敏感点，应尽量优化总平面布置，将主变压器布置在站区中间位置。控制传播途径，通过隔声、吸声、消声、阻尼减振等措施，增加噪声在传播途径中的能量损失，对噪声污染的控制是最有效的。

3.2.2设置隔声屏障或采取BOX-IN

1000kV固定高抗靠近围墙布置，其噪声对周围环境的影响大，可以通过在高抗前方设置隔声屏障或采取BOX-IN的两种降噪方案来降低其噪声对周围环境的影响。

（1）1000kV固定高抗前方设置隔声屏障

在高抗靠近围墙处设置隔声屏障，用来降低其噪声对周围环境的影响。在高抗前方设置隔声屏障，当高度为10m时，降噪效果最为明显，其降噪效果可降低噪声10～15dB（A）。

（2）1000kV固定高抗采取BOX-IN

1000kV固定高抗还可以通过采用BOX-IN的降噪方法来降低其本体的噪声，即采用可拆卸和带有通风散热消声器的隔音室把1000kV可控高抗封闭起来，把套管、冷却器、风扇和压力释放器等放在隔音室的外面。根据测算并结合国内直流换流站BOX-IN经验，一般可降低噪声15～20dB（A）。

4　变电站的概况和噪声预测分析

以某1000kV变电站为例，变电站的建设规模和噪声源声压级如表1。

表1　站内主要噪声源声压级

该变电站站址自然地貌为稻田，变电站围墙距离北侧南舍村约463m，距离西侧张家舍约367m，距离南侧荻垛村约410m，其余的敏感点都在1km外。

站址所处区域属于Ⅱ类功能区，执行Ⅱ类功能区标准，即厂界和周围居民环境敏感点处噪声昼间应≤60dBA，夜间应≤50dBA。

在不采取任何降噪措施的情况下，变电站噪声呈南北向分布，南舍村边界处噪声预测最大值为50.6dB（A），超过了Ⅱ类区的要求。远景在不采取任何降噪措施的情况下北侧围墙外520m，南侧围墙外350m，东侧围墙外450m内的区域均超过了Ⅱ类区的要求（如图1）。

5　考虑降噪措施后的噪声预测结果

5.11000kV固定高抗降噪方案的选择

变电站在不采取任何降噪措施的情况下，站界和周围敏感点噪声已经超标。造成站界和周围敏感点噪声偏大的最主要噪声源为1000kV固定高抗。必须首先对1000kV固定高抗采取适当降噪措施，使之对站界和周围敏感点的噪声影响减小，才可能使站界噪声达标。

高抗加装BOX-IN及高抗靠围墙侧加装声屏障的方式对于降噪来说最为直接有效。通过对变电站①高抗安装BOX-IN、②围墙加装隔声屏障、③高抗安装BOX-IN+局部隔声屏障等三种降噪方案本期、远景规模进行分析。

图1　变电站未采取降噪措施（本期、远景）声分布图

5.2高抗安装BOX-IN处理时的噪声预测结果

变电站本期采取降噪措施后，本期变电站北侧围墙外150m，南侧围墙外100m，东侧围墙外310m外的噪声预测值均符合Ⅱ类区的要求。变电站远景采取加装BOX-IN降噪措施后，变电站北侧围墙外300m，南侧围墙外300m，东侧围墙外300m内的区域所有噪声预测值均符合Ⅱ类区。降噪声分布图如图2。

图2　变电站高抗安装BOX-IN降噪措施（本期、远景）声分布图

5.3围墙加装隔声屏障的噪声预测结果

变电站本期采取在高抗北侧建设5m高围墙、并在其上加装3m高隔声屏障后，变电站北侧围墙外240m，南侧围墙外180m，东侧围墙外320m外的噪声预测值均符合Ⅱ类区。

从图3可以看出在高抗北侧加装声屏障，能有效阻止噪声向北侧的传播，但是由于声波向南侧反射，使高抗和主变的噪声叠加，是南侧的噪声值增加，虽然南侧的荻垛村噪声最大值为46dB（A），没有超过2类的标准，但是站内的噪声值增加，也影响站内人员的生产生活，从治理噪声的角度，高抗加装BOX-IN比单纯的声屏障治理效果要好。变电站远景采取在高抗北侧建设5m高围墙、并在其上加装3m高隔声屏障后，变电站北侧围墙外300m，南侧围墙外500m，东侧围墙外300m内的区域所有噪声预测值均符合Ⅱ类区。超标区域已经超过噪声保护区的范围。所以，单纯的声屏障治理效果很差。

5.4高抗安装BOX-IN+局部隔声屏障的噪声预测结果

1000kV固定高抗采用BOX-IN，并在高抗北侧1m处（距油坑边缘）加装8m高的隔声屏障。变电站北侧围墙外80m，南侧围墙外90m，东侧围墙外300m外的噪声预测值均符合Ⅱ类区标准，但是围墙处噪声最大值为57.6dB（A）。变电站（远景）采取在加装BOX-IN+声屏障措施后，变电站北侧围墙外220m，南侧围墙外300m，东侧围墙外300m内的区域所有噪声预测值均符合Ⅱ类区。