换流站降噪方案研究

苏　炜，申永成，王增军，汪　斌，岳天琛

（1.华东电力设计院有限公司，上海　200001；2.国网山东省电力公司，济南　250001；3.国网山东省电力公司淄博供电公司，山东　淄博　255032）



换流站降噪方案研究

苏炜1，申永成2，王增军3，汪斌1，岳天琛1

（1.华东电力设计院有限公司，上海200001；2.国网山东省电力公司，济南250001；3.国网山东省电力公司淄博供电公司，山东淄博255032）

摘要：依据换流站噪声控制标准，结合站内主要噪声设备的噪声水平，通过采取合理布置噪声源和控制设备本体噪声等措施，提出换流站降噪控制措施。在此基础上，利用Cadna/A和SoundPlan噪声计算软件进行换流站噪声预测计算和分析，提出临沂换流站降噪方案。

关键词：换流站；噪声控制；降噪方案

0　引言

中国是首个建设±800 kV特高压直流输电工程的国家。特高压换流站的噪声问题比高压换流站更为严重［1］。对特高压直流输电工程的建设而言，可听噪声将成为特高压直流换流站选址和设计的重要控制条件之一。

1　换流站噪声控制标准

目前我国执行GB 12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》，该标准中对工业企业厂界环境噪声排放有限值要求，具体限值详见表1。

根据换流站所在区域的当地环评标准，临沂换流站站界执行GB 12348—2008中的2类标准，即夜间50 dB。

2　换流站内主要噪声源

对换流站周边环境产生影响的主要是换流站内的户外噪声源设备，这些设备分布在整个换流站，主要有：换流变压器，换流变压器冷却风扇，平波电抗器，交流滤波器组的电抗器和电容器，直流滤波器组的电抗器和电容器和阀冷却风扇。

表1　工业企业厂界环境噪声排放限值

3　换流站噪声控制措施

3.1合理的换流站总平面布置

换流变压器根据以往工程的成功经验，每极高、低端阀厅采取面对面布置，使阀厅在满足工艺要求的前提下具有很好的隔声屏障功能，减少了换流变压器噪声对站界外的影响。

500kV GIS采用户内式，利用GIS室的屏障作用，减少500 kV交流滤波器场的噪声向南侧传播。站前区布置在换流站的南侧，建筑物可以起到隔声阻挡的作用。通过总平面的合理优化布置为进一步降噪控制创造了较好的条件。

3.2换流变压器

换流变压器是换流站内主要的噪声源，其控制结果将影响整个换流站的噪声控制。根据以往特高压工程的经验，对换流变压器采用全封闭隔声罩的降噪措施［2］，即Box-in，隔声罩的隔声量要求不低于20 dB。

3.3干式电抗器

控制干式电抗器噪音的关键是限制线圈的振动。典型限制线圈振动的技术有：调整结构尺寸、间隙和机械支撑使共振频率远离临界频率；导体采用双层横截面结构，使线圈的重量加倍，最大可降低电抗器噪音大约6 dB；采用特殊制造的低噪声电抗器。采取以上措施后，能使电抗器声音衰减10～20 dB左右。

3.4电容器

电容器降噪通过内部降噪和设备布置两方面考虑。对于内部降噪，可采取以下措施：通过增加串联电容器元件的数目，减小电容器罐里的电介质应力和振动力；通过改进的机械阻尼使电容器元件布置更紧密，提高电容器元件组的刚度；设计电容器时考虑共振频率，以免发生共振。对于设备布置，考虑500 kV、1 000 kV电容器均采用双塔布置，降低设备高度，可有效降低换流站围墙高度。

3.5冷却风扇

冷却风扇噪声主要由叶片附近产生的气流漩涡引起。降低风扇转速、改良叶片形状、提高叶片的平衡度、增大直径和轮毂比、采用纤维塑料叶片等，都可有效降低冷却风扇的噪声。

4　临沂换流站噪声预测

4.1计算软件

换流站噪声预测采用的声场仿真软件Cadna/A进行计算，并通过SounPlan软件进行校核。采用两种不同的噪声计算软件能够保证噪声计算结果的合理性。

4.2噪声源的选取

国家电网直流建设部于2015年组织编制了《±800 kV特高压直流输电工程换流站标准化设计文件之（十）——换流站噪声计算及降噪标准化设计指导书（试行）》，该指导书统一规定了±800 kV换流站噪声计算的主要噪声设备的源强、噪声频谱、声源形式，以及计算方法和采取噪声治理措施的原则等。预测计算中设备噪声的声功率级及频谱均按照该指导书选取，如表2所示［3］。

表2　换流站设备噪声源参数

4.3噪声预测计算

4.3.1不采取降噪措施噪声预测

全站围墙高2.5 m，不采取辅助降噪措施，计算得图1所示的噪声分布图。

从噪声分布图可以看出，不采取辅助降噪措施时，换流站各侧围墙外均存在噪声超标区域，必须采取辅助措施降低换流站噪声影响。

4.3.2降噪方案及降噪后噪声预测

考虑利用护坡对噪声的阻挡作用以降低围墙及声屏障的高度，逐级试算后确定方案。

1）换流变加隔声罩。

2）换流站北侧挖方区坡顶立围墙，围墙高度为3.5 m、5m、6m；北侧填方区围墙加高至4m、6 m；换流站西侧挖方区坡顶立围墙，围墙高度为2.5m、6m，其中6 m高的围墙长约90m，其余部分围墙高度为2.5m。

图1　不采取降噪措施时的噪声分布图

3）智圣500 kV变电站220 kV配电装置北侧围墙加高至4 m、6 m，6 m高部分长约90 m，智圣站500 kV主变的最西侧设置1座8 m高的防火墙。

图2　围墙加高示意图

换流站及变电站具体的围墙加高范围如图2所示。换流站和变电站围墙均为实体围墙。

采取降噪措施后，计算得图3所示的噪声分布。

图3　采取降噪措施后的噪声分布图

从噪声分布图可以看出，采取降噪措施后，临沂换流站噪声排放达到GB 12348—2008的2类标准。

5　结语

分析换流站主要噪声源，针对不同噪声源采取相应改进措施，如换流变压器加隔声罩，换流站四周设立2.5～6 m围墙等。采取上述措施后，根据预测计算，临沂换流站站界噪声排放可达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》2类标准，该解决方法可为特高压换流站降噪提供参考。

参考文献

［1］俞敦耀.±800 kV特高压换流站噪声控制探讨［J］.电力建设，2009（3）：13-15.

［2］张庆宝，邓长红，俞敦耀，等.特高压直流换流站噪声控制方案研究［J］.南方电网技术，2009，3（5）：15-17.

［3］国家电网直流建设部.换流站噪声计算及降噪标准化设计指导书（试行）［R］.2015.

Research on Noise Reduction Scheme of Converter Stations

SU Wei1，SHEN Yongcheng2，WANG Zengjun3，WANG Bin1，YUE Tianchen1
（1. East China Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，Shanghai 200001，China；2. State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250001，China；3. State Grid Zibo Power Supply Company，Zibo 255032，China）

Abstract:According to the noise control standard of converter station and the noise level of main equipment，the noise reduction measure including reasonable arrangement of the noise source and control measure of equipment noise is proposed. On this basis，forecast calculation and analysis of the noise are conducted using Cadna/A and SoundPlan software，and the noise reduction scheme of Linyi converter station is proposed.

Key words:converter station；noise control；noise reduction scheme

中图分类号：TB53

文献标志码：A

文章编号：1007-9904（2016）05-0066-03

收稿日期：2016-03-03

作者简介：

苏炜（1972），男，高级工程师，从事换流站设计工作。