户内变电站噪声治理技术的探讨与实施

朱孔阳

(广东省输变电工程公司，广东 广州 510160)

户内变电站噪声治理技术的探讨与实施

朱孔阳

(广东省输变电工程公司，广东 广州 510160)

对位于城市居民区户内变电站的噪声进行分析，指出噪声主要来源于主变压器和排风机。从选址、节能环保、降噪等角度对户内变电站进行研究，提出户内变电站噪声控制方案。采用自然通风和机械通风相结合的方式，冬季和过渡季节采用自然通风，夏季采用机械排风，根据主变压器室内温度自动控制风机运转台数达到节能目的。主变压器室和风机房采用消声百叶窗，墙面布置双层吸音墙,有效降低噪声的排放，避免噪声对站区周边居民的干扰。

户内变电站；城区；噪声控制；节能环保

随着社会的发展，城市发展规模越来越大，居民用电量与日俱增，越来越多的变电站建在居民密集区，但新建变电站的噪声问题会影响周边居民的休息[1]。因此，降低噪声对周围居民的危害，同时又能达到节能减排的目的，是建设绿色电网的重要内容之一。

根据《工业企业厂界噪声标准》和《城市区域环境噪声标准》的规定，位于居住、商业、工业混杂区的户内变电站，属于Ⅱ类地区，噪声排放值白天应低于60 dB，夜间应低于50 dB的限值。通过分析变电站噪声产生的原因，从节能角度出发，对变电站的选址、平面布局、消声降噪的措施等方面进行研究。

1 噪声分析

1.1 变压器噪声

变压器的噪声分为变压器本体噪声和变压器冷却系统噪声[2]。变压器内部硅钢片的磁致伸缩，导致铁芯振动产生噪声[3]。冷却系统的噪声来自于变压器风扇和油泵[4]。

1.2 风机噪声

主变压器室屋顶风机也是噪声的来源之一，风机在额定工况下运转时，产生的噪声可分为3种：空气紊流噪声、机械噪声和电磁噪声。以某户内220 kV变电站为例，采用单台180 MVA变压器，通过计算变压器无功损耗和有功损耗，排除这些热量排风量可达140 000 m3/h，每个主变室排风由4台离心式风机负责，每台风机排风量为35 000 m3/h，气流组织在风机出口处风速高，气流扰动大，产生的噪声较大。

2 选址及布局

城市户内220 kV变电站选址要尽量避开0类和1类对噪声标准要求严格的区域，主变压器的进风口和屋顶风机的排风口应尽量避免直接朝向居民区。广东地区属于夏热冬暖地区，冬季不需要考虑供暖，只考虑炎热季节散热问题。主变压器室的房间朝向尽量北向，减少炎热季节时室内的冷负荷，减少风机的能耗。

3 降噪方案

3.1 主变压器室

主变压器室进风百叶窗设在主变压器室下部位置，进风百叶兼具防雨结构。降噪采取的措施有：将主变压器室检修门更换为隔声门，墙体布置吸声墙，进风百叶窗更换为消声百叶窗。

a．通风消声百叶窗(用于进风口和出风口)由吸声片(彩钢板冲微孔)、吸音棉、玻璃丝布、铝网等组成，厚270 mm，有效通风面积为55%，具有良好的防暴雨性能，消声量为15 dB以上。

b.吸音墙在主变室内的四周，安装双层吸音墙(厚80 mm)，能有效消耗噪声的能量，使主变室的声音降低8 dB以上。该吸声墙板针对变压器噪声频率特性，从穿孔率、孔径及空腔厚度进行了优化设计。

c.隔音小门面板采用1.2 mm的彩钢板，背板用0.8 mm的彩钢板，隔声量大于20 dB，能承受0.70 kN/m2的风荷载。根据变电站需要通风散热的要求，变压器室下部设置消声百叶窗，在主变器室上空设置电动百叶窗和风机房，空气流动均匀顺畅，不会形成短路和死角，有效提高了室内通风散热效率。

3.2 风机

a.通风风机本体的噪声尽量在源头控制以及切断噪声传播途径，可采用风机柜或风机箱，以及对风机本身加强隔振措施，同时风机房也布置吸声墙和消声百叶窗，可充分降低噪声和振动。

b.风机出风口加装消声器和静压箱，能有效降低噪声的排放。在风机噪声中，出气口由于气流组织呈紊流状态，产生的噪声值高。噪声源控制是最有效措施，可在风机出口安装消声器。目前市场上的消声器产品种类较多，分为阻性消声器和抗性消声器两大类，由于通风机噪声属于高频噪声，一般采用阻性消声器控制，目前阻性消声器有蜂窝式、管式、折板式和片式等类型。消声器的消声量估算为：

ΔLp=1.1φ(α0)PL/S

(1)

式中：α0为阻性材料的吸声系数；φ为与α0有关的消声系数；P为消声器通道断面周长，m；S为

消声器通道有效横截面积，m2；L为消声器有效部分长度，m。

4 节能方案

4.1 通风方式

主变压器室采用自然进风，自然排风和机械排风相结合的方式。冬季和过渡季节采用自然排风方式，主变室上空电动百叶窗打开，利用热压将室内热空气排出室外。风机和电动百叶联动，当夏季室内温度高于45 ℃时，电动百叶窗关闭，屋顶离心风机启动，将室内热量排出室外。此外，建议主变压器室的进风方向宜从北向进入，进风温度较低，有利于变压器室散热。

4.2 风机运行控制

在主变压器室设置温度感应装置，根据室内温度控制风机运行台数。当室温上升至35 ℃时，启动1台风机，当室温超过38 ℃时，启动2台风机，当室温超过40 ℃时，启动3台风机，当室温超过42 ℃时，所有风机开启运行。

5 结束语

综上所述，从选址、节能、降噪等角度对户内220 kV变电站进行研究，通过工程的实际应用，取得了良好效果，站区周边噪声均满足Ⅱ类地区要求，噪声排放低于白天60 dB及夜间50 dB的限值，对降低城市中新建户内变电站的噪声具有参考价值。值得注意的是，优化主变室的气流组织将会更好地增强主变室的散热效果，如将进风口位置从侧墙改为多风口主变下部进风，减小风机排风量，对节能和降噪都有十分积极的意义。

[1] 陈兴旺，周 兵，周茜茜，等.不同电压等级变电站噪声主观烦恼对比[J].环境工程， 2015, 33(5): 89-91.

[2] 姜 海.110～220 kV变电站噪声识别评价系统构建及控制技术工艺研究[D].合肥：合肥工业大学, 2014: 1-6.

[3] 郑 玥.变电站噪声人体主观感受及其声调控方法研究[D].杭州：浙江大学, 2012: 51-59.

[4] 宋大勇, 王淑琴, 潘景龙.风机入口噪声过大原因分析[J].东北电力技术, 2008，29(3): 9-11.

Discussion on Noise Control Technology of Indoor Substation

ZHU Kongyang

(Guangdong Power Transmission and Transformation Engineering Company，Guangzhou,Guangdong 510160,China)

The noise of indoor substations in urban areas is analyzed, noise comes from main transformer and exhaust fan.In this paper, based on the location,noise control,energy-saving and environmental-protection, a technical scheme for noise control of indoor substations in urban area is proposed.There are natural ventilation and mechanical ventilation, natural ventilation is used in winter and transitional seasons, mechanical ventilation is used in summer.Automatically adjusting numbers of operating fan by the temperature of transformer room can get purpose of saving energy.Main transformer and the fan room with window-blinds, double sound-absorbing material wall can reduce noise emissions effectively and protect residents health.

indoor substation; urban area; noise control; energy saving and environmental protection

TM63

A

1004-7913(2017)01-0024-02

2016-11-14)

朱孔阳(1984) ，男，硕士，工程师，从事变电站设计研究工作。