基于Predictor-LimA模型的城市典型户外式110kV变电站噪声预测

黄轶康，邱勇军，张袁丰

（江苏方天电力技术有限公司，江苏 南京 211102）

0 引 言

随着城市化进程的不断推进，部分变电站逐渐处于城市中心或人口密集区，造成变电站与居民住宅等环境敏感目标的矛盾不断增加[1]。因为噪声来源广、危害性大[2]，国家有关部门已将相关条例纳入法制化管理，所以研究城市变电站的噪声，对保护人们利益和保障输电工程规划、建设及运行具有重大意义[2-3]。

本文首次尝试采用Predictor-LimA模型建立户外式城市变电站噪声传播预测模型，以3D形式准确展示变电站噪声声源的大小、噪声传播的范围以及噪声的影响程度。

1 研究方法

1.1 预测模型简介

城市典型户外式110kV变电站噪声预测模型由Predictor-LimA模型模拟而成。Predictor-LimA由丹麦的B&K开发，是一款环境噪声预测专用软件。该软件可模拟多种声源，包括风机、墙面、屋顶、移动点源、公路及铁路等[4]，同时支持户外噪声影响设施如隔音屏障、建筑、桥梁、地面区域、绿化区域、工业场地及住宅区域[5]等。

1.2 区域网格的构建

选取江苏省某110kV典型户外式变电站为研究对象，应用Predictor-LimA软件进行噪声预测，将预测值与实际值进行对比分析。模型网格单元的大小为1 m×1 m，变电站网格单元东西方向长度为45 m，南北方向长度为55 m，噪声预测研究区域拓宽至变电站外围四周各10 m，共概化出5 183个网格单元。如图1所示，城市110kV户外式变电站噪声预测模型都建立在该空间概化结果之上。

图1 研究区域计算网格图

2 模型建立

2.1 模 型

以江苏省内某典型城市户外式变电站为实例，根据变电站尺寸和站内设备布置情况设置预测点位。利用Predictor-LimA软件进行建模，模型涉及110kV主变压器、主控室及围墙。按照《变电站噪声控制技术导则》（DL/T 1518-2016）要求，将110kV主变等效为5 m×4 m×3.5 m的面声源，将主控室围墙和变电站围墙均等效为反射率为0.8的声屏障，高度则均按照实际尺寸。

2.2 声源识别

通常，变电站内产生的噪声来自变压器和电抗器。变压器噪声由本体噪声和冷却系统噪声叠加而成[6-8]。110kV变电站的主要声源为主变压器噪声，参照《变电站噪声控制技术导则》（DL/T 1518-2016）中110kV主变声源的声压级参数设置，设定主变声源源强。

2.3 预测布点

按照《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348-2008）中测量布点的要求，布置模型预测点位。在变电站四周围墙外1 m、高于围墙0.5 m处，各放置1个预测计算点。

2.4 模拟分析

通常，典型户外式110kV变电站有2台主变，且主变尺寸较大，辐射产生的声场较复杂，进而形成相对集中的区域性强声源。选用领先的声环境模拟软件Predictor-LimA进行建模和分析计算，得到的噪声传播模拟图如图2所示。该区域变电站噪声传播构成点-面-立体的复杂声场模型。

3 结果与讨论

本文采用Predictor-LimA软件建模进行噪声预测，参照噪声传播叠加公式，叠加所在区域的背景噪声，计算出各厂界预测点的最大环境预测值，并与声环境实测值进行对比，结果如表1所示。

图2 变电站主变噪声传播模拟图

表1 噪声预测值与实测值对比表

由表1可知，考虑主变压器噪声和背景噪声的叠加影响后，计算得到围墙外侧1 m、高于围墙0.5 m处厂界的最大噪声值为50.9 dB（A）。同时，为判断预测结果的准确性，对比了预测值与实测值，最大预测误差不超过3.07%，平均误差为1.63%。

4 结 论

城市典型户外式110kV变电站内的主要声源属于典型的面声源，能采用Predictor-LimA软件进行噪声预测，并模拟噪声地图，分析可视化的户外式变电站平面布置，为今后变电站工程的主变噪声声环境影响评价工作提供有效的技术支持。