变电站噪声超标的影响及治理探讨

刘寅 王静娟

摘要：為了解决声环境功能区区划升级后变电站厂界噪声未达标问题，笔者根据变电站噪声治理前噪声检测数据，分析了户外变电站背景噪声、站内噪声、厂界噪声存在超标问题的原因，提出了采用吸隔声屏障来控制噪声传播途径的降噪方法。实践应用表明：户外变电站加装隔声屏障后，变电站厂界噪声平均降噪量可达到 7 dB（A），低于国家标准规定的环境噪声限值。

关键词：变电站;噪声超标;

目前，随着城市建设工程的不断加快，城市区域的供电需求不断增加，110 kV、220 kV 以及500 kV 高压输变电工程已深入到人口密集的城市中心地区，然而变电站却被各类建筑物所包围，出现了变电站厂界噪声超标的现象，对周围居民生活影响很大，不断发生居民投诉事件。对此，本文根据吸隔声原理，分析了某110 kV 户外变电站站内、周界昼间、夜间噪声检测数据，提出了采用吸隔声屏障控制噪声传播途径的变电站周界噪声治理方案，设计了吸隔声屏障，并应用于变电站噪声治理。经测试，吸隔声屏障治理变电站周界噪声效果良好，平均降噪量达到 7 dB（A）。

1 变电站噪声来源分析

变压器噪声包括本体噪声和冷却装置噪声。本体噪声主要由铁芯硅钢片磁致伸缩及绕组电磁力引起的振动而产生，并通过铁芯垫脚和绝缘介质传递给箱体和附件。由于电源频率周期是磁致伸缩变化周期的两倍，所以磁致伸缩引起的变压器振动主要也是 100Hz 的整数倍。另外，变压器绕组噪声是当通电线圈导线处于杂散磁场时，线圈导线或线圈间电磁力引起的振动产生的噪声。在正弦负载电流下，线圈噪音几乎都是由两倍电源频率（50Hz）组成。变压器冷却装置噪声主要由循环冷却泵、散热风扇所产生。在夏季用电高峰期，变压器的潜油泵和冷却风扇在运行过程中产生的噪声尤其明显。

电容器和电抗器在运行过程中也会产生噪声。电抗器噪声主要由绕组振动、磁致伸缩产生，与变压器本体噪声产生原理及频率特性基本相同。电容器噪声是由电容器单元介质内电极间产生的电场力及电磁力引起元件振动而产生。

变电站通风散热一般由空调或者排风扇完成，用于开关室、GIS 设备室或者变压器室散热。散热风扇一般安装在建筑物外墙体上，离变电站围墙近且安装高度较高，因此风扇产生的噪声容易对变电站附近居民区产生较大影响。所以散热系统噪声成为了夏季变电站噪声扰民投诉的主要原因之一。电晕噪声是由于变电站内带电导体、金具表面的高强度电场使周围的空气发生游离放电而引起的可听噪声，其噪声值相对较低。

2 噪声超标原因分析

2.1 噪声声源过大

变电站噪声源源强随电压等级的升高而增大。若变电站在设计过程中未考虑采用低噪声设备，会导致变电站主变压器、电抗器等电气设备噪声较大。另外，部分年代久远的变电站由于设备老化等原因其运行噪声显著大于同类型的新建变电站。

2.2 变电站类型或平面布置不合理

变电站主要有全户外布置、全户内布置和半户内布置三种形式。户内型变电站的主变、配电装置均布置于室内;半户内型变电站的主变位于室外，配电装置布置于室内;户外型变电站的主变及配电装置均布置于室外。若在人口密集或对噪声敏感地区布置全户外或者半户内变电站，那么变电站噪声可能超标。若变电站的主要噪声源布置在靠近厂界围墙处，则该侧厂界附近可能存在噪声超标问题。

2.3 变电站周围功能区划

变电站噪声是否超标，还与厂界和周边的声环境功能区划有关。有的可能是由于声功能区划的调整，使得原本符合噪声排放标准的变电站变成了超标排放。总的来说，变电站所在区域的声环境质量要求越高，对变电站噪声排放的控制越严格。

3 变电站噪声控制及治理措施

变电站的噪声控制需要从项目前期开始，贯穿项目全过程。在项目前期，应合理选择站址，尽可能远离环境敏感点，尽量利用原始地形、地物设置天然屏障，降低对周边环境的影响。 同时，站址要符合所在区域城乡总体规划的要求，重点需要确认站址所处的声环境功能区类别及噪声控制标准。再者，在变电站设计阶段，建设方案考虑站址所处声环境功能区和周围噪声敏感建筑物的噪声控制要求。0 类、城区 1 类声环境功能区宜采用全户内布置方式。乡村地区的 1 类声环境功能区、2 类及以上声环境功能区可根据周围噪声敏感建筑物的分布情况选择变电站布置方式。另外，平面布置设计应结合远景规划，户外变将主变布置在站址中央或远离环境敏感建筑物的位置，充分利用建筑物及地形对主变噪声的阻挡作用，电抗器布置在远离环境敏感建筑物或临近声环境质量要求较低一侧。

3.1 噪声源控制

在条件许可的情况下，优化主变选型，采用新工艺、新技术、新材料、新设备等措施，从声源上降低噪声，如采用高导磁硅钢片、改进叠装工艺;严格控制铁芯尺寸;在铁心和油箱之间增加减振层等。对于冷却系统噪声，尽量采用自冷式散热变压器，选择强迫油循环式风冷变压器，或者选取无噪音风扇等方式降低冷却系统噪声。

3.2 传播途径控制

隔声措施

隔声降噪措施是目前变电站最为有效的降噪措施，主要适用于露天变电站噪声的处理，需综合考虑噪声的频谱特性、污染程度以及敏感目标位置，主要包括隔声屏障、隔声间、隔声罩、隔声门窗等，其降噪效果不仅取决于隔声材料的隔音量，还取决于其密封性。一般来说，普通的门窗可用隔声门、隔声窗代替;隔声间、隔声罩可将噪声源封闭在一个较小的空间;隔声板可用于堵住孔洞;隔声屏障可阻断声源与接收点之间声波的直线传播;隔声墙可用于修筑设备间和防火墙。

隔声屏障有直立型、折板型、弯曲型、半封闭或全封闭型等。隔声屏障的设置应靠近声源、敏感建筑物或可利用的土坡、堤坝等障碍物。变电站周围噪声敏感点多且分布零散，隔声屏障设置宜靠近变压器（电抗器）一侧。周围噪声敏感点集中，离变电站厂界较近，位置较低时，可将声屏障设置在靠近敏感点的厂界附近。隔声屏障一般可取得 10～20dB 的降噪效果。对于高频噪声，隔声屏障的降噪量相对较高。隔声间从用途来看，可分为两类：一类是防止房间内设备噪声对外界产生影响，如户内变压器室等;二是防止外界噪声对房间内的影响，如值班室、休息室等。隔声间的降噪量在 20～50dB。隔声间尽量减少门、窗，必须设置时应采用隔声门、窗，并采取密封措施，需通风散热时进出风口应做消声处理。

隔声罩分为全封闭和局部封闭两类，隔声量一般为 10～30dB，它对低频降噪效果较差。隔声罩应减少开孔和缝隙，使噪声泄露面积尽量少。当泄露面积占 10%、1%、0.1%的隔声罩，其最大隔声量分别为 10dB、20dB、30dB。隔声罩内壁面和设备间应留有较大的空间，通常应留设备所占空间的 1/3 以上。为保证隔声效果，隔声罩各内壁与设备的空间距离，不得小于 100mm，且应满足安全运行要求。

4 结语

本文根据吸隔声原理提出的采用吸隔声屏障控制噪声传播途径的变电站周界噪声治理方案，并应用于户外变电站噪声治理。实践证明，吸隔声屏障是治理户外变电站厂界噪声极为有效的措施，平均降噪量可达到 7 dB（A）以上，具有很大的推广意义。

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