关于变电站噪声评估模拟及防治措施研究

王林，杨庆陶，杨钊

（国核电力规划设计研究院有限公司，北京 100095）

1 研究背景

随着社会发展，噪声源越来越多，从20世纪50年代起，噪声已成为一种主要的环境污染，它与水污染、空气污染、固体废物污染一起俗称“四大环境公害”。国网1000kV变电站主要噪声源有：1000kV主变压器、高压并联电抗器、中性点小电抗、110kV并联电容器组、110kV串联电抗器等设备产生的噪声，导体、金具、导线因电晕产生的噪声，以及导线本体噪声。

2 不同种类噪声源

2.1 变压器噪声源

变压器的噪声在特高压变电站中是噪声最大的单体设备之一。变压器噪声根源于变电器本身的振动，而变压器本身的振动是由变压器本体的振动及冷却装置的振动引起的。

2.2 高压并联电抗器噪声源

高压并联电抗器的噪声在本变电站中也是噪声最大的设备之一，线圈和线圈磁场的电流相互作用引起线圈振动，这是电抗器产生噪声的主要原因。

2.3 导线噪声源

根据其工程实际情况可知，1000kV交流配电装置导线噪声是由两部分组成的：整数倍的纯声（哼声和嗡嗡声）和宽频带噪声（破裂声、吱吱声或嘶嘶声），导线跳线绝缘子均压环及跳线金具的电晕放电噪声。

2.4 金具噪声源

变电站金具噪声主要是由金具表面的电晕放电引起的。防止电晕产生就是要想办法降低金具表面的电位梯度，使之低于临界值。金具的形状和结构非常复杂，很难对单个金具的电晕噪声进行测量。

2.5 电容器组和电抗器组噪声源

除了上述噪声源之外，110kV无功补偿装置中电容器组和电抗器组也是本变电站中的主要噪声源。电容器产生可听噪声的主要部分是顶部和底部单元，整个电容器组的噪声也是产生于顶部和底部。因此机械共振主要是由电容器组的第一纵向共振控制。

3 噪声源模拟分析

国网1000kV变电站采用SoundPLAN软件进行噪声分析，首先将电气总平面图转换成DXF的底图，导入到SoundPLAN软件后进行数学建模。主变及高抗按面声源考虑，具体高度根据中线实际设备高度计算。国网1000kV变电站设计图如图1。

图1 国网1000kV变电站设计图

根据《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008），本工程测点选在变电站场界外1m，高度1.2m，且距任一反射面距离不小于1m处。对于处在挖方区的围墙，围墙距离边坡底部为3m，因此测点距边坡距离大于等于2m。

厂区南侧、东侧和西侧大部分区域噪声值大于50dB，不满足规范2类标准夜间不超过50dB的要求，需要采取降噪措施。拟采用的降噪方案为：方案一：站区南侧、东侧及西侧围墙加高至5m+4m隔声屏障，其余区域围墙为2.5m。方案二：高抗加Box-in同时使用。方案二的改进措施：高抗Box-in+东侧围墙加高至5m+2m隔声屏障；西侧围墙加高至5m+2m隔声屏障；南侧部分围墙加高至5m，其余区域围墙为2.5m。本期采取降噪措施方案二时噪声预测结果见图3。

图2 国网1000kV变电站噪声模拟

图3 采取Box-in措施后国网1000kV变电站噪声模拟

采取Box-in措施后，噪声水平显著降低，西侧仍有部分区域未达标，需进一步采取降噪措施。考虑到实体围墙对噪声传播的阻挡作用，在方案二的基础上，将东侧和西侧围墙加高至5m，并设2m隔声屏障，将南侧围墙部分加高至5m，其余围墙仍为2.5m，得到新的噪声分析预测图如图4。

图4 采用高抗加Box-in设计平面图及噪声模拟

可以看出，采取方案二的改进措施，场界处噪声排放量均达标且不需设置控制区。按本期规模，噪声治理方案对比如表1。

表1 本期规模的噪声治理分析结果对比表

4 结语

根据以上分析可知，对于噪声值较高的噪声源，仅采取加高围墙和加设隔声屏障等控制其传播途径的措施，对噪声的控制效果不佳，而采用Box-in措施效果明显。

综合分析，本期规模按噪声达标设计的噪声控制措施为：高抗加Box-in，东侧和西侧围墙加高至5m+2m隔声屏障，南侧部分围墙加高至5m。此外，需要考虑拟建站址周围是否有医院、学校、机关、科研单位、住宅等敏感建筑物。且采取降噪措施后，场界噪声完全达标，无需设置噪声控制区。